El Universo: La idea de Gödel.

La descripción del Universo es como una novela donde hay un inicio, un desarrollo y un final.
Muchos son los autores que se involucraron e involucran en ella.
En cuanto a su origen, el primero en modelarlo fue el Sacerdote Católico y Astrofísico Georges Lamaire. Para Él, todo habría nacido de una gran explosión; así nació la idea del Big-Bang. Él introdujo la ida del huevo cósmico y del átomo primigenio (Georges Lemaitre, el cura católico que primero habló de la teoría del Big Bang | BBC News, 7.jun.2016 | https://www.bbc.com/mundo/noticias-36469530).

En cuanto a su evolución había dos ideas:

  • Es oscilante: es decir que frenará su expansión y volverá a contraerse para originar otro Big.Bang.
  • Se expande con velocidad constante: idea propuesta por Einstein.

También Edgar Alan Poe publicó su modelo de Universo. Para Él, era finito y tenía un tamaño de unos 8 millones de años luz. Se trata de primer modelo evolutivo y data del 1848 y establecía que era oscilante, al menos, colapsaría en algún momento debido a la gravedad que lo dominaba (Primer modelo evolutivo del Universo, el modelo de Poe. | pdp, 18.jun.2015 | https://paolera.wordpress.com/2015/06/18/primer-modelo-evolutivo-del-universo-el-modelo-de-poe/).

Pero el matemático y filósofo austríaco Kurt Gödel también opinó sobre la evolución del Universo.

File:Kurt-godel1.jpg
Imagen de Wikipedia/Kedumuc10

Trabajando con las ecuaciones de Einstein, llegó a la conclusión que el Universo estaba en rotación con velocidad angular constante. Luego, se mantenía estacionario, es decir, ni colapsaba por la gravedad ni se expandía eternamente. Para eso, consideró una constante negativa en las ecuaciones, que se encargaba de evitar la expansión por la rotación.
Según Él, el Universo tenía la propiedad de que si nos movíamos en una determinada trayectoria con cierta velocidad, podíamos viajar en el tiempo. Pero Gödel no pudo calcular esa velocidad.

Hoy hay evidencias irrefutables de que el Universo no se comporta de esa manera, y es más, se expande de manera acelerada. Incluso, hasta se conjetura que formamos parte de un Multiverso, donde el Nuestro es uno de tantos (Acerca del último trabajo de Stephen Hawking… | pdp, 7/nov./2018 | https://paolera.wordpress.com/2018/11/07/acerca-del-ultimo-trabajo-de-stephen-hawking-y-su-ex-alumno-thomas-hertog/).

Pero el dato curioso, es que hay quienes reflotaron el modelo de Gödel, claro que sin involucrar viajes en el tiempo.
Por el año 2011, se introdujo la idea de que la energía obscura responsable de la aceleración en la expansión del Universo, era resultado de una rotación primordial del Universo (La energía obscura como efecto de un Universo en rotación. | pdp, 9.mar.2016 | https://paolera.wordpress.com/2016/03/09/la-energia-obscura-como-efecto-de-un-universo-en-rotacion/ | Primordial Rotation of the Universe and Angular Momentum of a wide range of Celestial Objects | arXiv, 2.nov.2011 | C. Silvaram & Kenath Arum | https://arxiv.org/abs/1111.3873).

Referencia:
Extraordinary Universes — Gödel’s Rotating Universe | Medium Science, 16.jun.2021 | Alper Cakir | https://medium.com/predict/extraordinary-universes-g%C3%B6dels-rotating-universe-6b44938b2a5

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La rana de Led Zeppelin.

En los Andes Ecuatorianos se descubrió una nueva especie de rana terrestre.
Pertenece a la familia de las Pristimantis, género de 569 especies, de las que 28 han sido halladas en Ecuador.
Se trata de una especie catalogada como Pristimantis ledzeppelin en honor al grupo de rock británico Led Zeppelin; “para los amigos: la rana de Led Zeppelin”.
Son de ojos de color rojo cobrizo y de piel moteada en amarillo, marrón, negra y naranja. Los machos de esta familia miden alrededor de 2,5 cm mientras que las hembras son aproximadamente 1 cm más grandes.

