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viernes, 4 de noviembre de 2011

¿Y si los neutrinos viajan más rápido que la luz, Mr. Einstein?



Hace algunas semanas se difundió una noticia desde el Laboratorio de Gran Sasso, Italia, dando cuenta de un experimento cuyos resultados cuestionaban la Teoría de la Relatividad y, con ello, uno de los pilares de la Física Moderna, nada menos. ¿La noticia? El hallazgo de neutrinos que superaban la velocidad de la luz.

¿Cómo tomar esa información? ¿Implicaría descartar o superar la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein? ¿Qué tan válida era esa información? ¿Cómo lo tomó la comunidad científica? A partir de que se cuestiona la ley de causalidad, ¿algo podría ser detectado antes de ser generado? ¿Y se podría, aunque sea teóricamente, poder realizar viajes al pasado?

Para absolver esas dudas en el programa de entrevistas “Entreletras”, de Estudios Generales Letras de la PUCP, Claudia Cisneros conversó con Alberto Gago: profesor principal del Departamento de Ciencias de la universidad; líder del grupo de partículas elementales de la Sección Física y del equipo representante que participa en el LHC (Large Hadron Collider) de la PUCP; Doctor en física por la Universidad de Sao Paulo y con un posdoctorado en los Estados Unidos, además de pionero en el Perú en la investigación de neutrinos.

La entrevista completa la pueden ver en los siguientes videos:



lunes, 21 de marzo de 2011

Según nueva teoría: La "Máquina de dios" podría ser también "la máquina del tiempo"


Así sería la hipotética nueva partícula, libre de viajar hacia el pasado o
hacia el futuro. Imagen: CERN

Además de ser el experimento científico más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) podría transformarse en la primera máquina capaz de hacer que cierta forma exótica de materia viaje hacia atrás o hacia adelante en el tiempo.

Tom Weiler y Chui Man Ho, físicos de la Universidad de Vanderbilt (Tennessee), han sorprendido al mundo con una controvertida teoría que, según ellos, no viola ninguna de las leyes de la física o las limitaciones experimentales, admitiendo además que se trata de una posibilidad muy remota. De hecho, no descartan que el LHC esté recibiendo ya algunas señales sutiles, generadas por experimentos futuros donde una rarísima partícula llamada Singlet de Higgs es el principal actor.

Uno de los objetivos principales del LHC es encontrar el esquivo Bosón de Higgs, la partícula hipotética que los físicos invocan para explicar por qué las partículas como los protones, neutrones y electrones tienen masa. Si el colisionador tiene éxito en la producción del Bosón de Higgs, algunos científicos predicen que se creará una segunda partícula, llamada Singlet de Higgs.

Según la nueva teoría estas tendrán la capacidad de saltar a una dimensión extra (quinta) en la que se podrán mover hacia adelante o hacia atrás en el tiempo y aparecer en el futuro o en el pasado. No serviría para hacer viajar personas u objetos, pero quizá sí para enviar mensajes al pasado o al futuro, y también para recibirlos, como sugieren los autores de la teoría.

Una de las formas de verificar si esta teoría es correcta es analizar los resultados de los detectores a la espera de cualquier señal proveniente de algún experimento futuro.

La teoría de Weiler y Ho se basa en la teoría M, la "teoría del todo". Un pequeño grupo de físicos teóricos ha desarrollado la teoría-M hasta el punto de que puede adaptarse a las propiedades de todas las partículas subatómicas y las fuerzas conocidas, entre ellas el peso, pero requiere de 10 u 11 dimensiones en lugar de las cuatro conocidas. Esto ha llevado a sugerir que nuestro universo puede ser como una membrana (brane) de cuatro dimensiones flotando en un espacio-tiempo multi-dimensional.

