Amigo lector,

Amigo lector,

Bienvenido a este blog dedicado a la Astronomía y a la Astrofotografía, dos de mis grandes pasiones. Aquí podrás encontrar las noticias más recientes relacionadas con la Astronomía , así como mis últimos trabajos en fotografía astronómica. Quiero dedicar esta bitácora a la memoria de Carl Sagan, gran científico y excelente divulgador. Gracias a él varias generaciones de lectores y telespectadores se interesaron por la Astronomía en todo el mundo, hizo asequible a todos los públicos los conocimientos de la época sobre el cosmos y transmitió su pasión por la ciencia y el respeto al método científico.

______________________________________________________________________________________________________Jesús Canive

jueves, 20 de octubre de 2011

Descubiertos dos nuevos cúmulos globulares

Dos nuevos cúmulos globulares han pasado a engrosar la lista de 158 cúmulos globulares que se conocían hasta ahora en la Vía Láctea. El hallazgo se ha producido gracias a las nuevas imágenes obtenidas por el telescopio VISTA de ESO en el Observatorio Paranal, en Chile, como parte del programa de sondeo de la Vía Láctea  VVV (Vista Variables Vía Láctea). Este sondeo también ha detectado el primer cúmulo abierto ubicado más allá del centro de nuestra galaxia y cuya luz ha tenido que viajar a través del polvo y el gas que obscurecen el corazón de la Vía Láctea, para llegar hasta nosotros.
Imágen ESO
El deslumbrante cúmulo globular llamado UKS 1 domina el lado derecho de la primera de las nuevas imágenes en infrarrojo del telescopio de sondeo VISTA de ESO, en el Observatorio Paranal en Chile. Pero si dirigimos la mirada aún más lejos, encontraremos una sorpresa que permanecía escondida en este rico campo de estrellas: un tenue cúmulo globular. Es necesario mirar muy de cerca esta imagen para ver el otro cúmulo estelar llamado VVV CL001, visible como una pequeña colección de estrellas en la parte izquierda de la foto.
El mismo equipo ha encontrado un segundo objeto, conocido como VVV CL002. Es posible que esta pequeña y débil agrupación sea el cúmulo globular más cercano al centro de la Vía Láctea que se conoce. Descubrir un nuevo cúmulo globular en nuestra Vía Láctea es algo muy inusual. El último fue descubierto en 2010.
Además de cúmulos globulares, VISTA está encontrando muchos cúmulos abiertos, objetos mucho más comunes que los cúmulos globulares y que contienen menos estrellas y más jóvenes. Otro cúmulo anunciado recientemente, VVV CL003, parece ser un cúmulo abierto que se encuentra a unos 15 000 años-luz del centro. Este es el primer cúmulo de este tipo descubierto en el otro extremo de la Vía Láctea.
Los cúmulos recién descubiertos son tan tenues que no es extraño que hayan permanecido ocultos durante tanto tiempo; UKS 1,  era hasta hace unos pocos años el cúmulo globular más tenue que se conocía en la Vía Láctea. Debido a la absorción y el enrojecimiento de la luz estelar a causa del polvo interestelar, estos objetos sólo pueden ser observados en la luz infrarroja por lo que VISTA, el telescopio de sondeo más grande del mundo, es ideal para la búsqueda de este tipo de objetos.
Existe la interesante posibilidad de que VVV CL001 esté gravitacionalmente unido a UKS 1, lo que convertiría a estas dos agrupaciones estelares en el primer cúmulo globular binario de la Vía Láctea. Sin embargo, esto también podría ser sólo un efecto causado por la línea de visión, y que los cúmulos estén en realidad separados por una distancia inmensa.
Estas fotos de VISTA fueron creadas a partir de imágenes tomadas a través de los filtros J (en azul), H (en verde), y K (en rojo) en el infrarrojo cercano. El tamaño de las imágenes muestra sólo una pequeña fracción del campo completo de visión de VISTA.

Para más información: VISTA/ESO

domingo, 16 de octubre de 2011

Un tesoro en la Luna

Un mapa de la Luna que combina observaciones en longitudes de onda visible y ultravioleta muestra áreas ricas en titanio. El titanio no sólo es un valioso recurso en sí mismo sino que además resulta clave para desvelar los misterios del interior de la Luna. Los investigadores Mark Robinson y Brett Denevi, han presentado los resultados de la misión Lunar Reconnaissance Orbiter en la reunión conjunta del Congreso Europeo de Ciencias Planetarias y de la División de la Sociedad Astronómica Americana de Ciencias Planetarias.

Límite entre Mare Tranquilitatis y Mare Serenatis. El color más azulado del primero indica una mayor concentración de titanio en su superficie. Imágen: NASA/GSFC/Arizona State University.
Para el ojo humano, la superficie de la Luna se muestra en tonos grises, sin embargo, con los instrumentos adecuados, la Luna puede verse en color. Los mares aparezcan de color rojizo en algunos lugares y azul en otros. Estas variaciones de color, por sutiles que sean, nos dicen cosas importantes sobre la química y la evolución de la superficie lunar. Indican, por ejemplo, la presencia de titanio y la abundancia de hierro, así como la madurez del suelo lunar.

