Obsesión por el Cielo

Obsesión por el Cielo - #604

Aplicaciones Astronómicas para iOS y Android. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los diferentes softwares astronómicos que se han desarrollado para ser utilizados en teléfonos inteligentes o tabletas: las famosas “apps” (aplicaciones). Los recientes avances en la miniaturización de las computadoras han permitido mejoras en las vías de comunicación humana y de transferencia de información. Esto a su vez ha progresado en una escalada de nuevos usos para lo que antes eran simplemente teléfonos celulares de comunicación de voz. Actualmente los “teléfonos inteligentes” realizan múltiples funciones útiles (incluyendo el hablar por teléfono con otro humano). Adicionalmente entre el teléfono inteligente y la computadora portátil ahora tenemos otro aparato multiusos: la tableta. Ambos equipos son prácticos y portátiles. Era inevitable que se comenzaran a desarrollar y distribuir múltiples aplicaciones de índole astronómica útiles para comunicar y aprender conceptos relacionados con la astronomía y la exploración espacial. Las apps más populares han sido sin duda los planetarios portátiles o simuladores del cielo. Existen docenas de marcas distintas con variantes interesantes. Estas representan el cielo desde cualquier punto de la Tierra en cualquier tiempo, y aprovechan ciertas funcionalidades de los teléfonos inteligentes para hacer la experiencia de conocer el cielo mucho más fácil y agradable. Existen también apps desarrollados por instituciones (NASA, ESA, etc.) para promover sus actividades, apps para seguir los acontecimientos relacionados con ciertas misiones espaciales específicas, apps para saber la hora de salida y puesta del Sol y la Luna (y las fases lunares), apps de efemérides para saber las posiciones de los planetas y sus lunas, apps para facilitar el uso de los telescopios, apps para saber cuándo podemos observar satélites artificiales pasar sobre nuestros cielos, apps especializados para estudiar los exoplanetas, aprender de astrofísica, etc. En el programa tratamos de dar ejemplos de los tipos de apps disponibles a la fecha, pero es imposible catalogar y utilizar todos. ¿Cuáles son sus apps astronómicos preferidos? Ofrecemos además nuestras secciones informativas de costumbre.

Obsesión por el Cielo - #603

Problemas de Mudar la Humanidad a Otros Sistemas Solares. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la posibilidad de que la raza humana eventualmente tenga que viajar entre las estrellas para preservar la especie. Este es un tema ampliamente utilizado en la literatura de ciencia ficción y que fascina a todos. Si queremos sobrevivir a la evolución de nuestro Sol, que tornará a nuestro planeta inhabitable en poco menos de 800 millones de años, es indispensable que podamos mudarnos a otras estrellas. Tradicionalmente se han postulado candidatos viables tal como los sistemas de Epsilon Eridani y Tau Ceti, estrellas cercanas menos masivas que el Sol y con recientes detecciones de planetas. Pero el problema principal sigue radicando en las enormes distancias que hay que cubrir y los largos tiempos de viaje que nuestra tecnología permite. Podríamos llegar a la estrella más cercana, Próxima Centauri, en unos 75,000 años con tecnología actuales. Aun incrementando nuestra velocidad de viaje 10 veces nos tomaría miles de años llegar. Esto implica que tendríamos que construir arcas espaciales generacionales, desarrollar alguna especie de animación suspendida, o mandar embriones congelados que serían criados al acercarnos a nuestro destino. Todo esto tiene implicaciones éticas fuertes y costos elevadísimos que por el momento no tenemos la voluntad de realizar. Esto sin contar el desarrollo de nuevas tecnologías más eficientes de impulso de naves espaciales, tales como motores atómicos (ya sea de fusión o fisión) o de impulso por radiación. El acelerar naves espaciales a velocidades que sean una fracción significativa de la velocidad de la luz (digamos 10% de c) conlleva problemas adicionales como el de protección contra motas de polvo interestelar que a esas velocidades impactaría con la nave liberando enormes cantidades de energía. En fin. El viajar entre las estrellas por el momento es un bonito sueño de la ciencia ficción que podrá ser posible en un futuro lejano si sobrevivimos a nuestra propia especia y lentamente comenzamos a desarrollar la tecnología y aplicar recursos a esta misión. Como primer paso sería interesante mandar nuestros emisarios robóticos por delante para que exploren nuestro entorno espacial y nos comuniquen sus descubrimientos. Ofrecemos además nuestras secciones informativas de costumbre.

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.

Obsesión por el Cielo - #597

Tipos de Exoplanetas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” continuamos nuestro tema de planetas extrasolares, pero esta vez nos concentramos en diferenciar los distintos tipos de exoplanetas que hemos encontrado orbitando otras estrellas. Comenzamos haciendo una recapitulación sobre los tipos de planetas que tenemos en nuestro propio Sistema Solar. Básicamente diferenciamos entre planetas terrestres y rocosos, y los jovianos y compuestos primordialmente de gases. Profundizamos también un poco en la teoría de formación planetaria que explica la configuración de nuestro Sistema Solar. Comenzamos hablando de los “júpiteres calientes” o planetas gaseosos que se encuentran en órbitas muy cercanas a sus estrellas. Estos extraños planetas, que tuvieron que haber emigrado hasta ese sitio, son los que tienen una señal de detección más elevada ya sea por el método de velocidades radiales o el de tránsito. Gracias a la misión espacial Kepler ahora sabemos que en realidad hay pocos júpiteres calientes y que la mayoría de los exoplanetas encontrados son de la categoría de los planetas tipo Neptuno (~16 veces la masa de la Tierra), también mal-llamados “planetas de hielo” por su composición inicial. En abundancia le sigue a esta categoría las “supertierras” con masas entre la Tierra y Neptuno. De estos planetas no tenemos ningún ejemplo en nuestro Sistema Solar y casi todo lo que sabemos de ellos son por observaciones de exoplanetas y modelos computacionales. Al parecer también existen una buena cantidad de planetas como la Tierra en tamaño y masa, pero estamos ahora en el límite de detección de ellos y no son fáciles de observar y comparar con los nuestros. De todas maneras los estudios recientes de los tipos de exoplanetas existentes nos hacen optimistas en eventualmente encontrar un análogo a nuestro propio mundo. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #596

