Impresión artística del observatorio Planck. (Crédito: ESA, AOES Medialab)

Los encargados de la misión habían puesto como requisito mínimo para considerarla un éxito que realizase dos mapeados completos del cielo. Al final, Planck ha superado todas las expectativas ya que ha estado operativa durante 30 meses, casi el doble de lo que se esperaba, y ha llegado a producir cinco sondeos completos del firmamento con los dos instrumentos que tenía equipados.

Los datos proporcionados por esta misión permitirán entender mejor el Big Bang y el Universo temprano, y servirán para descartar muchas hipótesis aún vigentes que no se correspondan con lo observado. Algunos resultados de Planck ya fueron publicados el año pasado, como un catálogo de cúmulos de galaxias en el Universo lejano que también incluía algunos supercúmulos, o la observación de que las primeras galaxias generaban mil veces más estrellas cada año que la Vía Láctea en la actualidad. El próximo mes se presentarán más resultados de la misión, y se espera que el análisis de los datos sobre los primeros instantes de vida del Universo sea divulgado a lo largo del próximo año.

Sin embargo, hay una saga en particular que tiene muy presente la ciencia en todos sus títulos, tanto que incluso está protagonizada por un doctor en física teórica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT): Half-Life cuenta las aventuras de Gordon Freeman, un científico de pocas palabras que tendrá que sobrevivir a una invasión extraterrestre como consecuencia inesperada de un experimento en el que él estaba trabajando. La historia está plagada de referencias a términos científicos, empezando por su nombre, que hace alusión al periodo de semidesintegración de una sustancia radiactiva, aunque también se toma ciertas licencias creativas como la existencia de teletransportes y armas gravitatorias. Algunas de estas referencias se pueden encontrar en los nombres de las pistas que conforman la banda sonora creada por Kelly Bailey, como por ejemplo en el siguiente tema que lleva por nombre CP Violation y aparece en Half-Life 2:

La violación CP es un fenómeno muy importante para la cosmología, ya que podría explicar por qué en la composición del Universo hay más materia que antimateria. La simetría CP es el producto de la simetría C o de conjugación de carga, y de la simetría P o de paridad. La conjugación de carga es una operación que consiste en sustituir todas las partículas de un sistema físico por sus correspondientes antipartículas, que tienen cargas eléctricas opuestas, e invertir las direcciones de los campos eléctricos y magnéticos. Si al realizar estos cambios, la dinámica del sistema se mantiene se dice que tiene simetría C, es decir, que las leyes que lo rigen son invariantes frente a esta transformación. Mientras que la inversión de la paridad es un cambio en el signo de las coordenadas espaciales, que equivale a sustituir un sistema por su imagen especular: por ejemplo se pasa de las coordenadas (x, y, z) a (-x, -y, -z). Si tras esta operación el sistema es idéntico al original se dice que tiene paridad par; un ejemplo sería el de una función matemática f(x) que cumpliese la condición f(x) = f(-x). En cambio, si el resultado de la transformación es de signo contrario al original se dice que tiene paridad impar; volviendo al caso de la función, ahora cumpliría la condición f(-x) = – f(x).

Tanto la interacción electromagnética como la gravitatoria y la interacción nuclear fuerte presentan simetría C. No así la interacción nuclear débil, causante del decaimiento radiactivo de las partículas subatómicas; en este caso se produce una violación de la invarianza respecto a la transformación C. Hace unas décadas se pensaba que todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza debían seguir un mismo tipo de simetría y para solucionar el problema generado por la interacción débil se postuló que eran invariantes bajo transformaciones de tipo CP, que combinan las dos operaciones ya comentadas. La validez de la simetría CP fue asumida hasta que en el año 1964 los investigadores James Cronin y Val Fitch detectaron anomalías en el decaimiento débil de los kaones, o mesones K. Estas anomalías implicaban que la interacción débil no cumplía la hipótesis postulada y por tanto se producía la violación CP. Ambos científicos recibieron en 1980 el Premio Nobel de Física por este hallazgo.

Debido a la ruptura de estas simetrías, ahora se asume que una propiedad fundamental de las leyes físicas es la simetría CPT, que incluye también la inversión del sentido del tiempo en las ecuaciones de evolución temporal. Bajo esta propiedad la imagen especular de un universo compuesto de antimateria evolucionando hacia atrás en el tiempo (es decir, con los momentos de todas las partículas invertidos) seguiría las mismas leyes que el nuestro.

