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La velocidad de la luzTitán

A la caza de la galaxia más lejana

Richard Feynman

INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE ANDALUCÍAConsejo Superior de Investigaciones Científicas

http://www.iaa.es Imagen: Francisco de Asís Puga Ortiz

INFORMACIÓN y ACTUALIDAD ASTRONÓMICAhttp://www-revista.iaa.es/

JULIO DE 2013, NÚMERO 40

Directora: Silbia López de Lacalle. Comité de redacción: Antxon Alberdi, Carlos Barceló, René Duffard, Emilio J. García,Pedro J. Gutiérrez, Susana Martín-Ruiz, Enrique Pérez-Montero, Pablo Santos y Montserrat Villar. Edición, diseño ymaquetación: Silbia López de Lacalle. Se permite la reproducción de cualquier texto o imagen contenidos en este ejemplar citando como fuente “IAA:Información y Actualidad Astronómica” y al autor o autores.

Instituto de Astrofísica de Andalucíac/ Camino Bajo de Huétor 50 , 18008 Granada. Tlf: 958121311 Fax: 958814530. e-mail: [email protected]

Depósito legal: GR-605/2000ISSN: 1576-5598

REPORTAJESLa velocidad de la luz: inmersa en la oscuridad ...3Titán, el satélite con atmósfera de planeta ...7A la caza de la galaxia más lejana ...11DECONSTRUCCIÓN Y otros ENSAYOS. Richard Feynman ...13

EL “MOBY DICK” DE... Enrique Pérez Montero (IAA-CSIC)...16ACTUALIDAD ...17ENTRE BASTIDORES ...21SALA LIMPIA ...22 CIENCIA: PILARES E INCERTIDUMBRES. Venus ...23

El 2013 estará marcado por el paso devarios cometas. El primero de ciertaimportancia ha sido C/2011 Panstarrs,que ha podido verse a simple vista desdela mitad de marzo. Ha llegado a servisible unos 20-30 minutos después dela puesta del sol, muy bajo en elhorizonte, al oeste, y en estos meses haperdido intensidad. La foto ha sidotomada desde la vega de Granada ypermite apreciar la extensión de la cola,que llegó a alcanzar hasta los ochogrados (como comparación, la foto de laLuna ha sido sacada la misma noche conla misma instrumentación). El color rojizose debe a la altura del cometa respectoal horizonte: siendo muy bajo, casitocando el horizonte mismo, el colordominante es el rojo. Pasarán más cometas a lo largo delaño pero, si las previsiones se cumplen,el cometa Ison (esperado paranoviembre-diciembre) será el evento delaño, con una magnitud prevista deentre -10 y -17.

Texto e imagen: Gian Paolo Candini (IAA)

Datos de la imagen:Telescopio: SkyWatcher ED80Cámara: SBIG ST2000XMFiltros: LRGBTomas: 10x45s para cada filtroMontura: Losmandy G11Lugar: Híjar (Granada)

¿POR QUÉ NO ES POSIBLE VIAJARA MÁS VELOCIDAD QUE LA LUZ?Posiblemente esta sea la pregunta que másveces se ha hecho a los científicos a loancho y largo del planeta en los últimoscien años. Y, aunque pueda parecer incre-íble, la ciencia todavía no dispone de unarespuesta completa a esta pregunta tan fun-damental. La lógica permite que inclusono haya respuesta -no se puede ir a másvelocidad porque el mundo nació de esaforma de entre una multiplicidad de posi-bilidades-, pero parece improbable. Encualquier caso, la ciencia nos imponeesforzarnos en la búsqueda de la respues-ta, exista o no. El mismísimo Albert Einstein dejó claroque su propuesta de existencia de una velo-

cidad máxima para la propagación de todaseñal (uno de los ingredientes básicos desu teoría de la relatividad especial de1905) era un principio, el llamado “postu-lado de la luz”, a partir del cual se podíanhacer predicciones adicionales que podíanverificarse a través de experimentos.Como su nombre indica, el postulado de laluz no se construye y demuestra a partir deingredientes más elementales, simplemen-te se acepta para después deducir otrosfenómenos a partir de él. Cuidado con posibles falacias. Dado eldesarrollo al que ha llegado la relatividadespecial, uno podría cometer el error deresponder a la pregunta inicial utilizandoargumentos circulares ilícitos. Por ejem-plo, alguien podría contestar: la velocidadde la luz no se puede superar porque resul-ta que la masa (o inercia) de los cuerpos(su tendencia a mantener su estado demovimiento) aumenta más y más confor-me aumenta su velocidad, de tal forma queesta masa se acerca al infinito cuando lavelocidad se acerca a la velocidad de laluz; solamente los fotones, constituyentesde la luz, al no tener masa pueden llegar aviajar exactamente a la velocidad de la luz(de aquí el común uso sinónimo de veloci-dad de la luz y velocidad máxima).Cualquier otra señal (con soporte masivo)tiene que viajar a menor velocidad. Sinembargo, el razonamiento correcto es elsiguiente: a partir del postulado de la luzse deduce por consistencia que la masa delos cuerpos debe aumentar sin límite con-forme su velocidad se acerca a la de la luz;

esto es una predicción teórica derivada delpostulado que debe contrastarse con elcomportamiento experimental. Y así es:multitud de experimentos confirman queeste fenómeno sucede.Gran parte del desarrollo de la física delsiglo XX se ha basado en compatibilizar elpostulado de la luz (y el principio de rela-tividad, que dice que ningún experimentolocal puede distinguir si se está parado ocon velocidad uniforme) con todas nues-tras teorías. A día de hoy el alcance y laverificación experimental de la teoría de larelatividad especial (es decir, de los dosprincipios anteriores) es tan grande que,ante el anuncio por parte del CERN en el2011 de una posible violación del postula-do por parte de neutrinos, prácticamente latotalidad de los físicos teóricos pensamos,“¡tiene que haber un error en el experi-mento!”. Así ha sido finalmente.

¿Posibles fisuras en la teoría?En otro frente, el siglo XX ha visto laampliación sin aparentes límites del uni-verso observable. ¡Un territorio más quedemasiado grande para explorar! Sobretodo si se mantiene la idea de establecer uncampamento base (por ejemplo, la Tierra)desde donde ir enviando exploradores deida y vuelta. Ante el deseo irrefrenable deexplorar esas tierras recónditas (un síndro-me a lo Alejandro Magno), tan solo anun-ciadas por las crónicas de los astrónomosy sus telescopios, de tanto en tanto vuelvea aparecer la pregunta, ¿pero por qué nose puede viajar a velocidades mayores que

EPORTAJESLA VELOCIDAD DE LA LUZ R

¿Y SI LA LUZ, EL RESTODE PARTÍCULASFUNDAMENTALES Y LAMISMÍSIMA GRAVEDADQUE EXPERIMENTAMOSEN NUESTROSLABORATORIOS NOFUERAN MÁS QUEEXCITACIONESCOLECTIVAS DE UNSUBSTRATO UNIVERSAL? Por Carlos Barceló (IAA-CSIC)

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La velocidad de la luz:inmersa en la oscuridad

la luz?, ¿existe alguna forma de superarese límite?Pues bien, también Einstein, sin saberlo,proporcionó con su teoría general de larelatividad una posible puerta entreabiertaa la cuestión. La teoría general de la rela-tividad general es una teoría sobre la gra-vitación de los cuerpos y nace de compati-bilizar la gravitación, tal como se entendíadesde los tiempos de Newton, con el pos-tulado de la luz. En esta teoría se introdu-ce el concepto de espaciotiempo comoentidad plástica y dinámica sobre el quetoda señal no lumínica se desplaza a velo-cidades menores que la luz. La gravedadaparece como curvaturas en el espacio-tiempo causadas por la presencia de mate-ria. Todo perfectamente compatible con laexistencia de una velocidad máxima. Pero,¿cuál es la velocidad del propio espacio-tiempo sobre el que todo se mueve? Enprincipio la teoría no dice nada al respec-to. Tomando esta puerta entreabierta, en lasúltimas décadas se han explorado distintasformas de conseguir velocidades superlu-minales (por encima de la velocidad de laluz) a base de deformar el propio espacio-tiempo. Una de las más conocidas e inge-niosas es el motor de curvatura (o warpdrive en inglés). Se llama motor de curva-tura a una configuración del espaciotiempoen la que aparece un pasillo o tubo por elque es posible viajar a una velocidad sinlímites con respecto a los observadoresfuera del tubo.

La gravedad es atractivaPero no cantemos victoria tan rápidamen-te. Para curvar el espaciotiempo en laforma deseada se necesita materia (ener-gía) dispuesta en la forma adecuada. Lamateria normal curva el espaciotiempo detal forma que, como resultado, los cuerposse atraen. De hecho la palabra gravitacióntiene su origen en gravitas, peso: todo caeo, en términos más modernos, todo cuerpoes atraído por la Tierra. Pues bien, se hademostrado que las curvaturas necesariaspara construir el motor de curvatura noson de este tipo: necesitan materia repulsi-va (también conocida como “exótica”) enlas paredes del tubo. La puerta se cierrasobre nosotros.Un momento: resulta que existe una posi-bilidad teórica de conseguir materia repul-siva. Se basa en la conocida naturalezacuántica subyacente de toda materia, eincluso del vacío. Toda materia conocida,al ser observada a nivel microscópico,exhibe comportamientos cuánticos distin-

tos a los que estamos acostumbrados ennuestra experiencia cotidiana. Al menos enteoría, una configuración cuántica podríaproporcionar pequeñas cantidades de ener-gía exótica. Por una parte está el conceptode “préstamo de Heisenberg”: una fluctua-ción cuántica puede proporcionarnos unaenergía negativa si esta es devuelta enpoco tiempo y el balance promedio de lacuenta energética es positivo. Por otraparte, está la posibilidad de deformar elpropio vacío cuántico de tal forma quegenere energías negativas en algunasregiones. ¿Cuánta cantidad de energía exó-tica se podría generar? Con estas energías,¿cómo de grande se podría construir eltubo y sus paredes?, ¿suficiente paraenviar a un humano por su interior o sola-mente se podrían construir tubos micros-cópicos? Estas son algunas de las pregun-tas sobre las que se ha estado y se continúatrabajando.

Fluctuaciones del vacío cuánticoSin embargo, una vez que se apela a lacuántica hay que hacerlo con todas susconsecuencias. Como decíamos, el vacíocuántico contiene energía. La presencia decurvatura tiene como consecuencia distor-sionar la forma del vacío cuántico y por

tanto su contenido energético. La regla detres “a tanta energía que pongo de inicio,tanta curvatura”, no funciona de forma tansimple. Cuando depositas energía en elespaciotiempo la propia curvatura generanueva energía que también debe ser conta-bilizada como generadora de curvatura. Esnecesario llevar a cabo un proceso iterati-vo hasta llegar a encontrar configuracionesenergía-curvatura autoconsistentes. El autor de estas líneas y dos colaborado-res italianos, los doctores S. Liberati y S.Finazzi de SISSA, calculamos hace unosaños cuál era el efecto en el vacío cuánti-co de las curvaturas necesarias para elmotor de curvatura. Concluimos que estascurvaturas eran de tal naturaleza que gene-raban y comprimían en forma de onda dechoque ingentes cantidades de energía en

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Se llama motor de curvatura auna configuración del

espaciotiempo en la queaparece un pasillo o tubo por el

que es posible viajar a unavelocidad sin límites con

respecto a los observadoresfuera del tubo

Una de las primeras imágenes de la estructura interna de la luz (Max Planck 2004), predicha hace cien-to cincuenta años por Maxwell. En ella se observa la oscilación de su campo eléctrico constituyente.

la zona frontal del tubo de tal forma que suconstrucción se haría inviable. Técnica-mente, decimos que el motor de curvaturaes inestable semiclásicamente.Situaciones similares ocurren con otrasformas de viajar a velocidades mayoresque la luz: agujeros de gusano, tubo deKrasnikov, etc. Siempre se choca con lanecesidad de incluir materia exótica engrandes cantidades y con la presencia deinestabilidades. Aunque hasta que no ten-gamos una teoría de gravedad cuántica concierto grado de verificación no se podráncerrar definitivamente estas puertas, sinlugar a dudas en este momento se hallancasi cerradas.

¿Por qué no se puede viajar más rápidoque la luz?Con un poco de perspectiva, podemos per-catarnos de que no era probable, aunquemuy atractivo, que a partir de teorías cons-truidas a partir del postulado de la luz seobtuviera una forma de obviarlo. Paraencontrar una explicación al porqué dellímite lumínico parece más razonableempezar con un marco que permita enprincipio cualquier velocidad, un marcoteórico en el que la relatividad especial novenga impuesta sino que pueda apareceren algún régimen.En la actualidad existe un marco de ideasconocido con el nombre de “Gravedadanáloga” en el que la situación es precisa-mente la comentada. En el IAA estamostrabajando activamente en esta línea deinvestigación y sus múltiples vertientes.Algunas de estas ideas ya estaban presen-tes en la física del siglo XIX, siendo redes-

cubiertas de tanto en tanto, pero no hanllegado a desarrollarse completamente. ¿Y si la luz, el resto de partículas funda-mentales y la mismísima gravedad queexperimentamos en nuestros laboratoriosno fueran más que excitaciones colectivasde un substrato universal? Podemos imagi-nar este substrato como compuesto por losverdaderos constituyentes elementales.Estos constituyentes elementales no ten-drían estatus de partícula pues no viviríanen nuestro espaciotiempo, que tambiénestaría formado por ellos. Un electrón, porejemplo, no estaría formado por unospocos de estos constituyentes elementales,como sucede con el átomo, que está cons-tituido por electrones, protones y neutro-nes, o con los protones y neutrones, queestán a su vez constituidos por quarks. Unelectrón o la luz serían más parecidos auna ola en el mar, un movimiento colecti-vo de ingentes cantidades de constituyen-tes elementales, moléculas de agua en elcaso del mar. Además, de igual maneraque la forma de la ola no depende prácti-

camente de si el agua está más o menosmezclada con otros productos, la forma dela luz y las partículas fundamentales nodependería en demasía de potencialescaracterísticas microscópicas propias delsubstrato. Antes de proseguir con el problema de lavelocidad de la luz me gustaría destacarque este último aspecto puede dar respues-ta a otra de las grandes preguntas funda-mentales sin respuesta de la física: ¿porqué todas las partículas fundamentales deun tipo (por ejemplo, los electrones) pue-den considerarse idénticas? La no respues-ta tradicional es “bueno, resulta que todoslos electrones son iguales, luego probable-mente sean bloques elementales fundamen-tales de la naturaleza”. Una vez más, esuna afirmación que se acepta como princi-pio para después analizar dónde nos lleva.Sin embargo, la nueva conceptualizaciónofrece una respuesta: “Independiente-mente de los detalles del substrato, elcarácter colectivo de las ondulacionescaracterísticas las hace aparecer en la prác-tica como iguales”. Volviendo al tema que nos ocupa. La velo-cidad finita de propagación de una ondula-ción aparece porque no se mide la veloci-dad de los elementos del substrato (noimponemos ninguna restricción a estos ele-mentos; quizá ni tan siquiera tenga sentidohablar de velocidad para estos elementos),sino al movimiento colectivo. Variacionesen el tiempo del valor de una propiedaddefinida en una región puntual (por ejem-plo, una presión) se relacionan con lasdiferencias en el valor de esa propiedadentre las regiones colindantes. De situacio-

LA VELOCIDAD DE LA LUZ

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Concepción artística del motor de curvatura.