Su hábitat las pone en riesgo por la agricultura, tala, minería e incluso problemas climáticos. Se piensa que no se transladarán a otras zonas por lo que hay que cuidarlas y darles protección.

Referencias:
Scientists name frog found in Ecuadorian Andes after Led Zeppelin | The Guardian, 17.jun.2021 | Sam Jones | https://www.theguardian.com/world/2021/jun/17/scientists-name-frog-found-in-ecuadorian-andes-after-led-zeppelin
Nueva especie de rana terrestre descrita en Ecuador lleva su nombre en honor a Led Zeppelin | INABIO, 15.jun.2021 | http://inabio.biodiversidad.gob.ec/2021/06/15/nueva-especie-de-rana-terrestre-descrita-en-ecuador-lleva-su-nombre-en-honor-a-led-zeppelin/

Fuente:
A new species of terrestrial-breeding frog Pristimantis (Anura: Strabomantidae) from the Cordillera del Cóndor, Zamora Chinchipe, Ecuador | Neotropical Biodiversity, Vol 7, 2021, Issue 1 | David Brito-Zapata & Carolina Reyes-Puig | https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23766808.2021.1940048

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Los filamentos cósmicos de materia estarían rotando.

La materia en el Universo está distribuida de una manera particular.
A gran escala, tanto la materia ordinaria como la obscura (la que no se observa pero mantiene armadas a las galaxias), se agrupan en grandes estructuras. En ellas, hay supercúmulos de galaxias y murallas galácticas; todas colosales estructuras galácticas.
Dentro de ellas, y a menor escala, se encuentran cúmulos de galaxias. Mientras que los supercúmulos y las murallas tienden a disgregarse por la acción de la energía obscura (esa que acelera la expansión del Universo), en su interior, los cúmulos tienden a colapsar por la acción de la gravedad. Entre esas grandes estructuras de materia (supercúmulos y cúmulos aislados), hay filamentos que las unen; y en ellos, también hay galaxias aisladas “hilvanadas como perlas en un collar”.
Esas galaxias circulan por los filamentos hacia estructuras mayores. Luego, hay una red cósmica donde las galaxias que fluyen por los filamentos colaboran con la existencia de las grandes estructuras.

Los filamentos muestran evidencias de rotación en torno a un eje longitudinal, lo que los convierte en las mayores estructuras en rotación (al menos hasta mediados del 2021)

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Ilustración donde se puede apreciar los filamentos de materia entre las grandes estructuras galácticas. La región azul del filamento en primer plano corresponde el movimiento hacia nosotros y la roja corresponde al movimiento en alejamiento. La composición de movimientos entre las galaxias y la rotación del filamento resulta en una trayectoria en forma de hélice – AIP/ A. Khalatyan/ J. Fohlmeister

Luego, las galaxias que fluyen por esos filamentos llevan trayectorias helicoidales o en forma de “tirabuzón”.

La rotación de estos filamentos es algo que se debe explicar, ya que los modelos actuales establecen que el flujo de materia hacia las regiones más densas es irrotacional. La rotación debe darse en la formación de la estructura, en este caso el filamento por donde viajan las galaxias.
Las red cósmica y estos filamentos afectan la rotación de las galaxias.

Referencia:
Discovery of the largest rotation in the universe | AIP, 14.jun.2021 | https://www.aip.de/en/news/discovery-of-the-largest-rotation-in-the-universe/

Fuente:
Wang, P., Libeskind, N.I., Tempel, E. et al. | Possible observational evidence for cosmic filament spin. | Nat Astron (2021). | https://www.nature.com/articles/s41550-021-01380-6#citeas

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Se verifica el Teorema de la Superficie de un Agujero Negro de S. Hawking.

Los agujeros negros, son regiones del espacio de donde nada escapa; ni la luz.
En su centro se encuentra una masa colapsada (estrella u objeto de Planck) generadora de la tremenda gravedad. Esa masa puede ser menor que el agujero negro, ya que dentro del radio del agujero negro nada puede ser observado.

Stephen Hawking predijo que el área superficial de un agujero negro no puede disminuir con el tiempo. A esto se lo conoce como Teorema del área de un agujero negro.
Esto está de acuerdo con la idea de que la entropía se mantiene constante o aumenta. En otras palabras, “el desorden” o la “desinformación” nunca disminuyen.
Pero cuando el agujero negro absorbe masa gira más rápido, lo que implica que reduce su radio, y por lo tanto su superficie. Recordemos el ejemplo del patinador, que el juntar los brazos al cuerpo, logra girar más rápido. A esto se lo conoce como conservación del momento angular.