Ya que son los gobernantes que el pueblo ha elegido mediante las vías de la democracia, está muy bien que hagan un esfuerzo para demostrar que no van a defraudar la confianza que se ha puesto sobre ellos. Sin embargo, en un evento como el descrito hay un par de detalles que no deberían estar presentes si se supone que existe la separación entre la Iglesia y el Estado. Es en juramentos como éstos, y también en otros actos institucionales como las reuniones con algunas figuras religiosas que se producen todos los años, cuando se demuestra que la separación sólo es teórica y para nada se refleja en la práctica. Más bien se mantiene una posición de subordinación respecto a un credo, que en este caso es el difundido por la Iglesia Católica.

Los ministros no han realizado su juramento sólo ante nuestro jefe de estado, sino también ante varios objetos simbólicos cargados de significado y connotaciones. Por una parte se han encontrado con un ejemplar de un libro que representa e incluye todos los valores democráticos por los que se guía o debe guiar este país, la Constitución Española de 1978. Mientras que por otro lado, frente a sí tenían otro libro que va precisamente en contra de esos valores, la Biblia de la religión cristiana, acompañada de un crucifijo, principal símbolo identificativo de dicha creencia. La Biblia nos presenta un mundo dirigido única y exclusivamente por la voluntad y mandatos de un ser divino al que todos debemos obedecer si no queremos pasar una eternidad castigados en un infierno de cuya existencia no tenemos ninguna prueba. Sin embargo no conocemos las órdenes de éste ente a través de su propia voz sino que tenemos que fiarnos de lo que nos comunican sus autodenominados representantes, que dicen haber entrado en contacto con él y sabe cómo deben gobernarnos. Esto se aleja por completo de lo que se esperaría en una sociedad democrática, en la que se supone que la titularidad del poder reside en todas las personas y son ellas las que deciden como deben organizar la convivencia.

Así que, viendo que la mayoría de los ministros entrantes decidieron llevar a cabo su juramento sobre la Biblia, es razonable que nos asalte la duda de cuál será la base legislativa que van a emplear para dirigir este país: ¿se guiarán por las leyes democráticas aceptadas por todos o en cambio escogerán recurrir a las leyes de un dios en el que no todos han puesto su fe?

La presencia tanto de la Biblia como del crucifijo en este tipo de eventos debería ser tomada como una ofensa, y no sólo por aquellos que no tengan ningún tipo de afinidad con manifestaciones religiosas, sino también por los seguidores de otros cultos diferentes al cristiano, y finalmente, siendo más exigentes, por cualquiera que piense que la democracia es el mejor sistema por el que se puede regir una sociedad. Hago esta última puntualización porque, aunque improbable, siempre es posible que haya un cambio en la religión mayoritaria de la nación. Supongamos, entonces, que los gobernantes tuviesen que pronunciar sus votos frente a los símbolos del islamismo o del judaísmo; ¿cómo sentaría esto a la hipotética minoría cristiana? Ahora imaginemos una realidad diferente pero con más facilidades para cumplirse: supongamos que en unas futuras elecciones sale vencedor un partido que decide que uno de los nuevos dirigentes sea una persona seguidora de los preceptos del islam. ¿No se sentirá ofendida cuando vaya a prometer su cargo y le pongan ante ella objetos pertenecientes a otra fe cuando ella lo que va a hacer es encargarse de tareas políticas que no deberían tener nada que ver con la religión? Para evitar esta clase de situaciones y demostrar que se habla en serio cuando nos referimos a la separación Iglesia-Estado hay que conseguir que los actos políticos únicamente estén acompañados de objetos relacionados con la democracia y no dejar que se inmiscuyan aquellos con simbología religiosa, que deberían permanecer en el ámbito privado de los ciudadanos.

Fuente: APOD

Este cometa fue descubierto en noviembre por el astrónomo aficionado Terry Lovejoy, y ha sobrevivido a un encuentro muy cercano con el Sol: hace una semana pasó a menos de 200 000 kilómetros de la superficie de nuestra estrella. En esta galería se pueden ver más imágenes del cometa.

