jueves, junio 28, 2007

¿Que es un agujero negro?


La definicion mas divertida se la debemos a Woody Allen en Desmontando a Harry, cuando una prostituta de raza negra le responde Es con lo que me gano la vida, cariño.


Un agujero negro es un cuerpo celeste con un campo gravitatorio tan fuerte que ni siquiera la radiación electromagnética puede escapar de su proximidad. Un campo de estas características puede corresponder a un cuerpo de alta densidad con una masa relativamente pequeña -como la del Sol o menor- que está condensada en un volumen mucho menor, o a un cuerpo de baja densidad con una masa muy grande, como una colección de millones de estrellas en el centro de una galaxia.

Es un “agujero” porque las cosas pueden caer, pero no salir de él, y es negro porque ni siquiera la luz puede escapar. Otra forma de decirlo es que un agujero negro es un objeto para el que la velocidad de escape es mayor que la velocidad de la luz, conocido como el ultimo límite de velocidad en el universo.

Todo agujero negro está rodeado por una frontera llamada “horizonte de eventos”, de la cual no se puede escapar. Cualquier evento que ocurra en su interior queda oculto para siempre para alguien que lo observe desde afuera. El astrónomo Karl Schwarszchild demostró que el radio del horizonte de eventos, en kilómetros, es tres veces la masa expresada en masas solares; esto es lo que se conoce como el radio de Schwarzschild. Este radio es un filtro unidireccional, pues cualquier cosa puede entrar, pero no salir. La masa de un cuerpo y su radio de Schwarzschild son directamente proporcionales.

Además según la relatividad general, la gravitación modifica el espacio - tiempo en las proximidades del agujero.

Un agujero negro es un objeto que tiene tres propiedades: masa, espin y carga eléctrica. La forma de la material en un agujero negro no se conoce, en parte porque está oculta para el universo externo, y en parte porque, en teoría, la material continuaría colapsándose hasta tener radio cero, punto conocido como singularidad, de densidad infinita, con lo cual no se tiene experiencia en la Tierra.

En teoría, los agujeros negros vienen en tres tamaños: mini agujeros negros, agujeros negros medianos y agujeros negros supermasivos.

En 1971, Stephen Hawkings teorizó que en la densa turbulencia creada por el fenómenos conocido como Big Bang, se formaron presiones externas las cuales ayudaron en la formación de los mini agujeros negros. Éstos serían tan masivos como una montaña, pero tan pequeños como un protón; radiarían energía espontáneamente, y después de miles de millones de años finalizarían con una violenta explosión.

Por otro lado, hay buena evidencia de que los agujeros negros medianos se forman como despojos de estrellas masivas que colapsan al final de sus vidas; y de que existen agujeros negros supermasivos en los núcleos de muchas galaxias, incluyendo, de la nuestra, el cual se ha establecido que tiene una masa de 2.5 millones de veces la del Sol. Estos agujeros negros supermasivos tienen un horizonte de eventos mas o menos igual al tamaño del Sistema Solar.


Contradiciendo al mito popular, un agujero negro no es una depredador cósmico, ni de carroñas, ni de exquisiteces espaciales. Si el Sol se pudiera convertir en un agujero negro de la misma masa, la única cosa que sucedería sería un cambio de la temperatura de la Tierra.

La frontera de un agujero negro no es una superficie de material real, sino una simple frontera matemática de la que no escapa nada, ni la luz que atraviese sus límites, se llama el horizonte de eventos; cualquier fenómeno que ocurra pasada esa frontera jamás podrá verse fuera de ella. El horizonte de suceso es unidireccional: se puede entrar, pero jamás salir

http://www.cosmopediaonline.com/an_index.html
¿Es real o solo un cuento? Por Michio KakuEn la novela de H.G. Wells, La Máquina del Tiempo, nuestro protagonista saltó a una silla especial con luces parpadeantes, giró unos pocos mandos, y se vio catapultado algunos cientos de miles de años al futuro, donde Inglaterra había desaparecido mucho tiempo atrás y estaba ahora habitada por extrañas criaturas llamadas Morlocks y Eloi.

