![Obsesión por el Cielo - #646]()
March 2, 2016
¿Qué son las Ondas Gravitacionales? En este programa
en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la naturaleza y el
descubrimiento de las ondas gravitacionales. Decidimos presentar este tema a raíz
del anuncio el 11 de febrero de este año de la detección por primera ocasión en
la historia de ondas gravitacionales en los observatorios LIGO en los Estados
Unidos. Estas ondas gravitacionales fueron producidas hace 1,300 millones de
años por la fusión de dos hoyos negros. Fueron detectadas en la Tierra como
minúsculas deformaciones del espacio, menos del diámetro de un protón, siguiendo
un patrón más o menos esperado según modelos actuales de ese tipo de fenómenos.
Esto es de gran importancia para la ciencia. No solamente comprueba de nuevo la
validez de la teoría de la relatividad de Einstein propuesta en 1916, sino que
también demuestra la existencia de hoyos negros de decenas de veces la masa del
Sol y abre una nueva ventana de observación del Universo. Comenzamos el programa
con esta noticia para luego continuar dando una breve introducción a lo que son
las ondas gravitacionales y cómo es que se manifiestan en la naturaleza. En la
segunda parte del programa nos avocamos a comentar un poco sobre la historia de
nuestro conocimiento de las ondas gravitacionales. Comentamos los primeros
intentos de detectarlas, tratamos de explicar el mecanismo por el cual el
observatorio LIGO opera para “escuchar” estas ondas y vemos un poco al futuro
de lo que este descubrimiento significa y los próximos observatorios de ondas
gravitacionales, tanto terrestres como espaciales. Seguramente este
descubrimiento inspirará a otros científicos a acelerar el paso del estudio de
las ondas gravitacionales. Ofrecemos también, como es costumbre, nuestras
secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #628]()
October 28, 2015
Detectando Rayos Cósmicos. En
este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la naturaleza
de los llamados “rayos cósmicos”. Estas son partículas de materia ordinaria
(protones y núcleos de helio en particular) que viajan por el espacio a
velocidades relativistas (cercanas a la de la luz). Cuando estas partículas
chocan con la atmósfera terrestre producen una “cascada” de partículas
subatómicas (electrones, positrones, piones, etc.) y fotones que llegan hasta
la superficie. Estas partículas secundarias pueden ser detectadas con varios
instrumentos y de sus características podemos inferir la energía y dirección
del rayo cósmico que originalmente impactó a nuestra atmósfera. En el espacio
los rayos cósmicos pueden ser detectados directamente también. El origen de los
rayos cósmicos es hasta cierto punto incierto, aunque se asume que provienen de
los eventos más violentos del Universo, como lo son explosiones de supernova,
núcleos activos de galaxias, destellos de rayos gama, etc.. Además estas
partículas, teniendo carga eléctrica, son afectadas también en su trayectoria
por los campos magnéticos del Universo, ya sean galácticos, estelares, o
planetarios. Esto hace que su punto de origen no pueda ser determinado con
precisión en ocasiones. La historia del estudio de los rayos cósmicos es
relativamente reciente, comenzando a principios del siglo pasado. En el
programa delineamos los puntos importantes de esta historia, exploramos la
naturaleza de este fenómeno, las formas en que los detectamos, y lo que nos
dice del Universo en sí. Ofrecemos además nuestras secciones informativas de
costumbre.
