miércoles, 30 de marzo de 2011

XVII edición del Carnaval de la Física

¡Hola a tod@s! 

Tal y como se anunció el pasado 7 de Marzo en la página web del Carnaval de la Física, este mes Vega 0.0 tiene el honor de ser el anfitrión. Para aquellos que no conocéis el Carnaval de la Física, se trata de un evento que une a varios blogs mensualmente, mediante un post publicado en alguno de ellos (el anfitrión que acoge el Carnaval del mes) en el cual se presentan post de los otros blogs participantes, que tratan sobre temas relacionados con la física, astronomía, química, geología, matemáticas...

Así pues, realizadas las oportunas presentaciones.... ¡Comenzamos!

La primera participación que ha llegado es de José Del Toro, del blog La Enciclopedia Galáctica, con el post Plasma. Su blog, centrado especialmente en Cosmología y Física, nos presenta un post sobre el plasma, un estado de la materia cuyo entendimiento es crucial es la astrofísica moderna.


Emilio Silvera, del Blog de Emilio Silvera V. en esta ocasión, participa con una gran cantidad de post. ¡12 en total! Como descubriréis en los siguientes enlaces ha cubierto gran cantidad de los temas de más actualidad en la física y astrofísica moderna.
- En el post Los límites de las teorías y de la información en el Universo nos introduce en las unidades de Planck y sus implicaciones en la física moderna.
- En el post El átomo: ¡Tan pequeño y tan Grande! nos invita a un viaje por la historia presentándonos las diferentes formas que han tenido físicos y filósofos de entender el átomo y la división de la materia.
- Seguramente muchos os habréis preguntado qué es el vacío. Pues bien,  no os quedéis con la duda: Emilio Silvera nos presenta en el post Gravedad, Ondas, Fluctuaciones de vacío, campos, y… una aproximación al concepto de vacío.
- En el post En las fronteras de nuestro conocimiento se presentan los límites de las teorías de la relatividad y de la física cuántica.
- ¿Qué será la materia?. Pues bien, a pesar de lo sencilla que parece la pregunta, no hay una respuesta para la misma. En este post nos presenta una aproximación a la respuesta, revisando el concepto desde el punto de vista de la física cuántica y presentándonos las modernas teorías sobre la gravedad. En el siguiente post, Sobre la materia y sus estados y clases, continúa tratando el tema de la materia y las múltiples formas en las que se puede presentar, no solo en forma de gas, sólido o líquido. En el post ¿Existen otras clases de materia lejos de aquí en nuestro Universo? continúa profundizando en el concepto de la materia. Finaliza el viaje por el conocimiento de la materia con una de sus más exóticas formas, la antimateria. En Antimateria y otros enigmas nos explica qué es y en qué formas se manifiesta en el Universo.
- Con el post El Horizonte de los Agujeros Negros nos introduce en el apasionante mundo de esos exóticos, pero a la vez enigmáticos objetos: los agujeros negros.
- Con Neutrinos, electrones, fotones, luz nos hace una presentación clara y sencilla sobre qué son y qué propiedades tienen.
- Una reacción nuclear “desafiante” nos explica sobre nueva clase de reacción de fisión nuclear observada en el CERN.
- Finalmente cierra su extensa participación con el post Los enigmas de Einstein, donde nos presenta la importancia de las aportaciones de este Genio a la física moderna.


Francisco Villatoro, desde su blog Francis (th)E mule Science's News nos presenta dos post para esta edición del Carnaval. En primer lugar un post que encontraréis muy instructivo, La primera ley de Newton en acción gracias a youtube. ¡Gracias a varios vídeos de youtube nos explica de modo ameno la primera ley de Newton! Para los que los libros no nos terminaban de aclarar qué es lo que nos quería decir Sir Isaac Newton, ahora lo tenemos fácil.
Ahora, quiero expresar mi gratitud por el segundo post que a presentado a este Carnaval. Muchos de vosotros os preguntaréis sobre cómo es esa estrella que da nombre a este blog, Vega. Pues bien, Francisco Villatoro ha publicado un post titulado La composición de la atmósfera de Vega, una estrella “normal” de tipo A donde describe hasta el último detalle esa estrella que, a mi personalmente, tanto me fascina. ¡Gracias!


Desde El neutrino, Germán Fernández nos presenta en el post La oscilación de Chandler en que consiste está oscilación, un pequeño movimiento del eje de rotación de nuestro planeta con respecto a la superficie del mismo que fue descubierto por Seth Carlo Chandler en 1891. El post incluye al final una pieza musical. Os recomiendo, al igual que he hecho yo, leer el post a la vez que escucháis la música.



