Naves espaciales

Una nave espacial es un vehículo o máquina diseñada para volar en el espacio exterior. Las naves espaciales, un tipo de satélite artificial, se utilizan para una variedad de propósitos, que incluyen comunicaciones, observación de la Tierra, meteorología, navegación, colonización espacial, exploración planetaria y transporte de humanos y carga. Todas las naves espaciales, excepto los vehículos de una etapa a órbita, no pueden ingresar al espacio por sí mismas y requieren un vehículo de lanzamiento (cohete portador).

En un vuelo espacial suborbital, un vehículo espacial ingresa al espacio y luego regresa a la superficie, sin haber ganado suficiente energía o velocidad para hacer una órbita completa de la Tierra. Para los vuelos espaciales orbitales, las naves espaciales entran en órbitas cerradas alrededor de la Tierra o de otros cuerpos celestes. Las naves espaciales utilizadas para vuelos espaciales humanos llevan a las personas a bordo como tripulación o pasajeros desde el inicio o en órbita (estaciones espaciales) solamente, mientras que las utilizadas para misiones espaciales robóticas operan de forma autónoma o telerrobótica. Las naves espaciales robóticas utilizadas para apoyar la investigación científica son sondas espaciales. Las naves espaciales robóticas que permanecen en órbita alrededor de un cuerpo planetario son satélites artificiales. Hasta la fecha, solo un puñado de sondas interestelares, como Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y 2, y New Horizons, están en trayectorias que salen del Sistema Solar.

La nave espacial orbital puede ser recuperable o no. La mayoría no lo son. Las naves espaciales recuperables pueden subdividirse por el método de reingreso a la Tierra en cápsulas espaciales no aladas y aviones espaciales alados.

La humanidad ha logrado el vuelo espacial, pero solo unas pocas naciones tienen la tecnología para los lanzamientos orbitales: Rusia (RSA o «Roscosmos»), los Estados Unidos (NASA), los estados miembros de la Agencia Espacial Europea (ESA), Japón (JAXA), China (CNSA), India (ISRO), Taiwán(Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Chung-Shan, Organización Nacional del Espacio de Taiwán (NSPO),​ Israel (ISA), Irán (ISA) y Corea del Norte (NADA).

Fuentes: https://es.wikipedia.org/wiki/Nave_espacial

Anuncio publicitario

Efecto Rayleigh y efecto Mie

¿Por qué el cielo es azul? ¿A qué se debe un bello atardecer rojizo? ¿Y un día gris? La respuesta está en la dispersión de la luz y los efectos Rayleigh y Mie.

La luz solar es una radiación electromagnética compuesta por distintas longitudes de onda. Nuestro ojo capta sólo la parte de luz que corresponde a determinadas frecuencias de longitud de onda. La luz blanca es la suma de todas las longitudes de onda que percibimos.

Cada color es una única longitud de onda. Siguen el orden del arcoíris: el color rojo tiene la longitud de onda más larga, y el violeta la más corta. La dispersión de la luz es su descomposición en colores. Las longitudes de onda toman ángulos distintos y los colores se separan. A mayor longitud de onda, mayor ángulo.

Cuando la luz solar entra en contacto con la atmósfera, se dispersa. Nuestra atmósfera la forman partículas pequeñas, y el grado de humedad favorece la mayor difusión de unos colores frente a otros.

Efecto Rayleigh

La luz es una forma de radiación, es decir, de energía. Al chocar con las partículas pequeñas de la atmósfera produce el efecto Rayleigh. Parte de la energía se transfiere a estas partículas, que vibran y difunden la luz en todas direcciones. Por eso la luz llena todo el cielo.

Fuera de la atmósfera el cielo es oscuro, aunque llegue la luz del Sol. Las ondas cortas son las que tienen mayor difusión. Es decir, las violetas y azules. Como la luz blanca contiene mayor cantidad de luz azul que violeta, predomina el azul. Además, nuestro ojo es más receptivo al azul. Vemos el Sol amarillo porque ya hemos restado el color azul a la blanca. Y, cuando está alto, el amarillo prevalece sobre el rojo porque su longitud de onda es más corta.

