viernes, 17 de junio de 2011

¿ Podemos viajar al futuro sin envejecer?



Viajar al futuro no tiene, en realidad, nada de particular. El tiempo fluye siempre en la misma dirección y sólo tenemos que sentarnos a esperar a que el futuro llegue hasta nosotros. Sin embargo, ese viaje puede ser un poco largo para una vida humana.

Si queremos conocer lo que sucederá mañana, sólo tenemos que tener un poco de paciencia, pero la cuestión se complica si queremos ver a nuestros tataranietos y parece fuera de toda posibilidad contemplar nuestra civilización dentro de mil años. El efecto relativista de la dilatación del tiempo nos ofrece, al menos teóricamente, la posibilidad de viajar al futuro evitando envejecer. Veamos algunos métodos propuestos para lograrlo:




Utilización de cilindros rotatorios gigantescos

Otra teoría, desarrollada por el físico Frank J. Tipler, implica un cilindro rotatorio. Si un cilindro es lo suficientemente largo y denso, y gira lo suficientemente rápido en relación a su eje longitudinal, entonces una nave que volara alrededor del cilindro en una trayectoria espiral podría viajar atrás en el tiempo (o hacia adelante, dependiendo del sentido del movimiento de la nave). Sin embargo, la longitud, la densidad y la velocidad requerida son tan grandes que la materia ordinaria no es suficientemente fuerte para construirla.





Utilización de los agujeros de gusano

Una máquina de viaje temporal propuesta que utilice un agujero de gusano funcionaría (hipotéticamente) de la siguiente manera: se crea de alguna manera un agujero de gusano. Un extremo del túnel es acelerado a una velocidad cercana a la de la luz, quizás con una nave espacial avanzada, y entonces se regresa de vuelta al punto de origen. Debido a la dilatación temporal (debida a la velocidad), el extremo acelerado del túnel ha envejecido menos que el extremo estacionario (desde el punto de vista de un observador externo).

Una limitación significativa de tal máquina es que sólo es posible viajar hacia el pasado en el punto inicial cuando fue creada la máquina; en esencia, se considera más como un pasaje a través del tiempo que un dispositivo que se mueve a través del tiempo: no permite que la propia tecnología en sí misma viaje a través del tiempo.

Esto puede permitir una explicación alternativa a la paradoja de Hawking: algún día se podrá construir una de estas máquinas al pasado, pero todavía no han sido construidas, por lo que los turistas temporales nunca podrán llegar a nuestro presente.

Crear un agujero de gusano de un tamaño apropiado para una nave macroscópica, mantenerlo estable y mover uno de sus extremos con la nave requeriría un nivel significativo de energía en un orden mucho mayor que la cantidad de energía que un sol como el nuestro puede generar en todo su periodo de vida.





Utilización de una cuerda cósmica

Se puede construir un dispositivo similar a partir de una cuerda cósmica, que es un tipo de materia exótica especial, cuya existencia es postulada hipotéticamente en diversas teorías físicas especulativas. Las energías involucradas para interactuar con ellas serían probablemente prohibitivamente altas y seguramente constituirían una posibilidad tecnológicamente inviable.

El dispositivo mediante cuerdas cósmicas propuesto por Richard Gott se basa en la solución de las ecuaciones de la relatividad general para ese tipo de materia exóticas. De acuerdo con el esquema de Gott serían necesarias dos cuerdas cósmicas moviéndose en direcciones opuestas. Al seguir una trayectoria cerrada que rodee las cuerdas se logra el viaje en el tiempo. Una característica notable de esta solución es que el viaje en el tiempo es sólo posible para los observadores dentro de una cierta región del espacio-tiempo. Una vez las cuerdas se han alejado lo suficiente el mecanismo ya no puede ser usado para realizar un viaje en el tiempo.





Utilización de un núcleo atómico pesado

El físico y escritor de ciencia ficción, Robert L. Forward sugirió que una aplicación ingenua de la relatividad general a la mecánica cuántica permitiría construir una máquina del tiempo. Un núcleo atómico pesado situado dentro de un fuerte campo magnético podría alargarse hasta formar un cilindro, cuya densidad y rotación serían suficientes para viajar en el tiempo. Los rayos gamma proyectados podrían permitir enviar información (aunque no materia) de regreso al pasado. Sin embargo, él precisó que hasta que no tengamos una sola teoría que combine la relatividad y la mecánica cuántica, no tendremos idea si tales especulaciones son absurdas.





