COSMOS

COSMOS Agujeros Blancos Habitando el planeta MARTE

entrevista con NEIL DEGRESSE TYSON

LA VIA

LACTEA

www.cosmosmexico.com

Un recorrido al hogar de millones de estrellas 1

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lo sa s g ujer s m o r os neg ĂĄ o sr e r t aro lo n sa lo que pasa de gu jero s blancos.

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Todos estamos de cierto modo familiarizados con los agujeros negros, esas bestias que pensamos pueblan el Universo, acechando en el centro de las galaxias y succionando todo lo que se les acerca. Los agujeros negros emergen de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, son las tumbas de las estrellas, lugares donde el espacio-tiempo se curva y se desfigura mas allá de todo reconocimiento. Sin embargo una distorsión aun mas estrambótica del espacio-tiempo podría estar dándose dentro de las ecuaciones de Einstein: el anti agujero negro, es decir, el agujero blanco.

como aficionados a la ciencia ficción llaman “agujero de gusano”. Si uno cae dentro de estos túneles, probablemente sería regurgitado al otro lado por el agujero blanco. De esta manera, uno podría terminar en otra esquina de nuestro Universo, o en el futuro, o en otro universo totalmente distinto. Pero ¿Existen realmente los agujeros blancos?

Nadie ha visto uno, aunque los astrónomos en un momento dado pensaron que los quásares – los objetos más brillantes del Cosmos, que resplandecen en el centro de las galaxiaspodrían ser agujeros blancos. Ahora creen que los quásares son más bien el resplandor de la materia caliente y la radiación dan¿QUE SON EXACTAMENTE? do vueltas locamente alrededor de agujeros Se trata de una región finita del espa- negros supermasivos. cio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Por ello se define un agujero blanco como el reverso temporal de un agujero negro: el agujero negro absorbe a su interior a la materia en cambio el agujero blanco la expulsa.

Si un agujero negro está rotando, entonces puede generar una especie de túnel que conecta el agujero negro con el blanco; ese túnel es lo que tanto expertos en cosmología

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Los agujeros blancos son agujeros negros que van hacia atrás en el tiempo. Eso significa que violan uno de los pilares de la física clásica: La segunda ley de la termodinámica, la cual establece que el orden se puede convertir en desorden, pero nunca al revés. Si un piano de cola cae dentro de un agujero negro y es pulverizado, está bien. Pero si un agujero blanco escupe un piano de cola de la nada, hay algún error. ¿DE NEGROS A BLANCOS? Un nuevo estudio publicado en la revista Nature sugiere que los agujeros negros podrían terminar sus vidas convirtiéndose en agujeros blancos. La sugerencia, basada en una especulativa teoría cuántica de la gravedad que no ha sido demostrada experimentalmente, podría resolver el viejo rompecabezas de si los agujeros negros destruyen la información. La teoría propuesta por el físico teórico Carlo Rovelli,

de la Universidad Aix-Marseille, en Francia plantea que la transición de un agujero negro a uno blanco se daría inmediatamente después de la formación inicial del agujero negro; pero como la gravedad dilata el tiempo, los observadores que están afuera verían que el agujero negro dura billones de años.

Si Rovelli y sus colegas están en lo cierto, los diminutos agujeros negros que se formaron durante la historia temprana del Universo estarían ahora listos para estallar y podrían ser detectados como rayos cósmicos de alta energía u otras radiaciones.

La teoría de la Relatividad General de Einstein predice que cuando una estrella agonizante se colapsa bajo su propio peso, puede alcanzar una etapa en la que el colapso es irreversible, y no existe fuerza conocida de la naturaleza capaz de detenerlo. Esta es la formación de un agujero negro: La aparición de una superficie esférica, conocida como el horizonte de sucesos

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que recubre a la estrella escondiéndola de la vista de observadores externos mientras el astro continua colapsándose, sin dejar escapar ningún tipo de información.

Puesto que la materia densa curva el espacio, la relatividad general “clásica” predice que la estrella dentro del horizonte de sucesos continuara encogiéndose hasta lo que se conoce como “la singularidad” una región donde la materia es infinitamente densa y el espacio es infinitamente curvo.

En tales situación las leyes de la física dejan de ser útiles. No obstante, muchos físicos, incluyendo Rovelli, piensan que a estas alturas del proceso, los efectos de la gravedad cuántica se hacen cargo de la situación, deteniendo el colapso y evitando los infinitos.

Rovelli piensa que no solo es la gravedad la que tiene que ver con la cuántica, sino que también el espacio-tiempo se cuantifica, al ser entretejido dentro de pequeños bucles individuales que no se pueden subdividir más. “Creemos que es un escenario posible, hemos hallado que el proceso de transformación puede estar completamente contenido dentro de una región limitada del espacio-tiempo. Todo lo que esta afuera se sigue comportando de acuerdo con las ecuaciones de Einstein”. Si los agujeros negros se convierten en blancos y “vomitan” su contenido nuevamente, ello podría ser la solución a una de las preguntas más

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emblemáticas de la física fundamental.

Hawking calculó en la década de 1970 que un agujero negro debería emitir radiación a partir de un horizonte de eventos, perdiendo energía lentamente y encogiéndose en el proceso, hasta desaparecer por completo. Esta “radiación Hawking” significa que la información acarreada por la materia que cayo en el agujero negro parecería desvanecerse para siempre. Y eso viola uno de los principios fundamentales de la teoría cuántica, según la cual la información no puede destruirse. Otros físicos teóricos concuerdan en que si el trabajo de Rovelli arroja luz sobre esta paradoja, sería algo muy importante. “Entender como la información escapa de un agujero negro es la pregunta clave de la mecánica cuántica de los agujeros negros, y posiblemente de la gravedad cuántica misma” Se puede asumir que nuestro Universo completo es el resultado de un agujero blanco que apareció como el Big Bang. Casi nadie esta cazando agujeros blancos hoy en día, pero eso podría cambiar. Mientras tanto el RadioAstron envía a casa mas observaciones de las finas estructuras en los núcleos activos de las galaxias. Y lo que encuentre el telescopio Event Horizon a partir de 2022 dentro de estos corazones salvajes podría ser mucho mas interesante y significativo que los consabidos agujeros negros.

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La via Lactea

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conociendo el HOGAR DE MILLONES DE ESTRELLAS. 9

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a Vía Láctea es la galaxia en la cual vivimos, es una galaxia en forma de espiral que contiene alrededor de 200 billones de estrellas, incluyendo nuestro Sol. Tiene unos aproximadamente 100,000 años luz de diámetro y alrededor de 10,000 años luz de espesor.

Si tú estás en un lugar que tenga un cielo nocturno muy oscuro, puedes algunas veces ver la Vía Láctea como una banda espesa de estrellas en el cielo. Nosotros vivimos cerca de las afueras de la Vía Láctea. El nombre Vía Láctea proviene de la mitología griega y en latín significa “camino de leche”, explicando que se trata de leche derramada del pecho de la diosa Hera.

La Vía Láctea se extiende a través de las constelaciones Perseo, Casiopea y Cefeo. En la región de la Cruz del Norte, que forma parte de Cisne, se divide en dos corrientes: la corriente occidental que brilla cuando atraviesa la Cruz del Norte, palidece cerca de Ofiuco, a causa de las nubes de polvo, y aparece de nuevo en Escorpio; y la corriente oriental, que es más brillante cuando pasa por el sur a través del Escudo y Sagitario. La parte más brillante de la Vía Láctea se extiende desde la constelación del Escudo a Escorpio, a través de Sagitario.

La Vía Láctea es una gran galaxia espiral, con varios brazos espirales que se enroscan alrededor de un núcleo central de un grosor de unos 10.000 años luz. Las estrellas del núcleo central están más agrupadas que las de los brazos, donde se han encontrado más nubes interestelares de polvo y gas. El diámetro del disco es de unos 150.000 años luz, que equivalen a 9480 millones de Unidades Astronómicas, está rodeado por una nube de hidrógeno, deformada y festoneada en sus extremos, rodeada a su vez por un halo esférico y ligeramente aplastado que contiene muchos cúmulos globulares de estrellas, que se encuentran principalmente encima o debajo del disco. Este halo puede llegar a ser dos veces más ancho que el disco en sí. Además, estudios realizados sobre los movimientos galácticos sugieren que el sistema de la Vía Láctea contiene más de 2 billones de veces la

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masa que contiene el Sol, los astrónomos han especulado con la idea de que el sistema conocido de la Vía Láctea esté rodeado por una corona mucho mayor de materia no detectada. Otra especulación reciente supone que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.

ROTACIÓN La Vía Láctea gira alrededor de un eje que une los polos galácticos.

Contemplada desde el polo norte galáctico, la rotación de la Vía Láctea se produce en el sentido de las agujas del reloj, arrastrando los brazos espirales. El periodo de rotación aumenta cuando disminuye la distancia desde el centro del sistema galáctico. En las proximidades del sistema solar, el periodo de rotación es de más de 200 millones de años luz. La velocidad del sistema solar debido a la rotación galáctica es de unos 270 kilómetros por segundo.

TIPOS DE ESTRELLAS La Vía Láctea contiene tanto estrellas de las llamadas de tipo I, que son estrellas azules y brillantes, como estrellas del tipo II, gigantes rojas. La región central de la Vía Láctea y el halo están compuestos por estrellas del tipo II. La mayor parte de la región se oculta tras nubes de polvo que impiden la observación visual. La radiación de la región central se ha registrado por medio de mecanismos como células fotoeléctricas, filtros infrarrojos y radiotelescopios.

Estos estudios indican la presencia de objetos compactos cerca del centro, posiblemente restos de estrellas o un enorme agujero negro.

Rodeando la región central hay un disco bastante achatado que comprende estrellas de ambos tipos, I y II; los miembros más brillantes de la primera categoría son luminosos, supergigantes azules. Incrustados en el disco y surgiendo de los lados opuestos de la región central, están los brazos espirales, que contienen una mayoría de población I, junto con mucho polvo interestelar y gas. Un brazo pasa por las proximidades del Sol e incluye a la gran nebulosa de Orión.

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uestro Sistema Solar se encuentra en el brazo Orión o Local, que forma parte del brazo espiral de Sagitario, de allí su nombre de “Local”. Estas formaciones son regiones densas donde se compacta el gas y se da la formación de estrellas. Los brazos son, en realidad, ondas de densidad que se desplazan independientemente de las estrellas contenidas en la galaxia. El brillo de los brazos es mayor que el resto de las zonas,

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porque es allí donde se encuentran las gigantes azules (estrellas de tipo O, B), que son las únicas que pueden ionizar grandes extensiones de gas. Estas estrellas de corta vida nacen y mueren en el brazo espiral, convirtiéndose así en excelentes marcadores de su posición.

Otros trazadores de los brazos espirales son las regiones HII (nubes de hidrógeno ionizado), originadas precisamente por esos gigantes azules. Estas nubes

vuelven a emitir, en el rango de la luz visible, la energía captada en el ultravioleta o en otras frecuencias más cortas. Son altamente energéticas, pues han sido ionizadas por las potentes gigantes azules, que barren extensas áreas con sus vientos estelares. Estudios recientes muestran que nuestra galaxia es atípica por no haber sufrido en los últimos 10 000 millones de años ninguna fusión importante con otra, sobre la base de

su momento angular, metalicidad, tamaño, y número de estrellas, habiendo formado estrellas de manera bastante constante y tenido una evolución relativamente tranquila, a diferencia de lo que ha sucedido con numerosas otras galaxias espirales cómo Andrómeda, las cuales han adquirido su tamaño y masa actuales debido a la absorción de numerosas galaxias menores.

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Ello también implica que una colisión entre dos galaxias espirales no tiene porqué crear siempre una galaxia elíptica, sino que puede dar lugar a una galaxia espiral mayor. La Vía Láctea tiene una masa de 60 000 millones de masas solares en forma de estrellas y una luminosidad de entre 15 000 y 20 000 millones de veces la del Sol.

CURIOSIDADES DE LA

VIA LACTEA Haz click en el video para reproducirlo

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HABITANDO EL PLANETA MARTE Los planes para el primer

viaje tripulado a Marte en el año 2030.

Se tiene por delante un desafío al que nadie se ha enfrentado hasta ahora, la NASA desarrolla el primer prototipo de hábitat para que los astronautas puedan vivir en el planeta Marte. Ahora que se ha confirmado la presencia de agua líquida en el Planeta Rojo y aumenta la posibilidad de vida marciana, los planes para el primer viaje a Marte en 2030 ya no parecen sacados de una novela de Julio Verne o una película de ciencia ficción. La permanencia en la superficie de Marte será del orden de entre 6 y 8 meses afirmo el profesor de sistemas espaciales en la Universidad de North Dakota y director

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del Laboratorio de Vuelos Espaciales Tripulados en esa institución. En este laboratorio diseñará lo más parecido a una «casa» para que los astronautas puedan quitarse su traje espacial y sentirse lo más cómodos posibles en un medio tan hostil, siensdo el primer prototipo para un hábitat para el planeta Marte. Este es el primer proyecto específico para el planeta rojo, que es financiado por la NASA. Las condiciones de esta hábitat debe estar diseñado teniendo el cuenta el medioambiente existente en el planeta Marte, estas son temperaturas muy frías, atmósfera

muy tenue, y compuesta casi en su totalidad de dióxido de carbono, que es altamente tóxico para los astronautas, radiación, y el polvo marciano, cuya composición incluye percloratos, que también son elementos tóxicos. De forma que este hábitat debe proteger a la tripulación durante el tiempo que permanezcan en la superficie. Dentro del hábitat un astronauta no necesita llevar traje espacial, sino sólo cuando salga del mismo para realizar sus investigaciones, de manera que este hábitat será su «casa», y la intención de este diseño es que pueda sentirse lo más cómodo posible, y que pueda desarrollar sus tareas normalmente.

Estará compuesto de varios módulos independientes, algunos de tipo inflable y serán instalados en forma automática antes de que lleguen los astronautas, otros son módulos rígidos y servirán como laboratorios para que los astronautas puedan cumplir con los objetivos científicos de la misión.

El módulo donde los astronautas vivirán posee pequeños dormitorios para cada uno, una pequeña cocina, un baño y una zona de recreación, además de un centro de comunicaciones para poder estar en contacto con la Tierra.

Este proyecto se comenzó oficialmente el 1 de septiembre. Por lo tanto el prototipo debe estar terminado en tres años. Su fabricación se lleva acabo en las instalaciones del Laboratorio de vuelos Espaciales tripulados de la Universidad de Dakota del Norte, en Estados Unidos. El proyecto tiene un costo aproximado de 1,3 millones de dólares, donde el modelo se probará en la Tierra,

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en Dakota del Norte, con tripulaciones que realizarán misiones de varios meses.

A partir de ahí se realizarán modificaciones en el diseño. La idea que se está trabajando para la llegada a el planeta Marte es que todos ellos logren transportarse a través de naves independientes automatizadas que permitan la instalación robotizada de parte de las instalaciones, de forma que cuando llegue la tripulación a Marte, gran parte de la base ya esté operativa.

La permanencia en la superficie de Marte será del orden de entre 6 y 8 meses y el viaje completo tardará al rededor de unos tres años.

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Anteriormente este año, la NASA informó que casi la mitad del hemisferio norte de Marte fue en el pasado un océano, con una profundidad mayor de 1,6km.

Sin embargo, los investigadores piden prudencia.

El hecho de que haya agua congelada, corriente o ambas, no implica directamente que haya vida en Marte.

El primer paso para averiguar si hay o hubo vida en Marte es determinar lo habitable que es el entorno, lo extremas que son las condiciones en el planeta.

UNA PLATICA CON Neil Degrasse Tyson El astrofísico Neil deGrasse Tyson es una superestrella en estos días, aquí nos habla sobre su nuevo programa televisivo de entrevistas, y la exploración de Marte.

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Quienes crecieron en los años 50 y 60 soñaron con el aterrizaje del hombre en la luna, y vieron que sucedió. ¿Las generaciones más jóvenes tienen un sueño parecido sobre el espacio?

No, en absoluto. Pero no es su culpa. Soñamos con el aterrizaje en la luna porque se lanzó el programa espacial. En estos momentos la NASA dice que quizás aterricemos en Mar..e ¿Qué sucede con los planes para colonizar Marte?

Mars One planea realizar el primer lanzamiento de la Tierra a Marte en el 2026. El interés está en enviar a las personas en viaje de ida, al estilo de los primeros colonos de Nueva Inglaterra. La diferencia entre eso y los primeros colonos, por supuesto, es que cuando los colonos desembarcaron en Plymouth Rock, podían respirar el aire.

¿Por qué no regresarán?

Tienes que ingeniártelas para sobrevivir.

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Pareces escéptico.

Tengo menos confianza en el éxito de la que tiene la gente que lo está planificando, pero alguien tiene que soñarlo. No voy a decir “no lo hagan”. ¿Qué les dices a quienes creen en los extraterrestres?

Quizás nos están visitando los extraterrestres. No lo voy a descartar, pero necesito mejores pruebas. ¡Tráiganme un extraterrestre muerto! O mejor aún, ¡un extraterrestre vivo!

Tu nuevo programa de televisión, StarTalk, empezó a transmitirse esta primavera.

Es el primer programa televisivo de entrevistas que se basa en las ciencias. ¿A quién esperas llegar con el programa?

Nuestra meta es llevar la ciencia a personas que no saben que les gusta la ciencia.

O mejor aún, a personas que saben que no les gusta la ciencia.

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