Archivo mensual: enero 2019

La energía obscura y la vida en el Universo.

En el Universo se dieron condiciones favorables para la vida tal como la conocemos.
La energía obscura es la encargada de expandir aceleradamente el Universo en el que nacimos. Aunque su naturaleza aún se discute, tuvo un papel importante en la aparición de la vida (pdp, 05/ago./2018, Sobre el origen de la enegía obscura, https://paolera.wordpress.com/2018/08/05/sobre-el-origen-de-la-energia-obscura/).

De haber sido menor, el Universo hubiese recolapsado. De haber sido mayor, la expansión no hubiese permitido la formación de átomos estables.
Su valor, permite la expansión a gran escala, y a escalas pequeñas, permitió la formación de átomos, luego de moléculas y de complejos gaseosos donde nacieron estrellas. Las masivas retornaron material enriquecido al Espacio de donde nacieron estrellas de segunda generación (como el Sol). A su alrededor se generaron planetas y al menos en el Nuestro, se dio la vida.

Si bien las condiciones se dieron físicamente en forma aleatoria, se investigó entre qué valores la energía obscura resultó favorable a la aparición de la vida.
Según los modelos actuales y datos observados, tales como la masa total y constates físicas Universales, la energía obscura es muchísimo menor a la esperada (unas 10-120 veces, o sea 120 órdenes de magnitud inferior).
Coincidentemente, la masa de neutrinos en el Universo es menor a la esperada – ¿hay relación? – para algunos, sí, la hay
Las simulaciones mostraron que si se aumenta la energía obscura a valores muy altos, por ejemplo más del valor esperado, igualmente se tendrían estrellas, en menor cantidad, pero sólo un 15% menos.

Video: Could a Multiverse be hospitable to life?

Publicado el 14 may. 2018

Luego hay un rango muy amplio en el que la energía obscura es favorable a las condiciones de aparición de la vida. Así las cosas, la energía obscura no tuvo mayor influencia en Nuestra aparición en el Universo.

Si existen otros Universos y en ellos hay energía obscura como en el Nuestro, y si suponemos que el valor de éstas es aleaorio, entonces, teniendo en cuenta el amplio rango de valores favorables para aparición de vida, en ellos es altamente probable la aparición o existencia de la vida; eso si la naturaleza de esos Universos no es diferente a la del Nuestro.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

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Gran Bertha y su material Terrestre.

No es raro hallar rocas de un mundo en otro.
En la Tierra se han hallado rocas de Marte. Tal es el caso de la catalogada como ALH84001 hallada en la Antártida a fines de 1984 (https://es.wikipedia.org/wiki/ALH84001). También se originaron en Marte las conocidas como Nakhlites halladas en Egipto (pdp, 05/oct./2017, Nakhla y los Nakhlites, https://paolera.wordpress.com/2017/10/05/nakhla-y-los-nakhlites/).
La catalogada como NWA7325, es altamente probable que provenga de Mercurio (pdp, 04/feb./ 2013, NWA7325 podría ser un pedazo de Mercurio, https://paolera.wordpress.com/2013/02/04/nwa-7325-podra-ser-un-pedazo-de-mercurio/)
Cuando un impacto meteórico arroja material violentamente, éste puede escapar del planeta, sobre todo si es de baja baja gravedad, y luego de vagar por el espacio interplanetario, cae en Casa.
La pregunta es: ¿pueden haber rocas Terrestres en otros mundos, expulsadas de aquí por procesos de este tipo? – Parece que la respuesta es afirmativa.

La misión Apollo 14 a la Luna, trajo a Casa una roca clasificada como 14321, familiarmente conocida como Gran Bertha (Big Bertha).

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Imagen de Gran Bertha (señalada por la flecha) hallada por Alan Shepard. Crédito NASA.

Con una masa de 9 Kgrs. y unos 32 cms. de ancho, fue hallada y recogida a unos 300 mts. del cráter de impacto Cone. Éste se encuentra entre los cerros que cruzan el cráter Fra Mauro de unos 80 Kms. de ancho.
El Mar Imbrium, es una planicie de 1000 Kms. que se formó de un tremendo impacto que rajó la superficie Lunar hasta la corteza permitiendo que la lava aflore y se solidifique. El material elevado en el impacto, cayó sobre Fra Mauro colaborando con la formación de cerros en su interior.