Para encontrar un porqué allímite lumínico parece másrazonable empezar con un

marco que permita en principiocualquier velocidad

En la actualidad existe unmarco de ideas conocido con elnombre de “Gravedad análoga”

en el que la situación esprecisamente la comentada

nes de este tipo surge el concepto deecuación de ondas y el de velocidadfinita y fija de propagación (al menosen un intervalo de energías). Dehecho, del estudio de un modelo desubstrato electromagnético dedujoJames Clerk Maxwell la presencia deondas de luz y, como consecuencia,la naturaleza electromagnética de laluz. La interacción de las excitacionescolectivas de tipo luz con las excita-ciones colectivas de tipo partículapodría inhibir que estas últimas supe-raran en la práctica la velocidad delas primeras. Superar la velocidad dela luz (ahora posible en principio)produciría inestabilidades que semostrarían ya en una dificultad cre-ciente en alcanzar ese límite. Estasinestabilidades serían similares a lasque aparecen en el conocido comoefecto Cherenkov. Cuando una partí-cula atraviesa un dieléctrico a unavelocidad mayor que la luz, esta sefrena rápidamente emitiendo radia-ción. Recordemos que la luz en undieléctrico viaja a velocidades meno-res que la luz en el vacío, por lo queuna partícula (por ejemplo, un elec-trón) puede entrar en un dieléctrico avelocidades mayores; la velocidadque no se puede superar, y a la quenos hemos venido refiriendo siempreen estas líneas, es la de la luz en elvacío.En la naturaleza existen sistemas enlos que distintos tipos de señales via-jan a distintas velocidades máximas(como la birrefringencia en cristales,en la que distintas polarizaciones dela luz viajan a distintas velocidades).Normalmente esto está permitido porqueel substrato en el que viajan las señales nose ve afectado por la presencia de las seña-les. Existen indicios para pensar que en unsistema cerrado, autoconsistente y estable,con diversas excitaciones colectivas eninteracción, existiría una sola velocidad depropagación límite. Esta sería la velocidadde la luz. El universo que observamossería un sistema en el que incluso los fenó-menos de mayor energía seguirían siendocolectivos, sin permitirnos discernir lanaturaleza del substrato (quizá irremedia-blemente inaccesible para nosotros huma-nos).

¿Por qué la velocidad de la luz es tanenorme en términos humanos?Calculada en unidades naturales para

nosotros, como son los metros y lossegundos, la velocidad de la luz aparececomo un número gigante. La luz puedeconectar distancias de un metro en unosnanosegundos (10-9 segundos). El quepara nosotros una escala de tiempomínima natural sean los segundos es unaindicación de que somos seresestructuralmente muy complejos. Cadauno de nuestros actos se compone demiles de millones de procesosmicroscópicos mucho más rápidos. Unacomparación rápida con la física de unagalaxia en el universo arroja los siguientesnúmeros: una galaxia típica mide unoscien mil años luz; una escala de variaciónnatural para una galaxia como un todopodría cifrarse en los 1010 años; unaevolución elemental de un sistema tancomplejo como una galaxia involucraría

cien mil procesos elementales,muchos menos que en un humano.En los estudios universitarios de físi-ca se nos suele enseñar que HendrikLorentz intentó entender la relativi-dad a partir de la naturaleza electro-magnética de la materia, pero se per-dió inútilmente en una maraña decomplejidades. Einstein, en cambio,progresó partiendo de unos principiosmuy simples aunque sin explicación.Parece que la vía de Einstein es cla-ramente la vía a seguir. Un estudio más detallado de la histo-ria nos ofrece otro tipo de enseñanzamenos maniqueo. Para proponer lassimples hipótesis de la relatividadespecial, Einstein se apoyó en unconocimiento exhaustivo del electro-magnetismo de Maxwell, que habíadescendido a los infiernos de la com-plejidad en aras del entendimiento.Einstein no se caracterizó precisamen-te por buscar la vía fácil, y más ade-lante se enfrentó con la complejidadde construir una teoría relativista con-sistente de la gravedad, su gran obra.Además, él nunca desdeñó el estudiode un posible substrato universal (elentonces llamado éter) e incluso reco-noció que sin éter no podía compren-der la naturaleza del espaciotiempo. Por su parte, Lorentz dedujo antesque Einstein los efectos relativistas detipo dilatación del tiempo y contrac-ción de longitudes a partir de aceptarla existencia de un substrato electro-magnético. La relatividad se deducíade las propiedades del substrato y nose aceptaba como un principio. Para elpoco conocimiento que se tenía de la

naturaleza atómica de la materia, llegóimpresionantemente lejos. Mi lectura apun-ta a que ambas vías científicas son comple-mentarias y necesarias para el equilibrio enla ciencia. Hoy estamos viendo que hacer compatiblela gravedad y la cuántica parece requerir laexistencia de un referencial externo. Unsiglo después vemos que tenemos que reto-mar la filosofía de Lorentz si queremos“entender” y volver a progresar. Quedamucho por estudiar hasta llegar a tener unmarco completo plausible que pueda expli-car preguntas tan fundamentales como elorigen de la velocidad de la luz o el carác-ter indistinguible de las partículas. Estosestudios constituyen cimientos para laestructura científica y un antídoto ante laburbuja inflacionaria en la que se muevegran parte de la ciencia moderna.

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Arriba, birrefringencia en un cristal de calcita. Debajo, la radiaciónde Cherenkov, producida cuando una partícula cargada (un elec-trón) pasa por un medio dieléctrico a una velocidad mayor que laluz en ese medio (Reed Research Reactor).

HACE APENAS UNA DÉCADA PODÍ-AMOS RESUMIR EN POCAS FRASESLO QUE SABÍAMOS DE TITÁN, LAMAYOR LUNA DE SATURNO: quepresentaba atmósfera (Comás Solá, 1908),que contenía metano (Gerald P. Kuiper,1944), que su temperatura en superficie, de179 grados bajo cero, era muy baja comopara desarrollar vida (misión Pioneer 11,1979), y que todo el satélite se hallabacubierto por una capa de densa neblinaimpenetrable con telescopios ópticos(misión Voyager 1, 1980). Sin embargo,este curioso satélite con atmósfera de pla-neta y, se creía, lagos de metano sobre susuperficie, despertó la curiosidad suficientecomo para que la misión Cassini, destinadaa sobrevolar Saturno y sus satélites, inclu-yera un módulo de descenso, Huygens, queaterrizaría sobre Titán. Tras su lanzamiento en 1997, Cassini rea-lizó dos pasos por Venus y uno por laTierra y cruzó el cinturón de asteroideshasta sobrevolar Júpiter en diciembre del2000. Con esta asistencia gravitatoria,Cassini llegó a Saturno a mediados de 2004y su sonda Huygens descendió con éxito enTitán. Desde entonces, la misión sigueenviando datos valiosísimos, entre los últi-mos, un mapa topográfico de Titán. Ahora

ya conocemos parte de lo que escondeTitán bajo esa neblina (lagos, dunas, mon-tañas y ríos), qué compone su atmósfera eincluso cómo podría ser por dentro.Mientras escribo estas líneas (23 de mayo),Cassini se halla sobrevolando Titán enbusca de olas sobre la superficie de uno desus lagos, el Ligeia Mare, para determinarsi el líquido que lo forma, presumible-mente una mezcla de metano y etano, esdenso como la melaza o ligero como elagua terrestre. Si no conocían mucho sobre Titán y lamisión que está revelando sus secretos,pasen y enamórense.

El origen de la neblinaLa densidad de la atmósfera de Titánsupera la de la Tierra, y genera una presiónsobre la superficie algo mayor que en nues-tro planeta, similar a la del fondo de unapiscina. Al igual que en la atmósfera terres-tre, en la de Titán predomina el nitrógeno,pero el resto de los componentes, como elmetano y otros compuestos orgánicos, esta-blecen grandes diferencias.La proporción de estos componentes(98,4% nitrógeno, 1,6% metano, 0,1-0,2% hidrógeno y pequeñas cantidades deotros compuestos) se hallaba bien caracte-rizada gracias a la misión Cassini, peroprecisamente los datos de uno de sus sobre-vuelos sorprendió hace pocos meses al des-velar la existencia de un gas aún no catalo-gado en la alta atmósfera de Titán. La emisión de ese compuesto sin identifi-car, que producía una señal muy intensa enel infrarrojo (a 3,28 micras), se hallabapresente durante las horas diurnas del saté-lite desde los seiscientos hasta los mil dos-cientos cincuenta kilómetros de su superfi-cie, con un pico especialmente intenso a losnovecientos cincuenta kilómetros. Elhallazgo fue posible gracias a los datos delespectrógrafo VIMS, a bordo de Cassini. Una molécula de gas, por ejemplo demetano, puede absorber la luz solar, exci-tarse y, posteriormente, emitir la luz enuna longitud de onda característica de dichamolécula. Así, analizando las emisiones de

EPORTAJESTITÁN RTitán: el satélite conatmósfera de planetaLA MISIÓN CASSINI,QUE SOBREVUELASATURNO Y SUSLUNAS DESDE HACECASI UNA DÉCADA,HA MOSTRADO LAGRAN COMPLEJIDAD YBELLEZA DE TITÁN, UNSATÉLITE CONRASGOS DE PLANETAPor Silbia López de Lacalle(IAA-CSIC)

Arriba, vórtice en el polo sur de Titán. Debajo, el lagoLigeia Mare. Fuente: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

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una atmósfera, la de Titán en este caso, seidentifican los compuestos presentes. Y elanálisis de esa intensa emisión en el infra-rrojo ayudó a resolver cuestiones abiertasdesde hacía décadas, relacionadas con laespesa neblina que cubre la superficie deTitán y que calienta la atmósfera y evitaque se condense y disipe. “Hace décadas se propuso que la capa deneblina de la baja atmósfera de Titán segeneraba a partir de moléculas orgánicascomplejas, y en 2007 se sugería que estasmoléculas podían formarse en la atmósferasuperior, varios cientos de kilómetros porencima de su lugar de residencia. Nuestroestudio confirma ambas hipótesis”, señalaManuel López-Puertas, investigador delInstituto de Astrofísica de Andalucía queencabeza el estudio.López-Puertas y colaboradores analizaronesta señal empleando una base de datosespectroscópica de la NASA y la atribuye-ron a hidrocarburos aromáticos policíclicos-o PAHs, de su nombre en inglés-, un tipode compuestos orgánicos complejos forma-dos por cadenas de benceno. “Estos com-puestos absorben los fotones ultravioletadel Sol, muy energéticos, y rápidamenteredistribuyen la energía internamente y lavuelven a emitir en el infrarrojo cercano”,indica el astrónomo. Empleando un modelo de redistribución deesa energía los investigadores consiguieronexplicar la señal a 3,28 micras detectada ycalcular la abundancia de hidrocarburosaromáticos policíclicos presentes en la altaatmósfera de Titán, cantidad que ha resul-tado sorprendentemente alta, entre veinte ytreinta mil PAHs por centímetro cúbico.Este resultado es coherente con el hallazgoen 2007, también por la misión Cassini, depequeñas concentraciones de benceno y de

iones positivos y negativos de composicióndesconocida en la alta atmósfera del saté-lite, que sugería que los compuestos queforman la neblina de Titán se producíanvarios cientos de kilómetros por encima deella. “Esta hipótesis implicaba la genera-ción de grandes cantidades de especies aro-máticas a gran altura -apunta López-Puertas-, y con nuestro trabajo hemosdemostrado que los PAHs son la contrapar-tida neutra, y mucho más abundante, de laspequeñas cantidades de iones halladas en2007. Aportamos así una evidencia clavede la composición y procedencia de laneblina de Titán”, concluye.

Destellos de un lago remotoAntes de la llegada de Cassini, las observa-

ciones de radar desde Tierra y las del teles-copio Espacial Hubble habían atravesado laopaca neblina y mostrado el carácter hete-rogéneo de la superficie de Titán.También, desde la época de las misionesVoyager, se creía que las bajas temperatu-ras atmosféricas podían convertir el metanoen gotas de lluvia, pero se ignoraba si loslagos formaban parte de esa irregular oro-grafía. En este sentido, los datos de Cassini produ-jeron cierta decepción al principio ya queno mostraron señales de líquido en lasuperficie. Una decepción poco fundada,ya que en el primer sobrevuelo apenas seestudió un 1% de la superficie del satélite,una muestra poco representativa (el desier-to del Sáhara cubre más de 1% del globoterrestre, y un observador externo podríaconcluir que no hay una gota de agua ensuperficie en la Tierra tras sobrevolarlo).No obstante, a mediados de 2005 se detec-taba, en el polo sur de Titán, una regiónoscura de unos quince mil kilómetros cua-drados con forma de huella de pie. Enradar, las regiones lisas aparecen oscureci-das, por lo que se creyó que podría consti-tuir un primer candidato a lago en Titán. Amediados de 2008 se publicaba el análisisespectroscópico que confirmaba que se tra-taba de una superficie líquida compuestapor etano y, posiblemente, metano, nitró-geno y otros hidrocarburos, un verdaderohito pues se trataba del primer embalse de

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Sobre estas líneas, los satélites de mayor tamaño deSaturno (hasta ahora se han detectado sesenta ydos). A la izquierda, esquema que muestra la forma-ción de PAHs a partir del metano atmosférico.