Gerardo Blanco, desde su blog Últimas noticias del Cosmos presenta en el Carnaval un ameno e instructivo post titulado Un juego para buscar ondas gravitacionales, en el cual nos da a conocer varios juegos en los cuales el común denominador son las ondas gravitatorias y su estudio. ¡Para que luego digan que la física es aburrida!



Alfonso Cuervo, del blog Cienciamia ha participado con el post Fisión o realidad nos explica las formas de energía nuclear existentes y nos introduce en particular a la energía nuclear de fisión, que es la que actualmente se usa en las centrales nucleares. Por desgracia un tema de actualidad.
Tal y como dice en su blog "Enseñar ciencia, también es ciencia".



 
Daniel Martín Reina, del blog La Aventura de la Ciencia participa con el post La carambola de la Luna. La Luna, el hermoso y fácil de observar astro hermano de la Tierra, que tantas noches nos hace "rabiar" a los que observamos el firmamento nocturno al restar oscuridad, nos depara muchas sorpresas y para muchos nos sigue siendo un gran desconocido. En este interesante post, Daniel nos presenta un estudio en el cual  el impacto de un asteroide podría haber reorientado la Luna. ¿Quizás no siempre presento la misma cara?


Cristian Ariza Beltrán, desde su blog La vaca esférica dedicado a la actualidad científica y divulgación, nos explica el geomagnetismo en su post titulado Geomagnetismo o porqué funcionan las brújulas. En este post, de manera sencilla nos explica el comportamiento del campo magnético de nuestro planeta.


Manuel Sánchez, del blog Curiosidades de la Microbiología, nos presenta una interesante actividad en su post Cómo hacer un microscopio de Leeuwenhoek uno mismo. En el post nos explica paso a paso como hacerlo, incluyendo un vídeo.


Tito Eliatron, desde su blog de imágenes Tito Eliatron Vidit, nos presenta el post El bol que Arquímedes siempre quiso tener.


Continuamos con Luis Luna y su post Obtener hidrógeno cacero. En este post de su blog Filosofando sobre todo un poco, nos presenta una forma sencilla el gas hidrógeno (H2). Recordad, tal y como indica en su post, para la realización del experimento hay que respetar ciertas normas de seguridad (incluidas al final del propio post). ¡Los que os animéis ya, contad vuestra experiencia!


Verónica Casanova, autora del blog dedicado a las últimas y más actuales noticias de la astrofísica, Astrofísica y Física, nos presenta un divertido y a la vez educativo post titulado Videoclips del Sistema Solar: Solar System 8.1. Se trata de una recopilación de vídeos, cada uno dedicado a un astro de nuestro Sistema Solar, en los cuales, mediante música nos enseña las principales características de cada uno de ellos. Estoy seguro que cuando veáis el primero, no podréis estar sin ver el resto. Otra forma divertida de aprender.
A mi personalmente, el que más me ha gustado, el de Plutón. ¡Podéis indicar cual os a gustado más!


Desde el blog Física e Química en Ribadeo, Antonio Gregorio nos sorprende con el post Rendemento termodinámico: unha aplicación en economía?. En el post nos presenta una aplicación de la termodinámica en la economía. El post está en gallego. En el siguiente enlace podéis encontrar la página traducida mediante el traductor de Google.



José Manuel López Nicolas, autor de Scientia, ha escrito el post titulado “La Guerra de las Corrientes”…Edison contra Tesla, en el cual os sorprenderá con la historia que había detrás de la llamada Guerra de las corrientes, una lucha repleta de oscuros episodios. Esto no lo encontraréis en los libros de física.


Para Byron D. Narváez, esta es su primera participación en el Carnaval de la Física. Es el autor del blog Ciencia y ha presentado el post titulado Sir Isaac Newton (1643 - 1727) "A hombros de gigantes". En el nos presenta la vida del genio de la física y las matemáticas.


El próximo día 12 de Abril se cumplirá el 50 aniversario del viaje al espacio de Yuri Gagarin. Carlo Ferri, del blog Gravedad Cero ha publicado el post titulado Bailando con Yuri Gagarin. En dicho post Carlo nos presenta un poema, titulado "Tacón y punta hasta el fin" y que William Carlos Williams compuso dos días después del primer viaje al espacio de Yuri Gagarin. En dicho post encontraréis enlaces al concurso "Tú, como Gagarin".