![Obsesión por el Cielo - #600]()
April 14, 2015
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 - #595]()
March 10, 2015
La Espectroscopía
en la Astronomía. En este
programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos en general sobre la
naturaleza de la luz, o la radiación electromagnética, y la forma en que
podemos estudiarla para conocer la composición química de los objetos en el
Universo. Recordemos que la astronomía es una ciencia casi puramente
observacional. Es muy difícil hacer experimentos astronómicos y estamos
limitados a “ver” el cielo sin poder tocar los objetos que estudiamos. Por lo
tanto es indispensable conocer a la perfección lo que es la radiación
electromagnética y saber estudiarla de tal manera que pueda revelar los
secretos de los objetos que la emite. Una de las técnicas más importantes que
utilizamos es la llamada “espectroscopía”. En esta técnica separamos a la
radiación electromagnética en sus distintas longitudes de onda (colores) y las estudiamos
meticulosamente buscando un patrón de ausencia o exceso de colores
particulares. Estos patrones se relacionan íntimamente con la composición de
los objetos que la emiten o los objetos por donde atraviesa la luz en su camino
a la Tierra. Cada elemento y compuesto molecular tiene un patrón de absorción y
emisión de colores único y distinto de los demás. Esto nos permite estudiar el
objeto a distancia y conocer algunas de sus propiedades más importantes como es
la composición química, la temperatura y presión del gas y la velocidad con que
se aleja o acerca a nosotros. Explicamos un poco esta técnica y damos ejemplos
de su uso en la astronomía. Tenemos también, como es costumbre, nuestras
secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #589]()
January 28, 2015
La
Astrofísica en la Película “Interestelar”. En este programa en vivo de “Obsesión
por el Cielo” platicamos un poco sobre la película “interestelar” y tratamos de
entender algunas de sus posturas científicas y tecnológicas. Esta filme fue muy
taquillero a finales del 2014 pero las críticas fueron variadas. Mientras a
algunos les gustó mucho a otros no les gustó nada. En especial varios
científicos expresaron tanto admiración como crítica de la ciencia en la que se
basa la película. Muy anunciado fue el hecho de que el famoso físico teórico
Kip Thorne fue consultor en la realización de la película y encargado de que
toda la ciencia fuera posible. No permitió, por ejemplo, que las naves viajaran
a velocidades superlumínicas. Además él realizó los cálculos necesarios para
que el agujero de gusano y el hoyo negro supermasivo, que son las “estrellas”
de la película, fueran visualizados de la manera más ‘realista’ posible. Sin
embargo, como en toda producción de Hollywood, a veces se exageran algunos
puntos para poder avanzar la trama de la película. Si bien algunas de las
propuestas son matemáticamente posibles, esto no quiere decir que en la realidad
sucedan. En la película así tenemos pues el mismo agujero de gusano (que
necesita de energía negativa para mantenerse abierto), el planeta tan cercano
al hoyo negro que la diferencia en el paso del tiempo con respecto al espacio
exterior es de siete años por cada hora transcurrida en la superficie (y que de
paso tiene mareas enormes), y la existencia de un teserato dentro del hoyo
negro supermasivo. En fin, tiene sus puntos buenos y malos. A mí en lo
particular me gustó el hecho de que los protagonistas sean científicos y los
efectos visuales fueron extraordinarios. Cada uno tiene su propio punto de
vista. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #587]()
January 14, 2015
La Astronomía Infrarroja. En este programa en vivo de
“Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las observaciones astronómicas que se
realizan en longitudes de onda infrarrojas. Comenzamos repasando up poco acerca
del espectro electromagnético y la región donde encontramos estas longitudes de
onda, próximas al color rojo visible. Aunque William Herschell descubrió esta
región del espectro, no fue hasta mediados del siglo pasado que las primeras
observaciones astronómicas comienzan a ser realizadas. La luz infrarroja es
emitida por cuerpos más fríos que las estrellas en el espacio y las podemos
utilizar para observar con mayor claridad regiones de formación de estrellas,
estrellas frías, asteroides, planetas, polvo interestelar, etc. La observación
en longitudes de onda infrarroja puede requerir de técnicas especiales ya que
todo objeto con temperatura emite cierta cantidad de luz infrarroja. Observar
longitudes de onda un poco más largas que el rojo no es difícil y se puede
hacer con equipo convencional, pero a medida que aumentamos la longitud de onda
tenemos de que enfriar nuestros instrumentos cada vez más y utilizar técnicas
de restado de señal en las imágenes. En el llamado infrarrojo medio y lejano ya
es necesario enfriar el equipo con nitrógeno y hasta helio líquidos (¡ T < -265
C ¡) para evitar la saturación de la señal por el calor que emiten nuestros
propios instrumentos y la atmósfera. Tenemos también, como es costumbre,
nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #560]()
June 24, 2014
Astronomía
de Rayos X y Rayos Gama. En este programa grabado de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre lo
que aprendemos del Universo observando las radiaciones de rayos X y rayos gama
que nos llegan del espacio. Estas son radiaciones electromagnéticas de muy alta
energía que no son fáciles de registrar en la Tierra debido a que la atmósfera
las bloquea. Necesitamos de naves espaciales, o por lo menos globos
estratosféricos, para poderlas detectar. Esto hace que la astronomía de altas
energías, como es llamada esta rama de la ciencia, sea relativamente nueva, con
las primeras observaciones ocurriendo en los inicios de la década de 1960.