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líquido estable fuera de nuestro planeta. Unlago que, según se conoció después, mues-tra una superficie extremadamente lisa, convariaciones máximas en altura de tres milí-metros, y con una profundidad media deentre 0,4 y 3,2 metros y de 7,4 metros demáxima.Pero antes de que llegara esta confirmaciónlos candidatos a lago se habían multipli-cado: un sobrevuelo de Cassini por el polonorte de Titán desvelaba en 2006 la exis-tencia de más de setenta y cinco regionesoscurecidas de entre uno y setenta kilóme-tros de largo que, sin pecar de optimismo,lucían exactamente como uno se espera quelo hagan los lagos, situados en depresionestopográficas y con canales a su alrededor. Además, en julio de 2009 se obtenía unareflexión especular, una imagen buscadadesde hacía décadas y que consiste en unintenso destello producido por superficiestan lisas que espejean cuando la luz incidesobre ellas. Con la existencia de los lagosconfirmada resultaba inexplicable que nose obtuviera esa imagen, pero después

conocimos el porqué: la mayoría de loslagos de Titán se hallan en el polo nortedonde, desde la llegada de Cassini, habíasido invierno (un año de Saturno, y porextensión de Titán, equivale a 29,5 añosterrestres). De modo que teníamos uno delos ingredientes para la reflexión especular,los lagos, pero faltaba la luz, que comenzóa iluminar el polo norte en 2009. Y paraobtener una reflexión especular era necesa-ria además una correcta alineación entre laluz del Sol, el lago y la nave, algo que seproduce a menudo en las regiones ecuato-

riales y latitudes medias pero menos fre-cuentemente en los polos. Ahora, observenese pequeño punto brillante bajo estaslíneas y maravíllense: estamos viendo elbrillo de un lago en una pequeña luna entorno a Saturno de la que, hace apenas unadécada, no sabíamos casi nada.

¿Está Titán geológicamente vivo?Cuando pensamos en lunas, casi seguroque se nos viene a la cabeza la nuestra, laLuna, con sus tremendos cráteres comoantiguas heridas de guerra. Y la pregunta

TITÁN

Con una densa atmósfera y unciclo de metano similar al hidro-lógico terrestre (con nubes, llu-via y líquido en superficie) carac-terizado por una bajísima tempe-ratura -179 grados bajo cero ensuperficie-, se cree que Titán pre-senta unas condiciones simila-res a las que pudo tener la Tierraprimigenia antes de la apariciónde la vida. Sin embargo, existe un problemacon el metano, elemento centralde ese ciclo, que podría resu-mirse de la siguiente manera:debido a la radiación solar, elmetano sufre un proceso de foto-disociación en la atmósfera quelo convierte en etano; el metanoy etano forman nubes, que preci-pitan sobre la superficie y relle-nan los lagos y forman los ríos;moléculas más complejas se for-man también en la alta atmós-fera, que descienden y forman laneblina que cubre todo el satélitey que terminan por originar losaerosoles que forman las dunasecuatoriales.

Así, y de forma aún más resu-mida, el metano se gasta: se cal-cula que en un máximo de cienmillones de años la radiaciónsolar debería haber convertido elmetano en hidrocarburos máscomplejos, de modo que debe dehaber un mecanismo que reabas-tezca ese compuesto (a no serque se trate, como sugieren algu-nos investigadores, de un ele-mento “pasajero”, liberado engrandes cantidades en el pasadoy que terminará por agotarse).Aunque algunos han propuesto laexistencia de posibles organis-mos que produzcan metano (en laTierra, entre el 90 y 95% delmetano es de origen biológico), laopinión más generalizada apuntaa procesos geológicos para lareposición del metano, entre losque destacan la aún no confir-mada actividad volcánica, la eva-poración de los lagos (aunque losestudios más recientes afirmanque no resulta suficiente paraequilibrar el ciclo) y, finalmente, laexistencia de un océano interno

que libere lentamente el metanoalmacenado. Esta última opción se apoyasobre diversas evidencias indi-rectas. El año pasado, por ejem-plo, se difundía un estudio delcampo gravitatorio de Titán: laórbita de dieciséis días del saté-lite en torno a Saturno es elíptica,de modo que la distancia entreambos cuerpos varía entre 1,19 y1,26 millones de kilómetros; porello, Titán sufre oscilaciones pro-ducidas por el tirón gravitatoriodel planeta. En este caso, los cál-culos apuntaban a mareas sóli-das de más de diez metros dealtura y los investigadores calcu-laban que, si el interior de Titánfuera sólido, las mareas no debe-rían superar el metro de altura.Según ellos, la explicación quemejor se adapta a los datos es laexistencia de un océano subte-rráneo, pero no se trata de unaconclusión irrefutable, de modoque el ciclo "metanológico" deTitán aún sigue sin mostrar todassus piezas.

UN SATÉLITE CON LLUVIA Y LAGOS DE METANO

es obvia: ¿muestra Titán cráteres? Pues sí,pero escasos. En un extenso estudio queanalizaba el 22% de la superficie del saté-lite se difundía la existencia de cinco cráte-res confirmados y de otros cuarenta y cua-tro candidatos que podrían constituir ver-siones erosionadas de los primeros.También se mostraba una distribución pocouniforme, con regiones poco craterizadas,como el polo norte, y otras con una sobre-abundancia de impactos, como la región deXanadú (se trata de una región del ecuadorque destaca por su alto albedo, o fracciónde luz reflejada). Esta escasez de cráteres, que contrasta conotros satélites compañeros como Rhea, encuya superficie se observan cientos de hue-llas de impacto, es típica de superficiesjóvenes y geológicamente activas. En nuestro planeta una serie de fenómenos(tectónica de placas, erupción de volcanes,formación de glaciares y ríos...) han trans-formado la superficie a lo largo de miles demillones de años, y puede que en Titánoperen procesos similares, aunque desen-trañar cuáles no resulta sencillo. Las imá-genes de Cassini han desvelado las líneasde cauces de ríos pero, según un análisis

publicado en 2012, la actividad fluvial enTitán apenas produce erosión del terreno,de modo que no debe de ser un factor pre-dominante en transformación de la superfi-cie. Otro de los posibles orígenes del reju-venecimiento de la superficie son los crio-volcanes, o volcanes que expulsarían agua,amoníaco o metano en lugar de roca fun-dida. Sin embargo, aún no disponemos decandidatos que puedan ser interpretadoscomo criovolcanes sin lugar a dudas -aun-que se conoce una cadena de tres montañasdenominada Sotra Patera que parece el can-didato más prometedor-. De igual modo,en 2006 se detectó lo que podría interpre-tarse como una cordillera montañosa deunos ciento cincuenta kilómetros de largoque constituiría un posible indicio de acti-vidad tectónica en Titán, pero de nuevo losdatos no resultan inequívocos. De hecho, a este respecto existen opinionesencontradas y resulta muy revelador undebate (http://vimeo.com/40176481) en elque Ralph Lorenz (Applied PhysicsLaboratory) y Jeffrey Moore (AmesResearch Center) ofrecían argumentos afavor y en contra de algún tipo de actividadinterna en Titán. En tanto que el primero

defendía que Titán estaba geológicamentevivo a través de indicios de actividad vol-cánica y tectónica, Jeffrey Moore asegu-raba que la actividad en el satélite se limi-taba a factores por encima de su superficie,como procesos producidos por líquido (llu-via y ríos), viento (transporte de aerosoles)e impactos de meteorito. Moore mostrabaque la erosión por líquido puede producirque un cráter termine pareciendo un conovolcánico y contraponía, a la versión de unTitán con calor y actividad interna, lo queanunció como la “hipótesis Tritón-Titán-Marte”. Según sus palabras, en el pasadode Titán (quizá hasta hace unos mil millo-nes de años), el metano y nitrógeno quehoy forman la atmósfera se hallaban conge-lados en la superficie (en una analogía a loque ocurre en Tritón, la mayor luna deNeptuno, cuyos volátiles se hallan atrapa-dos en el hielo superficial). Un aumento debrillo del Sol o un episodio de bombardeode meteoritos pudieron producir calor sufi-ciente para sublimar el metano y nitrógenoy formar la atmósfera, que en un principiocontenía mucho más metano. Sin reabaste-cimiento de metano, este componente ter-minaría por agotarse en unos mil millonesde años al descomponerse en otros elemen-tos (hidrocarburos más pesados), que entreotras cosas forman las partículas que com-ponen las dunas que se observan en elecuador. El metano se agotará y la presiónatmosférica descenderá, de manera que lascondiciones finales se asemejarán a las deMarte hoy día. Así, y aunque la misión Cassini nos haaportado información esencial para profun-dizar en el conocimiento de Titán, aún fal-tan evidencias rotundas sobre algunosaspectos de este mundo anaranjado.

R

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Arriba a la izquierda, ilustración deJeffrey Moore sobre cómo la ero-sión por líquido puede producir queun cráter termine pareciendo uncono volcánico. A la derecha, ima-gen de Cassini de las dunas ecua-toriales de Titán, que pueden medirentre uno y dos kilómetros deanchura y hasta cien metros dealtura (a nivel global, el paisaje dedunas abarca en torno a un 15% yun 20% de la superficie del saté-lite). A la izquierda, los lagos delPolo Norte.

LA VELOCIDAD DE LA LUZ, ESOS300.000 KILÓMETROS PORSEGUNDO, HACE QUE EN CIERTOMODO SIEMPRE VEAMOS ELPASADO DE LAS COSAS. Y, aunque ennuestra vida diaria podemos pensar que laluz se mueve de forma instantánea -el tiempoque tarda en llegar a nuestros ojos y serprocesada por el cerebro es muy reducido-,para distancias mayores resulta esencialconsiderar su velocidad limitada. Y lasdistancias que se manejan en astronomía soninmensas. Tanto, que el kilómetro e inclusola Unidad Astronómica (la distancia de laTierra al Sol: ciento cincuenta millones dekilómetros) se nos quedan pequeños ydebemos recurrir a medidas como el año luz,equivalente a la distancia que recorre la luzen un año. Por ejemplo, la luz solar tardaocho minutos en alcanzarnos, lo que suponeque vemos el Sol cuando era ocho minutosmás joven; pero Andrómeda, la galaxiasimilar a la Vía Láctea más cercana, se hallaa dos millones quinientos mil años luz, unadistancia insignificante a escala cósmica peroque supone que vemos Andrómeda tal ycomo era hace dos millones y medio deaños, es decir, cuando los primeros homohabilis caminaban sobre la Tierra. En astrofísica esto constituye más una ven-taja que un inconveniente, porque nos per-mite conocer el pasado del universo. Los

telescopios, sobre todo los más potentes,pueden verse como máquinas del tiempopuesto que, cuanto más lejos miremos, aépocas más antiguas nos estaremos aso-mando. Lo que produce una curiosa ambi-güedad, ya que una galaxia muy muy muylejana aparecerá joven a nuestros ojoscuando en realidad se trata de una de las pri-meras que se formaron en el universo, esdecir, una de las más viejas.

Redshift: cómo de pequeño era el universoAntes de subirnos a lomos del telescopioespacial Hubble (HST), que nos ha aportadolas imágenes más profundas del cielo, o delas lentes gravitatorias, fenómenos naturalesque han permitido detectar las galaxias másdistantes, debemos familiarizarnos con untérmino indispensable en astronomía, elcorrimiento al rojo -o redshift- cosmológico.El redshift es el desplazamiento hacia el rojodel espectro de la luz de las galaxias lejanasdebido al distanciamiento progresivo produ-cido por la expansión del universo, y esnecesario hacer hincapié en que la recesiónno se debe a movimientos propios de lasgalaxias, sino a la expansión del espacio-tiempo donde se hallan. Así, el redshift de un objeto nos dice cuántose ha desplazado al rojo su luz desde elmomento en que fue emitida, y se denotacomo “z”. Por ejemplo, un redshift de dos(z=2) indicaría que la luz del objeto ha tri-plicado su longitud de onda desde que seemitió y un redshift de tres que la ha cuatri-plicado, mientras que un redshift igual a cerosupone que la longitud de onda no se hamodificado. Visto de otra manera, el corri-miento al rojo nos permite conocer cuánto

más pequeño era el universo en el momentoen que se emitió la luz (por ejemplo, unagalaxia con un redshift de z=1 emitió su luzcuando el universo tenía la mitad de tamañoque ahora), y se emplea para medir distan-cias. De hecho, es la medida más empleadapara objetos muy remotos: el desplazamientoal rojo de la luz de una galaxia permite cono-cer su velocidad y, con ella, es posible deter-minar la distancia a la que se encuentra lagalaxia. Además, se trata de una medidaobjetiva, que surge de cómo ha cambiado elespectro de un objeto, a diferencia de otrosmedios para calcular distancias, que impli-can el uso de modelos cosmológicos.