Manu Arregi Biziola, del blog El navegante, participa en esta ocasión con dos posts. En ambos posts trata sobre un tema de máxima actualidad y controversia a raíz de la crisis creada en la central nuclear Fukushima en Japón trás el terrible terremoto y posterior tsunami del pasado 11 de Marzo.
En su primer post, titulado Nucleares ¿no gracias? (I), nos explica la diferencia en fusión y fisión nuclear. En su segundo post, titulado Nucleares ¿no gracias? (y II) y como continuación del anterior profundiza en uso de la energía nuclear y nuestra dependencia de la misma. Desde luego un tema polémico, pero abordado con objetividad por Manu.


Finalmente, os presento mi contribución a la presente edición del Carnaval de la Física. En el post titulado Las órbitas de las estrellas binarias explico la dinámica básica existente en los sistemas estelares binarios.


¡Y hasta aquí la edición del XVII Carnaval de la Física! Quiero agradecer a todos los que habéis participado con vuestras contribuciones en esta edición. ¡Gracias!

Si observáis que hay algún error u omisión no dudéis en contactar conmigo por e-mail.

Nos vemos el próximo mes en el blog La Aventura de la Ciencia.


Como punto final de este Carnaval de la Física, y copiando la idea Germán Fernández, os incluyo un vídeo musical, en este caso la banda sonora de Cosmos.


"La ausencia de prueba no es prueba de ausencia". 
Carl Sagan


martes, 29 de marzo de 2011

XVII Carnaval de la Física: Las órbitas de las estrellas binarias

[Este post es la contribución de Vega 0.0 al XVII Carnaval de la Física]

Albireo, en la constelación del Cisne. Uno de los más bellos sistemas binarios.
Se pueden usar las estrellas binarias para determinar la masa estelar, debido a que no es posible medir las masas estelares directamente. Para calcularla se mide mediante la determinación de la influencia gravitatoria de un objeto cercano: más de la mitad de las estrellas son sistemas binarios.

Leyes de Kepler del movimiento

Las leyes de Kepler del movimiento planetario describen las órbitas alrededor del Sol. Es más:  estas leyes describen el movimiento de dos cuerpos cualquiera orbitando alrededor de un centro de masas (cdm) común:
   1.- La órbita relativa de dos cuerpos es una sección cónica con un objeto en el foco.
   2.- La línea que conecta los dos cuerpos barre áreas iguales en tiempos iguales.
  3.- El producto del cuadrado del periodo y la masa total del sistema es proporcional al cubo de la separación media de los cuerpos.

Los planetas están en órbitas cerradas que se repiten indefinidamente. Una aproximación sería un círculo, aunque alargado: una elipse. En algunos casos, como por ejemplo los cometas, la órbita no es cerrada y nunca se repite. En este caso será una órbita parabólica o hiperbólica. En la siguiente figura se pueden ver las secciones cónicas:


Microsoft Windows 8 y Júpiter


Una curiosidad. Quizás leáis en alguna revista especializada en informática hablar de este planeta, y os preguntaréis que relación tiene con la informática. Pues bien, este es el nombre que ha dado la empresa Microsoft al nuevo modelo de aplicación para la próxima versión del Windows 8. En principio, aparte de la coincidencia de este modelo con el nombre del planeta, no hay ninguna conexión "cósmica" más.

15 aniversario de la Asociación Astronómica M31

Hoy 29 de Marzo, la Asociación Astronómica M31, de Bilbao, cumple su 15 aniversario. Se fundó en 1996 y tiene actualmente su sede social en el polideportivo de Begoña, en Txurdinaga, Bilbao. En el post se pueden ver varias actividades recientes en grupo.
¡Enhorabuena!



domingo, 27 de marzo de 2011

El observatorio de la UNED de Barbastro

Fuente: UNED Barbastro
El centro asociado de Barbastro (Huesca) de la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED) tiene un amplio equipamiento astronómico en sus instalaciones. Por un lado tienen un planetario para la enseñanza de la astronomía, con un proyector de imágenes procedentes del programa Stellarium, una cúpula de siete metros de diámetro y capacidad para 60 personas. Por otro lado tienen un observatorio con un telescopio Schmidt-Cassegrain Meade LX200 de 12" bajo una cúpula de tres metros de diámetro.