Esto puede haber creado una gran obra, pero los físicos siempre se han burlado de la idea de los viajes en el tiempo, considerándolo reino de excéntricos, místicos, y charlatanes, y con buenas razones.

Sin embargo, unos avances bastante importantes en la gravedad cuántica están revitalizando esta teoría; se está convirtiendo en el juguete de los físicos teóricos que escriben en las páginas de la revista Physical Review.

Un persistente problema en el viaje en el tiempo es que está plagado de distintos tipos de paradojas. Por ejemplo, está la paradoja del hombre sin padres, es decir, ¿Qué pasa cuando vuelves atrás en el tiempo y matas a tus padres antes de que hayas nacido?.

Pregunta: Si tus padres murieron antes de que nacieras, entonces ¿cómo podrías haber nacido para matarlos en primer lugar?. Está también la paradoja del hombre sin pasado. Por ejemplo, digamos que un joven inventor intenta sin éxito construir una máquina del tiempo en su garaje. De pronto, un hombre mayor aparece de ninguna parte y le da al joven el secreto para construir la máquina del tiempo.

El joven entonces se convierte en alguien extremadamente rico jugando en el mercado de valores, carreras, y eventos deportivos debido a que conoce el futuro. Entonces, cuando es viejo, decide hacer un viaje final hacia el pasado y darle el secreto del viaje en el tiempo a su yo más joven. Pregunta: ¿De dónde vino la idea de la máquina del tiempo?. También tenemos la paradoja del hombre que es su propia madre (mis disculpas a Heinlein.) “Jane” es abandonada en un orfanato.

Cuando “Jane” es una adolescente, se enamora de un vagabundo, que la abandona pero la deja embarazada. Entonces se dispara el desastre. Está a punto de morir dando a luz un bebé, que es misteriosamente secuestrado. El doctor advierte que Jane se está desangrando peligrosamente, pero, extrañamente, tiene ambos órganos sexuales. Por lo que, para salvar su vida, convierte a “Jane” en “Jim.” “Jim” a partir de este momento se convierte en un loco borracho, hasta que encuentra un amistoso camarero (en realidad un viajero en el tiempo disfrazado) que lanza a “Jim” de vuelta al pasado. “Jim” conoce a una preciosa adolescente, y la deja embarazada por descuido. Consciente de su culpa, rapta al bebé y lo deja en un orfanato.

Más tarde, “Jim” se une al cuerpo de viajeros en el tiempo, llevando una vida distinguida, y solo tiene un sueño: disfrazarse de camarero para encontrar a cierto borracho llamado “Jim” en el pasado. Pregunta: ¿Quién es la madre, padre, hermano, hermana, abuelo, abuela, y nietos de “Jane”?. No es sorprendente que el viaje en el tiempo siempre haya estado considerado como un imposible. Después de todo, Newton creía que el tiempo era como una flecha; una vez disparada, permanecía en una línea recta inamovible.

Un segundo en la Tierra era un segundo en Marte. Relojes dispersos por todo el Universo latirían al mismo ritmo. Einstein nos dio una imagen mucho más radical. De acuerdo con Einstein, el tiempo es más como un río, que serpentea alrededor de estrellas y galaxias, acelerando y decelerando cuando pasa alrededor de cuerpos masivos. Un segundo en la Tierra NO es un segundo en Marte. Relojes dispersos a través del Universo latirían a su propio ritmo distante. Sin embargo, antes de que Einstein muriera, se vio frente a un embarazoso problema. El vecino de Einstein en Princeton, Kurt Goedel, quizá el Lógico Matemático más grande de los últimos 500 años, encontró una nueva solución a las propias ecuaciones de Einstein ¡que permitían el viaje en el tiempo!.

El “río del tiempo” ahora tenía remolinos en los cuales podría curvarse sobre sí mismo en un círculo. La solución de Goedel era bastante ingeniosa: postuló un Universo repleto de un fluido rotante. Cualquiera que anduviese a lo largo de la dirección de rotación se encontraría de vuelta en el punto inicial, ¡pero antes en el tiempo!.