De acuerdo con este punto de vista, los elementos básicos de nuestro universo están adheridos de manera permanente a la membrana y por lo tanto no pueden viajar en otras dimensiones. Sin embargo, hay algunas excepciones. Existen científicos que argumentan que la gravedad puede ser una de estas, por ejemplo, ya que es más débil que otras fuerzas fundamentales, y se "dispersa" en otras dimensiones. Otra excepción posible es la propuesta del Singlet de Higgs, que responde a la gravedad, pero no a cualquiera de las fuerzas básicas de la física.

Weiler comenzó a investigar sobre la posibilidad de viajar en el tiempo hace seis años para explicar las anomalías que se habían observado en varios experimentos con neutrinos. Si están en lo cierto con su nueva teoría, el LHC podría, quizás, comenzar a captar señales provenientes de otros tiempos que no son los nuestros.

Información de ABC.es. Resumen de Sophimanía

domingo, 26 de diciembre de 2010

Ciclovía: Desequilibrios teórico imprácticos


Imagen: Modelminiatures.co.uk

Marshall McLuhan dijo "el medio es el mensaje" y alborotó el mundo académico de las ciencias sociales. No tanto creo por el contenido de la oración, a la larga abstrusa y discutible, sino por la bella limpieza de su enunciado.

En las ciencias exactas sólo Einstein había tenido la misma suerte al proponer que la energía era igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado. Lo que sea que eso quiera decir. Yo sugiero, guardando las distancias, "la bicicleta es el destino".

Me explico. Al comienzo, pedalear es la condición fastidiosa para llegar a un punto. Luego el punto es el pretexto (a veces fastidioso) para pedalear un rato. La bicicleta se vuelve un fin en sí misma.

A partir de ahí siempre nos ofrecerá un territorio nuevo que explorar, aún sobre el trillado asfalto cotidiano. Un barrio personal de sorpresas y sensaciones. Uno de mis hallazgos más queridos en ese lugar, lo comparto, son ciertos equilibrios sabrosos cuya existencia me desconcierta.

Al comienzo de los tiempos de ciclista creía que el equilibrio era una religión monoteísta. Pero es poli. En las curvas de las calles habitan equilibrios desconocidos y fascinantes (así como los desequilibrios que habitan las curvas femeninas).

Son las esquinas que te obligan a inclinar la bicicleta para no perder velocidad. Llegar a un ángulo que tu instinto describe como "estamos a punto de sacarnos la mugre". Pero ahí donde la razón recomienda, la magia de la física enmienda. A despecho de Newton, la bicicleta no se cae y es capaz de volver a sustentarse con un suave movimiento de timón.

Lo inusual de este equilibrio es que se pierde la sensación de suelo, como si las ruedas sólo tocaran el aire. Uno se pone en órbita de la esquina. Dura un par de segundos, maldita sea, pero es adictivo (me remito a la experiencia de otros placeres efímeros).

"Dar" y "tomar" una curva deja de ser una opción semántica para convertirse, casi, en una opción de vida. Los ciclistas demoramos miles de kilómetros en aprender a valorar la diferencia. Pero vale la pena.

Hoy, casi cualquier pretexto es bueno para buscar esos equilibrios, aunque no siempre se logran. Exigen una dosis de riesgo y una esquina adecuada. Hay curvas perfectas, por supuesto, y el ciclista adicto las tiene bien ubicadas en su corazón. Y en su ruta.

La calle se convierte en la condición de la curva. Hay manzanas maravillosas (me las reservo para mi consumo personal) que tienen cuatro esquinas perfectas. Al descubrirlas se tiene la sensación que sufre la hormiga al caer en el azucarero. Uno puede quedar atrapado en ellas hasta el anochecer, dando vueltas una y otra vez, consumiendo curvas como loco.

En el desvarío de la sobredosis, Einstein se reconcilia con Newton y enuncian "la bicicleta es igual a la masa encefálica del ciclista, por la velocidad que lleva al dar la vuelta al cuadrado que forma la manzana de Newton".

En esos momentos se comprende claramente la teoría de la relatividad.