Para más información podéis visitar la página web AstroUNED en Barbastro.

sábado, 26 de marzo de 2011

La teoría sobre Theia y la formación de la Luna

Fuente: Wikipedia
Theia es el protoplaneta que según la teoría del gran impacto (William K. Hartmann y Donald R. Davis, 1975), se formó en uno de los puntos de Lagrange de la Tierra  (Ver nota al final del post) y que adquirió un tamaño comparable al de Marte. Según esta teoría, en dicho momento Theia era demasiado grande para permanecer estable en el punto de Lagrange donde estaba situada, debido a la actuación tanto de su fuerza gravitatoria como la fuerza de Coriolis, y finalmente escapó del punto de Lagrange.

Así, una vez perdida la estabilidad, Theia pudo colisionar contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años, causando la destrucción del propio cuerpo, y expulsando al espacio parte de su manto y parte del terrestre. De este material se podría haber formado la Luna.

Según algunos modelos Theia permaneció orbitando a poca distancia de la Tierra, hasta el punto de incluso estar unidas por un puente de materia. También hay modelos que apuntan a que pudieron haberse creado dos lunas, si bien la más interna acabo colisionando de nuevo con la Tierra.

Nota: Los puntos de Lagrange son puntos en los cuales la fuerza gravitatoria terrestre y solar están igualadas. En el caso de Theia  podrían ser L4 o L5 y están en la órbita terrestre, o bien adelantado a la Tierra en 60º (el L4) o atrasado (el L5). 

[This post participates in Carnival of Space #191 at The Planetary Society Blog]

Durante una hora: "La hora del Planeta"


Tal y como se anunció el pasado jueves en el post Próximo sábado, "La hora del Planeta: Apaga la luz, enciende el planeta", ahora mismo comienza una campaña de WWF a favor de apagar la luz durante una hora.

Vega 0.0 se suma a la campaña.

viernes, 25 de marzo de 2011

Introducción a la Cosmología (19): La métrica de Robertson-Walker y el parámetro de curvatura

Una métrica describe las propiedades geométricas. Sea dS un incremento infinitesimal (muy pequeño pero finito), y usando coordenadas esféricas para las coordenadas comóviles, tenemos que la denominada métrica de Robertson-Walker es:

Esta ecuación, donde c es la velocidad de la luz y t el tiempo cósmico, es usada para calcular las distancias propias y tamaños angulares de galaxias remotas. Diferentes valores de k son muy importantes en cosmología ya que es el parámetro de curvatura y es crucial en dicha ecuación.

Fuente: WMAP/NASA

El parámetro de curvatura

El parámetro de curvatura especifica la curvatura en 3 dimensiones del espacio tiempo. Hay tres geometrías isotrópicas homogeneas:
- k=0, plana
- k=1, esférica
- k=-1, hiperbólica
El parámetro k está asociado con la densidad de masa-energía del Universo, tal como se vio en la entrega anterior:
- Universo plano: tiene una geometría plana donde la densidad es igual a la crítica y k=0
- Universo cerrado: tiene una geometría esférica donde la densidad es mayor que la crítica y k=1
- Universo abierto: tiene una geometría hiperbólica donde la densidad es menor que la crítica y k=-1

El parámetro de densidad (o) expresa la tasa de la densidad actual de masa-energía con respecto a la crítica:
   o = D(0) / D(c)
Este parámetro junto con H(0) son críticos para el conocimiento del Universo.

Para ver post anteriores está la lista disponible en el apartado de Artículos.

jueves, 24 de marzo de 2011

Próximo sábado, "La hora del Planeta: Apaga la luz, enciende el planeta"


Este año, la iniciativa de WWF "La hora del Planeta: Apaga la luz, enciende el planeta", se va a celebrar el próximo sábado 26 de Marzo de 20:30 a 21:30. Es una campaña para la lucha contra el cambio climático y propone apagar la luz durante 60 minutos.

Mas información en http://www.horadelplaneta.es/index.php.

¡Anímate a participar!

Vídeo: La escala de las estrellas

Todos nos hemos preguntado alguna vez cómo de grandes son las estrellas con relación a  nuestro mundo. En este vídeo, se puede ver dicha escala, y hacernos realmente sentir, minúsculos. Muchos lo habréis visto ya, pero yo personalmente no me canso de verlo.

miércoles, 23 de marzo de 2011

Web desde donde conocer la posición de la ISS

A los que estéis interesados en conocer la posición de la Estación Espacial Internacional o ISS, podéis hacerlo en la siguiente url:
Si seleccionáis la opción "Observation" os indicarán los próximos pasos visibles desde un lugar concreto. Para cambiar dicho lugar hay que seleccionar "Your Location" y "Change Location".