En sus memorias, Einstein escribió que estaba preocupado porque esta ecuación contenía soluciones que permitían el viaje en el tiempo. Pero por fin concluyó: el Universo no rota, se expande (es decir como en la Teoría del Big Bang) y por esto la solución de Goedel podría ser desestimada por “razones físicas”. (Aparentemente, si el Big Bang fuese rotacional, ¡sería posible viajar en el tiempo por el Universo!). Entonces en 1963, Roy Kerr, un matemático neozelandés, encontró una solución de las ecuaciones de Einstein para un agujero negro rotacional, el cual tendría propiedades inverosímiles.

El agujero negro no colapsaría en un punto (como se pensaba previamente) sino en un anillo giratorio (de neutrones). El anillo circularía tan rápidamente que la fuerza centrífuga mantendría al anillo fuera del colapso gravitacional. El anillo, entonces, actuaría como el Espejo de Alicia. Cualquiera que camine a través del anillo no moriría, sino que podría pasar a través del anillo a un Universo alternativo.

Desde entonces, se han encontrado cientos de otras soluciones de “agujeros de gusano” en las ecuaciones de Einstein. Estos agujeros de gusano conectan no solo dos regiones del espacio (de aquí su nombre) sino también dos regiones del tiempo. En principio, pueden ser usados como máquinas del tiempo. Recientemente, los intentos de sumar la Teoría Cuántica y la gravedad (y de aquí crear la “Teoría del Todo”) nos ha dado algún entendimiento sobre los problemas de las paradojas. En la Teoría Cuántica, podemos tener múltiples estados de cualquier objeto. Por ejemplo, un electrón puede existir simultáneamente en diferentes órbitas (un hecho que es responsable de darnos las Leyes de la Química). De forma similar, el famoso gato de Schrodinger podría existir a la vez en dos posibles estados: muerto y vivo. Por esto al volver atrás en el tiempo y alterar el pasado, estamos simplemente creando un Universo paralelo.

De modo que cambiaremos el pasado de alguien, digamos salvando a Abraham Lincoln de ser asesinado en el Teatro Ford, pero nuestro Lincoln permanecerá muerto. De esta forma, el río del tiempo se divide en dos ríos separados. ¿Pero esto significa que seremos capaces de saltar en la máquina de H.G. Wells, girar un mando, y lanzarnos varios cientos de miles de años a la Inglaterra del futuro?. No. Hay un número de difíciles obstáculos que superar.

Primero, el problema principal de la energía. Del mismo modo que un coche necesita gasolina, una máquina del tiempo necesita una fabulosa cantidad de energía. O se tiene la energía de una estrella, o se busca algo llamado “materia exótica” (la cual cae hacia arriba más que hacia abajo) o buscar una fuente de energía negativa. (Los Físicos pensaban que la energía negativa era imposible. Pero se han verificado experimentalmente pequeñas cantidades de energía negativa mediante algo llamado el Efecto Casimir, es decir, la energía creada por los discos paralelos). Todas estas son extremadamente difíciles de conseguir en grandes cantidades, ¡al menos por unos cuantos siglos!.

Entonces tenemos el problema de la estabilidad. El agujero negro de Kerr, por ejemplo, puede ser inestable si se cae a través de él. De forma análoga, los efectos cuánticos pueden crear y destruir el agujero negro antes de entrar en él. Por desgracia, nuestras matemáticas no son lo bastante potentes para dar respuesta a estas cuestiones de estabilidad debido a que se necesita una “Teoría del Todo” que combine ambas, las fuerzas cuántica y de la gravedad.

En la actualidad, la Teoría de supercuerdas en el principal candidato para tal teoría (de hecho, es el ÚNICO candidato; no tiene rivales después de todo). Pero la Teoría de supercuerdas, que casualmente es mi especialidad, es aún difícil de resolver por completo.

La teoría está bien definida, pero nadie en la Tierra es lo bastante inteligente como para resolverla. Lo bastante interesado, Stephen Hawking en una ocasión se opuso a la idea del viaje en el tiempo. Incluso reivindicó que tenía una evidencia “empírica” contra esto. Si el viaje en el viaje en el tiempo existía, dijo, entonces tendríamos que estar siendo visitados por turistas del futuro. Dado que no vemos turistas del futuro, podemos concluir: el viaje en el tiempo es imposible.