El equipo de Robinson ha construido un mosaico de alrededor de 4.000 imágenes recogidas durante más de un mes. La concentración más alta de titanio en rocas similares de la Tierra es de alrededor de un uno por ciento o menos. El nuevo mapa muestra que en los mares, la concentración de titanio va desde el uno por ciento a un poco más del diez por ciento.

"Todavía no entiendo por qué encontramos una concentración mucho mayor de titanio en la Luna en comparación con el mismo tipo de rocas en la Tierra. Esta abundancia de titanio nos dice algo acerca de las condiciones en el interior de la Luna poco después de su formación, y este conocimiento resulta de gran valor para que los geoquímicos puedan entender la evolución de la Luna ", afirma Robinson.

Imágen: NASA/GSFC/Arizona State University.
El  titanio se encuentra principalmente en el mineral ilmenita, un compuesto que contiene hierro, titanio y oxígeno. Futuros mineros que vivieran y trabajaran en la Luna podrían extraer estos elementos a partir de ilmenita. Además, los datos del Apolo muestran que los minerales ricos en titanio son más eficientes en la retención de las partículas del viento solar, como el helio y el hidrógeno. Estos gases también proporcionarían un recurso vital para futuros habitantes humanos en colonias lunares.

El nuevo mapa es una herramienta valiosa para la planificación de la exploración lunar. Futuras expediciones podrían visitar lugares tanto con valor científico como con un alto potencial de recursos que pueden ser utilizados para apoyar las actividades de exploración.

Los nuevos mapas también arrojar luz sobre los cambios del clima en la superficie lunar. Con el tiempo, los materiales de la superficie se ven alterados por el impacto de las partículas cargadas del viento solar y por los impactos de micrometeoritos. En conjunto, estos procesos pulverizan la roca y alteran la composición química de la superficie y por lo tanto alteran también su color. Las rocas expuestas recientemente, como las que pueden observarse alrededor de los cráteres de impacto, parecen más azules y tienen una mayor reflexión. Con el tiempo este material "joven" se oscurece y se enrojece, desapareciendo en el fondo, en unos 500 millones de años.

Los efectos del clima aparecen mucho más fácilmente en el ultravioleta que en longitudes de onda visible o infrarroja. En los mosaicos ultravioleta, incluso cráteres que se creía eran muy jóvenes parecen ser relativamente maduros. Sólo pequeños cráteres de muy reciente formación se muestran como regolitos frescos expuestos en la superficie.

Los mosaicos también han dado importantes pistas sobre por qué los remolinos lunares -formaciones sinuosas asociadas a los campos magnéticos en la corteza lunar- son altamente reflectantes. Los nuevos datos sugieren que el campo magnético desvía el viento solar cargado, retardando el proceso de maduración del remolino. El resto de la superficie de la Luna, que no se beneficia del escudo protector de un campo magnético, es erosionado más rápidamente por el viento solar. Este resultado puede sugerir que el bombardeo de partículas cargadas puede ser más importante que los micrometeoritos en la formación de la superficie de la Luna.


Para saber más: Europlanet


jueves, 13 de octubre de 2011

El mensajero de Mercurio

Han transcurrido ya seis meses de acumulación de datos transmitidos por la nave Messenger en órbita en torno a Mercurio.  Estos datos permiten la investigación de las propiedades físicas de este planeta y ayudan a la comunidad científica a comprender los diversos tipos de planetas rocosos que pueden existir en el Universo.


Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Estos seis meses de observación representan un día de mercurio, es decir, una rotación completa en torno a su eje. Los hallazgos basados en estos datos se han presentado el  pasado 5 de octubre de 2011, en la reunión conjunta del Congreso Europeo de Ciencias Planetarias y de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana en Nantes, Francia. 

Después de tres sobrevuelos de Mercurio con éxito, la nave espacial Messenger entró en órbita alrededor del planeta más interno del sistema solar el 18 de marzo de 2011. La fase orbital de la misión permite tener, por primera vez, una perspectiva global de la geología del planeta, la composición de su superficie, la topografía, la gravedad, la exosfera, la magnetosfera, y la interacción con el viento solar.

El estudio de Mercurio puede ayudar a los astrobiólogos a entender la diversidad de cuerpos rocosos que potencialmente existen en el Universo. Esta información es importante para determinar dónde buscar planetas habitables. Mercurio también puede dar pistas sobre cómo se formó y evolucionó nuestro propio planeta, la Tierra, hasta convertirse en el mundo habitable que hoy conocemos.

El campo magnético de Mercurio

El campo magnético y la gravedad de Mercurio son las claves principales de la estructura interna del planeta, que a su vez contribuyen al desarrollo de teorías generales de cómo se forman y evolucionan los planetas. Los datos orbitales revelan que el campo magnético de Mercurio está desplazado hacia el norte, en casi un 20% de su radio. En relación con su tamaño, este desplazamiento es mucho mayor que el de cualquier otro planeta, y supondrá un gran reto explicarlo desde un punto de vista teórico.


Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Este hallazgo tiene varias implicaciones para otros aspectos de Mercurio ya que el campo magnético en el hemisferio sur debe ser mucho más débil que en el norte. Es decir, en el polo norte geográfico, el campo magnético debe ser aproximadamente 3,5 veces mayor que en el polo sur.