En la imagen se ve que el pasado día 25 de Febrero había un paso muy favorable de las 19:08 a 19:14 horas, durante un tiempo de 5 minutos y 44 seg.

martes, 22 de marzo de 2011

What is the plasma Beta?

[This post participates in the Carnival of Space #190 at Centauri Dreams]

In the plasma the ions move in opposite direction to the electrons. The total I current is the sum of the positive and negative currents. As the electrons and ions have opposite charge, the gas is neutral and its behavior is like a fluid.
It is called magnetic pressure to the pressure that acts in a magnetic field in all directions.
In the Sun, plasma Beta (β) is the ratio of gas pressure to magnetic pressure:
- β > 1 : Gas pressure is greater than magnetic pressure, and magnetic field follows the motion of the plasma. These values can be found in the Photosphere at base of field lines, in the upper corona and in the solar wind acceleration region.
- β < 1 : Magnetic pressure is greater than gas pressure and plasma follows the motion of magnetic field. These values can be found in mid corona.
- β = 1 : Neither magnitude field nor plasma dominates de motion. This value can be found in upper corona, super corona and in the chromosphere.
Starting at β >1 in the photosphere, it decreases towards mid corona, and at this point it changes the tendency, increasing again the value.
More information in the post about CMEs and solar flares.

lunes, 21 de marzo de 2011

Image of the Day de la NASA: "Super Luna"

Fuente: Bill Ingalis/NASA
Desde Durango no fue posible observar el pasado sábado la Luna. Al igual que en otras muchas ocasiones las nubes no faltaron a la cita.

En la imagen de post, una hermosa fotografía de la Luna tomada por Bill Ingalis en Washington. Fuente: Image of the Day - NASA.

Comienza la primavera

Ya estamos en primavera. Ha comenzado hoy día 21 de Marzo a las 00:21. El comienzo de la primavera viene marcado por un suceso astronómico, el equinoccio vernal. Los equinoccios, del latín aequinoctĭum (noche igual), son los días del año cuya duración se iguala a la noche, y momento en el cual el Sol está en el ecuador celeste: durante el equinoccio vernal el Sol cruzará del hemisferio celeste sur al norte, mientras que en el equinoccio de otoño, hará justo al revés, del hemisferio celeste norte al sur.  

domingo, 20 de marzo de 2011

El cometa Elenin (C/2010X1) y "el fin del mundo"

Fuente: Leonid Elenin
He recibido un mail preguntando acerca del cometa Elenin. Últimamente se habla mucho de dicho cometa como posible causa de los terremotos de Chile y de Japón, y sobre incluso un posible impacto contra la Tierra. Comento en este post mi opinión personal.

Según se ha difundido el cometa tiene un diámetro angular de 2 segundos de arco cuando ha estado a la altura de Júpiter. Así, haciendo cálculos su diámetro sobrepasa los 5000 km. A mi modo de entender, 2 segundos de arco a tal distancia, efectivamente es un objeto enorme, sin embargo, creo que dicho valor se corresponde al tamaño de la coma del cometa, que es lo que se registra en las fotografías. A la distancia que se encuentra y sin instrumentos mucho más sofisticados dudo que pueda averiguarse el verdadero tamaño del núcleo. Normalmente su valor suele rondar a los 10 kilómetros (por ejemplo el cometa Halley tiene 15x8x8 kilómetros).

También creo que son totalmente infundadas las afirmaciones catastrofistas sobre este cometa. Tal como he comentado, si tiene el núcleo un diámetro medio (10 kilómetros) su influencia gravitatoria es despreciable (no merece la pena ni hacer el cálculo). En cuanto a un posible campo magnético, los cometas son cuerpos inertes sin un núcleo diferenciado de un manto o capas envolventes de carácter plástico (como en el caso de la Tierra), por lo que no pueden generar campos magnéticos. Finalmente, pasará a 0,23 UA (34.000.000 kilómetros) de nosotros, una distancia bastante grande.

Sinceramente, me parece una barbaridad afirmar que dicho cometa ha sido el causante de los terremotos de Chile o Japón. Si así fuese, la Tierra estaría destrozada hace millones de años por la existencia de la Luna.

Además, y esto ya es broma, no puede causar el fin del mundo, su máxima aproximación es en Octubre, y según los Mayas ¡el mundo se destruye para el 2012! (*)

Eso si, habrá que estar atentos en Septiembre y Octubre ¡a ver si disfrutamos de un bello espectáculo en el firmamento!