El certero ojo del telescopio espacialHubbleAunque a día de hoy existe una carrera porhallar los objetos a más alto redshift, con eltitular “hallada la galaxia más lejana” repi-tiéndose cada poco tiempo, ese universojoven estuvo vedado a nuestros ojos hasta1996, cuando el telescopio espacial Hubbleprodujo el Hubble Deep Field, una imagende campo profundo obtenida ensamblandotrescientas cuarenta y dos exposicionestomadas a lo largo de diez días. Según lapropia web del telescopio, cuando se pro-puso emplear el Hubble para observar,durante días y días, la misma región delcielo, nadie aseguraba que aquello pudieraofrecer resultados científicos interesantes,pero los datos superaron las mejores expec-tativas: en una minúscula y aparentementepoco poblada región del cielo (equivalente altamaño de una pelota de tenis a una distanciade cien metros), surgieron unas tres mil gala-xias (¡¡tres mil!!), muchas de ellas las más

EPORTAJESLA GALAXIA MÁS LEJANA R

EMPEZAMOS A VER,POR FIN, LASPRIMERAS GALAXIASQUE SE FORMARON ENEL UNIVERSOPor Silbia López de Lacalle(IAA-CSIC)

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A la izquierda, porción del cieloseleccionada para el Hubble DeepField. A la derecha, fragmento de laimagen compuesta que mostrabaunas tres mil galaxias. Debajo, relación entre el corrimientoal rojo de un objeto y la edad deluniverso.

A la caza de lagalaxia más lejana

jóvenes y distantes conocidas. El telescopioHubble fotografió galaxias situadas a redshift6, correspondientes a una época en la que eluniverso no tenía ni mil millones de años -suedad estimada se halla en los 13.800 millo-nes de años-, algo inaudito ya que por enton-ces solo se conocían unas pocas galaxias aredshift mayor que uno. La verdad es que dan ganas de terminar aquíel artículo, con ese abrumador salto en elconocimiento del cosmos que supuso elHubble Deep Field, pero vamos a continuarun poco porque el telescopio Hubble nos hapermitido arañar el pasado del universo aúnmás. En 2004 se hacía público el HubbleUltra-Deep Field, que compilaba ochocien-tas exposiciones y que permitía vislumbrar elcosmos tal y como era hace trece mil millo-nes de años. Esta imagen de campo ultraprofundo mostraba unas diez mil galaxias dedistintas edades, tamaños, formas y colores,entre las que destacan unas cien galaxiaspequeñas y rojizas que vemos congeladas enun tiempo en el que el universo tenía soloochocientos millones de años de edad. Y en2012 el Hubble eXtreme Deep Field, que sehabía centrado en una pequeña región en elcentro del Ultra-Deep Field, añadía otrascinco mil quinientas al censo anterior y redu-cía aún más la porción oculta del universo almostrarnos cómo era hace trece mil doscien-tos millones de años. Un magnífico colofónpara un telescopio que, en origen, fue dise-ñado precisamente para medir la constantede Hubble, es decir, cuánto se expande eluniverso.

Lentes gravitatorias: telescopios naturales¿Paramos ya? Pues no, porque un fenómenonatural, las lentes gravitatorias, se ha aliadocon el penetrante ojo del telescopio espacialHubble y ya estamos viendo lo que pudieronser, nada más y nada menos, que las prime-ras galaxias. Para comprender el complejo–y bellísimo– efecto conocido como lentegravitatoria se precisan unas nociones bási-cas sobre la luz y el espaciotiempo.Sabemos, gracias a la teoría de la relatividad,que la geometría del espaciotiempo no esrígida, sino que en presencia de materia semodifica y, más concretamente, se curva.Un ejemplo clásico consiste en imaginar elespaciotiempo sin materia como una sábanatendida horizontalmente y tensada por los

cuatro extremos; si dejamos caer una pelotaese espaciotiempo se curvaría y, más curiosoaún, desviaría los rayos de luz emitidos porobjetos lejanos. En el fondo, la luz solo sigueel camino más corto: ante grandes cúmulosde materia se desvía o divide dependiendo dela masa del cúmulo y del nivel de alineaciónde los objetos. Como resultado, desde laTierra podemos observar una magnificaciónde su luz (como una lupa), un aparente cam-bio de posición, una deformación o inclusouna multiplicación del objeto más lejano. Fue, precisamente, la magnificación de suluz lo que permitió hallar la que fue, duranteunos meses de 2012, la galaxia más lejanaconocida. La luz de MACS1149-JD nosllega amplificada casi quince veces por elefecto de lente gravitatoria producido por uncúmulo que se encuentra en su camino y queactúa como una lupa cósmica, y permitióobservar esta jovencísima galaxia que datade cuando el universo tenía cuatrocientosnoventa millones de años y que, se calcula,pudo formarse tan solo doscientos millonesde años después del Big Bang. El hallazgo seenmarca en el proyecto CLASH (ClusterLensing and Supernova survey WithHubble), cuyo objetivo principal reside enaportar luz sobre la materia y energía oscu-ras a través del estudio en detalle de una seriede cúmulos de galaxias. Uno de ellos,MACS J1149+2223, causante de la amplifi-cación de la luz de MACS1149-JD, consti-tuye una de las lentes más poderosas conoci-das.Sin embargo, y también gracias al proyectoCLASH, en octubre de 2012 conocíamos laexistencia de MACS0647-JD, galaxia que le

sucedió en el título de “la más lejana”.Gracias nuevamente al efecto de lente gravi-tatoria producido por un cúmulo de galaxias,los investigadores pudieron observar tresimágenes magnificadas de MACS0647-JDque mostraban un aumento en brillo de ocho,siete y dos veces con respecto al objeto ori-ginal. Esta galaxia, que vemos en una épocaen la que el universo contaba con cuatrocien-tos veinte millones de años de edad, es tanpequeña que podría hallarse en el inicio de laformación de una galaxia mayor. Se cree quelas grandes galaxias, como la Vía Láctea,crecieron por la fusión de otras más peque-ñas, y MACS0647-JD, con sus apenas seis-cientos años luz de anchura (la Vía Lácteamide ciento cincuenta mil años luz) podríaconstituir uno de esos ladrillos galácticos. Terminamos con una sorpresa acontecida endiciembre de 2012 y que puso fin al reinadode MACS0647-JD: la galaxia UDFj-39546284, que se creía a un redshift 10, sepuso (gracias a una nueva compilación dedatos) de repente muy a la cabeza del pelo-tón, al registrarse una nueva medición deredshift de 11,9, lo que la sitúa en torno a lostrescientos ochenta millones de años despuésdel Big Bang. Esta detección no se realizócon el efecto de lente gravitatoria sino contécnicas de observación tradicionales, perosupone un ejemplo de la potencia de las pri-meras: este resultado ha requerido cientos dehoras de observación, en tanto que medianteel efecto lente podría haber supuesto tan solounas pocas horas de tiempo de telescopio. Como ven, el viaje de los fotones durantemiles de millones de años se traduce enrécords verdaderamente pasajeros.

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Arriba: distintos tipos de lentesgravitatorias posibles depen-diendo de la alineación y del tipode objeto que las produzcan.

Izda: la galaxia MACS0647-JD,cuya imagen aparece por tripli-cado debido al efecto lente pro-ducido por un cúmulo de gala-xias. Fuente: CLASH.

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y ensayosdeconstrucción

otrosPor EMILIO J. GARCÍA (IAA-CSIC)

A comienzos de los años sesenta, un profesor del Instituto de Tecnología de California (Caltech)imparte un curso completo de física ante una cada día más concurrida audiencia. No es un profesorcualquiera. Se trata de una las mentes más privilegiadas del siglo XX. Uno de las figuras clave en lahistoria de la física teórica. Richard Phillips Feynman: físico teórico, matemático, premio nobel, educa-dor, divulgador, escritor, showman, humorista, dibujante, sinestésico, experto en destripar cajas fuertesy excelente intérprete de percusión brasileña. En aquellas Conferencias Feynman, el físico nacido en Nueva York despliega su enorme capacidadpedagógica y comunicativa para lograr que los más complejos conceptos físicos parezcan fáciles. Añosdespués se publicaría un libro con un extracto de seis de aquellas clases magistrales.

SON SUS SEIS PIEZAS FÁCILESPIEZA NÚMERO UNO. ÁTOMOS EN MOVIMIENTO. “HAY MUCHO SITIO AL FONDO”

PIEZA NÚMERO DOS. FÍSICA BÁSICA

«Debemos dejar claro que si algo no es ciencia, no tiene por qué ser necesariamente malo.Por ejemplo, el amor no es ciencia…y no es malo».La inabarcable, prodigiosa y burbujeante inteligencia de Feynman, junto a su extremada curiosidad hicieron que fueraconsiderado un peligro para la seguridad nacional por su capacidad para reventar cajas fuertes; o que durante su añosabático en Brasil se convirtiera en un maestro en el arte de la percusión; o que llegara a dibujar con bastante habilidad;o que incluso se atreviera con la caligrafía china. Son decenas las anécdotas de su vida relatadas por él mismo en suslibros o por sus colegas de profesión, algunas de ellas ya míticas (¿está usted de broma, señor Feynman?). Un perso-naje único que de pequeño dudaba entre ser físico o humorista y que logró ser ambas cosas. Como el propio FreemanDyson, otro gran físico y amigo y compañero de Feynman, reconocía: «Una vez escribí que Feynman era mitad genioy mitad bufón. No le conocía bien. Hoy escribiría que Feynman era todo genio y todo bufón».

PIEZA NÚMERO TRES. LA RELACIÓN DE LA FÍSICA CON OTRAS CIENCIAS

«Hace tan solo unos pocos cientos de años se desarrolló unmétodo con el fin de encontrar respuestas a las preguntas que nosplanteaba la naturaleza. Observación, hipótesis y experimenta-ción, o lo que llamamos método científico».Para Feynman la naturaleza era como un tablero de juego: desconocemos susreglas y solo podemos descubrirlas observando atentamente su desarrollo.

«Piensas que entiendes todas las reglas hasta que ocurre algúnfenómeno extraño en alguna esquina del tablero. En física funda-mental, lo que no encaja, lo que no sale como esperabas, es lo másinteresante. Es lo que produce revoluciones».¿Qué aportó Feynman a la ciencia? Imposible resumirlo: la formulación de las inte-grales de camino en mecánica cuántica, la física de la superfluidez del helio, unmodelo de interacción débil, el teorema Hellmann-Feynman, trabajos inspiradorespara la nanotecnología y la computación cuántica, sus famosos diagramas y, espe-cialmente, su aportación fundamental a la electrodinámica cuántica, la teoría queexplica cómo interaccionan la luz y la materia y que nos da las reglas básicas paracasi todos los fenómenos que observamos en la naturaleza, salvo la gravedad y laradioactividad.

«Si solo pudiéramos transmitir una idea científica a las próximas generaciones, yo elegiríaesta: la materia está hecha de átomos, pequeñas partículas en perpetuo movimiento».En 1956, Richard Feynman decide impartir una conferencia en la Sociedad Americana de Física. Esta conferencia hapasado a la historia como el punto de partida de dos nuevas disciplinas científicas: la nanotecnología y la computacióncuántica.

«No veo nada en las leyes físicas que impida construir ordenadores enormemente máspequeños que ahora. ¡Hay mucho sitio al fondo!»Hay mucho sitio al fondo. Así tituló Feynman esta histórica conferencia en la que supo expresar antes que nadie las enor-mes posibilidades que ofrecía la investigación y manipulación del mundo microscópico. El sentido del humor de Feynmany su confianza en esta nueva física le llevó a proponer en dicha charla dos premios de mil dólares: uno para aquel quefuera capaz de construir un libro que solo pudiera leerse con un microscopio electrónico y otro para el que construyeraun motor eléctrico de medio milímetro. Perdió dos mil dólares.

CONTINUACIÓN...

SUS SEIS PIEZAS NO TAN FÁCILES

«Existe una ley que gobierna todos los fenóme-nos naturales, hasta donde conocemos sin excep-ción: La ley de la conservación de la energía».Una vez, su padre le realizó la siguiente pregunta: «Cuandoun átomo realiza una transición de un estado de energía aotro más bajo emite una partícula de luz, un fotón, pero dichofotón ¿existe de antemano en el átomo o no? Y si no, ¿dedonde viene? ¿de dónde sale?».

Como él mismo reconoció muchas veces, su padre, vende-dor de uniformes, fue fundamental en su vida: le enseñó aobservar e interpretar la naturaleza, a no quedarse en elconocimiento meramente formal, a ir más allá, a preguntarsepor el trasfondo de lo que veía o leía, a intentar entender y,sobre todo, a buscar su visión personal de las cosas.

PIEZA NÚMERO CUATRO.

«La ley de la gravedad. Su claridad y sencillez nos da esperanza para pensar que otrosfenómenos de la naturaleza puedan seguir de igual manera leyes tan sencillas y hermosas»Durante una fiesta, Feynman y un extravagante artista turco pelean por la atención de una chica. A los pocos minu-tos ambos están enzarzados en una discusión sobre arte y ciencia. Se trata de Jirayr Zorthian, que pasaría a seruno de los amigos íntimos del físico. Domingos alternos Zorthian enseñaría dibujo a Feynman mientras que este leexplicaría física. Feynman se haría un consumado dibujante y experto en arte. Zhortian no aprendió mucho de física.

«Tengo un amigo artista que suele adoptar una postura con la que no estoy muy deacuerdo. Él sostiene una flor y dice: “Mira qué bonita es”, y en eso coincidimos. Pero siguediciendo: “¿Ves? Yo, como artista, puedo ver lo bello que es esto, pero tú, como científico, lodesmontas todo y lo conviertes en algo anodino”. Y entonces pienso que está un poco loco.Yo puedo apreciar la belleza de una flor, pero al mismo veo mucho más en la flor. Puedoimaginar las células que hay en ella, las complicadas acciones que tienen lugar en su inte-rior y que también tienen su belleza[…]. La ciencia no hace sino sumarle misterio e interésa la impresión que deja en nosotros una simple flor. No entiendo cómo podría restárselo».

PIEZA NÚMERO CINCO. LA TEORÍA DE LA GRAVEDAD

Años después de aquellas memorables Conferencias Feynman se publicaría un libro con un extracto de seis de aquellas clases magistrales,las correspondientes a la física más compleja. Son sus “seis piezas no tan fáciles”.

