Obsesión por el Cielo

Obsesión por el Cielo - #602

Posibilidades de la Minería Extraterrestre. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la posibilidad de importar metales y otros recursos naturales de nuestro Sistema Solar a la Tierra. De entrada esta es una labor extremadamente costosa con una inversión inicial muy alta. El producto que se desee traer a la Tierra debe ser lo suficientemente valioso para sufragar los gastos y dejar un buen margen de ganancia. Actualmente la opción más viable es la de extraer el material de los asteroides que pasan cerca de la Tierra. Esto debido a que el costo de transporte es menor en este caso, aunque esté más lejos que nuestra propia Luna. La energía que debe utilizarse en salir de la gravedad Lunar es un factor importante. El material de valor que puede extraerse de los asteroides son los elementos de la tabla periódica que son escasos en la corteza de la Tierra (como el lutetio, neodino, o el escandio) y que se utilizan en la manufactura de componentes electrónicos y de alta tecnología, o simplemente metales preciosos como el platino y el oro. Para esto es conveniente buscar asteroides metálicos ya que la concentración de estos elementos es mayor. Apenas estamos en las primeras etapas de planeación para llevar a cabo estas misiones. Existen planes para colocar telescopios espaciales estratégicamente localizados para descubrir estos asteroides, el primer paso indispensable en esta aventura, y para obtener muestras físicas de ellos que puedan ser analizadas en laboratorios. La primera misión espacial exitosa en este sentido fue la nave Hayabusa de la Agencia Espacial de Japón que regreso muestras minúsculas del asteroide Itokawa después de muchas vicisitudes. Actualmente está en vuelo la nave Hayabusa 2 que intenta aprender de su predecesora para regresar más muestras y la misión Osiris–Rex de la NASA que partirá el próximo año. El plan más ambicioso es de la NASA misma y pretende llegar a un asteroide, recoger una roca de 4m de diámetro, utilizarla para gravitacionalmente comprobar que se pueden alterar ligeramente las órbitas de los asteroides de esta manera, y luego regresar la roca a órbita lunar para su análisis. Planes futuros de explotación minera de asteroides a gran escala son por el momento sueños lejanos, pero posibles. Ofrecemos además nuestras secciones informativas de costumbre.

Obsesión por el Cielo - #601

Exploración del Espacio Robótica vs Humana. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las ventajas y desventajas de explorar el espacio tanto con robots como con humanos. Mientras que viajar y trabajar en el espacio es una labor mucho más sencilla de realizar con un robot que con un humano, las ventajas de tener humanos a cargo de la exploración espacial son mayores. Los humanos pueden tomar decisiones inmediatas, reconocer oportunidades inesperadas, improvisar, adaptarse a la situación, planear alternativas, etc. La producción científica es mayor cuando un humano está directamente involucrado en la obtención de información. Sin embargo los humanos son pesados, sucios, frágiles, quisquillosos a las condiciones ambientales, difíciles de mantener, y en general requieren de muchos recursos (comida, agua, aire). El mantener sano y salvo a un humano en el espacio es extremadamente costoso ya que se tiene que eliminar todo riesgo. Un robot, en cambio es relativamente fácil de mantener, requiere solamente un poco de energía, es preciso en operaciones programadas repetitivas, no requiere condiciones ambientales tan estrictas y es ultimadamente desechable. El costo de operar un robot en el espacio es mucho menor, pero su producción científica se ve limitada por el diseño estricto y operacional del mismo. Mientras que la exploración humana del espacio se ha limitado a la Luna y a órbita terrestre, los robots han explorado casi todo el sistema solar con mucho éxito. Se puede decir que ambas alternativas son necesarias para explorar el espacio. La visita del hombre a la Luna fue precedida por naves robóticas. El problema es simplemente de costos y presupuestos. Actualmente no existe la voluntad política de gastar las cantidades de dinero que se necesita para una exploración humana del sistema solar, así que nos conformamos con mandar nuestros limitados sustitutos robóticos. Estas y otras ideas las exploramos en este programa de opinión más que de conocimiento. Ofrecemos además nuestras secciones informativas de costumbre.