En la siguiente url se encuentra un comunicado de David Morrison (NASA) hablando sobre el tema:
http://astrobiology.nasa.gov/ask-an-astrobiologist/question/?id=14416

Mas información sobre el cometa Elenin en:
http://en.wikipedia.org/wiki/C/2010_X1
http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=C/2010+X1;cad=1#cad

(*) Nota aclaratoria: Realmente los mayas no dijeron que el mundo se acababa en 2012, sino quienes interpretaron su calendario. Lo mismo que nuestro calendario termina el 31 de diciembre, el de los mayas termina con el solsticio de invierno de 2012 porque es un calendario que toma como referencia el movimiento del sol alrededor del centro galáctico.

sábado, 19 de marzo de 2011

La Luna llena más grande de los últimos casi 20 años se observará hoy

[Post cedido por Verónica Casanova de Astrofísica y Física]

El 19 de marzo podremos contemplar una Luna llena poco común. Su belleza se levantará al atardecer en la que será la "luna de perigeo" más grande en casi 20 años.

"La última Luna llena tan grande y tan cercana a la Tierra se produjo en marzo de 1993", dijo Geoff Chester del Observatorio Naval de EE.UU. en Washington DC. "Yo diría que vale la pena echarle un vistazo.

El tamaño de la Luna llena varía debido a la órbita ovalada de nuestro satélite. Se trata de una elipse en la que el perigeo se encuentra 50.000 kilómetros más cercano a la Tierra que el apogeo. La Lunas llenas que se producen cerca del punto del perigeo son un 14% más grandes y un 30% más brillantes que las lunas menores que ocurren en el lado del apogeo.
"La luna llena del 19 de marzo se produce a menos de una hora de distancia del perigeo - una casi perfecta coincidencia que ocurre sólo cada 18 años más o menos", añade Chester.


Una Luna llena de perigeo trae consigo altas "mareas de perigeo", pero esto no es nada preocupante, según la NOAA. En la mayoría de los lugares, la gravedad lunar en el perigeo tira de la marea sólo unos pocos centímetros más alto de lo habitual. La geografía local puede amplificar el efecto a unos 15 centímetros (seis pulgadas) - lo que no es exactamente una gran inundación.

La Messenger entra en órbita en Mercurio

Fuente: NASA

La sonda Messenger la NASA, lanzada el 3 de Agosto de 2004, acaba de entrar en órbita alrededor de Mercurio, el planeta más cercano al Sol. Esta misión, la primera en orbitar Mercurio, está en una órbita de 200 kilómetros de mínima altitud y un periodo de 12 horas.

viernes, 18 de marzo de 2011

Introducción a la Cosmología (18): La densidad del Universo

En el Universo, todos los objetos que se mueven contribuyen con energía cinética y su masa es responsable de la energía potencial. Si la masa es lo suficientemente grande la expansión del Universo podría detenerse debido a sus propios efectos gravitatorios. La condición para que ésto, es que la energía total del Universo sea cero: E=0.

Si consideramos la energía cinética de una galaxia de masa m moviéndose a una velocidad v tendríamos (sin tener en cuenta efectos relativistas):
    T = 1/2 m v^2
Como la ley de Hubble indica que v = H(0) x, entonces:
   T = 1/2 m v^2 = 1/2 m ( H(0) x )^2

Para la energía potencial, en un Universo de densidad uniforme d, la masa total M contenida en una esfera de radio x es:
   M = 4/3 pi d x^3
Así, si el objeto tiene una masa m tenemos:
   U = -G M m / x = -4/3 pi G m d x^2

Como la energía total es E=T+U:
   E = T + U = 1/2 m H(0)^2 x^2 - 4/3 pi G m d x^2
Como tenemos la condición E=0:
   1/2 H(0)^2 = 4/3 pi G d
Así, la densidad crítica es la que corresponde a un Universo con energía total 0:
   D(c) = 3/8 ( H(0)^2 )/(pi G)
Esta es la misma expresión para el caso relativista. La densidad crítica depende de H(0) y su valor es aproximadamente 9x10^(-27) kg/m^3 (Suponiendo H(0)=70 km s^(-1) Mpc(-1)). Dependiendo de la densidad del Universo, tenemos:
- Si la densidad es inferior a la crítica (k=-1), un Universo abierto que se expandirá por siempre
- Si la densidad es mayor que la crítica (k=1), un Universo cerrado que detendrá la expansión y comenzará a contraerse
- Si la densidad es igual a la crítica (k=0), un Universo crítico en el cual la expansión se detendrá indefinidamente

El parámetro de curvatura (k) es usado para identificar el tipo de geometría.