De esta manera, esa región es rica en material de la corteza Lunar.

Gran Bertha fue analizada y se encontró que contiene varios componentes. Entre ellos, hay Titanio y Circón con características difíciles de darse en la Luna. Esas características son comunes en la Tierra. Así es como Gran Bertha es muy probable que contenga material Terrestre.
Con una edad de unos 4 mil millones de años, su origen se ubica en la juventud de la Tierra cuando aún estaba caliente. Un impacto pudo arrojar material al espacio, el que cayó en la joven Luna, la que entonces estaba a la tercera parte de su actual distancia.
Así, Gran Bertha se formó con esos materiales como parte de ella en la corteza Lunar quedando expuesta luego del impacto que dio origen al Mar Imbrium.

Referencia:

Fuente:

pdp

Explicando el efecto Mpemba.

Artículo retocado el 22/ene/2019 a las 19:30 Hora Oficial Argentina.
El agua es un compuesto que sorprende por sus propiedades.
Cuando congela, a diferencia de otras substancias, aumenta su volumen. Ante la misma masa o cantidad de agua, esto resulta en una disminución de la densidad. De esta manera, y por el principio de Arquímedes, el hielo de agua flota en agua líquida.
En los lugares donde el hielo siente mayor presión, el punto de congelamiento disminuye (necesita más frío para congelar) y se licua nuevamente. Si ponemos una aguja sobre un cubo de hielo e introducimos todo en el congelador, luego de un tiempo notaremos que la aguja se hundió en el hielo quedando incrustada en él. El peso de la aguja aumentó la presión donde estaba apoyada; en ese lugar bajó el punto de congelamiento y el frío no alcanzó para mantener el hielo. Así, en esa parte del hielo, el agua permitió que la aguja se hunda. Luego que ésta pasó por ese lugar, las condiciones volvieron a ser las anteriores y el frío volvió a congelar ese agua.
Esto hace que en lagos y lagunas sólo se congele la superficie. Debajo de ella, el agua se mantiene líquida por la presión que hace que deba hacer menor temperatura para que se congele. Gracias a esto, puede haber vida bajo la superficie helada.

Pero hay más.
Aristóteles, Francis Bacon y René Descartes hallaron otro comportamiento curioso del agua. En los años ‘60, un estudiante en una escuela de Tanzania, en la clase de cocina observa esto mismo y nació el efecto (o paradoja) Mpemba, llamado así en su honor (Erasto B. Mpemba) por notar que el helado caliente congelaba antes que el frío (https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Mpemba). Eso se debe al comportamiento del agua en él.
Luego: el agua caliente, bajo ciertas condiciones, congela antes que la fría.

Recordemos que el calentamiento implica acumulación de energía y el enfriamiento implica lo contrario.

Una idea proponía que el envase caliente, era más eficiente entregando energía el refrigerador.
Otra idea proponía que el agua caliente evaporaba con facilidad, lo que absorbía calor o sea energía (proceso endotérmico), y eso favorecía en enfriamiento.
Pero ahora hay otra explicación, más relacionada con la intimidad de la molécula de agua.
Para entender ésto, recordemos que el agua está formada por moléculas de dos átomos de Hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O), o sea H2O.

Molécula de agua. Oxígeno - rojo, el hidrógeno - blanco Foto de archivo - 35894175

Ilustración de molécula de agua crédito de D. Guzhanin

Cuando el agua disminuye su temperatura, sus moléculas tienden a agruparse llegando incluso a estar en contacto. En ese proceso, la repulsión natural “estira” los enlaces O-H haciendo que se almacene energía como cuando se estira un resorte. Esta absorción de energía atenta contra el enfriamiento.
El agua caliente tiene sus moléculas más separadas por lo que los enlaces están más “relajados” y retornan energía, como un resorte que retoma su longitud normal, y eso favorece el enfriamiento.

Posiblemente este efecto se deba a una de estas ideas o a la combinación de ellas.

Referencia:

Fuente:

  • O:H-O Bond Anomalous Relaxation Resolving Mpemba Paradox, Xi Zhang et al., (Submitted on 24 Oct 2013 (v1), last revised 10 Nov 2013 (this version, v2).
    https://arxiv.org/abs/1310.6514

pdp.

Los eclipses de Luna en Santiago del Estero.