La ley de Hawking, establece que el aumento de superficie de un agujero negro por absorber masa, es mayor que la disminución por aumento de la rotación; por lo que incluso el agujero negro rotará más lento. Imaginemos al patinador que engorda mientras gira. Por conservación de momento angular, rotará mas lento por ser más ancho, aunque junte los brazos al cuerpo, pues ahora tiene más diámetro.

Con los datos de la onda gravitacional catalogada como GW150914, se pudo establecer las masas, y por lo tanto los radios, de los agujeros negros involucrados en la fusión que generó esa onda detectada el 14 de septiembre del 2015. Los objetos involucrados tenían unas 35 y 30 masas Solares respectivamente y, en la fusión, generaron una energía equivalente a 3 masas Solares (recordemos que la masa es una forma de energía; E = mC2, donde “E” es la energía, “m” la masa involucrada y “C” es la velocidad de la luz en el vacío). Luego, la masa del objeto resultante es algo menor a la suma de las masas fusionadas. Así, el objeto final tenía una masa de unas 62 masas Solares.

Con esos valores de las masas se calculó los radios de cada agujero negro y del agujero negro resultante. Es lógico esperar que el radio del objeto final fuese igual, o incluso algo menor, a la suma de los radios de los agujeros negros que se fusionaron.

Two Black Holes Merge into One | LIGO Lab Caltech : MIT

El análisis de los datos de GW150914 arrojó que el agujero negro resultante tiene un radio mayor a la suma de los radio de ambos objetos fusionados, coincidiendo en un 95% con lo predicho por el Teorema de Hawking.

Referencia:
Gravitational waves confirm a black hole law predicted by Stephen Hawking | ScienceNews,14.jun.2021 | Emily Conover | https://www.sciencenews.org/article/gravitational-waves-confirm-black-hole-law-predicted-stephen-hawking

Fuente:
Testing the black-hole area law with GW150914 | Phys. Rev. Lett. Accepted 26 May 2021| Maximiliano Isi, Will M. Farr, Matthew Giesler, Mark A. Scheel, and Saul A. Teukolsky | Abstract: https://journals.aps.org/prl/accepted/36074Y8aM291c462a4e264336d883136eb53c122b | PDF arXiv: https://arxiv.org/pdf/2012.04486.pdf

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Se observa un arco de galaxias.

En el Universo hay estructuras que parecen desafiar los modelos evolutivos.
Los Cuasares son núcleos activos de galaxias potenciados por su agujero negro central. A mayor distancia, los observamos más jóvenes y podemos saber cómo eran en las primeras épocas del Universo.
Entre la radiación que emiten, se encuentra la radiación de cierto átomo de magnesio. Esa radiación en absorbida por la materia de los halos galácticos (materia que rodean a las galaxias) de las galaxias que se encuentran en su camino. Esta es una manera de detectar galaxias frente a Cuasares lejanos o “de fondo”.

Imagen crédito: A. Lopez

En esta imagen, los Cuasares de fondo están representados por puntos azules. Las manchas obscuras, son galaxias entre ellos y nosotros que están absorbiendo la radiación del magnesio. Si bien es fácil que hallemos patrones en una distribución al azar de puntos, en este caso resalta una estructura de galaxias en forma de arco con la cavidad hacia arriba, como una sonrisa, en el centro de la imagen. Se trata de un arco enorme; en el cielo abarca una región equivalente a 20 veces el diámetro aparente de la Luna llena.

Este arco puede ser real o aparente. En este último caso, estría compuesto por galaxias a diferentes distancias que en perspectiva parecen estar ubicadas en una estructura de arco.
Para saber de qué se trata, hay que tener buenas medidas de las distancias y movimientos de las galaxias; todo debe ser compatible con una estructura verdadera.
De ser un arco real, pone en jaque a la teoría cosmológica estándar (TCE), que establece que a grandes distancias, la materia, y por lo tanto las galaxias, se distribuye en forma homogénea.