Debido a la enorme cantidad de trabajo hecho por los físicos teóricos en los últimos 5 años más o menos, Hawking ha cambiado desde entonces su pensamiento, y ahora cree que el viaje en el tiempo es posible (aunque no necesariamente práctico). (Además, quizás simplemente no somos muy interesantes para estos turistas del futuro. Cualquiera que pueda tener la energía de una estrella nos consideraría muy primitivos. Imagina a tus amigos cruzando una colina de hormigas. ¿Se agacharían hacia las hormigas y les darían regalos, medicinas, libros y energía?. ¿O alguno de tus amigos tendría el extraño impulso de pisar algunas de ellas?).

En conclusión, no rechaces a una persona que llame a tu puerta un día y diga ser tu futuro tataranieto. Puede que sea cierto.

Autor: Dr. Michio Kaku

http://www.mkaku.org/articles/phys_time_travel.shtml

¿Es posible viajar en el tiempo?




Gracias por llamar al Dr. Marc en The Space Place para saber lo que estoy pensando durante el mes de mayo. Los miembros de Tripoli Minnesota Rocket Club #45 hicieron una pregunta muy intrigante este mes: ¿Es posible viajar en el tiempo?

¡Los viajes en el tiempo son uno de mis temas favoritos! Escribí algunas historias de viajes en el tiempo en la escuela secundaria que utilizaban una máquina que yo había inventado para viajar hacia atrás en el tiempo, y he continuado estudiando este concepto fascinante a medida que han pasado los años.

Todos viajamos en el tiempo. Durante este último año, yo me he movido hacia adelante un año, y ustedes también. Otra manera de decir eso es diciendo que viajamos en el tiempo a la velocidad de 1 hora por hora.

Pero la pregunta es, ¿podemos viajar en el tiempo a mayor o menor velocidad que "1 hora por hora"? ¿O podemos realmente viajar hacia atrás en el tiempo, retrocediendo digamos 2 horas por hora, ó 10 ó 100 años por hora?

El gran científico del siglo 20, Albert Einstein, desarrolló una teoría denominada Relatividad Especial. Las ideas de la Relatividad Especial son muy difíciles de imaginar porque no son cosas que experimentamos en la vida diarias, pero los científicos las han confirmado. Esta teoría dice que el espacio y el tiempo son realmente aspectos de la misma cosa: del tiempo espacial. Hay un límite de velocidad de 300,000 kilómetros por segundo para cualquier cosa que viaje a través del tiempo espacial, y la luz siempre viaja al límite de velocidad.

La Relatividad Especial también dice que ocurre algo interesante al movernos a través del tiempo espacial, especialmente cuando tu velocidad relativa a otros objetos es cercana a la velocidad de la luz. El tiempo pasa más lentamente para ti que para las personas que has dejado atrás. No observarás este efecto hasta que regreses a esas personas estacionarias.

Digamos que tenías 15 años de edad cuando abandonaste la Tierra en una nave espacial viajando a aproximadamente el 99.5% de la velocidad de la luz, que es mucho más rápido de lo que podemos lograr hoy en día, y celebraste sólo cinco cumpleaños durante tu viaje espacial. Cuando llegues a casa a los 20 años de edad, ¡encontrarás que todos tus compañeros de clase tienen 65 años de edad, están jubilados y disfrutando de sus nietos!

En cierto sentido, esto significa que has estado viajando en el tiempo. Habrás experimentado sólo cinco años de vida, mientras que tus compañeros de clase habrán experimentado 50 años enteros. Esta es una manera de viajar al futuro a una velocidad mayor que 1 hora por hora.
Los viajes en el tiempo de cierto tipo también ocurren para los objetos dentro de campos gravitacionales. Einstein tenía otra teoría asombrosa denominada Relatividad General, que predice que el tiempo pasa más lentamente para los objetos en campos gravitacionales (como aquí en la Tierra) que para los objectos lejanos de tales campos. De modo que existen todo tipo de distorsiones del tiempo cerca de los agujeros negros, donde la gravedad puede ser muy intensa.