Dispersión de Mie

A las horas del crepúsculo y el atardecer el Sol está bajo. Las ondas recorren un camino más largo a través de la atmósfera. Así que las de longitud de onda corta se pierden y prevalecen las de onda larga. Por eso se difunden los colores rojizos. También influye la cantidad de polvo acumulado en la atmósfera.

El efecto Mie se produce cuando la luz choca con partículas o moléculas grandes. Las partículas absorben una parte de la luz y reflejan el resto, como pequeños espejos. Aquí el color depende de la composición de la partícula. Cuando la atmósfera está muy cargada y las nubes son espesas, el efecto Mie se acentúa y favorece los colores grises.

El efecto Mie domina la atmósfera de Marte. Su cielo no es azul sino de un plomizo rojo y amarillo. Carl Sagan describe la decepción de la prensa cuando mostraron las primeras fotos del cielo de Marte. Nada comparable a nuestro hermoso cielo azul.

Fuente: https://www.astromia.com/astronomia/rayleighmie.htm

El cubo de Newton y el espacio absoluto

¿Es el espacio «algo»? ¿O flota la materia en medio de la «nada»? ¿Qué se puede descubrir con un cubo, una cuerda y agua?

En 1689, Newton quiso demostrar que el espacio sí era algo. Lo llamó «espacio absoluto». Llenó un cubo de agua, lo ató a una cuerda y lo colgó de una barra fija. Imaginémoslo como un columpio infantil. Retorció la cuerda al máximo, y lo soltó. El cubo comienza a girar, cada vez más rápido.

Durante unos momentos el agua sigue en reposo. Gira con el cubo, pero no con respecto al cubo. No tiene movimiento independiente y su superficie permanece plana. Pero pasados unos instantes, el movimiento del cubo se transfiere también al agua. El agua comienza a girar, forma un remolino y su superficie se vuelve cóncava. ¿Por qué?

Esto se debe a que la fuerza del giro empuja el agua contra las paredes del cubo. Como cuando la montaña rusa toma una curva y sentimos el empuje hacia fuera. Finalmente, el cubo frena, pero el agua sigue cóncava y girando por unos instantes más. Cuando el agua frena, su superficie vuelve a ser plana.

El razonamiento de Newton fue el siguiente. ¿Cómo podemos distinguir que algo se mueve? Sólo hay una forma de saberlo, y esta consiste en tomar como referencia algo que no se mueve. El movimiento sólo existe con respecto a algo. Con cualquier referencia espacial sucede lo mismo: no hay izquierda sin derecha, ni arriba sin abajo, ni rápido sin lento…

El agua no se mueve con respecto al cubo. Sus tiempos no coinciden. Cuando el cubo ya se mueve, el agua aún no. Y cuando el cubo ya se ha parado, el agua sigue moviéndose. Y sabemos que se mueve porque su superficie cambia de forma, siente la fuerza del movimiento. Entonces, ¿con respecto a qué se mueve?

Para Newton, el agua se mueve con respecto al espacio absoluto. Si el espacio no fuera nada, no habría referencia para el movimiento y, por tanto, no habría movimiento. El espacio absoluto es la referencia absoluta del movimiento. La prueba de que es «algo». Y además, algo en reposo absoluto.

Todas las leyes del movimiento y la gravitación de Newton se basan en su idea de espacio absoluto. Otros como Huygens, Leibniz, Mach y Einstein lo niegan. Leibniz lo compara al abecedario.

El abecedario sería el espacio y las letras la materia. Sin letras, el abecedario no es nada, no existe. El movimiento es relativo y sólo existe en relación a la materia. Si no hubiera materia en el espacio, tampoco existiría el movimiento.

Einstein negó el movimiento y reposo absolutos. Todo es relativo. Unificó espacio y tiempo. El espacio ya no es algo independiente ni inmóvil. Entonces la pregunta sería: ¿qué es el espaciotiempo? Aún no tenemos respuesta definitiva.

Fuente: https://www.astromia.com/astronomia/espacioabsoluto.htm

El electromagnetismo según Maxwell

A mediados del siglo XIX, los científicos sabían que los fenómenos eléctricos y magnéticos guardaban algún tipo de relación, pero desconocían cómo ni porqué. Buscaban la respuesta. Algunos como Morse y Marconi supieron ver su importancia para las telecomunicaciones.