El campo magnético es el resultado del movimiento relativo entre las capas internas del planeta, que al desplazarse unas sobre otras generan un potente campo de forma similar al producido por una dinamo. La gran diferencia en la intensidad de campo presente en la superficie entre el norte y el sur implica que las partículas energéticas, el viento solar, y los electrones de alta energía impactarán preferentemente en la superficie en del sur del planeta, y esta situación debe llevar a asimetrías, tanto en las fuentes de los átomos, iones y moléculas de la exosfera de Mercurio como en la decoloración de la superficie por el bombardeo de partículas cargadas , que tendrían más fuerza en el sur.

La exosfera de Mercurio

Mercurio está rodeado por una exosfera tenue de gas, generada y mantenida por la interacción del medio ambiente espacial con la superficie del planeta. La medición de la composición y estructura de la exosfera da una idea de cómo el medio espacial modifica las capas exteriores del planeta.

Las observaciones realizadas durante los sobrevuelos y las órbitas en torno a Mercurio,  indican que el conocimiento actual de la naturaleza de la exosfera de este planeta es incompleto.  Los datos muestran que la concentración obtenidas de los principales constituyentes de la atmósfera de Mercurio, el sodio, el magnesio y el calcio, está condicionada por los procesos de pérdida y por la zona en la que se obtienen los datos -diferencia día/noche-.

Antes del Messenger, la teoría más extendida sugería que el viento solar y la radiación proyectan los materiales de la atmósfera desde el lado diurno a la zona no iluminada por el Sol. Las mediciones de la nave Messenger indican que el magnesio y el calcio en la región de la cola son mucho más abundantes de lo que cabría esperar si se hubieran producido de esta manera.

Los nuevos modelos de campo magnético, derivados de los datos del magnetómetro de la Messenger, indican que el campo intrínseco del planeta se puede acoplar con el campo interplanetario de forma que dirija los iones del viento solar hacia la cara nocturna, proyectando material de la superficie no iluminada. Sin embargo, esa fuente es demasiado débil para explicar las concentraciones observadas. El calcio también muestra una mayor concentración inexplicable en el ecuador cerca del amanecer, un patrón que parece ser una característica constante en la exosfera. Estos aumentos no se observan en el magnesio, que es químicamente similar al calcio.

Evolución de la composición geológica de Mercurio

Tras el primer día de Mercurio, la nave casi ha completado dos de sus principales tareas cartográficas: un mapa en blanco y negro con una resolución de 250 metros por píxel y otro en ocho colores a 1 kilómetro por pixel. Aparte de pequeñas lagunas, que se completarán durante el próximo día solar, estos mapas cubren todo el planeta bajo condiciones de iluminación uniforme, ideal para evaluar las características de la superficie de Mercurio, así como el color y variaciones en la composición de todo el planeta.


Imagen: Courtesy of Science/AAAS

Los sobrevuelos de Mercurio de las naves Messenger y Mariner 10 muestran amplias llanuras en todo el planeta. Había fuertes evidencias de un origen volcánico de muchas de estas llanuras, lo que indicaba que el vulcanismo ha jugado un papel importante en la formación de la corteza de Mercurio, pero quedaban grandes regiones del planeta sin cartografiar, y el origen de muchas zonas era ambiguo hasta ahora.

Con las imágenes obtenidas, así como las imágenes de alta resolución obtenidas de determinadas zonas, ahora podemos empezar a evaluar el origen de los llanos a escala planetaria, y cuando se combinan con los datos del espectrómetro de rayos X, también podemos analizar la variación de su composición. Se ha encontrado que las rocas volcánicas dominan gran parte de la corteza de Mercurio, incluso en regiones que son geológicamente complejas y donde los cráteres de impacto han destruido muchas de las características de la superficie original.

Variación en el reflejo de la superficie

Durante estos seis meses de observación, distintos instrumentos y espectrómetros han escaneado la atmósfera y la superficie de polo a polo, abarcando todas las longitudes de onda. Se han observado todas las grandes estructuras geológicas desde las grandes cuencas a los más pequeños y recientes cráteres. Considerando el sistema dual de imágenes de Mercurio destaca la morfología y las características generales del color de estos materiales, que revelan más detalles de las propiedades reflectantes de los materiales de la superficie.

Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Una de las grandes sorpresas es la aparente falta de hierro en los silicatos de las rocas en la superficie del planeta. En la formación de silicatos, la materia prima de la mayoría de cortezas planetarias, el hierro aparece en longitudes de onda infrarroja, pero estas características de absorción están ausentes en el espectro de Mercurio.

Sin embargo las variaciones en la radiación ultravioleta puede reflejar tanto el contenido de hierro como el tipo de rocas que contienen este mineral y podrían mostrar trazas de otros materiales, tales como el azufre, que tienen también firmas características en el espectro ultravioleta. Otros instrumentos de la nave corroboran la abundancia de hierro en bajas concentraciones cerca de la superficie así como la presencia de azufre. Se trata por tanto de correlacionar los hallazgos de todos los instrumentos, por lo que será de gran interés el análisis de los datos puede aportar la nave Messenger en el futuro. Seguiremos atentos.



Para saber más: MESSENGER - NASA

martes, 11 de octubre de 2011

Los secretos de Minerva


Desde el descubrimiento de sus dos lunas, el triplete de asteroides Minerva ha sido objeto de estudio con todo tipo de telescopios, en un intento por desvelar los secretos de este intrigante sistema de asteroides. Una campaña llevada a cabo por múltiples telescopios ha revelado que Minerva es muy redondo para ser un asteroide, y que tiene una estructura posiblemente única.