Para ver post anteriores se puede acceder al listado en el apartado Artículos

jueves, 17 de marzo de 2011

El desplazamiento del eje terrestre a causa del terremoto en Japón

Fuente: NASA
En base a calculos realizados por Richard Gross, investigador de JPL de la NASA, el terremoto de magnitud 8,9 que ocurrió el pasado día 11 de Marzo en Japón, podría haber causado un aumento ligero en la rotación de la Tierra, acortando el día en 1,8 microsegundos (0,0000018 segundos). Así mismo el eje terrestre también podríaba haberse desplazado 17 centimetros hacia el este. Gross también realizó el mismo cálculo para el terremoto de magnitud 8,8 de Chile en 2010, acortando en 1,3 microsegundos el día.

Mas información en la página web de la NASA.

miércoles, 16 de marzo de 2011

¿Que es la teoría de cuerdas?

Actualmente la física contempla a las partículas (fotones, electrones, quarks,...) como "esferas" indivisibles de materia/energía. La teoría de cuerdas enfoca el concepto de otro modo, asumiendo que las partículas son ondas de una cuerda: cada masa o cuanto de energía sería un "tono" de vibración de una cuerda (filamento, bucle o membrana).

La idea surgió en 1921 cuando Kaluza-Klein intentaron unificar el electromagnetismo y la gravedad en una sola teoría. No fue hasta la década de los 70 cuando esta teoría se retomó y cobró fuerza.

Como características de la teoría de cuerdas podríamos decir que:
- Es una teoría totalmente matemática
- Está aún sin demostrar
- Trata de llegar a una teoría del Todo unificando las cuatro fuerzas conocidas (fuerza nuclear débil, fuerza nuclear fuerte, electromagnetismo y gravedad) y explicando la masa y propiedades de todas las partículas.
- Existen diferentes modelos, aunque el principal y más aceptado actualmente es el llamado M.

A nivel del concepto de cuerda podríamos decir que:
- Vibran en una sola dimensión
- Hacen falta más dimensiones (10 u 11). Parte de ellas están "enrolladas" y es en estas dimensiones donde vibran las cuerdas
- Pueden ser abiertas, bucles o membranas (en dimensiones superiores las denominadas n-branas)
- Todas son iguales: cambia el patrón de vibración

Para aquellos que estén interesados en ampliar información pueden leer el libro "El Universo Elegante", de Brian Greene (editorial Crítica, serie Drakontos)

martes, 15 de marzo de 2011

Medir ángulos en el firmamento

A la hora de observar el firmamento nocturno muchas veces nos interesa medir distancias entre objetos, o entre los objetos y el horizonte. Hay sencillos "trucos" para hacer estos cálculos.

Con el brazo extendido:
- el dedo meñique equivale a 1º
- el dedo pulgar equivale a 2º
- los nudillos del puño cerrado equivalen a 10º
- los dedos de la mano totalmente extendidos equivalen a 25º

Con estrellas:
- la distancia Dubhe a Merak (Osa Mayor) son 5º
- la distancia Dubhe a la estrella Polar son 30º
- la distancia Capella a Aldebarán son 30º
- la distancia Vega a Arturo son 60º

lunes, 14 de marzo de 2011

Vídeo: Agujero negro en el centro de nuestra Galaxia


Desde 1995 se lleva estudiando la estrella denominada S2. Esta estrella, situada en el centro de nuestra galaxia, completa una órbita alrededor de lo que se cree que es un agujero negro supermasivo en poco más de 15 años a increíble velocidad. Gracias al estudio de dicha estrella y de la detección en 2002 por investigadores del Instituto Max Planck de la potente radiofuente Sagitario A* (abreviadamente Sgr A*), se estima que en el centro de nuestra Galaxia existe un agujero negro supermasivo a  27.000 años luz de nosotros, de 3.700.000 de veces la masa del Sol y con un diámetro de 45 UA (Situándolo en el lugar del Sol, sobrepasaría la órbita del Plutón).

En el vídeo podéis ver a la gran velocidad que se mueven las estrellas en el centro galáctico. El número que avanza en la parte superior izquierda es el año.

domingo, 13 de marzo de 2011

Introducción a la Cosmología (17): El factor de escala

Hay que adelantar que este sea quizás uno de los post más complicados de esta serie de "Introducción a la cosmología". 
Sea:
   X(t) = R(t) r
R(t) se denomina el factor de escala y es función del tiempo. En la época actual podemos usar R(t(0)) o R(0), siendo por definición R(0)=1. Así 
   X(t(0)) = R(t(0)) r = 1 r = r
Consecuentemente R(t)<1 en el pasado y R(t)>1 en el futuro.