Enlaces relacionados

Pablo Vásquez para Sophimanía

miércoles, 4 de agosto de 2010

Físico chino propone (convincente) modelo cosmológico sin "Big Bang"

Imagen: Isiria.wordpress.com

Una nueva cosmología explica con éxito la expansión acelerada del universo sin energía oscura; pero sólo si el universo no tuvo un inicio ni tendrá un final.

Como uno de los pocos eventos astrofísico que es familiar a la mayor parte de la gente, el Big Bang tiene un lugar especial en nuestra cultura. Y aunque existe un consenso científico sobre que es la mejor explicación para el origen del universo, el debate está lejos de cerrarse. No obstante, es difícil encontrar modelos alternativos del universo sin un inicio que sean verdaderamente sólidos.

Esto podía cambiar ahora con el fascinante trabajo de Wun-Yi Shu de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwan. Shu ha desarrollado una innovadora nueva descripción del universo en la que los papeles de espacio, tiempo y masa se relacionan en un nuevo tipo de relatividad.

La idea de Shu es que el espacio y el tiempo no son entidades independientes sino que pueden convertirse la una en la otra. En su formulación de la geometría del espacio-tiempo, la velocidad de la luz es simplemente el factor de conversión entre ambas. De forma similar, la masa y la longitud son intercambiables en una relación en la que el factor de conversión depende tanto de la constante gravitatoria G como de la velocidad de la luz, y ninguna de las dos tiene por qué ser constante.

Por lo que conforme el universo se expande, masa y tiempo se convierten en longitud y espacio, y al contrario cuando se contrae.

Este universo no tiene inicio ni fin, simplemente alterna periodos de expansión y contracción. De hecho, Shu demuestra que las singularidades no pueden existir en este cosmos.

Es fácil descartar la idea como otro divertido y poco realista modelo soñado por uno de esos cosmólogos chiflados.

Hasta que se observan las predicciones que realiza. Durante un periodo de expansión, un observador de este universo vería un extraño tipo de cambio en el desplazamiento al rojo de objetos brillantes tales como supernovas de Tipo 1a, como una aceleración que las aleja. Resulta, dice Shu, que sus datos encajan perfectamente con las observaciones realizadas por los astrónomos en la Tierra.

Este tipo de aceleración es una característica común del universo de Shu.

Esto es un claro contraste con los distintos modelos del universo basados en el Big Bang. Desde que se descubrió la expansión acelerada del universo, los cosmólogos han estado haciendo preocupantes contorsiones con las leyes de la física para que sus modelos funcionen.

La idea más comúnmente debatida es que el universo está repleto de una energía oscura que fuerza a que el universo se expanda a un ritmo acelerado. Para que este modelo funcione, la energía oscura deber ser el 75 por ciento de toda la masa-energía del universo y debe incrementarse a un ritmo fantástico.

Pero hay un alto precio a pagar por esta idea: la ley de la conservación de la energía. La vergonzosa verdad es que los cosmólogos de todo el mundo han barrido convenientemente bajo la alfombra una de las leyes fundamentales de la física en un intento de cuadrar este círculo.

Esto pone a las ideas de Shu en una perspectiva distinta. No hay necesidad de abandonar la conservación de la energía para hacer que funcione su teoría.

Esto no significa que la teoría de Shu sea perfecta. Está lejos de ello. Uno de los principales problemas a los que se enfrenta es explicar la existencia del fondo de microondas cósmico, algo que muchos astrofísicos creen que es la evidencia más sólida de que el Big Bang realmente tuvo lugar. El CMB, dicen, es el eco del Big bang.

Cómo podría surgir en la cosmología de Shu aún no está claro, pero imagino que está trabajando en ello.

Incluso si encuentra una forma, será necesario un incómodo replanteamiento antes de que sus ideas logren agarre. Su aproximación puede explicar bien las observaciones en supernovas de Tipo 1a sin abandonar la conservación de la energía, pero nos pide que abandonemos la idea del Big Bang, la constancia de la velocidad de la luz y aceptar un vasto nuevo conjunto de potenciales fenómenos relacionados con las relaciones intercambiables entre masa, espacio y tiempo.