Las flechas indican la posición de las lunas en trono a Minerva. Crédito: F Marchis, SETI Institute.
La campaña para "pesar" el asteroide y obtener su densidad así como otras características, ha sido llevada a cabo por un equipo internacional de astrónomos planetarios liderado por Franck Marchis, investigador del Centro Carl Sagan del Instituto SETI. Marchis informó sobre sus hallazgos en la Reunión Conjunta EPSC-DPS 2011 en Nantes, Francia.

Minerva es el cuarto asteroide situado en el cinturón principal, que se sepa tienen dos lunas. Con un diámetro de 156 kilómetros y dos pequeñas lunas de 5 km cada una, este sistema triple orbita alrededor del Sol entre Marte y Júpiter. Las dos lunas fueron descubiertas en 2009 por este mismo equipo usando el telescopio Keck II. Los otros tres asteroides triples del cinturón principal son 87 Sylvia (descubierto en 2005),  45 Eugenia (2006), y 216 Cleopatra (2008). 

"Muy poco se sabe acerca de Minerva, aparte de la órbita del asteroide alrededor del Sol y una estimación aproximada de su tamaño y forma. Poco después del descubrimiento de sus dos lunas, nuestro grupo se centró en un nuevo análisis de los datos anteriores de telescopios terrestres y espaciales, y la organización de una campaña de observaciones para entender mejor la naturaleza de este intrigante asteroide ", ha declarado Marchis.

Posición de Minverva observada por IRAS. Crédito: F Marchis, SETI Institute.
"Dieciocho meses después del descubrimiento de las lunas con el telescopio de 10 metros Keck II, solicitamos tiempo de observación con el telescopio super-LOTIS, un pequeño telescopio robotizado de 60 cm situado en Kitt Peak, para afinar el periodo de giro y la forma del gran asteroide de 156 kilómetros", declara Descamps, astrónomo en el Instituto de Mecánica Celeste y de Calculo de Efemérides en París.

Estos nuevos resultados de la forma de Minerva se han obtenido por la combinación de datos ópticos registrados en los últimos 30 años, las imágenes de alta resolución del sistema de óptica sofisticada disponible en el Observatorio Keck, y el resultado de una ocultación estelar observada por astrónomos estadounidenses amateurs el 24 de diciembre de 2010.

La existencia de  lunas alrededor de un asteroide es un medio directo de medir la masa del sistema, si se conoce el tamaño del asteroide central, se puede deducir su densidad. En el caso de Minerva fue posible determinar el tamaño del asteroide de dos maneras diferentes: mediante el análisis del caso de ocultación estelar observada el 24 de diciembre de 2010, y por un nuevo análisis de los datos archivados del telescopio espacial infrarrojo IRAS obtenidos en 1983. Ambos métodos indican que Minerva tiene un diámetro de alrededor de 156 km. Asumiendo una composición similar a las lunas y asteroides, y utilizando la óptica adaptativa, las observaciones desde el telescopio Keck, el equipo de astrónomos han llegado a la conclusión de que las lunas son muy pequeñas: alrededor de 5 km de diámetro.

Partiendo de la forma, tamaño y masa del asteroide, se puede calcular una densidad de 1,9 gramos por centímetro cúbico. Minerva parece ser un tipo primitivo de asteroides conocidos como condritas carbonáceas. Suponiendo que tiene la misma composición que los meteoritos de condrita carbonácea más densos recogidos en la Tierra, su macroporosidad, o el porcentaje de espacio vacío, es de alrededor de 30 por ciento.

"Todos los grandes asteroides conocidos del cinturón principal que poseen una o varias lunas tienen porosidades grandes, posiblemente debido a que su interior está formado por un agregado de escombros", afirma Marchis. "Sin embargo Minerva tiene una densidad significativamente mayor que otros asteroides de carbono  en sistemas múltiples. Finalmente, se puede detectar diferencias sutiles en las composiciones de este tipo de asteroides, algo que sospechábamos desde el estudio de la composición de los meteoritos de condritas carbonáceas. Estos resultados pueden dar una idea, no sólo en la historia y la formación de sistemas múltiples de asteroides, sino también la estructura y el origen de los asteroides en general."

El asteroide 93 Minerva fue descubierto por JC Watson en 1867 en Ann Arbor, Michigan, y se le dio el nombre de Minerva, el equivalente romano de Atenea, la diosa de la sabiduría. Las lunas alrededor del asteroide 156 km orbitan a una distancia de 650 km y 380 km  en periodos de 58 horas y 27 horas, respectivamente (cerca del ecuador del primario y en órbitas circulares casi perfectas). Las lunas aún no han recibido nombre oficial.


Para saber más: Europlanet



sábado, 8 de octubre de 2011

Biografía de Albert Einstein



Nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Württemberg, Alemania.
Murió el 18 de abril de 1955 en Princeton, New Jersey, EE.UU.

Albert Einstein comenzó sus estudios escolares alrededor del año 1886 en Múnich. Recibió lecciones de violín desde los seis hasta los trece años y recibió educación religiosa en casa, donde estudió el judaísmo. Dos años más tarde se inscribió en el Instituto de Secundaria Luitpold, donde también recibió formación religiosa. Estudió matemáticas, en particular cálculo, comenzando alrededor de 1891.