Stratolaunch Systems, empresa aeroespacial creada por Paul Allen, que en 1975 fundó Microsoft junto a Bill Gates, ha propuesto la construcción de un gran avión capaz de lanzar cohetes al espacio. Lo novedoso de la propuesta no es la idea pues este método se lleva estudiando durante bastante tiempo sino el diseño del vehículo: tendrá una envergadura de 117 metros, lo que lo convertiría en el mayor avión de la historia, tendrá una masa de 540 toneladas y será impulsado por seis motores iguales a los utilizados por los Boeing 747.

El siguiente vídeo muestra una recreación de cómo operaría este enorme avión, capaz de cargar con un cohete de 223 toneladas:

Está previsto que el primer lanzamiento de este vehículo se produzca a lo largo del año 2016, así que toca esperar para verlo en funcionamiento.

Consultando el software astronómico Stellarium obtenemos la siguiente predicción sobre las posiciones de estos planetas alrededor del ocaso de hoy:

Posiciones de Júpiter y Venus a las 19.00 del 15/12/2011 vistos desde San Cristóbal de La Laguna. Se indica la trayectoria de Júpiter.

La siguiente imagen muestra una panorámica del cielo nocturno de San Cristóbal de La Laguna (Tenerife) hace un par de días. No tiene demasiada calidad ya que ha sido realizada con un teléfono móvil pero se pueden apreciar los dos planetas; además se han rodeado con círculos para ayudar a su localización (pinchad sobre la imagen para verla a mayor tamaño):

Panorámica del 13/12/2011 en la que se observa tanto Júpiter (izquierda) como Venus (derecha)

 Si prolongamos nuestras observaciones durante varias jornadas nos daremos cuenta de que ambos astros parecen estar acercándose el uno al otro en su viaje a través de la esfera celeste. Es posible comprobar mediante el programa empleado con anterioridad que el momento de mayor acercamiento se producirá el día 13 de marzo del próximo año, cuando serán visibles más o menos en las siguientes posiciones:

Predicción de las posiciones de Júpiter y Venus a las 20.00 horas del día 13/03/2012. Se indica la trayectoria de Venus.

 Y unos pocos días antes, el 2 de marzo, tendremos la oportunidad de ver no dos sino tres de los planetas que conforman el Sistema Solar en una reducida región del cielo, pues Mercurio hará acto de presencia durante un breve intervalo de tiempo.

Predicción de las posiciones de Júpiter, Venus y Mercurio para las 19.45 horas del día 2/03/2012. Se indica la trayectoria de Mercurio.

Por lo tanto, el próximo mes de marzo es una buena época para disponer de un telescopio con el que poder observar estos tres planetas.

Según los últimos resultados publicados por el CERN, se tienen evidencias de la existencia de dicha partícula, pero aún no es posible confirmarla, y habrá que esperar a que se realicen muchas más pruebas en los próximos meses. Al menos, los datos ya disponibles permiten situar la masa del bosón de Higgs en torno a los 125 GeV (gigaelectronvoltios; ésta es una unidad de medida de energía, pero hay que recordar que la masa y la energía son equivalentes).

Durante mucho tiempo las estrellas oscuras no eran más que una curiosidad matemática que no parecían existir en el Universo real, y así se mantuvieron incluso durante los primeros años del desarrollo de la Teoría General de la Relatividad, la cual es la mejor explicación de la gravedad que tenemos en la actualidad. Pocos meses después de que Albert Einstein publicase su revolucionaria teoría, el físico alemán Karl Schwarzschild encontró una solución matemática a las ecuaciones del campo de Einstein que podía dar lugar a la formación de un cuerpo que no dejaría escapar a la luz. A pesar de este resultado predicho por la Relatividad General, se pensó que esta solución no tenía ningún sentido físico y que en la naturaleza no podía existir un cuerpo de tales características. Tuvieron que pasar décadas hasta que, primero Robert Oppenheimer, y más adelante Stephen Hawking y Roger Penrose, demostrasen que los agujeros sí se podían formar a partir del colapso gravitatorio de estrellas.