Acertado o equivocado, este es un cambio que muchos encontrarán difícil de aceptar. Esperemos que Shu se aferre a sus armas, aunque sólo sea por el amor al debate a la vieja usanza.

Enlaces relacionados

Información de Cienciakanija.com. Resumen de Sophimanía

viernes, 19 de febrero de 2010

Y Einstein tenía razón: físicos cuánticos prueban que la gravedad altera el fluir del tiempo

Foto: A3bs.com

En la ciencia no hay verdades absolutas ni trascendentes. Las verdades de la ciencia son aproximativas, precarias y cambiantes. Su valor no está dado por el prestigio o autoridad de quien la enuncia sino por su capacidad de explicar y/o predecir ciertos fenómenos.

Ni siquiera el genio de Einstein escapa a esta realidad, ni el lo pretendía por supuesto. Mientras más preparado, inteligente y perspicaz es un científico, más al tanto está de la fragilidad de sus ideas, de su necesidad de confrontarlas siempre con datos, hechos y fenómenos que puedan ser medidos o contrastados de alguna manera.

¿Pero qué pasa cuando una teoría científica, por su naturaleza abstracta o abarcativa, no puede ser fácilmente contrastada con fenómenos medibles? Tal es el caso, por ejemplo, de la Teoría de la relatividad de Einstein. Cuando fue propuesta a la comunidad científica entre 1905 y 1915 no había forma de probar sus bases más allá de la consistencia de sus matemáticas y la coherencia de su construcción lógica.

Pasaron años hasta que en 1924 se pudo comprobar el "desplazamiento hacia el rojo" (efecto previsto por Einstein) gracias a la observación de un eclipse. El desplazamiento al rojo indica que la gravedad altera el tiempo, una de las bases de la relatividad.

Einstein usaba un Longines, útil para el día a día pero incapaz de detectar
el desplazamiento al rojo. Foto: Vialuxe.com

Posteriormente dos relojes MASER de hidrógeno idénticos, uno en Tierra y otro en un cohete que subió 10 mil kilómetros, volvieron a comprobar el fenómeno con más exactitud.

En esa línea de investigación, un reciente experimento hecho por Holger Müller (profesor de física de la Universidad de California) con un interferómetro atómico ha conseguido una medición 10 mil veces más exacta que la lograda por los relojes MASER y el cohete.

El resultado confirma, con mayor certeza y precisión que nunca antes, el valor de la relatividad de Einstein. "Este experimento demuestra que la gravedad cambia el fluir del tiempo -explica Müller. El fenómeno también se conoce como 'el desplazamiento al rojo' porque las oscilaciones de las ondas de luz se hacen más lentas bajo la acción de un campo gravitatorio.

El experimento se consiguió gracias a un principio establecido por la física cuántica: la luz es tanto una onda como una partícula. Usaron átomos de cesio (Cs) que fueron sometidos (gracias a la acción de un rayo láser) a una situación en la que se considera posible la coexistencia de dos realidades alternas (como onda y como partícula).

El interferómetro atómico hizo posible medir, precisamente, la interferencia entre ambas realidades, lo que arrojó una diferencia (un "desplazamiento hacia el rojo") que confirmaban con gran exactitud lo previsto por la Teoría de la relatividad.

Este experimento es importante no solo porque comprueba una vez más la validez de la teoría de Einstein, sino porque también fue hecho gracias a un aparato desarrollado gracias a la otra teoría más importante de la física: la mecánica cuántica.

El hecho no deja de ser irónico porque hasta la fecha ambas teorías, que funcionan en sus respectivos campos (uno a nivel cósmico, la otra a nivel de partículas), son irreconciliables, al menos hasta que la teoría de las cuerdas (que las unifica) termine de ser desarrollada, algo que puede tomar muchos años más.