Pero hay un detalle.
Las súper estructuras galácticas, como los supercúmulos de galaxias y las murallas galácticas, abarcan grandes regiones del Universo. En esas grandes escalas, domina la energía obscura que es la responsable de la expansión acelerada del Universo y alejamiento acelerado de las galaxias lejanas. Así, estas súper estructuras tienden a desarmarse. Mientras, las estructuras menores que están dentro de ellas, como los cúmulos de galaxias, tienden a colapsar porque a menor escala domina la gravedad (Las grandes estructuras galácticas se disuelven | pdp, 12.feb.2020I | https://paolera.wordpress.com/2020/02/12/las-grandes-estructuras-galacticas-se-disuelven/).

Luego, si se trata de un arco real tan grande y lejano, podría estar condenado a disiparse por la acción de la energía obscura. De esta manera, y con el tiempo, las galaxias pasarían a tener una distribución más homogénea y la TCE estaría a salvo.

El trabajo aún no está terminado.

Referencia:
An arc of galaxies 3 billion light-years long may challenge cosmology | ScienceNews, 10.jun.2021 | Lisa Grossman | https://www.sciencenews.org/article/galaxy-giant-arc-3-billion-light-years-long-cosmology-space

Fuente:
A giant arc on the sky | American Astronomical Society meeting. June 7, 2021. | A. Lopez | https://www.abstractsonline.com/pp8/#!/9363/presentation/874

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Luego de 40 años, se observa un ejemplar de Nutria Gigante que se creía extinta.

Luego de 40 años (al año 2021) volvió a verse un ejemplar de nutria gigante (Pteronura brasiliensis,)

Imagen publicada en Sputnik sin créditos – ver enlace de referencia al pie de esta nota.

También conocida como lobo gargantilla o ariray, la última vez que se la observó fue en 1980. Por el mes de mayo del 2021, en el Parque Nacional El Impenetrable, en el Chaco, Argentina; en aguas del Río Bermejo, un chapoteo llamó la atención del director de la Estación de Campo El Teuco.
El sonido que producía el animal y su distintiva pechera blanca, sirvieron para identificarlo como un ejemplar de nutria gigante, supuestamente extinta hace unos 40 años.

Bautizado como Teuco, este ejemplar habría hecho una madriguera recientemente, la que fue hallada, y habría dejado una “letrina” con materia fecal a manera de mensaje para otros de su especie.
El estudio de ADN de este material dará más información de este ejemplar, como ser: su procedencia, alimentación y sexo.

REDESCUBRIMOS UNA ESPECIE QUE SE CREÍA EXTINTA EN ARGENTINA: LA NUTRIA GIGANTE O LOBO GARGANTILLA. | Fundación Rewilding Argentina
Los Rastros de Teuco – La Nutria Gigante del Bermejo – Madriguera | Fundación Rewilding Argentina
Los Rastros de Teuco – La Nutria Gigante del Bermejo – Letrinas | Fundación Rewilding Argentina

Referencia:
Vídeo: un animal que se creyó extinto por 40 años en Argentina está de vuelta | Sputnik, 9.jun.2021 | https://mundo.sputniknews.com/20210608/video-una-nutria-gigante-que-se-creyo-extinta-por-40-anos-en-argentina-esta-de-vuelta-1113036428.html

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Sobre la tasa de expansión Universal.

El Universo se está expandiendo y eso define la tasa de expansión (H).
Se trata de la velocidad con que se alejan de nosotros las galaxias. Esta velocidad aumenta con la distancia y la relación entre velocidad y distancia es la tasa de expansión.

Al principio, se pensaba que el Universo se expandía con velocidad constante. De esa manera, las galaxias se alejaban de nosotros con velocidades linealmente crecientes con la distancia.
Veamos esto:
Consideremos tres puntos A, B y C alineados horizontalmente y separados 1 cm uno de otro. Consideremos que estamos en A, y que B y C se mueven hacia la derecha con una velocidad de 1cm/seg. Inicialmente, B está a 1cm de nosotros y C a 2 cm. Luego de un segundo, B se habrá desplazado 1 cm a la derecha de nosotros y diremos que se mueve con una velocidad de 1 cm/seg. C se habrá desplazado 1 cm a la derecha de B, ubicándose a 2 cm a su derecha, y por lo tanto, ahora estará a 4 cm de nosotros. Diremos que C se mueve a 2 cm/seg (ya que se fue de 2 cm a 4 cm en un segundo). Luego, la expansión contante hace que las velocidades relativas a nosotros sean crecientes linealmente con la distancia. En este caso, la tasa de expansión “H”, es de 1 cm/seg.