Oersted demostró que las corrientes eléctricas producían campos magnéticos. Y Faraday el proceso inverso, es decir, que un campo magnético podía producir corrientes eléctricas. Pero fue el escocés James Clerk Maxwell quien unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos en una única fuerza, en 1873.

Maxwell creía que todo el espacio estaba lleno de una sustancia electromagnética invisible, una especie de éter, por el que se expandían las fuerzas. Lo imaginaba como las celdillas de un panal de abejas, y por su interior discurría la energía.

Introdujo la idea de campos de energía. La causa de todo magnetismo era un movimiento de carga eléctrica. Las corrientes eléctricas son movimientos de carga eléctrica y, por eso, producen un campo magnético (en realidad, electromagnético). Cuando dos corrientes eléctricas circulan en el mismo sentido, se atraen. Si circulan en sentido contrario, se repelen.

La unificación de Maxwell supuso una revolución en el mundo de la Física. Casi todas las herramientas que empleamos en nuestra vida cotidiana se basan en el electromagnetismo. Por ejemplo, la web. También está presente en todo nuestro entorno. Es el responsable de que no atravesemos las paredes o no nos precipitemos hasta el centro de la Tierra por efecto de la gravedad.

El electromagnetismo es millones de veces más fuerte que la gravedad, afortunadamente para nosotros. La repulsión electromagnética entre nuestros átomos y los del resto de objetos hace que podamos tocarlos sin atravesarlos. En algunos materiales los electrones se alinean de tal menera que multiplican su repulsión o atracción, y por eso podemos ver el efecto de la fuerza. Es el caso de los imanes que todo el mundo conoce.

Maxwell unificó las fuerzas eléctrica y magnética mediante cuatro ecuaciones matemáticas. También comprobó su relación con la velocidad de la luz. El porqué sigue siendo un misterio. La constante eléctrica dividida entre la constante magnética da exactamente la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz es una constante en la Naturaleza, y también un límite hasta ahora infranqueable. Curiosamente, la velocidad de la fuerza de gravedad también es la velocidad de la luz. Estas casualidades confirmaron a Eisntein en su creencia de que todo en la Naturaleza está relacionado, y que existe una teoría unificada, una teoría del todo.

Fuente: https://www.astromia.com/astronomia/electromaxwell.htm

Teoría del universo cíclico

En la char­la “La as­tro­no­mía y el con­cep­to del Uni­ver­so”, Peim­bert hizo un re­cuen­to cro­no­ló­gi­co de la for­ma en que ha ido evo­lu­cio­na­do nues­tra vi­sión del uni­ver­so y com­par­tió al­gu­nos as­pec­tos que dijo, le cau­san asom­bro, como es el caso de los exo­pla­ne­tas; pla­ne­tas que or­bi­tan al­re­de­dor de las es­tre­llas fue­ra de del Sis­te­ma So­lar. Mis­mos que son muy di­fí­ci­les de de­tec­tar por el res­plan­dor de las es­tre­llas al­re­de­dor de las que or­bi­tan.

Tam­bién ha­bló so­bre la ma­te­ria os­cu­ra, agu­je­ros ne­gros y al­gu­nos ob­je­tos de­ma­sia­do pe­que­ños que no pro­du­cen luz pro­pia y que son im­per­cep­ti­bles al ojo hu­mano cuan­do vol­tea­mos al cie­lo para ver las es­tre­llas, pero es ma­te­ria que se en­cuen­tra ahí.

Por ejem­plo, los dis­cos de ma­te­ria al­re­de­dor de es­tre­llas en for­ma­ción, en las que a su vez se es­tán for­man­do sus pla­ne­tas. Como es el caso de HL Tau­ri, la es­tre­lla ubi­ca­da en la cons­te­la­ción de Tau­ro, en­con­tra­da en el cen­tro de un sis­te­ma de ani­llos con­cén­tri­cos he­chos de gas y pol­vo que está pro­du­cien­do pla­ne­tas y que se pudo cap­tu­rar hace ape­nas 6 años, en 2014.