En 1894 la familia Einstein se mudó a Milán pero Albert permaneció en Múnich. En 1895 Einstein suspendió un examen que le hubiese permitido estudiar para obtener un diploma como ingeniero en electricidad en la Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) en Zúrich. Einstein renunció a la ciudadanía alemana en 1896 y permaneció sin ciudadanía alguna durante varios años. Ni siquiera solicitó la ciudadanía suiza hasta 1899, la cual le fue concedida en 1901.

Después de suspender el examen de acceso a la ETH, Einstein cursó la enseñanza secundaria en Aarau, ya que planea utilizar esta ruta para entrar a la ETH en Zúrich. Mientras se encontraba en Aarau escribió un ensayo -por el cual sólo consiguió apenas poco más del cincuenta por ciento de la puntuación- en el cual escribió acerca de sus planes para el futuro:

Si tuviese la buena fortuna de pasar mis exámenes, iría a Zúrich. Permanecería ahí cuatro años para estudiar matemáticas y física. Me imagino a mí mismo convertido en un maestro en esas ramas de las ciencias naturales, escogiendo la parte teórica de ellas. He aquí las razones que me guían a este plan: Principalmente, mi inclinación por el pensamiento abstracto y matemático, y mi falta de imaginación y habilidad práctica.

En efecto, Einstein tuvo éxito con su plan al graduarse en 1900 como Profesor de Matemáticas y Física. Uno de sus amigos de la ETH era Marcel Grossmann, quien estaba en la misma clase que Einstein. Einstein trató de conseguir un puesto escribiendo a Hurwitz, quien le dio alguna esperanza de conseguir un puesto, pero no hubo resultados.  A tres de los compañeros de Einstein, incluyendo Grossmann, se les designó como adjuntos en la ETH en Zúrich, pero evidentemente Einstein no impresionó lo suficiente y en 1901 seguía escribiendo a las universidades con la esperanza de obtener un empleo, pero sin éxito.

Consiguió evitar el servicio militar suizo alegando que tenía pies planos y venas varicosas. Hacia la mitad del año de 1901 consiguió un trabajo eventual como maestro, enseñando matemáticas en la Escuela Secundaria Técnica en Winterthur. Alrededor de esta época escribió: 

He renunciado a la ambición de trabajar en una universidad ... 

Posteriormente consiguió otro puesto eventual dando clase en una escuela privada en Schaffhausen. Entonces el padre de Grossmann trató de ayudar a Einstein a conseguir un trabajo al recomendarlo al director de la Oficina de Patentes en Berna. Einstein fue designado como experto técnico de tercera clase.

Einstein trabajó en esta Oficina de Patentes desde 1902 hasta 1909, manteniendo el puesto eventual que se le designó en primera instancia, hasta que en 1904 este puesto se hizo de plantilla y en 1906 obtuvo un ascenso para convertirse en experto técnico de segunda clase.  Mientras trabajaba en la Oficina de Patentes de Berna completó una asombrosa variedad de publicaciones sobre física teórica, escritas en su tiempo libre y sin el beneficio del contacto cercano colegas o de literatura científica.

Einstein consiguió un doctorado de la Universidad de Zúrich en 1905 con la tesis: “Una nueva determinación de las dimensiones moleculares”. Dedicó su tesis a Grossmann.

En el primero de sus tres trabajos científicos, todos ellos producidos en 1905, Einstein examinó el fenómeno descubierto por Max Plank, de acuerdo con el cual la energía electromagnética producida por objetos emisores de radiación parecía ser despedida en cantidades discretas. La energía de estos cuantos era directamente proporcional a la frecuencia de la radiación. Esto parecía contradecir la teoría del electromagnetismo clásico, basada en las ecuaciones de Maxwell y en las Leyes de la Termodinámica, las cuales suponían que la energía electromagnética consistía de ondas, que podían contener pequeñas cantidades de energía. Einstein utilizó la hipótesis cuántica de Plank para describir la radiación electromagnética de la luz.

El segundo trabajo científico de Einstein de 1905 proponía lo que actualmente se llama la Teoría Especial de la Relatividad. Basó su nueva teoría en una reinterpretación del principio clásico de la relatividad, es decir, que las leyes de la física deberían tener la misma forma en cualquier marco de referencia dado. Como una segunda hipótesis fundamental, Einstein suponía que la velocidad de la luz permanecía constante en todos los marcos de referencia, tal como lo dictaba la teoría de Maxwell.

Más tarde, en 1905, Einstein demostró cómo la masa y la energía eran equivalentes. Einstein no fue el primero en proponer todos los componentes de la Teoría Especial de la Relatividad. Su contribución fue unificar partes importantes de la mecánica clásica y la electrodinámica de Maxwell.

El tercer trabajo científico de Einstein de 1905 se refería a mecánica estadística, un campo que había sido estudiado por Ludwig Boltzmann y Josiah Gibbs.

Después de 1905 Einstein continuó trabajando en las áreas antes descritas. Hizo importantes contribuciones a la Mecánica Cuántica, pero buscó extender la Teoría Especial de la Relatividad hacia los fenómenos relacionados con la aceleración. La clave apareció en 1907 con el principio de la equivalencia, en el cual se consideraba que la aceleración gravitatoria era indistinguible de la aceleración causada por fuerzas mecánicas. La masa gravitatoria era, por lo tanto, idéntica a la masa inercial.