Utilización del envolvimiento cuántico

Los fenómenos de la mecánica cuántica tales como el teletransporte cuántico, la paradoja EPR (nombrada por las iniciales de Albert Einstein, B. Podolsky y Nathan Rosen), o envolvimiento cuántico puede parecer que genera un mecanismo que permite la comunicación FTL (faster than light: más rápida que la luz) o viaje temporal. De hecho algunas interpretaciones de la mecánica cuántica (tales como la interpretación de Bohm) presumen que las partículas intercambian información de manera instantánea para poder mantener la correlación entre ellas. Einstein se refería a este efecto como la “espeluznante acción a distancia”.

Curiosamente, las reglas de la mecánica cuántica parecen impedir la transmisión de información útil por estos medios, y por lo tanto parece que no “permitiera” el viaje en el tiempo o la comunicación FTL. Este hecho es exagerado y mal interpretado por cierto tipo de libros y revistas de pretendida divulgación científica acerca de los experimentos de teleportación. En la actualidad, la manera en que trabaja la mecánica cuántica para mantener la causalidad es un área muy activa de investigación científica.





Utilización de líneas temporales cerradas

Algunas soluciones exactas de las ecuaciones de Einstein describen espacios-tiempo que contienen líneas temporales cerradas lo cual permite en teoría que ciertos observadores al viajar sobre ellas hacia el "futuro" después de un cierto tiempo cíclico vuelvan al mismo punto del que partieron. De hecho en esas soluciones no existe una manera consistente de distinguir entre pasado y futuro, porque no son orientables temporalmente.

Una de estas soluciones es el universo de Gödel, que describe un tipo de universo que no se parece al nuestro. De hecho algunos físicos dudan que el universo de Gödel y otras soluciones que contienen curvas temporales cerradas sean descripciones físicamente adecuadas de algún tipo de universo, aún cuando satisfacen las ecuaciones de campo de Einstein. Nótese que este método de viaje en el tiempo sólo es posible en universos que tengan de por sí cierta estructura, pero en general no sería posible modificar esas condiciones para viajar a cualquier punto del pasado ni modificar las trayectorias posibles que llevan a algunos puntos del "pasado".

Otro teórico de estas estructuras especiales es el estadounidense John Richard Gott, quien postula un universo inflacionario que generaría brotes de nuevos universos; una de esas ramas podría curvarse hacia atrás en un bucle convirtiéndose en su propio origen.

El Sistema solar contiene mas agua de la esperada.



El descubrimiento de pequeñas cantidades de agua helada y sustancias orgánicas complejas en los asteroides 65 Cybele y 24 Themis, unido al hecho de que se encuentren en una misma región, sugiere que nuestro Sistema Solar contiene más agua de lo que se estimaba anteriormente. Así, quienes defienden que el agua llegó a la Tierra a través de asteroides helados y cometas que chocaron contra el planeta, tienen una nueva evidencia con la que trabajar.


Cybele es el segundo objeto de estas características observado en el cinturón de asteroides ubicado entre Marte y Júpiter, tras el descubrimiento de hielo de agua y orgánicos en la superficie de 24 Themis. La presencia de estos materiales en sendos asteroides, observados por el mismo equipo, sugiere además que los cuerpos que están en la región interna del Sistema Solar (a distancias menores que la distancia a Júpiter) contienen más agua de lo que se pensaba hasta el momento.



En la margen superior derecha se puede observar el paso del asteroide 65 Cybele.



A poco menos de 479 millones de kilómetros de la Tierra (3,4 unidades astronómicas), el anillo de asteroides entre Marte y Júpiter está compuesto de material que nunca llegó a acumularse para formar un planeta debido a las perturbaciones gravitatorias que ejerce Júpiter sobre esa zona. Los cuerpos, asteroides en su mayor parte, tienen una composición muy diversa (desde arcillas a minerales como feldespatos y metales como hierro y níquel) a la que hay que añadir agua y moléculas orgánicas. "Al igual que 24 Themis, 65 Cybele está cubierto por una capa fina y granulada de silicatos anhídridos mezclados con pequeñas cantidades de hielo de agua y sustancias orgánicas complejas".

