miércoles, enero 30, 2008

Las “parias” del cosmos

Una joven estrella que se está alejando de la Vía Láctea es, de hecho, un visitante de llega de lejos, según ha confirmado un equipo de investigadores. El caprichoso objeto es uno de varios objetos extraños que están ofreciendo a los científicos un atisbo de la volátil naturaleza de las galaxias.

Los astrónomos han descubierto unas 10 estrellas que se están alejando precipitadamente de nuestra galaxia, a velocidades que exceden su dominio gravitacional. Mientras que la mayoría de las estrellas recorren el espacio a velocidades del orden de cientos de kilómetros por segundo, estas bien llamadas “estrellas híper-veloces” huyen raudamente al menos al doble de esa velocidad.

Se cree que la mayoría de esas estrellas son exiliadas del centro de nuestra galaxia, arrojadas al espacio intergaláctico por las poderosísimas fuerzas del agujero negro masivo que está ubicado en el centro de la Vía Láctea. Su violenta creación le ofrece a los astrónomos una visión del casi impenetrable mundo del centro galáctico, de los misterios de nuestros cercanos vecinos galácticos y de la naturaleza del espacio intergaláctico.

Orígenes volátiles

En 1988 se teorizó por primera vez la existencia de las estrellas híper-veloces. La teoría decía que los sistemas estelares binarios del centro de la galaxia podrían ocasionalmente acercase demasiado al agujero negro masivo que allí se esconde, lo que trastornaría su danza orbital y, mientras una de las estrellas del par era capturada por el agujero negro, la otra sería arrojada hacia fuera a una increíble velocidad.
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La primera “estrella paria”, descubierta por el Obs. Astrof. Smithsoniano
© Ruth Bazinet, CfA


“Esa es la única manera en que se puede acelerar una estrella a velocidades de miles de kilómetros por segundo”, dijo la astrónoma Alceste Bonanos del Instituto Carnegie de Ciencias, una miembro del equipo que realizó el descubrimiento de los lejanos orígenes de la estrella.

De los miles de millones de estrellas de la Vía Láctea, se cree que solamente una pequeñísima fracción es expulsada desde el centro galáctico en esta forma. Esto explica por qué no fueron descubiertas hasta 2005, dice Bonanos, “porque en realidad no son muchas”.

Los astrónomos examinaron el espectro de estrellas en los confines más lejanos de la Vía Láctea y encontraron unas pocas que “viajaban a mucha, muchísima velocidad, lo que no es normal”, agregó Bonanos.

Estudiando la edad de estas estrellas exiliadas, los científicos llegaron a la conclusión que parecían haber tenido el tiempo suficiente como para provenir del centro de nuestra galaxia.

El centro galáctico está cubierto por gas y polvo y normalmente los astrónomos tienen dificultades para observar su interior, dijo Bonanos. En general, las nubes de polvo cumplen un papel como excelentes guarderías estelares, pero se suponía que las violentas fuerzas de marea del agujero negro impedirían los nacimientos estelares cercanos.

Las estrellas fugitivas aparentarían contradecir esa idea, ya que parecen provenir de las cercanías del agujero negro, según expresó Bonanos a LiveScience.

Excepto por una de ellas, que es una transeúnte ocasional.

Viajera lejana

De las 10 estrellas mencionadas, una de ellas, conocida como HE 0437-5439, parecía ser un poco más extraña que el resto.

De acuerdo con su posición actual, la estrella debería tener unos 100 millones de años de edad para poder provenir del centro de la Vía Láctea. Pero solamente tiene 35 millones de años de edad.

Bonanos y López-Morales examinaron más de cerca la composición elemental de la estrella y descubrieron que parecía ser un visitante proveniente de nuestra pequeña vecina galáctica, la Gran Nube de Magallanes (GNM, o LMC por sus siglas en inglés).

“Se sabe que las estrellas de la GNM muestran abundancias menores de elementos que la mayoría de las estrellas de nuestra galaxia”, explicó Bonanos, lo que parecía corresponderse con la composición de HE 0437-5439.

Pero si bien el perfil de elementos encaja, queda todavía un grave problema: “no se sabe de ningún agujero negro en la GNM que pudiera haberla eyectado”, dijo Bonanos.

Los signos indicadores usuales de un gran agujero negro, tales como fuertes señales de rayos-X y de radio, no se detectan. Los astrónomos no están seguros de que las galaxias enanas como la GNM contengan grandes agujeros negros en sus centros, de modo que “esta estrella podría ser un indicio de algo importante”, dijo Bonanos.

¿Curso de colisión?