Los eclipses suelen estar relacionados a creencias populares, muchas ancestrales.
En ellos, el Sol desaparece y la Luna se tiñe de rojo. En este último caso, eso se debe a que la luz del Sol dispersada por la atmósfera de la Tierra. En particular, la componente roja se desvía hacia el cono de sombra de nuestro Planeta y cuando la Luna entra en él, se ilumina de ese color.

eclipselunarabano

A la larga lista de historias relacionadas con el eclipse de Luna, pertenece la de cómo un eclipse de ese tipo salvó a Colón. Los indígenas estaban cansados de Él y de su tripulación, por lo que decidieron no colaborar más con ellos. De ahí a la matanza hay un paso. Colón recurrió a un eclipse de Luna para amenazarlos con que la Luna enrojecería de ira si no colaboraban con ellos. Colón disponía de precisas cartas celestes (Conocer Ciencia, 23/jul./2008, Cómo un eclipse salvó a Cristobal Colón, https://pepascientificas.blogspot.com/2008/07/cmo-un-eclipse-salv-cristobal-coln.html).

El 21 de enero del 2019, se produjo un eclipse total de Luna.
En relación a este suceso, mi amigo Enrique Almada me comentó algo que prolonga la lista de creencias relacionadas con estos eventos.
Shunko, que en idioma quechua significa el más pequeño, es una novela del escritor, maestro y entomólogo Jorge Washington Ábalos (https://es.wikipedia.org/wiki/Shunko). En ella se narra la historia de una vieja costumbre de los habitantes de la Provincia de Santiago del Estero, Argentina.
Allí molían el maíz en morteros (https://es.wikipedia.org/wiki/Mortero_(utensilio)).
En los eclipses de luna, golpeaban los morteros para revivir a la Luna moribunda.
¿Continuarán con esa costumbre?

pdp.

La curiosa caraterística de las SNs ricas en Calcio.

Las estrellas son los lugares donde se sintetizan los elementos y compuestos químicos.
Cuando las masivas estallan como supernovas, retornan material enriquecido el espacio, parte de él se sintetizó en su interior y otra se produjo en la explosión. De ahí que nuestra química provenga de las estrellas; por eso se dice que somos hijos de la estrellas (https://hipertextual.com/2017/04/frase-mas-famosa-carl-sagan).

La supernova SN 2005E mostró ser rica en Calcio.
Esta SN se dió en las afueras (muy afuera) de la galaxia NGC 1032, casi en el espacio intergaláctico, mostrando una masa eyectada de tan sólo 0,3 veces la masa del Sol, donde del 40% al 50% de esa materia era Calcio.

En la imagen (a) se observa la galaxia NGC 1032 antes del evento de SN. En la (b) se señala la clara evidencia del evento SN 2005E.- Crédito de la imagen en la referencia al pie de este artículo.

No se ajustó satisfactoriamente a los modelos conocidos.
La falta de Hidrógeno descartó que se trate de una SN de tipo II. La ausencia de Silicio, la poca masa eyectada y el modesto brillo descartaban que sea de tipo Ia. La cantidad de masa eyectada tampoco estaba de acuerdo con una estrella masiva involucrada en las de tipo Ib.

El modelo más probable indicaba que se trató de una binaria de enanas blancas, dos restos evolutivos de estrellas de tipo Solar. Una de ellas donó masa a la otra lo que produjo la detonación de ese material en las capas superficiales de la receptora.
Con el tiempo, se hallaron más SNs ricas en Calcio y también se encontró evidencias de este tipo de SNs en los registros de este tipo de eventos.

No sólo compertían las mismas características, sino que, sorprendentemente, todas se habían dado en las regiones exteriores de su galaxia, incluso fuera de ellas.

Las estrellas hiperveloces se ven aceleradas a velocidades que les permite escapar de sus galaxias hospedantes. El proceso puede ser un encuentro cercano con una estrella muy masiva o incluso un agujero negro. En ese encuentro (no se trata de un choque directo) los objetos se aceleran mutuamente y el menos masivo siente la mayor aceleración. En ese “reboleo” sale disparado.

¿Cómo es que todas las SNs ricas en Calcio están muy alejadas de sus galaxias?; ¿es posible que esas binarias progenitoras de SNs ricas en Calcio sean hiperveloces?

Referencia:

pdp.