¿Que es lo que nos indica R(t)? R(t) nos dice como evoluciona el Universo mismo en función del tiempo. En los siguientes gráficos podemos ver la evolución en ciertos casos:


Podemos construir una dependencia con el desplazamiento al rojo:
   R(t)) = 1 / (1+z)
Podemos usar el desplazamiento al rojo z para especificar el tamaño del Universo relativo al tamaño actual. Por ese motivo normalmente se usa z para indicar la distancia a un objeto lejano y el tamaño del Universo en el momento en que la luz que observamos fue emitida.

Después de toda explicación puede que alguien no entienda la importancia de este factor de escala. Lo mas fácil es verlo con un ejemplo: Supongamos que observamos una galaxia lejana, con un desplazamiento al rojo z=2. Con estas fórmulas podemos conocer el tamaño del Universo en el momento en que la luz que observamos fue emitida por la galaxia.
Según la definición de factor de escala:
R = 1 / (1+z) = 1 / (1+2) = 1/3
Así el Universo en aquella época tenía linealmente la tercera parte que el actual. Ahora bien, si queremos conocer la proporción de volumen habrá que calcularlo para las 3 dimensiones existentes (Supongamos que el volumen actual V(0) es 1):
V = R R R V(0) = 1/3 1/3 1/3 1 = 1/27
Así en aquella época el Universo tenía 27 veces menos de volumen que actualmente.

La tasa de cambio del factor de escala indica al tasa de expansión del Universo. Usando las coordenadas comóviles radiales r y dR(t) (derivada de R(t)) como la tasa de cambio de R(t), podemos calcular la velocidad de expansión v:
   v = dR(t) r = dR(t) X(t)/R(t)
Lo que equivale a la ley de Hubble:
   H(t) = dR(t) / R(t)
Por lo tanto, la constante de Hubble depende el tiempo. 

Para ver entregas anteriores ver el apartado Artículos.

sábado, 12 de marzo de 2011

Procesos nucleares en el interior de las estrellas

El Universo está compuesto en un 70% de hidrógeno (H) y en un 30% de helio (He). Podemos suponer que el hidrógeno es convertido en helio. Hay dos formas de convertir hidrógeno en helio:
- cadena protón-protón (pp)
- ciclo del carbono-nitrógeno-oxígeno (CNO)

Para ambas reacciones, la tasa de generación de energía incrementa con la temperatura, pero el ciclo CNO presenta una tasa muchísimo mayor. Por lo tanto, el ciclo CNO es la principal fuente de energía nuclear en estrellas calientes de la parte superior de la secuencia principal, mientras que estrellas como el Sol y más frías, la cadena pp es la dominante. En ambos casos el resultado es que núcleos de hidrógeno se fusionan para formar helio.

4 H1 -> He4 + 2e+ + 2v + 2g
Donde v representa la emisión de un neutrino y g la emisión de un rayo gamma.

Cadena protón-protón

La reacción sería:

H1 + H1 -> D2 + e+ + v
D2 + H1 -> He3 + g
He3 + He3 -> He4 + 2H1
Los modelos predicen que existen una producción de neutrinos.




Ciclo del carbono-nitrógeno-oxígeno

La reacción sería:

C12 + H1 -> N13 + g
N13 -> C13 + e+ + v
C13 + H1 -> N14 + g
N14 + H1 -> O15 + g
O15 -> N15 + e+ + v
N15 + H1 -> C12 + He4
Hay que destacar que el carbono usado en la reacción es usado únicamente como catalizador: el átomo inicial de carbono es desprendido al final, por lo que no hay uso neto de carbono. El ciclo CNO domina al muy altas temperaturas en estrellas masivas. También el carbono, como un elemento pesado, no puede ser formado en las estrellas más jóvenes, debido a que no puede ser producido en cantidad suficiente para ser usado en este proceso: por tanto, las estrellas jóvenes probablemente usen la cadena pp.

viernes, 11 de marzo de 2011

200 aniversario del nacimiento de Le Verrier

Hoy 11 de Marzo hace 200 años del nacimiento del astrónomo y matemático Urbain Le Verrier. 

Le Verrier nació en 1811 y trabajo en el Observatorio de París. Usando las matemáticas y los datos observacionales de Urano, cálculo la órbita de Neptuno: en 1846 Johann Gottfried Galle localizó Neptuno a solo un grado de donde le había indicado Le Verrier. Le Verrier murió en 1877.

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