Pero sucede que las galaxias se alejan con velocidades que crecen exponencialmente con la distancia, es decir que hay una aceleración que hace que la relación deje de ser lineal con la distancia.
Luego viene la pregunta: ¿cómo puede ser que H sea menor con la distancia si la expansión es mayor a medida que nos alejamos?
Bien, para calcular H se tiene en cuenta la energía involucrada, y en el Universo hay diferentes tipos de energías; estas son:

  • las masa de los cuerpos ya que la masa es una forma de energía.
  • la radiación electromagnética que irradian las estrellas y…
  • la energía obscura, que recibe ese nombre porque aún desconocemos su origen y es la responsable de la aceleración en la expansión con la distancia.

Si suponemos un Universo dominado por la materia, ésta se dispersa a medida que el Universo se expande. Además, la gravedad frenaría la expansión hasta hacer que se detenga y comience un colapso dando origen a un Universo oscilante.
Por este motivo, Einstein introdujo su constante cosmológica para evitar ese colapso, ya que Él creía que el Universo era estático (no lo convencía la idea de la expansión).
En este caso, la expansión disminuye como una potencia del tiempo de la forma t2/3.

Si suponemos un Universo dominado por la radiación, ésta también se dispersa a medida que el Universo se expande. Además, los fotones portadores de esa energía, irían alargando su longitud de onda, y por tanto, se “enfriarían”. Así, el ritmo de expansión sería menor que el anterior y variaría de la forma t1/2.

Pero si consideramos un Universo dominado por la energía obscura, la que es una constante cosmológica que reemplaza a la introducida por Einstein, el Universo se expandiría exponencialmente, donde el tiempo o variable temporal está en el exponente.
Eso es de la forma eHt donde e es el número natural o de Euler base de los logaritmos naturales, H la tasa de expansión constante que a mayor distancia implica mayor energía, y t sigue siendo el tiempo o variable temporal.

Ilustración de las expansiones dominadas por la materia, la radiación y la energía obscura – E. Siegel

Así, no hay tal discordancia entre la tasa de expansión y la velocidad de alejamiento de las galaxias; todo está en la energía que se utiliza en su cálculo. Como puede verse, la verdad está en la energía obscura que domina la expansión el Universo. De todas formas, pueden combinarse las tres expansiones para tener una mejor idea de la realidad, donde por supuesto, dominará la componente dada por le energía obscura.

Referencia y fuente:
How Is The Universe Accelerating If The Expansion Rate Is Dropping? | Medium, Stars with a Bang, 12.jan.2021 | https://medium.com/starts-with-a-bang/how-is-the-universe-accelerating-if-the-expansion-rate-is-dropping-5c89c763fc60

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¿Cooperativismo entre plantas?

La eusocialidad es un alto nivel de organización y cooperación entre animales de ciertas especies.
Comportamientos eusociales fueron observados entre insectos, crustáceos y ratas topo. Ahora se ha observado este comportamiento en plantas, al menos entre especies de helechos cuerno de alce.

Colonias de helechos cuerno de alce con sus correspondientes frondas: unas redondas y marrones y otras alargadas y verdes – IAN HUTTON.

Este tipo de helechos viven alrededor del tronco de árboles.
Se observan dos tipo de hojas. Unas son marrones y de forma circular, y otras son alargadas de color verde brillante. Se pensaba que eran diferentes hojas de la misma planta, pero resultó no ser así. Se trata de hojas de diferentes tipos de helecho cuerno de alce, donde cada planta mantiene una relación eusocial con la otra.
Ambas plantas generan colonias con una gran fronda . Las hojas verdes, alargadas y cerosas, colectan y desvían el agua hacia el centro, en dirección al tronco donde están aferradas. Las marrones y circulares, son capaces de absorber ese agua y generar nutrientes que comparte con la anterior.