En los últimos años, algunos científicos han usado estas distorsiones en el tiempo espacial para pensar de posibles maneras en que podrían funcionar las máquinas de tiempo. Algunos consideran la idea de los "agujeros tubulares", que podrían ser atajos a través del tiempo espacial. Esta y otras ideas son interesantes experimentos del pensamiento en este momento, y tal vez no sean posibles para los objetos reales, pero están basadas en conceptos científicos sólidos. Sin embargo, en todos los viajes en el tiempo permitidos por la ciencia, no hay manera en que un viajero pueda retroceder a un momento anterior al cual se había construido la "máquina de tiempo".

Es increíble pensar con respecto a los viajes en el tiempo. ¿Qué sucedería si retrocedieras en el tiempo y hubieras impedido que se conozcan tu papá y tu mamá? ¡Hubieras evitado tu propio nacimiento! Pero entonces, si no hubieras nacido, no podrías haber regresado en el tiempo para impedir su encuentro.

Tengo la confianza de que los viajes en el tiempo hacia el futuro son posibles. Tendríamos que desarrollar tecnología avanzada para hacerlos. Podríamos viajar 10,000 años hacia el futuro y cumplir sólo 1 año durante ese viaje. Sin embargo, un viaje de este tipo consumiría una cantidad extraordinaria de energía. Los viajes en el tiempo hacia el pasado son más difíciles. No comprendemos demasiado bien la ciencia en la cual se basa.
En realidad, los científicos e ingenieros que planifican y operan algunas misiones espaciales deben tener en cuenta las distorsiones del tiempo que ocurren debido a la Relatividad General y Especial. Estos efectos son demasiado pequeños para que tengan importancia en términos humanos o a lo largo de una vida humana. Sin embargo, las minúsculas fracciones de segundo sí importan para el trabajo preciso necesario para hacer volar las naves espaciales a través del Sistema Solar.

Visita The Space Place en spaceplace.nasa.gov y descubre cómo una misión de la NASA está haciendo algunos experimentos muy interesantes con respecto al tiempo espacial para probar la teoría de la relatividad de Einstein usando la Estación Espacial Internacional. Haz clic en "Hacer cosas espaciales" y luego haz clic en "Máquina de momento".

Gracias nuevamente por llamar al Dr. Marc aquí en The Space Place. Y espero tu próxima llamada cuando hayamos viajado un mes hacia el futuro.

http://spaceplace.nasa.gov/sp/kids/funphysics.shtml

Relacion entre obesidad y Alzheimer

Estudios preliminares sugieren que las mujeres mayores con sobrepeso tienen mayor riesgo de desarrollar el trastorno de Alzheimer. Los investigadores sugieren que la Prevención y las estrategias de control deberían hacer énfasis en una dieta y un estilo de vida saludable.

Se trata de una preocupante correlación: La demencia y la obesidad son factores relacionados con la edad. Se estima que en el año 2025, 34 millones de personas sufrirán demencia. Otro dato que preocupa es que el 50% de adultos americanos y europeos tienen sobrepeso.

Deborah Gustafson, de la Universidad de Utah en Logan y sus colegas realizaron un estudio con 392 mujeres mayores de 18 años. De este grupo, 93 desarrollaron demencia y de éstas, era más probable que hubieran tenido sobrepeso antes de los 18. “Ello demuestra la importancia de mantener un peso saludable a lo largo de la vida”, dice Gustafson.El equipo midió el índice de masa corporal (la proporción entre el peso y la altura).

El resultado de la mayoría de los sujetos considerados normales era de 18.25 y 25. Sin embargo, las mujeres mayores con demencia dieron 28, lo cual roza la obesidad.


El equipo encontró que cada punto incrementaba el riesgo de padecer el tratorno por un 36%.

La demencia afecta a 18 millones de personas en el mundo y no hay cura.