Ahora una gran flotilla de observatorios especializados de rayos X y rayos gama
(Chandra, SWIFT, XXM-Newton, Fermi, etc.) nos han abierto una ventana por la cual
podemos estudiar los eventos más violentos del Universo. Entre ellos se
encuentran las estrellas binarias donde un objeto es una estrella compacta que absorbe
material de otra estrella normal, los hoyos negros, las estrellas de neutrones,
las supernovas y sus remanentes, los núcleos de galaxias activas, y los
misteriosos destellos de rayos gama. Ofrecemos, como es costumbre, nuestras
secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #545]()
March 12, 2014
La
Materia y la Antimateria en el Universo. En este programa en vivo de “Obsesión por el
Cielo” platicamos con nuestro invitado especial de la semana, Pablo Lonnie
Pacheco de la Sociedad Astronómica del Planetario Alfa y de astronomos.org,
sobre las características de lo que popularmente llamamos antimateria. En
realidad es materia normal en el sentido de que obedece las mismas leyes de las
fuerzas de la naturaleza. Su distinción principal es que tiene todas sus
propiedades opuestas a las de las partículas de materia con las que se asocian.
En otras palabras, cada partícula subatómica que conocemos tiene su correspondiente
“antipartícula”; así el electrón tiene al positrón, el protón al antiprotón, el
neutrino al antineutrino, etc. Una particularidad importante es que las
partículas y antipartículas que lleguen a estar en contacto se eliminan mutuamente
convirtiendo toda su masa en energía. Igualmente se crean partículas y sus
correspondientes antipartículas convirtiendo grandes cantidades de energía en
masa a través de varios procesos energéticos. Estos procesos incluyen la
colisión de rayos gama con la atmósfera terrestre, la colisión de jets de
materia que viaja a velocidades relativistas con el medio interestelar, hasta
en las tormentas eléctricas en la Tierra. Extrañamente el Universo parece estar
construido primordialmente con materia, existiendo muy poca antimateria que es
creada en procesos energéticos y casi inmediatamente transformada. Esta
asimetría en las leyes cuánticas de formación de pares de partículas aún no se
ha explicado y es una de las grandes preguntas por resolver en la cosmología. Ofrecemos
también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #525]()
October 9, 2013
Tipos de Hoyos Negros. En este programa en vivo de
“Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los hoyos negros en general y las
características de los diferentes tipos de hoyos negros que sabemos o
sospechamos que puedan existir. Un hoyo negro se forma cuando compactas una
gran cantidad de materia en un espacio muy pequeño. Tan pequeño que ninguna
fuerza del Universo pueda impedir que la gravedad de la masa concentrada lo
siga compactando eternamente. Se dice que esta masa ocupa un punto en el espacio
(volumen de cero) y la llamamos una Singularidad. La velocidad de escape de
esta singularidad es mayor que la velocidad de la luz dentro de una distancia
que le llamamos el Radio de Schwarzchild y por lo tanto nada puede escapar, ni
siquiera la luz. Finalmente tenemos, a esta misma distancia, una “membrana” invisible
que llamamos el Horizonte de Eventos que define la frontera entre nuestro
Universo y el hoyo negro. Las leyes de física que operan en nuestro Universo ya
no aplican dentro del horizonte de eventos. Los hoyos negros se agrupan
principalmente por su masa. Existen los hoyos negros “normales” de masa estelar
que se forman en las explosiones de estrellas varias veces más masivas que
nuestro Sol. Los hoyos negros supermasivos contienen millones de veces la masa
de nuestro Sol y los encontramos en los centros de galaxias. Los hoyos negros
de masa intermedia entre los estelares y supermasivos son aún un constructo
hipotético ya que no hemos encontrado ninguno, y los hoyos negros microscópicos
supuestamente se formaron durante los primeros instantes del Big Bang; aunque
tampoco se han encontrado. Finalmente los hoyos negros, aparte de masa, deben
tener además una rotación tan rápida que deforman el espacio que los rodea; y para
hacer el asunto aún más complicado pueden tener también carga eléctrica.
Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #495]()
March 12, 2013
Los Campos Magnéticos en la Astronomía. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre lo que son los campos magnéticos y su importancia en fenómenos astronómicos. Comenzamos definiendo lo que es el magnetismo y su relación con la electricidad. Realizamos un breve recuento histórico de los descubrimientos más importantes de la humanidad en este tema, culminando con las Ecuaciones de Maxwell que describen de una manera clásica la relación y comportamiento del magnetismo y la electricidad, y la interpretación que la Teoría especial de la Relatividad de Einstein le da a los campos magnéticos y eléctricos. Cometamos un poco más a fondo sobre el campo magnético de la Tierra; sus funciones, propiedades y variaciones. Relacionamos el campo magnético de la Tierra con el viento solar y vemos como esta interacción es la causa de las auroras. Terminamos ampliando el concepto del campo magnético a las estrellas y la galaxia. En una pequeña sección extra comentamos un poco más a detalle sobre el campo magnético del Sol. Esperamos sus comentarios si les parece incluir de vez en cuando estas secciones adicionales. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #494]()
March 5, 2013
¿Qué es la Gravedad? En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre lo que es la fuerza de la gravedad en el Universo. Comenzamos por tratar de definir lo que es la gravedad por sus propiedades y pasamos a recontar históricamente los científicos más importantes que han contribuido a comprender este fenómeno. Empezamos con las ideas básicas de Aristóteles y su refutación por Galileo al realizar experimentos para tratar de cuantificar su funcionamiento. Mientras Galileo estudia los cuerpos que caen en la Tierra, Kepler descubre expresiones matemáticas que describen el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Fue Isaac Newton quien, combinando sus leyes del movimiento de los objetos con las leyes de movimiento planetario de Kepler y las ideas de Galileo, por primera vez describe a la atracción de los cuerpos con masa en el Universo como una fuerza gravitacional que actúa a distancia. La explicación y descripción de ésta en su libro Principia abre toda una perspectiva de estudiar el Universo que lleva al descubrimiento del planeta Neptuno por estimaciones teóricas en lugar de esfuerzo observacional. Eventualmente ni siquiera las ecuaciones de la gravedad de Newton son capaces de explicar la extraña precesión del perihelio del planeta Mercurio y fue Einstein el que generaliza el fenómeno de la gravedad, y se explica como una consecuencia de la deformación del espacio-tiempo debida a la presencia de masa, en su teoría general de la relatividad. Terminamos el programa mencionando algunos de los fenómenos observacionales que han sido explicados por la teoría de Einstein, y reiterando que cualquier prueba que hemos concebido para tratar de ver si las ideas de Einstein son incorrectas ha sido superada exitosamente y precisamente por esta teoría. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
![Obsesión por el Cielo - #470]()
September 4, 2012
Las Partículas Fundamentales de la Materia y el Bosón de Higgs. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos con nuestro invitado especial, el Prof. Héctor Gonzáles del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad de Monterrey, sobre los componentes fundamentales de la materia y el famoso Bosón de Higgs recientemente descubierto. Todos sabemos que la materia se conforma de moléculas, y que estas están compuestas de átomos, y que los átomos son en realidad un núcleo de protones y neutrones rodeado por una nube de electrones. Pero hasta aquí generalmente termina nuestra comprensión de la materia. En realidad los protones y neutrones están formados de partículas más fundamentales llamados cuarks, y que se piensan son indivisibles. Existe toda una gama de partículas fundamentales subatómicas que apenas se conocen, como son los neutrinos, las partículas tau y los muones. Entre ellas se encuentran los bosones (como los gluones y las partículas W y Z) cuya función es servir como interlocutores entre las demás partículas fundamentales conocidas como fermiones. El Bosón de Higgs en particular fue propuesto teóricamente en 1964 por Peter Higgs y otros para explicar la razón por la cuál las partículas tienen una propiedad que conocemos macroscópicamente como “masa”. Tratamos de explicar esta complicada familia de partículas subatómicas, su relación con la astronomía, y la relevancia de la detección reciente del Bosón de Higgs por el Gran Colisionador de Hadrones. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.