Referencia:
These ferns may be the first plants known to share work like ants | ScienceNews, 7.jun.2021 | Jake Buehler | https://www.sciencenews.org/article/staghorn-fern-colonies-first-plants-share-work-ants

Fuente:
Primitive eusociality in a land plant? | Ecology, 14.may.2021 | K. C. Burns et al. | https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.3373

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Microbios del subsuelo colaboran con la vida en la superficie.

Nuestro Planeta muestra una gran variedad de vida en su superficie.
Esta vida está vinculada a formas de vida microbiana que se encuentran bajo el suelo. Se trata de hongos y bacterias que se encargan de descomponer materia orgánica como ser restos de plantas. Así, se mantienen las condiciones naturales de carbono y nutrientes de los suelos favorables a las plantas. las que sirven de alimento a animales, los que a su vez, son alimento de otros.

El estudio de estos microbios que habitan bajo el suelo, permite entender las características de los terrenos relacionadas con la agricultura y hasta cómo el cambio climático puede afectarla.
Un ejemplo lo dan los hongos micorrízicos que están vinculados al crecimiento de muchas plantas.

File:Amanita muscaria (1) (8692325426).jpg
Hongo Amanita muscaria | Wikipedia | Bernard Spragg. NZ from Christchurch, New Zealand

Algunos de estos hongos viven en raíces de árboles y arbustos, y producen al conocido hongo Agárico de mosca también conocido como matamoscas o falsa oronja, catalogado como Amanita muscaria.

Referencia:
Why Scientists Want to Solve an Underground Mystery about Where Microbes Live | The Brink, 7.may.2021 | Jessica Colarossi | http://www.bu.edu/articles/2021/why-scientists-are-solving-an-underground-mystery-about-where-certain-soil-microbes-live/

Fuente:
Averill, C., Werbin, Z.R., Atherton, K.F. et al. Soil microbiome predictability increases with spatial and taxonomic scale. Nat Ecol Evol 5, 747–756 (2021). | Abstract: https://www.nature.com/articles/s41559-021-01445-9#citeas

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Podrían haber fumarolas submarinas en la Joviana Europa.

Las lunas Jovianas sienten las mareas gravitatorias del Planeta y eso puede producir condiciones favorables para la vida.
En sus órbitas elípticas alrededor de Júpiter, las lunas se acercan y alejan constantemente. Eso hace que sientan variaciones en la fuerza gravitatoria del Planeta en un efecto conocido como marea gravitatoria. Lunas Jovianas como Io y Europa, sienten tirones que tienden a deformarlas, como si se tratara de “masajes”. En esos esfuerzos, se realiza trabajo que se traduce en energía, ya que, en las deformaciones sufridas, se dan rozamientos que generan calor.

Recordemos que el agua necesita más frío para mantenerse congelada cuando está sometida a mayor presión. Por eso se congela sólo la superficie de los lagos, manteniéndose agua líquida bajo ella debido a la presión en la profundidad.

Io y Europa, tienen una corteza helada que guarda un océano bajo ella.
En el caso de Io, ese proceso de mareas gravitatorias produce fisuras en su superficie helada y recalentamiento en su interior produciendo la actividad volcánica observada en ella.

Europa, está más alejada del Planeta y muestra una situación similar.

Europa volcanism graphic
Ilustración de la estructura de una luna helada de Júpiter. Una corteza helada (Icy crust) rodea un océano interior (subsurface ocean), todo sobre un fondo marino volcánico (volcanic seafloor) – Crédito: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll.

En el caso de esta luna, las mareas gravitatorias podrían recalentar su interior, lo que favorece la actividad volcánica en el fondo del océano bajo su corteza helada.
De esta manera, se producirían fisuras en el suelo submarino por donde emanarían gases y lava. En ese proceso, similar a las fumarolas submarinas en la Tierra, el material que sale por las grietas del fondo podría interactuar con el agua generando procesos químicos. En ellos, se liberaría energía que reemplazaría a la luz Solar colaborando con la aparición de vida microbiana y posterior desarrollo de organismos más complejos.

Referencia y fuente:
Europa’s Interior May Be Hot Enough to Fuel Seafloor Volcanoes | JPL – NASA, 25.may.2021 | https://www.jpl.nasa.gov/news/europas-interior-may-be-hot-enough-to-fuel-seafloor-volcanoes

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