Una binaria con material circumbinario polar.

Las estrellas jóvenes suelen estar rodeadas de gas y polvo, o sea, de material circunestelar.
Al menos la tercera parte de ellas forma planetas de ese material y, por razones gravitatorias, las órbitas de esos cuerpos se desalinean. Por ejemplo: nuestro Sistema Solar, tiende a un plano que no está en coincidencia con el plano del ecuador del Sol (pdp, 19/jul./2016, ¿Qué inclinó al Sistema Solar?, https://paolera.wordpress.com/2016/07/19/que-inclino-al-sistema-solar/).

Los modelos de formación y evolución planetaria, predicen estas desalineaciones y las observaciones apuntan a hallar material circunestelar desalineado. Tanto así, que en teoría, se ha contemplado la posibilidad de una configuración de material protoplanetario sumamente inclinado y hasta protoplanetas o planetas con grandes desalineaciones, incluso en un sistema binario.
Pues la observación confirmó las existencia de estas exóticas configuraciones, al menos en un caso.

Las estrellas binarias se orbitan mutuamente alrededor de un punto conocido como baricentro o centro de masas. Su órbitas pertenecen al mismo plano (son coplanares). De tener material circumbinario, podría estar en el mismo plano o inclinado respecto de él, o sea desalineado.

Pues bien, se observó a una joven binaria donde el material circumbinario está a casi 90° del plano de sus órbitas relativas.

Illustration of System HD 98000

Ilustración crédito: University of Warwick/Mark Garlick

Con el tiempo, este material orientado de esta manera, podría dar origen a planetas con órbitas polares, o sea que pasan cerca de los polos orbitales de las binarias.

Desde un planeta en órbita circumbinaria polar a estas binarias, se vería que, en perspectiva, las estrellas entran y salen de ese disco de materia a medida que se orbitan entre ellas.

Illustration of System HD 98000

Ilustración crédito de University of Warwick/Mark Garlick

Esta configuración podrían ser más común de lo pensado, es decir no tan exótica.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Recreando cráteres de impacto.

Planetas, lunas y asteroides muestran cráteres de impacto.
Como su nombre lo indica, se producen por el choque de un objeto menor sobre la superficie. Se caracterizan por tener un borde más o menos delgado y a veces un pico central.
Ese pico aparece cuando el material desplazado bruscamente por la onda expansiva, retorna al centro del cráter en un efecto “rebote”. Algo similar ocurre cuando un objeto cae sobre la superficie de un líquido. Éste es desplazado y rápidamente vuelve al centro donde colapsa formando la salpicadura. Dependiendo del terreno, algunos son “escalonados” en su interior y otros facetados en su contorno (pdp, 02/oct./2015, Cráteres facetados, https://paolera.wordpress.com/2015/10/02/crateres-facetados/).

Pero los cráteres de impacto suelen tener otra característica: unos rayos de materia o estructuras radiales que salen de él recorriendo el terreno, a veces, hasta grandes distancias del impacto.

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Nótese los rayos de material que salen del cráter Tycho en la Luna (parte inferior de la imagen)- crédito Credit: Fred Locklear 

Se puede recrear la formación de un cráter de este tipo sin necesidad de grandes elementos.
Para eso debemos usar un material liviano como la harina. Este material desparramado sobre una superficie, nos permitirá arrojarle objetos desde cierta altura y provocar fácilmente cráteres sin necesidad de altas velocidades de impacto. Incluso podemos poner una capa de cocoa (chocolate en polvo) para ver el comportamiento de las diferentes capas de materiales.

Video: How to make craters (with flour, cocoa and a box)

Publicado el 18 jun. 2013.

Podemos arrojar objetos de diferentes pesos y formas e incluso con diferentes ángulos, variando la velocidad de impacto con la altura desde donde los soltamos.
Veremos que en algunas situaciones se generan las llamativas estructuras radiales de polvo.
Si el suelo es generosamente llano, obtendremos simples cráteres de impacto. Pero si el suelo está ondulado y el material está desparramado de una forma “desprolija”, entonces aparecerán las estructuras radiales de material eyectado.
Aparentemente, las ondulaciones del suelo hacen que el material expulsado tenga direcciones preferenciales produciéndose así los llamativos rayos de material.

Lo más interesante es que esto lo podemos recrear en casa.

Referncias:

Fuente: