Tag Archives: Universo

Multiversos falsables

Ciertos modelos de multiverso pueden ser falsables con las apropiadas simulaciones.

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Desde que los miembros del experimento BICEP2 hicieron públicos sus datos acerca de posibles señales de la inflación en el fondo cósmico de microondas (FCM), el multiverso se ha puesto de moda. Aunque todavía quede por corroborar si la señal de polarización medida es cosmológica o debida al polvo galáctico, el asunto excita la imaginación.

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El resultado de BICEP2 y el Higgs

Combinan el resultado de BICEP2 con lo que se sabe sobre el Higgs y se llega a una contradicción, lo que implica que hay algo que está mal.

El telescopio BICEP2 ha detectado desde el Polo Sur señales de los primeros instantes del universo. / Steffen Richter/Harvard University

El telescopio BICEP2 ha detectado desde el Polo Sur señales de los primeros instantes del universo. / Steffen Richter/Harvard University

Ahora que se van revelando más características del bosón de Higgs que le hacen parecer cada día más a lo predicho por la teoría, es conveniente ver las implicaciones que puede tener ello para la evolución de nuestro Universo. Ya vimos en estas mismas páginas que todo el universo podría destruirse al pasar el campo de Higgs de un estado de vacío a otro de energía más baja.

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¿Es el espacio-tiempo un fluido?

Estudian el efecto de la viscosidad y disipación en un hipotético espacio-tiempo fluido como propuesta a una teoría cuántica de la gravedad.

Hay un gran problema en la Física Moderna: no tenemos una teoría cuántica de gravedad. Tenemos la teoría cuántica que nos permite explicar bien los objetos muy pequeños y la Relatividad General que nos permite estudiar todo el Universo y las interacciones gravitatorias. Es como si los físicos hablaran dos idiomas muy distintos al describir los fenómenos físicos. Pero si tenemos algo pequeño sujeto a una gran gravedad, como durante el Bi Bang, no podemos describirlo adecuadamente.
Desde hace bastante más de medio siglo se persigue la construcción de una teoría cuántica de la gravedad sin mucho éxito y, lo que es peor, las propuestas que se presentan están muy alejadas de la comprobación experimental. La gran inversión humana y económica realizada en las cuerdas ha incluso retrasado el avance en este campo. Sin embargo en los últimos años ha habido algunas propuestas interesantes. Ahora vamos a ver una de ellas.
La Relatividad General es una teoría clásica (no cuántica) que habla de la gravedad en un lenguaje de métricas del espacio tiempo. Lo que sentimos como gravedad no es más que un espacio curvado por la presencia de materia. La gravedad está, por tanto, ligada a la estructura del espacio-tiempo. Así que una teoría cuántica de la gravedad también lo debe de estar. A la escala de Planck de los 10-33 cm el espacio-tiempo tiene que tener algún tipo de textura, pero no sabemos exactamente cuál. Las distintas propuestas de teorías cuánticas de la gravedad postulan una textura en concreto. Se suele asumir que a esas distancias el espacio-tiempo no es continuo, sino discreto. Habría algo así como unos “átomos de espacio”.
Sería algo parecido a lo que ocurre con la materia. A cierta escala esta hecha de átomos que se rigen por la Mecánica Cuántica, pero a escala humana la materia tiene apariencia continua y una descripción clásica.

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Dudas sobre el descubrimiento del eco del Big Bang

Hace un par de meses los científicos del telescopio BICEP2 anunciaron la primera evidencia sobre las ondas gravitatorias del comienzo del universo, pero sus datos se podrían basar en una mala interpretación de un mapa del satélite Planck que les sirvió de referencia. El rumor se extiende rápidamente por internet, aunque el equipo descubridor defiende su trabajo.
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Los ‘remolinos’ de la controversia, que, según algunos rumores, podrían estar afectados por señales de nuestra propia galaxia. / BICEP2-Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Cuando el pasado mes de marzo los investigadores que trabajan con el radiotelescopio BICEP2 en el Polo Sur informaron de la observación de unos ‘remolinos’ o señales de polarización relacionadas con las ondas gravitacionales de los inicios del Big Bang, el hallazgo se valoró como uno de los grandes descubrimientos cosmológicos de la década.

Sin embargo, ahora parece que han surgido discrepancias sobre los datos. Al menos así lo aseguran en internet algunos expertos, como Adam Falkowski, del Laboratorio de Física Teórica de Orsay (Francia) y autor delblog Résonaances, donde plantea sus dudas. La revista Science se hace eco esta semana de la polémica.

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¿Posible prueba sobre la materia oscura?

Encuentran un exceso de rayos gamma procedente del centro galáctico que atribuyen a la presencia de materia oscura.