Peim­bert re­cor­dó que, para en­ten­der y tra­tar de de­ter­mi­nar la dis­tri­bu­ción del uni­ver­so y su com­por­ta­mien­to, es ne­ce­sa­rio co­no­cer las dis­tan­cias y di­men­sio­nes in­clu­so de los ob­je­tos más le­ja­nos. Lo que se lo­gra a tra­vés de ra­yos gam­ma, ra­yos x, luz ul­tra­vio­le­ta, de­tec­to­res sen­si­bles de ra­yos cós­mi­cos, etc. Sin em­bar­go, aún hay enig­mas que des­co­no­ce­mos y que se en­cuen­tran más allá del Uni­ver­so ob­ser­va­ble, como la pre­sión ne­ga­ti­va, la ener­gía del va­cío o ener­gía os­cu­ra.

Los mo­de­los de ex­pan­sión del uni­ver­so no sólo de­mues­tran que el Uni­ver­so se ex­pan­de, sino que se tra­ta de una ex­pan­sión ace­le­ra­da que po­dría ser cau­sa­da por ener­gía os­cu­ra, ex­pli­có, lo que iría en con­tra de lo es­pe­ra­do si el uni­ver­so es­tu­vie­ra com­pues­to solo por ma­te­ria or­di­na­ria.

Peim­bert tam­bién hizo hin­ca­pié en que ni la Tie­rra ni el Sol son el cen­tro del uni­ver­so, ni se en­cuen­tran en lu­ga­res pri­vi­le­gia­dos, ni son úni­cos. “Por lo tan­to no po­de­mos de­cir que lo úni­co que exis­te es el Uni­ver­so ob­ser­va­ble”.

Teoría cíclica contempla la existencia de universos paralelos y multiversos

La paradoja de Fermi y la existencia de vida extraterrestre

El universo es un sitio grande, muy grande, y ahora somos conscientes de que, además de galaxias y estrellas, los planetas son muy comunes en él. Esto puede parecer algo muy obvio, pero hasta 1992 no tuvimos constancia observacional de la existencia de planetas orbitando estrellas distintas de nuestro Sol.

Así que hoy día tenemos constancia de que en la parte del universo que podemos ver, el universo observable, hay unas cien mil millones de galaxias. En cada una de esas galaxias estimamos que han de haber unas cien mil millones de estrellas. Y ahora sabemos que hay aproximadamente un planeta por cada estrella.

Conociendo todos estos datos no es extraño que el ser humano se cuestione: ¿Estamos solos en el universo? No es para nada un planteamiento original, pues la humanidad se lo ha preguntado desde que tuvo la constancia de su lugar en el universo. Pero, sin duda alguna, el que la formuló de una forma más contundente fue Enrico Fermi.

Los problemas de Fermi

Fermi fue un físico italiano que hizo grandes aportaciones a diversos campos de la física, desde la estructura nuclear hasta el comportamiento estadístico de muchas partículas cuánticas. Fue un experimentador nato, un teórico de primera clase, un profesor apreciado y una apasionado por la física en general. Pero Enrico Fermi también es conocido por su capacidad de hacer estimaciones basándose en simples hipótesis de partida. Estos son los conocidos como “problemas de Fermi” entre los que destacan cuántos pelos tenemos en promedio en la cabeza o cuántos afinadores de pianos hay en tu ciudad.

Un ejemplo de este tipo de estimaciones es su curiosa deducción de la potencia de la detonación de la primera prueba de una bomba atómica. Fermi estuvo presente en la prueba y cuentan que cuando pasó la onda expansiva dejó caer unos cuantos papelitos. Observando la distancia que esos papelitos habían recorrido y la sensación que él mismo tuvo al pasar la onda expansiva, valoró la potencia de la bomba y ¡voilá! Su valor estuvo en el mismo orden de magnitud que el valor real calculado por otros científicos.