En 1908 Einstein se convirtió en profesor en la Universidad de Berna después de haber sometido para aprobación su Tesis de Habilitación, Consecuencias para la constitución de la radiación derivadas de la ley de la distribución de la energía de los cuerpos obscuros. Al año siguiente se convirtió en catedrático de la Universidad de Zúrich, al haber renunciado a su trabajo como profesor así como al de la oficina de patentes, ambos en Berna.

Para 1909 Einstein era reconocido como un destacado pensador científico. Se le designó catedrático de tiempo completo en la Universidad Kart-Ferdinand en Praga en 1911. De hecho 1911 fue un año muy significativo para Einstein ya que fue capaz de hacer predicciones preliminares acerca de cómo parecería que un rayo de luz de una estrella distante, al pasar cerca del Sol, se desviaría ligeramente en la dirección del Sol. Esto sería altamente significativo ya que conduciría a la primera prueba experimental a favor de la teoría de Einstein.

Aproximadamente en 1912, Einstein comenzó una nueva fase de su investigación de la gravedad, con la ayuda de su amigo matemático Marcel Grossmann, al expresar su trabajo en función del cálculo tensorial de Tullio Levi-Civita y Gregorio Ricci-Curbastro. Einstein tituló su nuevo trabajo como la Teoría General de la Relatividad. Se mudó de Praga a Zúrich en 1912 para ejercer como catedrático en la ETH en Zúrich.

Einstein regresó a Alemania en 1914. No volvió a solicitar la ciudadanía alemana, pero sí aceptó un ofrecimiento impresionante. Se trataba de un puesto de investigación en la Academia Prusiana de las Ciencias junto con una cátedra (sin obligaciones de enseñanza) en la Universidad de Berlín. También se le ofreció la dirección del Instituto de Física Káiser Wilhelm en Berlín, que estaba a punto de establecerse.

Después de varios comienzos fallidos Einstein publicó, a fines de 1915, la versión definitiva de la Teoría General de la Relatividad. Justo antes de publicar este trabajo, ofreció una conferencia sobre la Relatividad General en Göttingen y escribió: 

Para mi gran alegría, tuve un éxito completo al convencer a Hilbert y Klein. 

De hecho, una semana antes de que Einstein completara su trabajo, Hilbert envió para su publicación un documento que contenía las ecuaciones de campo correctas de la Relatividad General.

Cuando en 1919 una expedición británica para estudio de eclipses confirmó sus predicciones, Einstein se convirtió en un ídolo de la prensa popular. El encabezado del London Times del 7 de noviembre de 1919 rezaba: 

Revolución en la ciencia - Nueva teoría del universo - Se echan por tierra ideas newtonianas 

En 1920 las conferencias de Einstein en Berlín se vieron alteradas debido a manifestaciones que, aunque se negaba oficialmente, eran casi seguramente anti-semitas. Durante este período se expresaban claramente fuertes sentimientos en contra de sus trabajos, a los cuales Einstein contestó por medio de la prensa citando a Lorentz, Plank y Eddington como partidarios de sus teorías y dejando en claro que ciertos alemanes los habrían atacado a ellos también si hubiesen sido: 

...un ciudadano alemán con o sin esvástica en vez de un judío con convicciones liberales internacionales... 

Durante 1921 Einstein hizo su primera visita a los EE.UU. El principal motivo era recaudar fondos para la planeada Universidad Hebrea de Jerusalén. Sin embargo, recibió la Medalla Barnard durante su visita y dio varias conferencias sobre la relatividad. Se dice que comentó al presidente de la conferencia que dio en un salón de actos en Princeton, que estaba abarrotado de gente: 

Nunca imaginé que tantos americanos estuvieran interesados en el análisis de los tensores.

Einstein recibió el Premio Nóbel en 1921 pero no por la relatividad sino más bien por su trabajo científico acerca del efecto fotoeléctrico en 1905. De hecho no estuvo presente en diciembre de 1922 para recibir el premio pues se encontraba de viaje en Japón. Alrededor de esta época hizo muchos viajes internacionales. Visitó París a principios de 1922 y durante 1923 fue a Palestina. Después de hacer su último gran descubrimiento científico acerca de la asociación de las ondas con la materia en 1924, hizo más viajes en 1925, esta vez a Sudamérica.

Entre otros honores recibidos por Einstein, están la Medalla Copley de la Royal Society en 1925 y la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society en 1926.

Niels Bohr y Einstein habrían de mantener un debate sobre la teoría cuántica que comenzó en el Congreso de Solvay de 1927. Plank, Niels Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger y Dirac acudieron a este evento además de Einstein. Einstein había rehusado dar una ponencia en el congreso: 

…apenas si objetó algo sin importancia acerca de la interpretación de la probabilidad … Después permaneció en silencio… 

En realidad, la vida de Einstein fue muy ajetreada y tuvo que pagar las consecuencias de trabajar demasiado cuando le sobrevino un colapso físico en 1928. Sin embargo, se recuperó totalmente gracias a que se tomó las cosas con calma durante 1928.