At left is a map of gamma rays with energies between 1 and 3.16 GeV detected in the galactic center by Fermi's LAT; red indicates the greatest number. Prominent pulsars are labeled. Removing all known gamma-ray sources (right) reveals excess emission that may arise from dark matter annihilations. Image Credit: T. Linden, Univ. of Chicago

At left is a map of gamma rays with energies between 1 and 3.16 GeV detected in the galactic center by Fermi's LAT; red indicates the greatest number. Prominent pulsars are labeled. Removing all known gamma-ray sources (right) reveals excess emission that may arise from dark matter annihilations.
Image Credit: T. Linden, Univ. of Chicago

El asunto de la materia oscura probablemente es uno de los más frustrantes de la ciencia moderna. Pese a las décadas transcurridas desde que se propuso su existencia, todavía no se ha conseguido detectar directamente esta esquiva materia. Aunque falsas alarmas ha habido unas cuantas.

 

Known dwarf spheroidal satellite galaxies of the Milky Way overlaid on a Hammer-Aitoff projection of a 4-year LAT counts map (E>1??GeV). The 15 dwarf galaxies included in the combined analysis are shown as filled circles, while additional dwarf galaxies are shown as open circles.

Known dwarf spheroidal satellite galaxies of the Milky Way overlaid on a Hammer-Aitoff projection of a 4-year LAT counts map (E>1??GeV). The 15 dwarf galaxies included in the combined analysis are shown as filled circles, while additional dwarf galaxies are shown as open circles.

La última propuesta parte, otra vez, de los datos tomados por el observatorio espacial Fermi. Según un grupo de científicos del Fermilab, del CfA, del MIT y de University of Chicago un supuesto exceso de energía en forma de rayos gamma registrada por Fermi y procedente del centro galáctico se puede explicar bien si por allí hay materia oscura. Han elaborado incluso un nuevo mapa de la zona.
La presencia de púlsares, la colisión de nubes de gas y otras posibles explicaciones no son suficientes según Dan Hooper y colaboradores para explicar el exceso de energía observado. Sin embargo, si se tiene en cuenta la aniquilación de partículas de materia oscura, entonces los datos encajan mejor.

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Investigadores del IAC explican el “exceso” de rubidio observado en estrellas moribundas

Un nuevo modelo de atmósfera estelar, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics Letters, pone fin al aparente desacuerdo entre teoría y observación sobre la producción de este exótico elemento radiactivo
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En la imagen se muestra el espectro de una estrella AGB masiva (puntos blancos) junto con las predicciones de los nuevos modelos de atmósfera (línea amarilla) y de los modelos anteriores sin envoltura (línea azul). El Rubidio es detectado como una línea de absorción muy intensa a una longitud de onda de 7.800 angstroms. Todo esto superpuesto a una impresión artística de una estrella AGB.Créditos: Gabriel Pérez Díaz, Instituto de Astrofísica de Canarias (Servicio Multimedia)

Las estrellas de masa intermedia, en sus últimas fases de evolución, producen una gran cantidad de elementos pesados (ricos en neutrones) – algunos de ellos isótopos radiactivos -, como el rubidio, el tecnecio, el circonio, el ytrio, el lantano o el neodimio. Estos elementos son expulsados hacia la superficie de la estrella y, posteriormente, liberados al medio interestelar. Tras varios estudios sobre la composición química de estas estrellas moribundas, denominadas “estrellas AGB”, un equipo internacional de astrónomos, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), acaba de publicar un nuevo modelo teórico que explica la sobreabundancia de rubidio observada en las más masivas de este tipo. El nuevo modelo incluye los efectos de la envoltura de gas y polvo que rodea a estas estrellas viejas y que no habían sido considerados en modelos teóricos anteriores.

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La energía oscura se oculta

Entre las muchas teorías que tratan de explicar la naturaleza de la energía oscura se encuentran la quintaesencia y los campos fantasmas, dos hipótesis formuladas a partir de los datos de satélites como Planck y WMAP. Ahora investigadores de Barcelona y Atenas plantean que ambas posibilidades son solo un espejismo en las observaciones y es el vacío cuántico el que podría estar detrás de esa energía que mueve nuestro universo.

Los cosmólogos consideran que unas tres cuartas partes del universo están constituidas por una misteriosa energía oscura que explicaría su expansión acelerada. La verdad es que no saben lo que puede ser, así que plantean posibles soluciones.

Una es que exista la quintaesencia, un agente invisible gravitatorio que en lugar de atraer, repele y acelera la expansión del cosmos. Desde el mundo clásico hasta la Edad Media, ese término hacía referencia al éter o quinto elemento de la naturaleza, junto a la  tierra, el agua, el fuego y el aire.
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