«¿Qué ocurre si una fuerza actúa sobre un cuerpo durante un tiempo ilimitado? En mecánica newtoniana elcuerpo iría adquiriendo velocidad hasta alcanzar la velocidad de la luz. En relatividad esto es imposible».Antes del premio Nobel y de los libros de divulgación, Feynman era ya una leyenda en el mundo científico y académico gracias a su talentocomo profesor. En 1972 fue galardonado con la medalla Oersted, el más prestigioso galardón en el campo de la enseñanza de la física.Feynman desarrollaba cada clase como si de una pieza teatral se tratara, pero con una estudiada puesta en escena aparentemente caóticay confusa, saltando entre diferentes enfoques y puntos de vista: «Es la única manera de no aburrirles a todos al mismo tiempo».

PIEZA NÚMERO UNO. LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL

«E=mc2. Esta fórmula fue utilizada para estimar laenergía producida en la fisión de una bomba ató-mica».Año 1941. Feynman se encuentra realizando su tesis doctoral enPrinceton cuando su compañero, el físico Bob Wilson, le invita a unareunión sobre un proyecto ultrasecreto en el que está embarcado.Dicho proyecto consiste en separar isótopos de uranio, con el obje-tivo de construir una bomba atómica antes de que lo haga Hitler. Esel Proyecto Manhattan.

Con apenas veinticinco años y recién doctorado, Feynman viaja aLos Álamos, donde pasa los siguientes tres años al mando de ungrupo de ingenieros cuyo trabajo era realizar los cálculos numéricosnecesarios para el proyecto. En Los Álamos fue testigo de una de laspruebas nucleares de la bomba pero, como la gran mayoría, no supomedir la terrible dimensión de lo que estaban construyendo. Trasconocer los devastadores efectos de la bomba en Hiroshima yNagasaki, entró en una profunda depresión de la que le costó añosrecuperarse. Lo irónico es que cuando la bomba estallaba sobre elcielo japonés, hacía tiempo que Hitler había sido derrotado.

«Mi error moral fue olvidar la razón por la quehabía aceptado entrar en el proyecto. Desde esemomento aprendí a reconsiderar perpetuamente lasrazones por las que hacía algo, porque pueden quelas circunstancias iniciales que te llevaron a hacerlohayan cambiado».

PIEZA NÚMERO DOS

«Una de las cosas más profundas yhermosas de la mecánica cuántica esque cuando una ley física cumple unasimetría, implica que también existeuna ley de conservación, es decir…quealgo se conserva para siempre».Jueves, 17 de octubre de 1946. Arline. «Teadoro, preciosa».Quince años antes de escribir esta carta, Feynmanconoce en una fiesta a la que será su primera mujery probablemente el amor de su vida: ArlineGreenbaun.

«[…]Hace tantísimo tiempo que no teescribo, casi dos años, pero sé que meperdonarás[…]».En su quinto años de noviazgo, Arline empieza asufrir fiebres recurrentes, así como una inflamaciónde las glándulas linfáticas. Se le diagnostica tuber-culosis. A pesar de la situación -la tuberculosis esuna enfermedad tremendamente contagiosa queexige una extrema precaución en el contacto físico-ambos deciden seguir adelante con su relación.

« […]Pero ahora sé que es buenohacer lo que llevo posponiendo desdehace tanto tiempo[…]».

Camino de Los Álamos para embarcarse en el pro-yecto Manhattan, Richard y Arline se casan.Oppenhaimer, el director del proyecto, media paraque Arline ingrese en el hospital más cercano, amás de noventa kilómetros. Cada fin de semana,durante tres años, Feynman toma un autobús paravisitar a su esposa a la que cada vez le cuesta mássalir de la cama.

« […]Solo quiero decirte que te amo,que te amaré siempre».El 16 de junio de 1945, Feynman recibe una lla-mada: Arline está muy mal. Tras un accidentadoviaje logra llegar a tiempo solo para verla morir.Durante más de un año es incapaz de hablar deArline, hasta que un buen día… le escribe una carta.

« […]Postdata: Por favor, disculpaque no te envíe la carta, pero no sé tunueva dirección».

PIEZA NÚMERO TRES. SIMETRÍA

SUS SEIS PIEZAS FÁCILES

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

ENERGÍA RELATIVISTA

«Mecánica cuántica. Incluso los expertos no la entienden como les gustaría.Podemos contaros cómo funciona, pero no “explicaros” como funciona».En 1978 extirpan a Feynman un tumor. Como consecuencia, pierde el apetito y no recupera peso.Gracias a las visitas diarias de su amiga Alix Mautner, una especialista en literatura inglesa, perosobre todo gran cocinera, Feynman empieza poco a poco a recuperar su salud. En una de estasvisitas, Alix pide a Feynman que le explique esa teoría por la que ha ganado el Nobel: la electro-dinámica cuántica. Feynman intenta diversos enfoques pero fracasa en todos ellos.

«No pude. No sabía cómo explicar la electrodinámica cuántica. Mehabían dado el Nobel por algo que no era capaz de explicar a gente comoAlix, y si no puedes hacer algo así significa que en realidad no lo entiendes».Feynman decide retarse a sí mismo y preparar unas conferencias de divulgación con el objetivode explicar al público general algo que se comienza a dar en tercero de carrera -la electrodinámicacuántica-. A modo de experimento, imparte la primera de estas conferencias en Nueva Zelanda,pero tras la muerte de Alix en 1982 las repite bajo el nombre de “Conferencias Alix Mautner”, todoun clásico en la divulgación científica.

PIEZA NÚMERO SEIS. COMPORTAMIENTO CUÁNTICO

«Una ley física es simétrica si tras someterla a ciertas operaciones permaneceexactamente igual a como estaba». En 1965 Feynman, junto a Schwinger y Tomonaga, recibe el premio Nobel de Física por sus trabajosfundamentales en la electrodinámica cuántica. Para Feynman comienza una espiral de entrevistas,reportajes y ruedas de prensa. La gente comienza a reconocerle por la calle. Feynman lo recuerda comouna pesadilla. Nunca le gustaron los honores. Pensó incluso en rechazar el premio, pero eso hubierasupuesto un escándalo casi peor.

«No veo el interés en que alguien de la academia suiza decida que ese trabajo essuficientemente noble para recibir un premio. Yo ya recibí mi premio. El premioes el placer de descubrir. Eso es lo que es real. Los honores son irreales».

PIEZA NÚMERO CUATRO. VECTORES

«La medida del tiempo depende de la velocidad a la que te mueves.Por ejemplo, si vemos a un tipo viajando en un cohete, percibiremosque las cosas ocurren más lentamente para él que para nosotros».En 1986 Feynmann recibe una llamada de una antiguo alumno de Caltech: WilliamGraham, ahora director ejecutivo de la NASA. Graham llama a Feynman porque quiereque sea miembro de la comisión que investigará el mayor desastre de la historia espa-cial de Estados Unidos: la explosión del transbordador Challenger. A regañadientes yanimado por su mujer, Feynman acepta participar.

Feyman se siente un bicho raro en la NASA. Allí se da de bruces con los vericuetos yentresijos mas ocultos y sibilinos de la política. A pesar de ello, y gracias a las “sugeren-cias” de un informante, Feynman demostró ante las cámaras de televisión el papel claveque jugó en la catástrofe del transbordador la pérdida de elasticidad a bajas temperatu-ras de las llamadas juntas toroidales. Pero, sobre todo, Feynman puso en evidencia lafalta de comunicación entre la dirección y los ingenieros a la hora de valorar las proba-bilidades reales de que ocurriera un accidente. Esta conclusión no fue aceptada por lacomisión por miedo a que la NASA perdiera su respaldo presupuestario, pero Feynman

exigió que se incluyera en el informe final a modo de apéndice. Un informe en el que,entre otras cosas, escribía:

«Para lograr un éxito tecnológico, la realidad debe estar porencima de las relaciones públicas, porque la Naturaleza no puedeser engañada».

«El concepto “ahora” es una idea de nuestra mente. El presenteno es algo definible desde un punto de vista físico. Nadie nospuede decir qué esta ocurriendo “ahora mismo” porque, en reali-dad, el presente es inobservable».En 1987 Feynman vuelve a enfermar de cáncer. Tras varias operaciones fallidas,decide no seguir más tratamientos. A las 10:34 del 15 de febrero de 1988, RichardPhilips Feynman muere en los Ángeles, California. Sus últimas palabras fueron:

«No soportaría tener que morir dos veces. Es muy aburrido».Actualmente Feynman reside en la impronunciable capital de Tuva, una repúblicarusa al sur de Siberia.

PIEZA NÚMERO SEIS. ESPACIO Y TIEMPO

PIEZA NÚMERO CINCO. TIEMPO CURVO

En el departamento de astrofísicaextragaláctica del IAA se desarrollaa veces una actividad que roza la

estadística pura, a partir del conteo demiles e incluso millones de galaxias, enlugar de la conexión estrecha que puedesurgir del estudio más obsesivo de un soloespécimen u objeto. No conviene despre-ciar dicho tipo de relación más pasionalentre el científico y el sujeto de su estudioya que supone un motor emocional que hasido la fuente de numerosos descubri-mientos en la historia de la ciencia. Asípues, los científicos extragalácticos dispo-nemos a veces de patrones que nos otor-gan el ejemplo clásico de lo que nos gusta-ría reconocer y caracterizar en una mues-tra más amplia de objetos en el universolocal y en el universo más joven y, portanto, más lejano. Una de las clases degalaxias que a mí más me interesa son lasgalaxias enanas con formación estelar.Estas galaxias se pueden considerar pormuchos motivos como auténticos “fósilesvivientes” cuando son descubiertas a dis-

tancias relativamente pequeñas de nues-tra Vía Láctea, ya que representan un tipode galaxias que era mucho más frecuenteen las primeras etapas del universo. Endicho período, el número relativo degalaxias enanas (hablamos de centenas eincluso miles de veces más pequeñas quenuestra Galaxia) era mucho mayor y conmucha mayor densidad ya que el uni-verso era más pequeño. En estas condi-ciones las galaxias interaccionaban fre-cuentemente entre ellas, fusionándosepara crear las galaxias más grandes quepodemos ver hoy en día. Además, lamayor parte de su masa se encontraba enforma de gas, lo que favorecía la creaciónde nuevas estrellas, algunas de ellas muymasivas, por lo que eran muy brillantes yazules, ionizando el gas circundante ycreando potentes vientos que expulsabanal medio interestelar e intergaláctico nue-vos materiales producidos en el interior

de las estrellas una vez que explotabancomo supernovas.Uno de los ejemplos más claros y bellos deeste tipo de interacción entre dos galaxiasenanas que se hallan en pleno proceso decreación de estrellas y que están lo bas-tante cerca de nosotros como para poderestudiarlas en detalle (a unos seis millonesde años luz, el doble de la galaxia deAndrómeda) es el par de galaxiasIIZw70/71. Su nombre se debe a que per-tenecen al segundo catálogo de galaxiascompactas elaborado por el astrónomosuizo Fritz Zwicky en los años 70. La inte-racción entre estas dos galaxias enanas sesospechaba por su relativa cercanía (unadista 60.000 años luz de la otra, menos queel radio de la Vía Láctea), pero se hizo evi-dente con la detección de un puente dehidrógeno neutro que las une a partir deobservaciones en la banda de radio, comose aprecia en la imagen tomada de un artí-culo de Cox y colaboradores y editada porRubén García Benito (IAA). Dichopuente de hidrógeno se ha producidocomo consecuencia del paso de una de lasgalaxias cerca de la otra, arrastrando partede su gas. Este movimiento del gas ha pro-ducido un aumento de la tasa de forma-ción estelar en ambas galaxias, aunque deuna manera muy diferente. En IIZw70 laformación estelar se distribuye por toda lagalaxia, mientras que en IIZw71 ha produ-

cido una de las estructuras más hermosasque pueden ser detectadas en el universo:un anillo polar. Dicho anillo se apreciamejor en el recuadro de la esquina inferiorizquierda, con observaciones en el filtroestrecho de la línea H alfa. Esta línea deemisión es característica del gas ionizadopor procesos de formación estelar masivay, como puede apreciarse, en esta galaxiase distribuye en nodos individuales quepertenecen a un anillo que rota alrededorde la galaxia central, mucho más antigua ysin formación estelar. Actualmente que-dan todavía muchas incógnitas sobre lamanera en que estos anillos se forman ycuánto tiempo pueden perdurar, pero losanálisis de nuestro grupo sobre el conte-nido en metales de las dos galaxias prue-ban que se trata de un anillo con gas pro-cedente de IIZw70, lo que confirma que esun anillo de reciente creación. Otra de lasutilidades del estudio de los anillos polaresreside en que permiten trazar con preci-sión la velocidad de rotación de la materiaalrededor de la galaxia anfitriona y, portanto, cuantificar su masa dinámica, esdecir, la suma total de la masa de las estre-llas, del gas y de la denominada materiaoscura, que solo puede ser detectada deesta manera. Las galaxias con anillo polarque alberga formación estelar, por tanto,han permitido confirmar la existencia dedicha materia, cuya naturaleza siguesiendo uno de los mayores misterios aúnvelados en nuestro universo.

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el “Moby Dick” de...

“En IIZw70 el movimientodel gas ha producido una delas estructuras máshermosas que pueden serdetectadas: un anillo polar”

IIZw70/71

...Enrique Pérez Montero (IAA-CSIC)Nacido en Madrid, finalizó sus estudios en Física Teórica enla Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en 1997. Obtuvosu doctorado en 2003 con un trabajo titulado "Diagnósticode galaxias HII en el rojo lejano". Después de tres años comoprofesor asistente en la UAM, obtuvo una estancia postdoc-toral en el Laboratoire d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes.Actualmente es investigador del Instituto de Astrofísica deAndalucía en el departamento de Física Extragaláctica.

El par de galaxias IIZw70/71.