Formas de Detectar los Exoplanetas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las distintas formas en las que podemos identificar planetas orbitando alrededor de otras estrellas. Hasta hace relativamente poco tiempo nuestro Sistema Solar era el único conocido. Se pensaba que deberían existir otros planetas alrededor de otras estrellas, pero las limitaciones tecnológicas no nos permitían detectarlos. Esto debido a que un planeta orbitando otra estrella refleja muy poca luz en comparación con el astro y se encuentra muy cerca de él. Las técnicas directas de detección, como lo es el tomar una imagen, no eran capaces de distinguirlo. Tuvimos que idear métodos indirectos para poder percibir evidencias de la existencia de estos mundos. El primero en ser utilizado, el llamado método de velocidades radiales, se basa en medir el cambio periódico de posición en las líneas espectrales de la estrella debido al bamboleo que sufre ésta por la atracción gravitacional del planeta. Este método se ve limitado  por el desconocimiento del ángulo de inclinación de la órbita del planeta (que limita el conocer la masa del mismo a ciencia cierta), pero es sensitivo a planetas masivos orbitando muy de cerca a sus estrellas. Posteriormente se encontró que varios de estos sistemas tienen la peculiaridad de tener una inclinación orbital de casi exactamente 90º. Esto hace que el planeta cruce frente al disco de su estrella y tape un poco su luz temporalmente. Este método, llamado de tránsito del exoplaneta, aunque no muy común porque relativamente pocos planetas pasan frente a sus estrellas vistos desde la Tierra, a la fecha es el que ha encontrado una mayor cantidad de planetas extrasolares, gracias particularmente a misiones espaciales como Kepler y CoRoT. En el programa platicamos un poco de estos, y otros métodos menos exitosos, que utilizamos para encontrar planetas extrasolares. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #595

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 - #594

Los Descubrimientos de la Misión Dawn de la NASA en el Asteroide 4 Vesta. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos en general sobre los asteroides del Sistema Solar y en particular sobre los asteroides de mayor tamaño. Estos son, en orden decreciente de tamaño 1 Ceres (~950 km de diámetro), 2 Pallas (~545 km), 4 Vesta (~525 km), 10 Hygiea (~430 km), 704 Interamnia (~325 km) y 52 Europa (~315 km). Existen otros 20 de tamaño mayor a los 200 km, pero estos 6 contienen más de la mitad de la masa de todos los asteroides del Sistema Solar. Se puede considerar que los primeros tres son suficientemente masivos como para iniciar un proceso de diferenciación interna en el que el material pesado (metales y rocas) se hunde al centro para formar el núcleo del asteroide y el material ligero flota para formar una corteza con material de menor densidad. Así entonces los podemos clasificar como “protoplantas”. De todos estos solamente 1 Ceres parece haber mantenido so forma casi esférica. Los demás tienen forma irregular en mayor o menor grado debido a las colisiones que han sufrido durante su historia. Igualmente estos asteroides mayores parecen tener una superficie muy oscura compuesta de rocas y metales hidratados, similares a la composición de los meteoritos condríticos que llegan a caer en la Tierra.Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #593

Los Descubrimientos de la Misión Dawn de la NASA en el Asteroide 4 Vesta. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos en general sobre la misión Dawn de la NASA y los primeros resultados que se obtuvieron después de orbitar al asteroide 4 Vesta por casi 14 meses. Esta nave espacial fue ensamblada y es operada por el Jet Propulsion Laboratory en coordinación con la NASA y varias agencias espaciales europeas. Su objetivo primordial es el de caracterizar al asteroide 4 Vesta y el planeta enano (antes asteroide) 1 Ceres. Fue lanzada en el 2007 y entre el 2011 y 2012 estudió a 4 Vesta desde órbita después de una larga travesía impulsada en parte por un motor de iones. Esta tecnología es relativamente nueva y permite a una nave adquirir impulso paulatinamente y lograr importantes cambios de velocidad con poco uso de combustible, pero después de mucho tiempo en comparación de los motores de combustible líquido. En su estancia y estudio del asteroide 4 Vesta pudo verificar que es un protoplaneta; es decir que es un cuerpo parcialmente diferenciado (material pesado se hunde al centro y el ligero flota a la superficie), que fue impactado en el polo sur por dos asteroides relativamente grandes hace unos dos mil millones de años, deformándolo considerablemente y arrojando restos al Sistema Solar. Algunos de estos restos han llegado a la Tierra en forma de meteoritos (del tipo HED), haciendo a Vesta el tercer cuerpo del Sistema Solar, aparte de la Tierra y nuestra Luna, del que tenemos una cantidad importante de muestras. Hemos recolectado e identificado más pedazos del asteroide Vesta que del planeta Marte. Describimos en el programa otros descubrimientos importantes del asteroide y platicamos otro poco de la nave Dawn y su próxima misión de explorar a Ceres. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.