Obsesión por el Cielo - #600

Albert Einstein y la Teoría de la Relatividad. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los logros del famoso científico Albert Einstein. Hablamos un poco sobre su vida y nos concentramos en tratar de explicar dos de sus trabajos más importantes en la física: la Teoría Especial de la Relatividad y la Teoría General de la Relatividad. La Teoría Especial de la Relatividad fue publicada en 1905, su “año maravilloso” en el que también publicó una explicación para el Movimiento Browniano y el Efecto Fotoeléctrico (por el que ganó el Premio Nobel en 1921). Esta teoría postula que las leyes de la física son las mismas para cualquier marco de referencia que sea tomado y que la velocidad de la luz es finita y la misma para cualquier observador en cualquier marco de referencia. Es “especial” porque se limita a explicar fenómenos en situaciones de baja gravedad y un espacio-tiempo plano (sin deformaciones producidas por la presencia de masa). Básicamente esto hace que el tiempo sea una variable “deformable” y que pase a diferente ritmo para diferentes observadores. De aquí se explican situaciones como la Dilatación del Tiempo, Contracción de los Objetos en la dirección del movimiento, la existencia de Masas Relativistas, la famosa ecuación de E=mc^2, y otros efectos. La Teoría General de la Relatividad fue publicada en 1916 y “generaliza” los casos a situaciones donde la fuerza de gravedad es alta. Ahora la gravedad no es una fuerza, como lo explica Newton, sino una deformación del espacio causada por la presencia de masa. En este caso la caída libre de un objeto, antes atribuida a la fuerza gravitacional, es simplemente un movimiento inercial (sin fuerza) natural del objeto. Con esto Einstein sus Ecuaciones de Campo en las que demuestra que el espacio-tiempo tiene curvatura causada por la interacción con la presencia de masa. Con esta teoría se explican una serie de fenómenos primordialmente astrofísicos como lo es la Precesión del Perihelio en la órbita de Mercurio (observado con anterioridad), la Deflexión de la Luz cuando viaja cerca de objetos masivos (demostrado por Edington en un eclipse solar en 1919), el Corrimiento al Rojo Gravitacional de la Luz, el que los relojes marcan el tiempo más lentamente dentro de campos gravitacionales, el decaimiento de órbitas por pérdida de energía en forma de Ondas Gravitacionales (que todavía no se han observado), la Expansión del Universo y otros fenómenos igualmente fascinantes como los Hoyos Negros. Ofrecemos además nuestras secciones informativas de costumbre.

Obsesión por el Cielo - #599

¿Qué es la “Inflación” en la Cosmología? En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos en general sobre el nacimiento del Universo. Comenzamos hablando de cómo la expansión del Universo y el Fondo de Radiación Cósmica fueron observaciones fundamentales que apoyan la teoría de que nuestro universo se creó de una Gran Explosión (Big Bang) hace unos 13,820 millones de años. Sin embargo la teoría del Big Bang no explica ciertas peculiaridades observables en el Universo como lo conocemos. Algunas de estas son la ausencia de monopolos magnéticos, no explica lo increíblemente “plano” que es el Universo en su geometría, y las minutas  inhomogeneidades observadas en el mismo fondo de radiación de microondas. La idea de que el Universo tuvo una breve pero intensa expansión (llamada inflación) justo después del Big Bang mismo resuelve estas preguntas. Esta teoría fue propuesta y popularizada por Alan Guth y Andrei Linde en la década de 1980. La idea principal es que una densidad de energía de vacío fue producida en un cambio de fase el Universo (posiblemente cuando la fuerza nuclear fuerte se separó de las fuerzas del Universo restantes) solamente 10-36 segundos después del Big Bang.  Esto creó una fuerte presión y que expandió el Universo del tamaño de un protón al de una toronja en un muy breve intervalo de tiempo. Esto causó que el Universo expandiera su tamaño a velocidades superiores a la de la luz por una fracción de segundo para que luego tomara las condiciones que ahora vemos.

Obsesión por el Cielo - #598

Las Ramas de la Astronomía. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las distintas subdisciplinas en las que podemos separar la ciencia de la astronomía para su estudio individual. Según nuestro parecer dos divisiones prácticas son: la astronomía y la astrofísica. Mientras que la astronomía tiende a ser más observacional, la astrofísica tiende a ser más teórica. Ahora bien, todos los investigadores deben estar bien entrenados en ambas aproximaciones ya que no pueden existir aisladamente. La observación trata de comprobar teorías, y las teorías guían el curso de las observaciones. Otra forma de dividir al estudio de la astronomía es, naturalmente, por los objetos que estudian. Existen los cosmólogos que estudian el Universo a gran escala, los astrónomos galácticos que estudian nuestra galaxia y otras galaxias, los astrónomos estelares que estudian las estrellas, los astrónomos planetarios, etc. Existen muchas disciplinas científicas involucradas en la astronomía que son pertinentes para distintos objetos. Otra forma de estudiar el Universo es especializarse en utilizar ciertas longitudes de onda. Existen, por ejemplo, los astrónomos de “altas energías” que estudian la radiación electromagnética de rayos X y rayos gamma que son emitidos por los eventos más violentos en el Universo, como lo son las explosiones de supernova o los hoyos negros. Otros astrónomos especializados en longitudes de onda son los radioastrónomos que estudian las ondas de radio emitidas por nebulosas de gas y galaxias por ejemplo. Otras especializaciones de estudio por longitud de onda también existen. En cierta manera el especializarse en estudiar ciertos objetos te lleva a estudiarlos en las longitudes de onda que preferencialmente emiten. Por último tenemos combinaciones exóticas como astrogeólogos, astrobiólogos, arqueoastrónomos, etc. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.