El par de galaxias

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Actualidad

u Las galaxias se alejan unas deotras a una velocidad proporcional a sudistancia, un hecho que se considerauna de las evidencias observacionalesfundamentales del paradigma de laexpansión del universo. A la constantede proporcionalidad entre ambos pará-metros se la conoce como la constan-te de Hubble. Sin embargo, la “cons-tante” no es tal y evoluciona con eltiempo. Denominamos H0 al valor de laconstante de Hubble en el momentode la observación, que se estima ensetenta kilómetros por segundo pormegapársec (km/s/Mpc), lo que signifi-ca que a una distancia de un megapár-sec (3,26 millones de años luz) el uni-verso se expande a setenta kilómetrospor segundo.La medida de la constante de Hubblees uno de los grandes retos de laastronomía. Su determinación precisapermitiría restringir muchos de losparámetros fundamentales del univer-so, como la ecuación de estado de laenergía oscura, la curvatura del espa-cio o la masa de los neutrinos.Observaciones recientes de las deno-minadas “candelas estándar” (estrellascefeidas con una luminosidad biendefinida ligadas a observaciones degalaxias anfitrionas de supernovas tipoIa) realizadas con los telescopiosespaciales Hubble y Spitzer han deter-minado recientemente valores de 73,8± 2,4 km/s/Mpc y 74,3 ± 1 km/s/Mpc,respectivamente. Sin embargo, lamisión espacial Planck ha determina-do un valor para H0 de 67,1 ± 1,2km/s/Mpc, muy diferente de los valoresanteriores. Si se confirma esta grandiferencia entre unas medidas y otras(hay que considerar que, aparte deestas dos, existen otras determinacio-nes experimentales), tendría conse-

cuencias muy importantes en la físicadel universo, como la reinterpretacióndel papel de la energía oscura o, inclu-so, la posible existencia de un tipo adi-cional de neutrinos. Alternativamentepodría suceder que las medidas basa-das en el estudio de las cefeidas pre-sentaran algunos errores sistemáticosque se desconocen. Por ello, seríamuy beneficioso disponer de nuevasmedidas obtenidas con técnicas dife-rentes, que permitieran dar nuevosindicios sobre el valor de la constante.

Un nuevo métodoLa radiointerferometría ofrece unmétodo adicional para la determina-ción de H0, que es además indepen-diente de la presencia de candelasestándar y que proporciona, en un solopaso, una medida precisa puramentegeométrica. El procedimiento consisteen la observación sistemática de unamuestra de galaxias en las que sedetectan máseres de vapor de agua

en los discos de acreción que giran entorno al agujero negro central (unmáser constituye una emisión estimu-lada similar al láser, pero que opera enla región de microondas del espectroen lugar de en el óptico). Para que la emisión de los máseres deagua sea observable, el disco debehallarse de canto, de forma que lacolumna de gas molecular sea lo sufi-cientemente larga para que la emisiónde los máseres sea amplificada ydetectable. Estos máseres rotan entorno al agujero negro central y, de lamedida de las velocidades de rotaciónde los diferentes puntos, puede obte-nerse un cálculo muy preciso de lamasa del agujero negro. Pero eso noes lo que nos interesa ahora …En un disco de máseres se detectaemisión en tres localizaciones diferen-tes: frente del agujero negro central,que se observa a la frecuencia carac-terística del máser, y a ambos ladosdel disco, que se detectan a una fre-

cuencia desplazada por la velocidadde rotación de la galaxia (al rojo si elmaterial se aleja de nosotros y al azulsi se acerca). El denominadoMegamaser Cosmology Project (MCP)propone realizar dos conjuntos deobservaciones de las galaxias selec-cionadas. Por un lado, a través de unseguimiento del espectro de los máse-res situados frente al agujero negropuede determinarse la aceleración delos mismos, lo que proporciona direc-tamente una medida del tamaño linealdel disco. Por otro lado, a través demedidas de VLBI de los máseres deldisco puede determinarse su localiza-ción y velocidad, y de ahí el tamañoangular del disco (los máseres situa-dos al borde del disco tienen acelera-ción cero). De la comparación deambas medidas se obtiene una cotaprecisa de la distancia y, por tanto, dela constante de Hubble. El proyectoMCP ha observado ya una muestra degalaxias en el rango de distancias de150 a 650 millones de años luz yseguirá ampliando la muestra en elfuturo cercano. El escenario real no es,desde luego, tan sencillo: las galaxiasno se encuentran completamente decanto, los discos pueden presentaralabeos, las órbitas de los máserespueden no ser estrictamente circula-res, etc. Por estas razones, el análisisde las medidas requiere un modelo tri-dimensional para los máseres en eldisco y el ajuste del mejor modelo a lasobservaciones. Con las galaxias observadas hasta elmomento, los investigadores nortea-mericanos responsables del MCP hanobtenido una valor de H0=68.0 ± 4.8km/s/Mpc, muy próximo al valor obte-nido por Planck. Todavía la barra deerror es lo suficientemente grandecomo para incluir la medida obtenida apartir de las cefeidas. Sin embargo, laprecisión de este método y, por tanto,la barra de error de la determinaciónde H0, irá mejorando conforme semidan nuevos candidatos y, probable-mente, se confirmará el resultado. Enello están los investigadores. Es, sinduda, un proyecto apasionante. Y lascuestiones que dejará abiertas, tam-bién.

Antxon Alberdi (IAA)

El MegamaserCosmology Projectpermite obtener unamedición de laconstante de Hubbleindependiente de losmétodos empleadoshasta ahora. Sus datosconcuerdan con losresultados de lamisión Planck

Concepción artística del disco de acrecimiento en torno al agujero negro central de lagalaxia NGC 4258. Fuente: NRAO/AUI y John Kagaya (Hoshi No Techou).

Determinando la constante de Hubble

u Hace ya demasiados años esta-ba yo haciendo mi tesis en Cantabriaen el mismo departamento en el queun grupo de gente trabajaba prepa-rando un satélite para medir la radia-ción de fondo cósmico. En un deslizmítico, un periodista entrevistó a unode los miembros del grupo y publicóun artículo sobre “los científicos cán-tabros que estudian el fondo delmicroondas”. Intentaré ser un pocomás serio, aunque seguro que noconseguiré ser tan memorable.Aquel instrumento se llamaba enton-ces "Cobras/Samba" y, tras muchosaños de diseños y mejoras, se convir-tió en Planck, una de las misionesbandera de la Agencia EspacialEuropea. Fue lanzado en mayo de2009 y en marzo de 2013 ha publica-do las mejores observaciones jamásobtenidas de la radiación de microon-das que permea el universo, con granefecto tanto a nivel científico comosocial.Precisamente por ese éxito muchagente se pregunta qué hay tan impor-tante en los resultados de Planck.Desde mi punto de vista, por un ladoestá el propio interés (un poco más“lego”, por ponerlo de alguna mane-ra) de estar observando directamente

el eco del fragor inicial del universo, yeso no es poco. Pero desde la pers-pectiva más profesional, los datos dePlanck nos dan dos mensajes a lavez paralelos y contradictorios:Los astrónomos han desarrollado unmodelo cósmico que reproduce conuna precisión pasmosa las observa-ciones. Este modelo incluye unaGran Explosión inicial (el Big Bang)acompañada de un proceso inflacio-nario y un universo plano dominadopor la gravedad, que contiene un75% de algún tipo de energía oscurajunto con un 25% de materia (en sumayor parte de un tipo desconocido).Parece que hemos llegado casi alnivel de nuestros colegas de partícu-las y podemos hablar de medidas deparámetros cósmicos en las que apa-recen varias cifras significativas.Parece un chiste, pero no lo es: hacesolo veinte años dudábamos no yadel valor, sino de la existencia mismade muchas de las magnitudes quehoy medimos.No obstante, la propia precisión delas medidas nos indica que hay pro-

blemas. El primero es, posiblemente,experimental o de modelización: losdetalles más finos no parecen enca-jar con el nivel de precisión espera-do. Por ejemplo, algunos de losarmónicos esféricos más bajos delmapa de radiación tienen mayorintensidad de lo que predice elmodelo. Además, hay asimetrías eirregularidades en la distribución delas intensidades que parecen seralgo más fuertes de lo que podríaesperarse de la pura estadística. Esposible que haya espacio para algúncambio o alguna sorpresa dentro delmodelo.Pero el problema principal es, cierta-mente, mucho más profundo. Sihacemos caso al modelo del queestamos hablando, debemos asumirque entendemos perfectamente ladinámica y la geometría del univer-so... ¡a pesar de que ignoramos lanaturaleza del 95% de su contenido!Seguimos sin tener un candidatosólido para identificar la materiaoscura, y no conocemos ningunaentidad física que tenga las propie-

dades físicas de la energía oscura. Desde el punto de vista ontológicoparece difícil encontrar una situaciónpeor. Y, aún más grave, creo yo, esel hecho de que los principales ins-trumentos y proyectos que se avistanen el futuro no pueden resolver esteproblema. Están diseñados para refi-nar las medidas, para ajustar mejorlos parámetros, para calcular másdecimales. Como decía gráficamen-te Abraham Loeb en un reciente ybrillante ensayo (On the Importanceof Conceptual Thinking Outside theSimulation Box, http://arxiv.org/abs/1305.5495), es probable que este-mos intentando avanzar en el cono-cimiento haciendo solo ingeniería,mientras que hemos dejado dema-siado pronto de lado la arquitectura.Cabe la posibilidad, quién sabe, deque “en el fondo del microondas” noestén todas las respuestas o, peoraún, de que no las estemos sabien-do leer. Quizás debamos mirar tam-bién “en el fondo de la chistera".

Alberto Fernández Soto (IFCA)

El telescopio SUNRISE vuelve a surcar el Ártico en globou El pasado mes de junio tuvo lugar el segundo viaje de cinco días en globo de SUNRISE, un telescopio solar de un metrode diámetro con capacidad para observar detalles de hasta cien kilómetros de la superficie solar. SUNRISE investiga laestructura y dinámica del campo magnético en la atmósfera del Sol desde una posición privilegiada, en el Ártico y a unaaltura de unos cuarenta kilómetros, lo que evita los ciclos de día y noche y la degradación de las imágenes producida porla atmósfera terrestre. España participa a través de IMaX, un magnetógrafo diseñado y construido bajo la dirección delInstituto de Astrofísica de Canarias y en el que participan el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), la Universidadde Valencia y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.http://www.iaa.es/prensa/el-telescopio-solar-sunrise-vuelve-surcar-el-ártico-en-globo-0

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Los últimos datos dela misión Planck (ESA)han confirmado, conciertas salvedades, elmodelo cosmológicoque define eluniverso. Sinembargo, desconocerel 95% de eseuniverso supone ungrave problema

A

¿Qué hay en "el fondo del microondas"?

ESA & Planck Collaboration - D. Ducros.

u A lo largo de su vida, las estrellassufren cambios en su masa, presión,composición y estructura internapara, al agotar su combustible ydependiendo de su masa inicial, darlugar a un objeto compacto comouna enana blanca, una estrella deneutrones o un agujero negro.Podría pensarse que esta agitadaevolución, que incluye episodiosexplosivos como el de supernova enel caso de estrellas masivas, deberíaimpedir que las estrellas conserva-ran al final de su vida característicasde sus primeras etapas. Sin embar-go, un estudio realizado por AntonioClaret, del Instituto de Astrofísica deAndalucía (IAA-CSIC), concluye que,en cierto sentido, las estrellas tienen“recuerdos”.Esta memoria (en términos matemáti-cos, la función gamma) guarda rela-ción con tres parámetros estelares:por un lado, la energía potencial de laestrella, que surge del hecho de quesea una esfera de gas autogravitante;por otro, su momento de inercia, quedescribe su resistencia a girar y estáligado a cómo se distribuye la masaen su interior (algo parecido al caso

de una patinadora, que puede modifi-car su velocidad de rotación estirandoo contrayendo los brazos); y, final-mente, el grado de compacidad."Hemos estudiado el comportamientode gamma desde las primeras faseshasta los estadios finales de la evolu-ción estelar y concluimos que, si biendicha función es invariable hasta lasprimeras etapas de la secuencia prin-cipal, o etapa juvenil, después pierdepor completo esa constancia durantela etapa adulta, varía drásticamente ypuede tomar valores miles de vecesmayores que al inicio de la vida de laestrella”, apunta Antonio Claret (IAA-CSIC).Pero lo verdaderamente fascinantereside en que, tras las fases finalesde la etapa adulta y los procesos vio-lentos que se producen cuando lasestrellas agotan su combustible,cuando estas alcanzan su fase deobjeto compacto (sea enana blanca oestrella de neutrones) recuperan esevalor constante que presentaban ensu infancia. “Es curioso que esta fun-ción se pierda para reaparecer en lasfases finales. Parece comportarsecomo un fósil: después de virtual-

mente desaparecer, vuelve a escenay nos aporta información sobre elorganismo original”, señala Claret. El estudio realizado por Claret, y quese difunde a través de dos artículoscientíficos, indaga también en lasrazones por las que ese valor cons-tante desaparezca para volver a sur-gir al final de la vida de las estrellas.Y se halla una correlación entre lacantidad de energía que se generaen el núcleo de una estrella y lasvariaciones en la función gamma.“Hemos extendido también estainvestigación a planetas gigantes, deentre una y cincuenta veces la masade Júpiter, y siguen la misma pauta,con la diferencia de que permanececonstante a lo largo de toda su vidaporque carecen de actividad nuclear.Parece realmente ser una funciónuniversal”, concluye Claret (IAA-CSIC).

Estrellas de neutronesEsta investigación ha resultado deespecial interés en el caso de lasestrellas de neutrones, un tipo deobjetos extremadamente compactosque pueden contener una masa equi-

valente a la del Sol concen-trada en un diámetro aproxi-mado de catorce kilómetros. Las estrellas de neutronesconstituyen un posible finalen la vida de una estrellamasiva que, tras expulsar

todas sus capas en una explosión desupernova, solo conserva el núcleo.Si la masa de la estrella progenitoraes menor que unas veinte masassolares dará lugar a una estrella deneutrones, mientras que si superaese límite se contraerá hasta que sudensidad se vuelva infinita y produz-ca finalmente un agujero negro. “El hecho de que la función gammase recupere incluso después de unaexplosión de supernova resulta sor-prendente”, afirma Claret (IAA-CSIC). Gracias a este estudio, elinvestigador ha establecido un crite-rio de estabilidad para las estrellasde neutrones, que no solo define quécondiciones deben cumplir para con-servar la estabilidad y no colapsar enun agujero negro, sino que ademáspermitirá seleccionar, entre losmodelos disponibles, cuál describemejor la estructura interna de estosobjetos. “Actualmente estamosinvestigando las implicaciones dedichas propiedades en el umbral dela formación de agujeros negros”,adelanta.