Para 1930 ya estaba haciendo visitas internacionales de nuevo, viajando a EE.UU. En una tercera visita a este país en 1932 recibió una propuesta para un puesto en Princeton. La idea era que Einstein pasara siete meses del año en Berlín y cinco en Princeton. Einstein aceptó y abandonó Alemania en diciembre de 1932 con destino a EE.UU. Un mes después los nazis subieron al poder en Alemania y Einstein nunca más regresaría ahí.

Durante 1933 Einstein viajó a Europa visitando Oxford, Glasgow, Bruselas y Zúrich. Las mismas ofertas para puestos académicos que había encontrado tan difícil de obtener en 1901 ahora le llovían. Recibió ofrecimientos en Jerusalén, Leiden, Oxford, Madrid y París.

Lo que originalmente sería una visita se convirtió en algo permanente en 1935 cuando solicitó y le fue otorgada la residencia permanente en los EE.UU. Su trabajo en Princeton pretendía unificar las leyes de física. Sin embargo, estaba atacando problemas de gran profundidad y escribió: 

Me he encerrado a mí mismo dentro de problemas científicos sin esperanza - aún más, ya que, siendo una persona mayor, he permanecido distanciado de la sociedad de aquí... 

En 1940 Einstein se convirtió en ciudadano de EE.UU. pero decidió mantener también su ciudadanía suiza. Hizo muchas contribuciones por la paz durante su vida. En 1944 hizo una contribución a favor de la campaña solidaria de la población civil durante la guerra al escribir a mano su trabajo científico de 1905 sobre la relatividad especial y ponerlo en subasta. Se subastó en seis millones de dólares; actualmente el manuscrito se encuentra en la Biblioteca del Congreso.

Hacia 1949 Einstein se encontraba en mal estado de salud. Una temporada en el hospital le ayudó a recuperarse pero comenzó a prepararse para la muerte al redactar su testamento en 1950. Legó sus documentos científicos a la Universidad Hebrea en Jerusalén, una universidad para la cual había recaudado fondos en su primera visita a los EE.UU., sirvió como gobernador de la universidad entre 1925 y 1928 y rechazó una oferta para un puesto en ella en 1933 ya que era muy crítico con su administración.

Todavía había un evento de importancia fundamental por suceder en su vida. Tras la muerte del primer presidente de Israel en 1952, el gobierno israelita decidió ofrecer a Einstein el puesto como el segundo presidente del país. Él declinó la oferta, aunque fue un hecho embarazoso; le fue difícil rehusar puesto por miedo a causar ofensa.

Una semana antes de su fallecimiento, Einstein firmó su última carta. Era una carta dirigida a Bertrand Russell en la cual estuvo de acuerdo en que su nombre debería aparecer en un manifiesto exhortando a todas las naciones a que renunciaran a las armas nucleares. Es digno de elogio que una de sus últimas acciones fuera el pronunciarse, como lo había hecho durante toda su vida, por la paz internacional.

Einstein fue incinerado en Trenton, New Jersey, a las 4 de la tarde del 18 de abril de 1955 (el día de su fallecimiento). El lugar donde se esparcieron sus cenizas no fue revelado.



Artículo: J J O'Connor y E F Robertson
MacTutor History of Mathematics
Traducción: Jesús Canive

miércoles, 5 de octubre de 2011

ALMA abre los ojos


El observatorio astronómico terrestre más complejo del mundo, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ha iniciado oficialmente su andadura y ya se encuentra a disposión de los astrónomos. El complejo cuenta con 66 antenas de radio, por ahora ubicadas a solo 125 metros de distancia entre sí, aunque su separación máxima puede alcanzar los 16 kilómetros.  El observatorio se encuentra a 5000 metros de altura en el llano de Chajnantor, en el norte de Chile. Pese a estar aún en construcción, ALMA ya es el mejor telescopio de su clase, como lo demuestra la extraordinaria cantidad de astrónomos que ha solicitado tiempo de observación.

Primera imagen de ALMA. Imagen: ESO
La primera imagen que ha proporcionado este telescopio, ofrece una vista del Universo imposible de obtener con los telescopios que observan luz visible e infrarroja. Miles de científicos de todo el mundo han competido para estar entre los primeros investigadores que podrán explorar algunos de los más oscuros, fríos y ocultos secretos del cosmos con esta nueva herramienta astronómica.

El complejo ALMA capta la luz del Universo en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, aproximadamente mil veces más largas que las longitudes de onda de luz visible. La observación de estas longitudes de onda largas permite a los astrónomos estudiar objetos muy fríos, como las densas nubes de polvo cósmico y gas donde se forman estrellas y planetas, así como objetos muy distantes en el Universo primitivo.

ALMA es completamente diferente de los telescopios ópticos e infrarrojos. Es un conjunto de antenas interconectadas que funcionan como un solo telescopio gigante, capaz de detectar longitudes de onda mucho más largas que la luz visible. Por lo tanto, las imágenes que capta son bastante distintas a las que conocemos. 