Las oportunidades de padecer Alzheimer, el trastorno más común de demencia, aumenta rápidamente con la edad. También la genética juega un papel importante.“La obesidad es uno de los factores de riesgo por los que puedes hacer algo”, dice Susan Sorensen, cabeza de la Sociedad de Alzheimer, en Londres. “El mensaje es comer fruta y verdura, hacer ejercicio de manera regular y vigilar el peso”, dice.“Los factores de la dieta juegan un importante papel en la prevención de la demencia”, dice Albert Hofman, de la Universidad Médica en Rotterdam. “Algunos micronutrientes están relacionados con el Alzheimer: un bajo consumo de Vitamina E se relaciona con un alto riesgo de padecer la enfermadad”, dice él. “La gente debería ingerir alimentos con mucha Vitamina E, com aceites vegetales y almendras”, añade.Además hay estudios que apoyan la idea de que la arterosclerosis, la enfermedad coronaria y la diabetes pueden contribuir al Alzheimer.

La obesidad eleva la posibilidad de desarrollar desórdenes vasculares, por lo que también el proceso de la demencia.El equipo de Guftanson también estudió a los sujetos según señales de aumento de presión en la sangre y trastorno vascular.

Ellos han estudiado estos factores de manera aislada, permitiendo focalizar el estudio en la obesidad de manera exclusiva.La relación significativa entre la altura y la demencia sólo se encontró en mujeres, puesto que había más número de éstas que hombres.

http://www.solociencia.com/medicina/06021364.htm

Oopart - Objetos fuera de su tiempo

Oopart es el acrónimo en inglés de Out of Place Artifact (Artefacto fuera de lugar), se utiliza para hacer referencia a objetos que han sido encontrados en un espacio-tiempo incoherentes. Estos avanzados artefactos, son explicados por algunos en base a la teoría de la evolución humana, otros atribuyen el mérito a los extraterrestres, y algunos defienden que las civilizaciones antiguas poseian increibles avances tecnológicos, mucho más sorprendente y extraño dada la época de construcción de los mismos.

Cita textual de la Wikipedia: "Es un término acuñado por el zoólogo americano Ivan T. Sanderson que hace referencia a objetos paleontológicos encontrados en lugares muy extraños o incluso imposibles. El término alude a una amplia gama de objetos, principalmente aquéllos que se han encontrado en lugares donde se creía imposible por sus características o porque no haya objetos similares de la misma procedencia. También pueden ser los que no pertenecen a su época, es decir, objetos demasiado modernos o complejos pero que están datados en épocas muy antiguas que no les corresponden.

Esta es una tabla con la lista de objetos que se han encontrado:

Oopart - Out of Place Artifact
Hierro de Wolfsegg
Mina Wolfsegg, Austria
Piedras de los Dropa
12.000 años de antigüedad
Runas de Kensington
Siglo XIV, objeto vikingo
Hombre de hierro
Siglo XIII
Obelisco de Asuán
1.150 toneladas, Egipto
Piramide de Gympie
Queensland, Australia
Fuente de Magma
Bolivia
Artefacto de coso
Piedra, una bujía dentro
Esferas de Klerksdorp
2.800 años, Sudáfrica
Martillo de Kingoodie
460 a 360 millones, Escocia
Tarro de Dorchester
320 millones, Massachusetts
Mortero
50 millones de años, California
Mapa del creador
Rusia, 20 millones de años
Esfera negra
Rusia, 10 millones de años
Objetos microscópicos
Rusia, hace 300.000 años
Piedra de Ica
Datado hace 12.000 años
Planeador Saqqara
Visto en una tumba Egipcia
Lámparas de Dendera
Grabado en bajorrelieve
Tubos de Baigong
China
Radio china
Hace 2.500 años, Galena
Cráneos de cristal
1400 adC, Yucatán, Belice
Pilar Ashoka
423 adC, India
Hebilla de cinturón
265 adC, China, de aluminio
Batería de Bagdad
Entre 250 adC y 250 dC
Mecanismo Antiquitera
87 adC, Isla Antiquitera
Mapa de Piri Reis
Turquía
Bloque piedra Ballbeek
Cientos de toneladas, Líbano
Pagoda negra
India
Figuras de Acambaro
Pinturas de dinosaurios, India
Lente de cristal Heluan
Martillo de Londres

http://es.wikipedia.org/wiki/Oopart