Silbia López de Lacalle (IAA)

Las estrellas guardan "memoria" de suinfancia en las etapas finales

Se ha descubierto que unacaracterística presente alinicio de la vida de lasestrellas desaparecedurante su etapa adultapara emerger de nuevo enlas fases de estrellas deneutrones y enanas blancasSe trata de una funciónprobablemente universal,que establece similitudesentre estrellas jóvenes,estrellas de neutrones yquarks, enanas blancas eincluso planetas gigantesgaseosos

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CHANDRA (NASA)

u Hasta ahora se conocen diezasteroides que, al menos en algúnmomento, han presentado una colaparecida a la de los cometas. Se losdenomina main-belt comets (MBC)porque tienen una órbita típicamenteasteroidal pero muestran una cola,es decir, actividad de emisión de pol-vo y, posiblemente, gas, como loscometas.Uno de estos objetos, bautizadocomo P/2012 F5 (Gibbs), se descu-brió en marzo de 2012 desde elObservatorio Mount Lemmon enArizona (EEUU). En mayo y junio deese mismo año astrofísicos españo-les lo siguieron desde el GranTelescopio Canarias y, mediante cál-culos matemáticos, han conseguidodeducir cuándo le nació la cola.“Nuestros modelos indican que seprodujo por un evento impulsivo demuy corta duración –de tan solounas pocas horas– en torno al 1 dejulio de 2011, con una incertidumbrede veinte días”, explica a SINCFernando Moreno, investigador delInstituto de Astrofísica de Andalucía(IAA-CSIC). Junto a otros colegasdel Instituto de Astrofísica deCanarias y la Universidad de laLaguna han publicado los datos enThe Astrophysical Journal Letters.Las imágenes del telescopio revelan“una estructura de polvo muy fina yalargada que coincide exactamente

con la síncrona de ese día”, comen-ta Moreno. Para una fecha de obser-vación dada, una síncrona es la posi-ción en el plano del cielo de las par-tículas que libera este tipo de objetoscon una velocidad nula en un instan-te de tiempo. En este caso, la síncro-na del 1 de julio de 2011 es la quemejor se ajusta a la delgada cola.La anchura y la variación del brillodesde la cabeza hasta el final de lacola han permitido a los investigado-res deducir las propiedades físicasde las partículas y en qué proporcio-nes se encuentran las de diferentestamaños.A partir de los valores del tamañomáximo y de la velocidad de las par-tículas liberadas, el equipo ha calcu-lado que el asteroide debe tener decien a ciento cincuenta metros deradio y que la masa de polvo libera-da ronda el medio millón de tonela-das.Los investigadores barajan dos posi-bles hipótesis para explicar el origende la cola de P/2012 F5: “Podríahaber surgido por su colisión conotro asteroide o bien debido a unaruptura rotacional”. El segundomecanismo consiste en el desprendi-miento gradual de material tras unafragmentación parcial del asteroide.Esta, a su vez, se produce por elrápido giro del asteroide que, “comoun tiovivo que se acelerase”, podría

ir perdiendo alguna de sus piezas.La velocidad de rotación de lospequeños asteroides puede iraumentando con el paso de tiempodebido al efecto YORP o deYarkovsky, que puede inducir unaaceleración debido a diferencias tér-micas en distintas regiones de lasuperficie del asteroide, causandoeventualmente su ruptura.Moreno indica que, a partir de la dis-tribución de brillo de la cola, “hemoscomprobado que la dependencia dela velocidad de eyección de las partí-culas con su tamaño es muy débil,en concordancia con lo que ya obtu-vimos para otro asteroide de estegrupo: el 596 Scheila, que probable-mente sufrió una colisión”.

Asteroides MBC activadosLos MBC son asteroides del cintu-rón principal situados a una distan-cia de entre 2 y 3,2 unidades astro-nómicas. Por alguna causa se acti-van emitiendo polvo. De momentono se ha detectado que generengas, pero puede deberse a la debili-dad de estos objetos a la hora deobservarlos.Desde el primer descubrimiento deun MBC en 1996, el 133P/Elst-Pizarro, ya se ha detectado unadecena. La presencia de cola enalgunos ha persistido durante unperiodo relativamente largo –unos

pocos meses–, como los casos de2006 VW139 y P/2010 R2 (LaSagra). En este último, descubiertodesde el observatorio del mismonombre en Granada, la actividadpodría deberse a sublimación de hie-lo, por lo que debería haber emitidogas, pero no se ha detectado.En otros casos, sin embargo, la acti-vidad se ha desarrollado durante uncorto periodo de tiempo, como en596 Scheila. Su nube de polvo sedisipó muy rápidamente, apenasdurante las tres o cuatro semanasposteriores a su detección.También hay ejemplos de MBC quehan mostrado actividad recurrente,como 133P/Elst-Pizarro y 238P, a losque se les ha observado cola en másde una ocasión.Todavía se desconoce a qué grupopertenece de P/2012 F5. Se tendránmás datos cuando se vuelva aobservar en buenas condiciones elpróximo año, alrededor de julio oagosto de 2014.El último MBC documentado hastaahora es el denominado P/2012 T1(PANSTARRS), que también estánanalizando los astrofísicos españo-les. Los investigadores consideran,que al igual que ha ocurrido con losexoplanetas, en los próximos añosirán apareciendo muchos más main-belt comets.Agencia SINC

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Descubren cuándo le nació la cola alasteroide P/2012 F5 (Gibbs)Los asteroides no secaracterizan porexhibir una cola, perose conoce una decenade excepciones.Investigadoresespañoles hanobservado uno deestos raros asteroidesy han descubiertoque quizá unaruptura interna o unacolisión ocurrida entorno al 1 de julio de2011 provocó laaparición del"apéndice"

Concepción artística del asteroide. Fuente: Agencia SINC.

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ENTRE BASTIDORES COMUNICADO DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE ASTRONOMÍA (SEA)SOBRE LA SITUACIÓN DEL OBSERVATORIO DE CALAR ALTO

Recientemente el Consejo Superior de

Investigaciones Científicas (CSIC) ha comuni-

cado que ha firmado, con fecha 24 de mayo de

2013, una nueva adenda al acuerdo de 12 de

noviembre de 2004 entre el CSIC y la Sociedad

Max-Planck (MPG) respecto al Observatorio

Hispano-Alemán en Calar Alto. El nuevo con-

venio supone una reducción de alrededor del

67% del presupuesto previo, establece una ope-

ración exclusiva sobre el telescopio de 3,5

metros con costes mínimos y cierra la posibili-

dad de utilizar la financiación o el personal dis-

ponible para las operaciones de los otros dos

telescopios, de 1,23 y 2,2 metros.

No vamos a repetir aquí la importancia del

Observatorio de Calar Alto para la Astronomía

española e internacional (véase la carta enviada

a la Secretaría de Estado en http://www.sea-

astronomia.es/drupal/sites/default/files/archi-

vos/carta_SEA_CAHA.pdf) aunque, desde la

Junta Directiva de la SEA, sí queremos hacer

las siguientes puntualizaciones:

· No compartimos de ningún modo el tono

optimista de la reciente nota de prensa del CSIC

sobre la adenda, donde se afirma que “Este

acuerdo permitirá la continuidad del trabajo

científico en el centro astronómico hasta 2018”.

Todo lo contrario, en nuestra opinión, esto va a

conducir a una importante reducción de perso-

nal, con la pérdida de experiencia que eso

implica, va a poner en dificultades la operación

de incluso el telescopio de 3, 5 m, y va a supo-

ner una pérdida de recursos ya invertidos en el

desarrollo de nueva instrumentación y en la

consecución de proyectos científicos (en parti-

cular, en el telescopio de 2,2 m).

· En una carta de contestación a varios

colectivos, el pasado mes de abril la Secretaria

de Estado de Investigación, Desarrollo e

Innovación, Carmen Vela, indicaba que la

cuestión prioritaria para el futuro del

Observatorio era el interés científico de la insta-

lación y que era necesario conocer el dictamen

del Comité Asesor de Infraestructuras

Singulares (CAIS) sobre la revisión del mapa

de ICTS antes de tomar una decisión.

Compartimos por completo esta estrategia de

definir prioridades en base a estudios completos

antes de decidir qué instalaciones científicas

pueden financiarse en estos momentos difíciles.

Sin embargo, la firma del presente acuerdo se

ha producido sin esperar a dicho dictamen, sin

tener en cuenta el Plan Estratégico para el

Observatorio y sin usar todos los argumentos de

rentabilidad científica o tecnológica.

· Aunque en el acuerdo original de 2004 el

CSIC asumía la representación de la comunidad

científica astronómica española en las cuestio-

nes referidas a Calar Alto, no se ha consultado

a dicha comunidad para la firma de este acuer-

do. La reunión de 27 de mayo de la Comisión

Nacional de Astronomía (CNA) en la que el

CSIC informó de que ya había un preacuerdo,

aunque aún no se podían dar cifras sobre la

financiación concreta, ocurrió tres días después

de haberse firmado la presente adenda.

En definitiva, desde la Junta Directiva de la

SEA lamentamos profundamente que se haya

llegado a esta situación tan desesperada para el

Observatorio de Calar Alto, especialmente por-

que creemos que son posibles acciones que per-

mitan su pleno funcionamiento aún en el difícil

contexto actual. Por ejemplo, antes de tomar

medidas drásticas e irreversibles, se podría esta-

blecer un margen de tiempo de transición que

diera lugar a concretar la posible participación

de terceros socios.

Finalmente, queremos mostrar nuestra soli-

daridad con los trabajadores del Observatorio,

que, de no cambiar la situación, son los prime-

ros que van sufrir las nuevas medidas. Desde la

Junta Directiva de la SEA deseamos mantener

una postura positiva y ofrecemos al director del

Observatorio, al Instituto de Astrofísica de

Andalucía, al CSIC y a la Secretaría de Estado,

nuestra colaboración para buscar soluciones

que permitan la viabilidad de Calar Alto con

todas sus instalaciones. De no hacerlo así, asis-

tiremos al desmantelamiento progresivo del

más importante observatorio astronómico de la

Europa continental.

JAVIER GORJAS (PRESIDENTE DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE ASTRONOMÍA, SEA)

Un exoplaneta más pequeño que Mercuriou Gracias a la gran precisión del telescopio espacial Kepler se han detec-tado planetas del tamaño de la Tierra e incluso bastante menores. Ahora seha hallado, por primera vez, un planeta más pequeño que Mercurio.Durante 978 días, Kepler obtuvo señales de tránsito (imagen) indicadoras dela existencia de tres planetas en las series temporales de datos fotométricosde una estrella parecida al Sol, aunque más fría, denominada Kepler-37. Seestima que esta estrella tiene el 70 % del tamaño del Sol y el planeta ahoradescubierto, Kepler-37b, es el más interno de este sistema de tres.Parte de las imágenes se obtuvieron durante el tiempo garantizado españoldel Centro Astronómico Hispano-Alemán (CAHA), lo que pone de manifiestola eficiencia de los programas dedicados, que hacen uso de manera inten-siva del tiempo de telescopio en proyectos que intentan ampliar las fronte-ras del conocimiento. (CAHA)

EN BREVE:

"Soles" jóvenes brillan en rayos X en laPequeña Nube de Magallanes u Un grupo internacional de astrónomos, con la participación de Martín A.Guerrero Roncel (IAA), ha observado con el satélite de rayos X Chandra el“Ala”, una región de la Pequeña Nube de Magallanes donde se ha hallado, porprimera vez fuera de nuestra galaxia, emisión en rayos X procedente de estre-llas jóvenes de masa similar a la del Sol. El Ala constituye una región idóneapara estudiar el ciclo de vida de las estrellas por su bajo contenido en metales(elementos más pesados que el hidrógeno y el helio) y su menor proporción degas, polvo y estrellas que la mayoría de regiones de la Vía Láctea -condicionessimilares a las que, se cree, presentaba el universo primitivo-.Se ha hallado una emisión extensa en rayos X en NGC 602a, uno de los cúmu-los estelares del Ala, que se atribuye a la población de estrellas jóvenes y debaja masa. Este resultado implica que estas estrellas emiten energía en rayosX de forma similar a como lo hacen las estrellas situadas en entornos másmetálicos, y sugiere la posibilidad de que otras propiedades, como la formacióny evolución de discos planetarios, sean también similares.

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Vale, CARMENES mola.Si todo va bien, a partirde mediados de 2015 vaa encontrar un montón deestrellas con planetas

parecidos a la Tierra, a distancias dela estrella adecuadas para tener agualíquida y, por tanto, susceptibles dealbergar vida. Y después… ¿qué? Siencontramos el planeta ideal y luegoconfirmamos que hay biotrazadores ytodos los indicios apuntan a que pue-de haber vida… ¿podremos ir hastaallí para comprobarlo? Hay quien diceque no, que las estrellas están muy,muy, muy, muy pero que muy lejos,

tanto que no sería posible alcanzarlasen un tiempo razonable a escalashumanas. Tal vez la solución seanvehículos robotizados que inviertanen el trayecto tiempos no asumiblespor nuestros congéneres. Decenas deaños, incluso siglos. En fases poste-riores, los viajes tripulados probable-mente tendrían que ser multigenera-cionales, periplos en los que hijos ynietos nacerían y morirían en el tra-yecto, sin conocer durante toda suvida más entorno que su propia nave.Pero incluso considerando esas esca-las de tiempo, sería necesario desa-rrollar tecnologías mucho más avan-

zadas que las existentes hoy día, yaque los cohetes actuales solo alcan-zan velocidades de unas decenas demiles de kilómetros por hora, lo queapenas es suficiente para darnos unpaseo por el entorno de nuestroSistema Solar. Para llegar más lejos

necesitamos una fuente de energíamucho más eficiente. La pregunta deeste número es: ¿Cuál de estas tec-nologías NO es real? No lo van a adi-vinar, porque todas suenan chuléti-cas, pero más falsas que un euro aus-traliano:

SALA limpiapor Miguel Abril (IAA)

la pregunta:

A) COHETES DE ANTIMATERIAB) NAVES DE IMPULSO POR IONES

C) COHETES DE FLUJO INVERTIDO CON PROPULSIÓN FOTOMAGNÉTICAD) VEHÍCULOS DE DISTORSIÓN ESPACIO-TEMPORAL PROPULSADOS PORMATERIA EXÓTICA.