Otra extraña consecuencia de estas estrellas errantes es la contradicción que representan para la largamente sostenida noción de que el espacio intergaláctico está casi vacío.

“Parece que están todas estas estrellas surcando el espacio entre las galaxias”, dijo Bonanos. Si hay estrellas que son expulsadas de nuestra galaxia, entonces también serían igualmente arrojadas de otras galaxias, dice, aunque es improbable que podamos verlas porque las estrellas son muy difíciles de identificar individualmente desde la distancia de la mayoría de las galaxias.

Se estima que miles de estrellas híper-veloces han sido expulsadas por el agujero negro central de nuestra Vía Láctea, dijo Bonanos, aunque muchas de ellas todavía están viajando a través de la galaxia.

Hasta ahora, todas las estrellas híper-veloces descubiertas se están alejando de nosotros, pero podrían ser expulsadas del centro galáctico en cualquier dirección, hacia arriba o hacia abajo del plano galáctico, o incluso hacia nosotros.

Pero no hay porqué preocuparse de que algún correcaminos estelar choque contra la Tierra o contra cualquier otro planeta o estrella, dice Bonanos.

“Hay mucho espacio vacío” en el sistema solar, aclara, de modo que estas veloces estrellas tendrán probablemente vía limpia en nuestro vecindario.

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Artículo publicado en Space.com
Título: “Rogue Stars: The Miscreants of Our Galaxy”
Autor: Andrea Thompson
Fecha: Enero 29, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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domingo, enero 27, 2008

¿Será el tiempo reemplazado por otra dimensión?

¿Qué sucedería si desapareciera el tiempo? Ciertamente, parece una pregunta tonta y, si el cosmos se mantiene con las leyes físicas actuales, es una cuestión que nunca se tratará más allá de este artículo. De hecho, escribirlo sería una pérdida de mi tiempo si el cosmos fuera tan simple. Pero estoy ignorando mis probabilidades y continúo escribiendo, ya que creo que apenas hemos arañado la superficie de las leyes físicas universales; el universo es cualquier cosa menos simple.

En realidad, podría haber algo en esta loca noción de que la naturaleza del universo podría ser puesta cabeza abajo si la cantidad fundamental del tiempo se transformara en otra dimensión del espacio. Una idea como ésta se escapa de los dominios del pensamiento clásico y se introduce en el reino de los “mundos brana”, una visión que encapsula el universo tetradimensional que conocemos y amamos con las supercuerdas entretejidas en él.
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La teoría de las branas es una idea extraña. En pocas palabras, una brana (contracción de “membrana”) puede ser imaginada como una hoja de papel que flota en una quinta dimensión. Ya que únicamente podemos experimentar un espacio tridimensional a lo largo de una dimensión temporal (un espacio-tiempo tetradimensional, también conocido como un universo de Lorentz), no podemos comprender cómo luce esta quinta dimensión, pero afortunadamente contamos con la ayuda de las matemáticas.

Las matemáticas pueden ser utilizadas para describir todas las dimensiones que queramos. Algo útil, ya que las branas describen el efecto acumulativo de las cuerdas que se entrelazan a través de muchas dimensiones y a las fuerzas que interactúan para crear el universo que observamos en el aburrido espacio tridimensional. De acuerdo con la visión del “mundo brana”, nuestro cosmos tetradimensional puede, en realidad, estar inserto en un universo multidimensional; nuestra versión cósmica utiliza únicamente cuatro de las muchas dimensiones posibles.

Los teóricos que contemplan los mundos brana, tales como Marc Mars de la Universidad de Salamanca en España, creen ahora que han tropezado con una implicación que podría, muy literalmente, detener en sus pasos a los cosmólogos. La dimensión temporal podría pronto desaparecer para ser reemplazada por una cuarta dimensión espacial. Nuestro familiar universo de Lorentz podría convertirse en euclídeo (es decir, con cuatro dimensiones espaciales sin tiempo), y Mars cree que la evidencia del cambio está frente a nuestros ojos.

“Una de las propiedades interesantes, e intrigantes, de estas branas que cambian de aspecto es que, aunque ese cambio puede ser concebido como un acontecimiento dramático dentro de la brana, tanto el volumen como la brana pueden ser perfectamente lisos. En particular, los observadores que vivan en la brana pero que asumen que su universo es lorentziano en todas partes pueden ser inducidos erróneamente a interpretar que una singularidad de curvatura surge precisamente en el cambio de aspecto”. – Marc Mars, en: Is the accelerated expansion evidence of a forthcoming change of signature on the brane?.