Finalmente, no se trata de un experimento ni de una comprobación inútil pues tiene aplicaciones prácticas. Si bien los relojes que usamos en la vida diaria varían de acuerdo a los principios de Einstein, esas variaciones son tan ínfimas que no son significativas.

En cambio, en el mundo de los satélites de comunicación y de posicionamiento global, que se desplazan a altas velocidades y a alturas muy altas, esos cambios sí tienen consecuencias.

Por ejemplo, en un reloj superpreciso que mide el tiempo con cifras de 17 digítos (como los que usan los satélites del sistema GPS), el cambio de un metro de altura en su órbita se refleja en un cambio en su décimo sexto dígito. Esa "descalibración" puede generar problemas en el cálculo de la información.

"Por eso -explica Steven Chu ex director del laboratorio de Berkeley- mientras más necesitamos usar relojes precisos, más necesitamos saber la influencia de la gravedad mejor en el tiempo".

Pablo Vásquez con información Sciencedaily.com

miércoles, 10 de junio de 2009

Hallan primer planeta fuera de la Vía Láctea


Andrómeda, nuestra vecina, con referencia a la Luna. También tiene planetas.
Fuente: Internet

Gracias a una técnica relativamente nueva y poco usada, se ha logrado detectar lo que podría ser el primer planeta exterior a nuestra galaxia, un cuerpo de aproximadamente seis veces la masa de Júpiter, que orbita una estrella ubicada en Andrómeda.

Actualmente se han ubicado más de 300 planetas fuera de nuestro sistema solar (llamados "extrasolares"), pero todos dentro de los límites de la Vía Láctea, es decir en nuestro "vecindario cósmico".

Estos planetas se han podido detectar gracias a la influencia gravitacional que ejercen sobre la estrella que orbitan, alterando su movimiento de traslación, o bien en los cambios de luminosidad relativa que tienen sus estrellas respecto de nosotros, como observadores.

Hace poco se pudo observar "directamente" uno de esos planetas, pero de forma muy rudimentaria ya que resultan extremadamente pequeños y lejanos para la capacidad de nuestros instrumentos actuales (en contínuo perfeccionamiento y con prometedores avances en el futuro próximo).

Pero una técnica relativamente nueva, llamada "microlente gravitacional" ha permitido hallar un planeta en la vecina galaxia de Andrómeda. Esta técnica, que usa la teoría de la relatividad de Einstein, aprovecha los casos en que una estrella cercana curva hacia la Tierra la luz de un sol lejano.

Esto permite a los científicos observar estrellas muy distantes y con bastante precisión, lo que ayuda a determinar si tienen planetas en órbita.

Un equipo de astrofísicos del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia, dirigido por Gabriele Ingrosso, ha aplicado la microlente gravitacional a una estrella, de entre aproximadamente una docena que se han podido localizar en la galaxia de Andrómeda.

Este astro mostraba signos de llevar un acompañante, posiblemente un planeta. Según publicarán próximamente los científicos en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, se trata de un cuerpo seis veces mayor que Júpiter, un buen candidato a planeta, y el primero que ubicamos fuera de la Vía Láctea.

Información de Publico.es. Versión y edición de Sophimanía

¿Qué es Sophimanía?

Divulgación Científica:
Impulsamos el conocimiento de temas que por coyunturas políticas, pasan a 2do plano. Creemos que solo nuestro instinto por saber, conocer, explorar, cuestionar, construir, ha permitido que nuestra especie ocupe este espacio-tiempo, y por lo que quizás permanezca.

Pensamiento Crítico:
Ver el mundo con ojos nuevos. Rebelarse contra la información estandarizada. No dejarse doblegar por el sistema, la educación pasteurizada o el circuito estético consumista imperante. Ser libre, o lo más libre posible, empezando por tu mente y tu cerebro.

Un blog de Claudia Cisneros