Lo reconozco: la foto eraun montaje. Requirió unatarde entera de photo-shop, aunque lo que másme costó fue encontrar

una foto de Carmen Electra con ropa1.Así que, como muchos sospecharon,el apoyo de las tres Cármenes que seproponía en la respuesta C no erareal. La opción correcta era la D: CAR-MENES es el acrónimo, nada menos,que de Calar Alto high-Resolutionsearch for M dwarfs with Exoearthswith Near-infrared and optical ÉchelleSpectrographs. Lo pongo completoporque su nombre es la mejor intro-ducción posible al proyecto, cuyosobjetivos finales son el diseño, cons-trucción y explotación científica de unespectrógrafo de doble canal (visible e

infrarrojo cercano) para la búsquedade exoplanetas parecidos a la Tierraen estrellas de tipo M, que utilizará latécnica de velocidades radiales. Estatécnica es quizá menos intuitiva que lade los tránsitos, en la que se basanotros instrumentos que buscan exopla-netas, pero también bastante simpleen su concepto. La idea de que un pla-neta gira en torno a una estrella puedellevar a confusión, ya que sugiere quela estrella está en reposo y que el pla-neta es el único que se mueve. En rea-lidad, sin embargo, son los dos, plane-ta y estrella, los que giran en torno alcentro de masas del sistema. A pesarde que el desplazamiento de la estre-lla es mucho menor, la parte radial deese movimiento (es decir, la que loacerca y aleja alternativamente de

nosotros a lo largo de nuestra línea devisión) es perceptible a través delestudio del desplazamiento al rojo y alazul del espectro de la luz que nos lle-ga. Lo más sorprendente, en estecaso, es la precisión con la que CAR-MENES conseguirá detectar ese des-plazamiento: el movimiento de estre-llas situadas a decenas de billones dekilómetros (hagan la cuenta para AlfaCentauri, que está a cuatro años luz ypico) será caracterizado con precisio-nes de nada menos que… ¡un metropor segundo! Sorprendente, ¿verdad?Pero si he hecho mención aquí al sig-nificado de las siglas que dan nombreal proyecto no es simplemente porquesirvan como completa introducción asus objetivos sino, sobre todo, pararendir homenaje a las mentes pensan-tes que crearon esa maravilla de laingeniería acronímica. Porque, hable-mos claro, es muy fácil ponerle a untelescopio espacial el nombre de unastrónomo famoso como Hubble oKepler. Algo más de mérito tienehacer que encajen las tres palabrasclave de un proyecto en el nombre deun pintor, a pesar de que nadie le

haya dado vela en este entierro(COROT: COnvection ROtation etTransits planétaires). Pero para crearun acrónimo gigante como CARME-NES que, además de explicar perfec-tamente lo que se pretende en el pro-yecto, pasee el nombre de nuestrahermosa ciudad por el mundo a partirdel de sus viviendas típicas… paraeso hay que tener un par de narices.Reconozco que yo, como seguramen-te muchos de ustedes, pensé al prin-cipio que CARMENES se centra enestrellas tipo M porque había que con-seguir esa letra para el acrónimo.Cualquier otro tipo espectral daríaproblemas: ¿CARBENES? ¿CARFE-NES? ¿CARGENES? Sin embargo,me he documentado y no es cierto.Las estrellas M tienen varias caracte-rísticas que las hacen el blanco idealdel nuevo instrumento: son abundan-tes; son frías; son pequeñas. Susparámetros, en definitiva, son los másadecuados para encontrar, con la tec-nología actual, planetas parecidos a laTierra girando en torno a ellas y den-tro de su zona habitable. CARME-NES. Mola2.

la respuesta:A. EN HOMENAJE A CARMEN VELA, POR SU DECIDIDO APOYO A LA CIENCIA E INVESTIGA-CIÓN BÁSICAS. B. PORQUE EL INSTRUMENTO OPERARÁ EN SENDOS CÁRMENES DEL ALBAYZIN GRANA-DINO (EL CARMEN VISIBLE Y EL CARMEN DEL INFRARROJO, CERCANO A AQUEL). C. EN HOMENAJE A CARMEN LOMANA, CARMEN DE MAIRENA Y CARMEN ELECTRA, QUEAPOYAN LA CIENCIA E INVESTIGACIÓN BÁSICAS TANTO COMO LA CARMEN DE LA RES-PUESTA A. D. CARMENES ES UN ACRÓNIMO FORMADO POR LAS INICIALES DE UN MONTÓN DECOSAS RARAS.

¿Por qué CARMENES se llama CARMENES?

RESPUESTAS

(1) Con más ropa que un bikini, quiero decir… (2) Para ver hasta qué punto mola CARMENES, puede consultarse la página web del proyecto (carmenes.caha.es) o, en breve, otra que estamos creando con muchas más fotos.

Materia exótica(Miguel Abril)

Venus es único en el Sistema Solar, nosolo por rotar en sentido contrario alresto de planetas sino porque ademáses el que lo hace más despacio, tar-dando unos 243 días. Desconocemosqué tipo de fenómeno causó tal particu-laridad, si bien el impacto con otrocuerpo durante la formación del planetaparece lo más probable. Sus fuertesvientos continúan siendo un auténticoquebradero de cabeza para los especia-listas en dinámica atmosférica: comoresultado del empuje de la superficie delplaneta, la atmósfera debería rotar conla misma lentitud, y no exhibir una“superrotación” con velocidades deincluso sesenta veces la de la superfi-cie. Tras treinta años de investigación,hoy en día seguimos sin un modelo decirculación general que reproduzca de

manera decente la superrotación deVenus. Hay un consenso general en elpapel crucial que deben tener las nume-rosas ondas atmosféricas que se obser-van con multitud de técnicas de detec-ción en Venus, aunque no estamosseguros de los tipos de onda quevemos como oscilaciones del viento,temperatura, estructuras nubosas,etc… Continúan siendo un misterio losmovimientos de los vórtices polares, asícomo su rápida metamorfosis, en cues-tión de horas, de apariencia circular aforma de dipolo y hasta de tripolo.A pesar de que en luz visible Venusmuestra una atmósfera difusa sinestructuras, la situación cambia en luzultravioleta, apareciendo regiones oscu-ras en las nubes que son arrastradaspor el viento dominante, lo que ha per-mitido medir vientos y ondas. Estasregiones oscuras deben producirse por

la presencia de alguna molécula queabsorbe de manera eficaz la radiaciónultravioleta, pero su naturaleza conti-núa siendo un tema esquivo. De igualmanera, el debilísimo campo magnéticode Venus resulta paradójico, ya que seespera que planetas tan cercanos conmasa y tamaño semejantes tengan uninterior similar, y esta circunstancia noconsigue explicarse como consecuen-cia de la lentísima rotación del planeta.En todo caso, aún no hemos estudiadode manera completa la ingente canti-dad de datos proporcionados desde2004 por la actual misión europeaVenus Express, y esperemos que,junto con la deseada llegada de lamisión japonesa Akatsuki en 2016,consigamos colocar algunas más delas cientos de piezas que componeneste emocionante y bello puzle que esVenus.

CIENCIA: PILARES EINCERTIDUMBRES

POR JAVIER PERALTA (IAA-CSIC)

Incertidumbres

La historia de Venus y la Tierra podríaasemejarse a la de dos hermanos geme-los separados al nacer, para criarse unoen Tarifa y otro en Tánger. Tras un parde décadas, ambos hermanos seríanmuy diferentes a pesar de haber vivido atan solo unas decenas de kilómetros. Larevolución científica del siglo XVII permi-tió comprobar que la Tierra y Venus eranasombrosamente similares en tamaño,densidad, masa y, muy probablemente,edad. Esto justificó el apodo de “planetagemelo” e indujo a pensar que Venuspodría ser un planeta cubierto de nubespero con océanos, clima tropical y puedeque incluso vida abundante. No obs-tante, este caprichoso planeta no parade demostrarnos que cualquier premisasobre él suele acabar siendo errónea…Al orbitar más cerca del Sol que la Tierra,esperaríamos que su superficie recibiesemayor cantidad de radiación solar, perosucede lo contrario debido a que susnubes reflejan la mayor parte de esaradiación. Si a esto añadimos que la tem-peratura en la superficie de un planeta esel resultado del balance entre la radiaciónque llega y la que se emite, la de Venusdebería estar más fría que la de la Tierra,pero tanto en el día como en la noche

sus temperaturas apenas varían de unos460º C. Esto se debe a que la atmósferade Venus está compuesta en más de un95 % por dióxido de carbono, gas cono-cido por su “efecto invernadero”, esdecir, la capacidad de retener la emisióntérmica que se escapa de la superficie,emitirla de nuevo y de esta manera “cal-dear” el planeta. Junto a tan hostilestemperaturas, espesas nubes compues-tas de ácido sulfúrico cubren todo el pla-neta, y la atmósfera es tan densa que enla superficie de Venus su peso es equi-valente a la presión que sufriríamos a unkilómetro de profundidad en el océano.De hecho, solo Rusia puede alardear dehaber aterrizado con éxito alguna nave,llegando incluso a tomar fotografías sinsobrevivir más allá de unas horas.El eje de rotación de Venus es práctica-mente perpendicular al plano que con-tiene su órbita alrededor del Sol, por loque en Venus no hay estaciones. Comola radiación solar incide con mayorintensidad en el ecuador, esperaríamosque este fuese más caliente que lospolos, pero no es así ya que su densaatmósfera almacena con gran eficacia elcalor, tal como hacen los océanos de laTierra. En Venus prevalecen fuertesvientos que viajan de este a oeste convelocidades de cuatrocientos treintakilómetros por hora. En la Tierra, los

vientos suelen generarse para compen-sar regiones de la atmósfera con dife-rente presión, pero en Venus resultanmás difíciles de explicar porque apenashay diferencias de presión en la direc-ción en la que soplan. En sus polos,Venus presenta enormes y caprichososvórtices, que unas veces se muevencomo un tiovivo en torno a los polos yotras de manera completamente caó-tica. Venus carece prácticamente decampo magnético, con lo que esperaría-mos una superficie expuesta a las partí-culas energéticas del Sol. Y erraríamosnuevamente, porque su densa atmós-fera lo evita.Su superficie, oculta bajo la gruesa capade nubes, fue completamente desveladacuando en los años noventa la naveMagallanes extrajo el mapa más com-pleto de la superficie de un planetausando señales de radar. De manerasimilar a los gemelos de Tánger y Tarifaque comentamos anteriormente,Magallanes descubrió que la historia dela superficie de Venus había sido com-pletamente diferente a la de la Tierra,siendo la primera dominada por la acti-vidad volcánica y convirtiendo a Venusen el objeto del Sistema Solar con másvolcanes después de la luna joviana Io,y con una de las superficies más jóve-nes del Sistema Solar.

Pilares científicos

VENUS: UN PUZLE CUBIERTO DE NUBES

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El IAA organiza mensualmente charlas de divulgación astronómica para estudiantes, a petición delos colegios interesados. Pueden obtener más información en la página Web del instituto o con-tactando con Emilio J. García (Tel.: 958 12 13 11; e-mail: [email protected]).

CHARLAS DIVULGATIVAS PARA COLEGIOS

DOS VIDEOBLOGS HISTÓRICOS FALSOS: Nikola Tesla y Henrietta Leavitt

¿Cómo divulgaría ciencia un personaje histórico si dispusiera de las herra-mientas con las que contamos hoy día? Esta pregunta se halla en la basedel un proyecto de divulgación del IAA que protagonizan Nikola Tesla,inventor que permitió generalizar el uso de la energía eléctrica, y

Henrietta Leavitt, astrónoma que nos legó, entre otras cosas,un método para medir distancias en el universo. Ya estándisponibles todos los vídeos de Tesla en teslablog.iaa.es ydiez de la serie El extraño caso de Henrietta Leavitt yErasmus Cefeido.

El Radioscopio es un programa de divulgación científica realizado y producido desde Canal Sur Radio en colaboración con el Instituto deAstrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). Presentado y dirigido por Susana Escudero (RTVA) y Emilio J. García (IAA), este programa aborda la divul-gación de la ciencia con humor y desde una perspectiva original y muy rigurosa.

h t t p : / / r a d i o s c o p i o . i a a . e sEL RADIOSCOPIO

h t t p : / / h e n r i e t t a . i a a . e s

D E S T A C A D O S

Por octavo año consecutivo, el Instituto deAstrofísica de Andalucía organiza visitas guia-das al Observatorio de Sierra Nevada y alInstituto de Radioastronomía Milimétrica, encolaboración con el Albergue Universitario de Sierra Nevada y dos asociaciones de astrónomos aficionados: la Sociedad AstronómicaGranadina y la Asociación Astronómica Astronémesis.Las visitas tendrán lugar en julio (13 y 27) y agosto (10 y 24), y el número de plazas está limitado a 40 personas por visita. Al igual que otrasediciones, habrá dos modalidades: de un día o de fin de semana.Las reservas se pueden realizar enviando un correo electrónico a la dirección [email protected] o en el número 958480122.

VISITAS AL OBSERVATORIO DE SIERRA NEVADA

w w w . i a a . e s / v i s i t a s - O S N - I R A M

LA ESCALA DEL UNIVERSO h t t p : / / h t w i n s . n e t / s c a l e 2 /

Una página web interactiva y con información variada y abundante que permite atravesar todas las escalas, desde lo más pequeño (laespuma cuántica) hasta la totalidad del universo observable.