La observada expansión del universo (que descubriera Edwin Hubble en 1925) puede, en realidad, ser un síntoma de una brana “cambiando de aspecto”. Si nuestra brana está mutando de temporal a espacial, los observadores del universo lorentziano deberían ver un universo en expansión acelerada, exactamente lo que observamos en el presente. Mars continúa detallando que esta teoría puede explicar esta expansión en aumento, mientras que a la vez guarda las características físicas del cosmos que contemplamos actualmente, sin la necesidad de asumir como responsable a alguna forma de materia o energía oscuras.

Es dudoso que podamos alguna vez percibir a un cosmos sin tiempo, y lo que sucedería el universo si el tiempo se convirtiera en espacial es algo que está más allá de nuestra comprensión. De modo que, por las dudas, disfrutemos nuestras cuatro dimensiones mientras duren, ya que podría estarse acabándonos el tiempo.

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Traducido con autorización de Universe Today.
Título: “Will Time be Replaced by Another Space Dimension?”
Autor: Ian O’Neill
Fecha: Enero 24, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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jueves, enero 24, 2008

Una posible explicación para la anomalía de las Pioneer

Están pasando cosas extrañas con nuestros exploradores espaciales robóticos. También conocido como “Efecto Pioneer” (las súbitas e inesperadas alteraciones en las trayectorias de las sondas Pioneer 10 y Pioneer 11 detectadas mientras continuaban su viaje hacia el sistema solar exterior), se ha observado también que había anomalías similares en sobrevuelos realizados por sondas espaciales más modernas.
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La sonda Galileo sobrevolando la Tierra.
© NASA


Los sobrevuelos a la Tierra de las misiones Galileo, Rosetta, NEAR y Cassini han experimentado todos ellos un súbito aumento de velocidad. Después de eliminar todas las explicaciones posibles, incluyendo la pérdida de combustible y un error en la medición de la velocidad, un nuevo estudio sugiere que la respuesta podría estar en una extraña característica de la física universal…

Los sobrevuelos planetarios representan una ayuda esencial en las misiones interplanetarias para ganar energía mientras aceleran en su alegre viaje hacia su destino. Las asistencias gravitatorias son calculadas precisamente por los científicos de la misión de modo que el momento de llegada puede ser calculada al minuto. Considerando que las misiones tardan años en completarse, este grado de precisión es asombroso, pero esencial.

De modo que cuando la Galileo completó su asistencia gravitatoria sobrevolando a la Tierra el 8 de diciembre de 1990 para ser impulsada hacia Júpiter, es posible imaginar la sorpresa de la NASA cuando descubrió que la Galileo había acelerado de pronto, y sin causa aparente. El aumento del empuje era diminuto, pero utilizando la Red Espacio Profundo (Deep Space Network) se pudo lograr una medición precisa de la aceleración de la nave. Galileo había sido acelerada en 3,9 mm/s (3,9 milímetros por segundo).

Y no es un caso aislado. Durante los sobrevuelos a la Tierra de las sondas NEAR, Cassini-Huygens y Rosetta, en todos ellos se experimentaron empujes inexplicados de 13 mm/s, 0,11 mm/s y 2 mm/s respectivamente. Después de que eliminaron las fallas técnicas, los errores de observación, la presión de radiación, las inestabilidades magnéticas y la acumulación de carga eléctrica, se está poniendo el foco en explicaciones más exóticas.

Un estudio reciente realizado por Magic McCullock sugiere que la “radiación Unruh” puede ser la culpable. Exponiéndolo simplemente, el efecto Unruh sugiere que los cuerpos en aceleración experimentan un tipo de radiación electromagnética. En aceleraciones muy bajas, la longitud de onda emitida será tan larga que una longitud de onda completa será mayor que el tamaño del universo (algo que también se conoce como la Distancia Hubble).

Por lo tanto, la aceleración baja generará ondas que no tienen efecto sobre el cuerpo. Sin embargo, si el cuerpo que acelera (por ejemplo la Galileo siendo acelerada por la gravedad terrestre durante su sobrevuelo de 1990) excede lentamente un umbral de aceleración, la radiación Unruh disminuirá su longitud de onda (será menor que la Distancia Hubble), lo que causará un diminuto pero mensurable empuje en su velocidad en aumento.

Aunque compleja, esta teoría es muy interesante y prueba que aunque podemos calcular el momento de arribo de las sondas espaciales al minuto, el universo continuará mostrándonos por largo tiempo algunas cosas que nos seguirán dejando perplejos.

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Traducido con autorización de Universe Today:
Título: “A Possible Answer to Flyby Anomalies”
Autor: Ian O’Neill
Fecha: Enero 20, 2008
Enlace con el artículo original:
aquí
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