Alguna de las antenas del conjunto ALMA. Imagen: ESO
El equipo de ALMA ha trabajado intensamente en los últimos meses probando los sistemas del observatorio, preparándose para la primera ronda de observaciones científicas conocida como Ciencia Inicial. Uno de los resultados de estas pruebas es la primera imagen publicada por ALMA, si bien falta mucho para que el telescopio alcance todo su potencial. La mayoría de las observaciones utilizadas para crear esta imagen de las galaxias de las Antenas se obtuvo usando solo 12 antenas interconectadas —muchas menos de las que se usarán para las primeras observaciones científicas— y con separaciones mucho menores entre ellas, por lo cual no es más que un atisbo de lo que está por venir. A medida que el observatorio crezca y se vayan incorporando nuevas antenas, aumentará exponencialmente la precisión, eficiencia y calidad de sus observaciones.

Las galaxias de las Antenas son un dúo de galaxias en colisión con formas extraordinariamente distorsionadas. Mientras la observación en luz visible permite ver las estrellas de las galaxias, ALMA revela objetos invisibles en esa longitud de onda, como las densas nubes de gas frío donde se forman las estrellas.

Se han descubiert concentraciones masivas de gas no solo en el corazón de ambas galaxias, sino también en la caótica zona donde entran en colisión. Allí, la cantidad de gas supera en miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, lo que constituye una rica reserva de material para las futuras generaciones de estrellas. Este tipo de observaciones abren una nueva ventana en el Universo submilimétrico, y serán vitales para ayudarnos a comprender cómo las colisiones de galaxias pueden provocar el nacimiento de estrellas. Este es sólo un ejemplo de cómo ALMA revela partes del Universo que no pueden ser observadas por los telescopios ópticos e infrarrojos.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una alianza entre Europa, Norteamérica y Asia del Este en colaboración con la República de Chile. ALMA es financiado en Europa por el Observatorio Europeo Austral (ESO); en Norteamérica por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de la Ciencia (NSC) de Taiwán, y en Asia del Este por el Instituto Nacional de Ciencias Naturales de Japón (NINS, en colaboración con la Academia Sinica de Taiwán. La construcción y operaciones de ALMA son dirigidas en nombre de Europa por ESO, en nombre de Norteamérica por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), administrado a su vez por Associated Universities, Inc. (AUI), y en representación de Asia del Este por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).


Para saber más: ESO, ALMA


martes, 4 de octubre de 2011

Ondas gravitatorias, los sonidos del Universo


En 1918 Albert Einstein predijo su existencia, hoy, casi un siglo después, se construyen detectores en Australia, Estados Unidos, Europa y Japón para detectar su presencia. Las ondas gravitatorias, pequeñas ondulaciones en el entramado espacio-tiempo, son consideradas por muchos los sonidos del Universo. Así como el sonido complementa la visión en nuestra vida diaria, las ondas gravitatorias complementan la visión del Universo que nos proporcionan los telescopios.

Modelo de la emisión de ondas gravitatorias porducidas por la colisión de dos agujeros negros. Imagen: MPI for Gravitational Physics/W.Benger-ZIB

Cualquier movimiento produce ondas gravitatorias, pero una señal lo suficientemente fuerte para que pueda ser detectada requiere el movimiento de grandes masas a velocidades extremas. El principal candidato es la fusión de dos estrellas de neutrones: dos cuerpos, cada uno con una masa comparable a la masa de nuestro sol, girando en espiral una alrededor de la otra fusionándose finalmente a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Estos sucesos son raros, y se producen una vez cada cientos de miles de años dentro de una galaxia. Por lo tanto, para detectar una señal en el periodo de nuestra vida, los detectores deben ser lo suficientemente sensibles como para detectar señales a una distancia de mil millones de años luz de la Tierra. Esto plantea un reto tecnológico enorme. A tales distancias, la señal de las ondas gravitatorias sonaría como un leve golpe en la puerta cuando el televisor está funcionando y suena el teléfono al mismo tiempo.

Son muchas las fuentes de ruido que interfieren, desde el ruido producido por un movimiento sísmico hasta una ola del mar. ¿Cómo podemos saber que hemos detectado una onda gravitatoria procedente del espacio en lugar de caída de un árbol o el ruido de un camión?

Los astrónomos llevan años buscando una señal electromagnética luminosa que vaya acompañada o seguida de ondas gravitatorias. Esta señal nos permitiría "mirar a través de la mirilla" después de oír el leve golpe en la puerta, y comprobar que efectivamente "alguien" está ahí. En un artículo publicado recientemente en la revista Nature, el Profesor Tsvi Piran, Schwarzmann de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y el Dr. Ehud Nakar de la Universidad de Tel Aviv, describen haber encontrado eso precisamente.

Se han dado cuenta de que, durante la fusión de dos estrellas de neutrones, el material interestelar circundante sería eyectado a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El calor generado durante este proceso se irradia en forma de ondas de radio. Las fuertes emisiones de radiofrecuencia resultantes, durarían unos pocos meses y serían detectables con los radiotelescopios actuales a mil millones de años luz de distancia.

Lógicamente, la búsqueda tras una señal de radio se llevaría a cabo después de una detección. Sin embargo, incluso antes de que estén operativos los detectores de ondas gravitatorias, cosa que se espera suceda en 2015, los radioastrónomos ya están dedicados a la búsqueda de estas fuertes emisiones de radiofrecuencia.

Nakar y Piran señalan en su artículo que una señal de radio transitoria no identificad observada en 1987 por Bower et al., tiene todas las características de un brote de radio y de hecho puede haber sido la primera detección de una fusión de estrellas binarias de neutrones.


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