La idea que se tiene ahora de un agujero negro es la de una región finita del espacio-tiempo en la que una enorme concentración de masa genera un campo gravitatorio de tal intensidad que ni siquiera la luz es capaz de escapar de dicha región. Existen diversos tipos de agujeros negros que dependen de propiedades físicas como su masa, su carga eléctrica o su rotación. En el caso más sencillo, aquel en el que el objeto no tiene carga eléctrica ni rotación, su tamaño sólo depende su masa y viene dado por lo que se conoce como radio de Schwarzschild. Se puede calcular el valor de este radio utilizando ideas similares a las que empleó John Michell en el siglo XVIII, a partir del concepto de velocidad de escape.

La velocidad de escape es la velocidad mínima que debe tener un cuerpo para poder librarse de la atracción gravitatoria generada por otro, y depende de la masa de este último y la distancia entre ambos. La energía mecánica del objeto que intenta escaparse se expresa como:

En la ecuación anterior m es la masa del cuerpo que pretende darse a la fuga, v su velocidad, G la constante de gravitación universal, M la masa del objeto generador del campo gravitatorio y r la distancia entre ambos. La velocidad de escape se obtiene cuando la energía mecánica es igual a cero, lo que implica que el sistema deja de estar ligado. Nos interesa encontrar el radio, R_sch, para el cual la velocidad de escape sería c, la de la luz. Entonces:

Ése sería el radio del agujero negro, y se observa que el único parámetro variable es la masa contenida en el interior de la región de interés; los demás factores son constantes. La relación entre el radio de Schwarzschild y la masa es de proporcionalidad directa, lo cual queda bien reflejado en la siguiente gráfica:

Radio de Schwarzschild frente a masa (expresada en masas solares)

En la anterior imagen, la masa se expresa como múltiplos de la masa del Sol, que es de 1,99·10³⁰ kg, es decir, unas 300000 veces mayor que la de la Tierra. La línea de trazos de color rojo indica el radio de Schwarzschild de un agujero negro que tuviese la misma masa que nuestra estrella, que sería en torno a los 3 kilómetros.

Como estamos hablando de agujeros negros esféricos y estáticos, y ya sabemos cómo calcular su radio, es muy fácil entonces determinar cuál sería su densidad. La intuición nos tiende a decir que objetos como éstos deberían tener valores muy elevados de densidad, pero veremos que los cálculos nos van a deparar alguna sorpresa. La densidad de un agujero negro de Schwarzschild sería:

A simple vista la ecuación nos dice que la densidad aumenta con la masa y que disminuye a un gran ritmo si se incrementa el radio, pero no nos da una idea sobre las magnitudes que se van a obtener. Así que lo mejor es realizar una representación gráfica como la siguiente que nos sirva para despejar posibles dudas:

Densidad de un agujero negro en función de la masa (expresada en masas solares)

Se comprueba que la densidad sufre un enorme descenso según el agujero negro se va haciendo mayor, ya que mientras que la masa aumenta un total de 12 órdenes de magnitud, la densidad disminuye en unos 24 órdenes. Pero esto no es lo más interesante que se puede apreciar a partir de la imagen, sino que lo más curioso es lo indicado por la línea de trazos rojos: está situada a la altura de la densidad que tiene una sustancia tan abundante en nuestro planeta como es el agua. Fijándonos en la gráfica nos daremos cuenta de que los agujeros negros de hasta 100 millones de masas solares son más densos que el agua, pero a partir de ahí se vuelven más ligeros, llegando hasta densidades millones de veces menores que la de dicho compuesto. Esto implica que si fuese posible tener un océano cuya extensión fuese mayor que la del agujero negro, éste podría flotar sobre ese charco de proporciones astronómicas. Aunque, por supuesto, el agujero negro tendería a tragarse el océano por completo.

NOTAS: 1) La forma correcta de calcular el tamaño del agujero negro sería a partir de la Relatividad General y la métrica de Schwarzschild, y no recurriendo a la Mecánica Clásica, pero el método usado en esta entrada es más simple a la hora de expresar los conceptos y al final se obtiene el mismo resultado. 2) Para realizar los cálculos y las gráficas se ha empleado el lenguaje de programación IDL. 3) Valores de constante físicas: G =6,67384·10^-11 N (m/kg)² ; c = 299 792 458 m/s; densidad del agua ≈ 1000 kg/m³.