Por su composición, 65 Cybele forma parte de la categoría de asteroides primitivos. "Los silicatos que lo forman no han sido modificados significativamente desde el inicio del Sistema Solar", apuntan los astrofísicos.



Asteroides más importantes en el cinturón de asteroides ubicado entre Marte y Júpiter.

"Se ha detectado agua en casi todos los cuerpos que hay a partir de Júpiter. Lo particular del hallazgo es que se ha encontrado hielo a una distancia relativamente próxima a nuestro planeta, unas tres unidades astronómicas (más de 448 millones de kilómetros de la Tierra). Pero, sin duda, lo relevante es que se ha detectado agua en asteroides", señala el investigador del IAC. Y añade: "Conocíamos que Ceres, también ubicado en el Cinturón de Asteroides, tiene agua en el interior. Pero Ceres es un cuerpo atípico, un planeta enano, que ha sobrevivido con la misma forma que tenía hace más de 4.000 millones de años".

El hallazgo de hielo de agua y de orgánicos en la superficie de 65 Cybele y 24 Thermis es el principio de la que puede ser una larga lista de asteroides con presencia de agua helada en su superficie. "Es muy probable que un gran número de los miles y miles de asteroides que están a más de tres unidades astronómicas de la Tierra tengan hielo de agua, por lo que es de esperar que se descubran muchos más con un contenido significativo de agua y orgánicos en sus superficies", subraya el investigador del IAC.

Además de agua, sendos asteroides albergan en su composición compuestos que parecen corresponderse con moléculas complejas de orgánicos, tanto aromáticos como alifácticos. "La existencia de agua en los asteroides, unido a los componentes orgánicos sugiere que buena parte del agua y de los elementos orgánicos terrestres provienen de asteroides que han chocado con la Tierra. Se trata de los pilares sobre los que se construyó la vida en nuestro planeta", concluye Licandro.

domingo, 12 de junio de 2011

Una lluvia de gemas en Orión.-



Imagínate la escena. Te encuentras en la constelación de Orión, frente a una lejana protoestrella en formación que, una vez culmine su fase embrionaria, será similar a nuestro Sol.

En ese punto observas al astro en formación , llamado HOPS-68, que aparece rodeado de la típica nube de gas y polvo en fase de colapso, y de pronto - como en un cuadro surrealista - aprecias diminutos cristales de un mineral verde llamado olivina cayendo en las regiones exteriores de la protestrella, cual lluvia de joyas.

Eso precisamente es lo que por primera vez, han observado los astrónomos mediante el telescopio espacial Spitzer de la NASA.

Y el debate ha comenzado. ¿Cómo han llegado esos cristales allí?
Los principales sospechosos son los choros de gas que emanan a ráfagas de la propia estrella embrionaria. Según Tom Megeath de la Universidad de Toledo en Ohio: "Para que se formen estos cristales necesitas temperaturas similares a las de la lava".

En la opinión de este científico, que es el autor principal de la investigación, los cristales debieron "cocerse" cerca de la superficie de la estrella en formación, y después transportados por los chorros que emanan de la protoestrella a las nubes mucho más frías de los alrededores. Tras esto, los cristales volverían a caer sobre el disco que rodea a HOPS-68 como si fueran brillantina.




Un cristal de Forsterita
Los cristales son en realidad de forsterita, un silicato de la familia de la olivina que se encuentra presente en todas partes, desde las comunes gemas de peridoto a las remotas galaxias, pasando por las verdes arenas volcánicas de Hawaii.

Anteriormente ya se habían observado estos cristales de forsterita cayendo sobre los discos de escombros a partir de los cuales se desarrollan los planetas en formación que rodean a las jóvenes estrellas. Sin embargo en esta ocasión, se los ha detetado en las frías zonas exteriores de la nube en fase de colapso que rodea a la protestrella.

Esto ha hecho que los astrónomos se sorprendan, pues no sabían que las emanaciones de gas de las protoestrellas pudieran transportar a estos pequeños cristales a tales distancias. Sin duda este hecho podría explicar por qué los cometas, que se forman en las gélidas zonas que bordean los sistemas solares, contienen esta misma clase de cristales.