La visita de los extraterrestres

En el verano de 1950, Fermi estaba pasando un día junto a otros tres colegas, Edward Teller, Herbert York y Emil Konopinski y salió a colación la posible existencia de civilizaciones extraterrestres presentes en nuestra galaxia. Como no podía ser de otra manera, Fermi se mostró entusiasmado con la cuestión y, de hecho, se planteó la posibilidad de que nos hubieran visitados tales civilizaciones. Y el planteamiento fue tal que así:

• Tenemos unas cien mil millones de estrellas en nuestra galaxia. Muchas de ellas serán similares a nuestro Sol y muchas de estas serán mucho más viejas que nuestra estrella.
• Seguro que algunas de esas estrellas tienen planetas que pueden soportar vida.
• En muchos de esos planetas con vida se darán las circunstancias y características de estabilidad que hayan permitido el desarrollo de vida inteligente.
• Algunas de esas civilizaciones habrán sobrevivido en el tiempo y habrán avanzado tecnológicamente tanto como para afrontar viajes espaciales.
• Aunque no se puedan mover a la velocidad de la luz ni superior, han tenido el tiempo suficiente de llegar a la Tierra.

¿Dónde está todo el mundo?

Si todos estos puntos son correctos, deberíamos de haber tenido constancia inequívoca de la visita de extraterrestres. Como no es el caso, Fermi se preguntó: ¿Dónde está todo el mundo?

Hoy día, se habla de problema o paradoja de Fermi en un sentido más amplio, la cuestión no es ya si nos han visitado o no, es simplemente si podremos tener contacto con alguna civilización extraterrestre en caso de existir. Este problema de Fermi ha suscitado mil y unas posibles resoluciones, sin embargo, aún nos queda mucho por conocer del universo, de la física, de la química y de la biología para poder dar una respuesta definitiva.

https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/paradoja-fermi-y-existencia-vida-extraterrestre_14031

Materia Oscura

La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933, ante la evidencia de una «masa no visible» que influiría en las velocidades orbitales de los cúmulos en las galaxias. Posteriormente, otras observaciones han indicado la posible presencia de materia oscura en el universo, las cuales incluyen la citada velocidad de rotación de las galaxias, así como los lentes gravitacionales de los objetos por los cúmulos de galaxias, tales como el Cúmulo Bala (1E 0657-56); igualmente, la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias, cúmulos de galaxias y nebulosas. Otra posible hipótesis alternativa, propuesta por los físicos Stephen Hawking y Bernard Carr en 1974, es la existencia agujeros negros primordiales después del Big Bang que representan toda la materia oscura en el universo.​

La materia oscura también desempeña un papel central en la formación de estructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo cósmico de microondas. Todas estas pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y todo el Universo contendría mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado «el componente de materia oscura».

La composición de la materia oscura se desconoce. Algunos de los candidatos a materia oscura pueden ser neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas, los planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.

El componente de materia oscura tiene bastante más masa que el componente «visible» del Universo.⁶​ Actualmente, se estima que la densidad de bariones ordinarios y la radiación en el Universo equivalen aproximadamente a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio. Aproximadamente, solo el 5% de la densidad de energía total en el Universo (inferido de los efectos gravitacionales) se puede observar directamente. Se estima que en torno al 23% está compuesto de materia oscura. El 72% restante consistiría en energía oscura, un componente incluso más extraño, distribuido difusamente en el espacio.⁷​ Alguna materia bariónica difícil de detectar contribuye a la materia oscura, aunque algunos autores defienden que constituye solo una pequeña porción.⁸​⁹​ Aun así, hay que tener en cuenta que del 5% de materia bariónica estimada (la mitad de ella todavía no detectada) se puede considerar materia oscura bariónica: todas las estrellas, galaxias y gas observables reúnen menos de la mitad de los bariones que se supone debería haber. Se cree que toda esta materia puede distribuirse en filamentos gaseosos de baja densidad, formando una red por todo el universo, en cuyos nodos se encuentran los diversos cúmulos de galaxias. En mayo de 2008, el telescopio XMM-Newton de la agencia espacial europea encontró pruebas de la existencia de dicha red de filamentos.¹⁰​

La determinación de la naturaleza de esta masa no visible es una de las cuestiones más importantes de la cosmología moderna y la física de partículas. Las denominaciones «materia oscura» y «energía oscura» expresan principalmente nuestro desconocimiento, casi como los primeros mapas etiquetados como «Terra incógnita«.

La luna se aleja de la Tierra

Adiós Luna, adiós

La Luna, unas cuatro veces más pequeña que la Tierra, parece una constante de nuestro cielo, pero la verdad es que lleva en un estado de cambio continuo desde entonces. Y es porque la Tierra y la Luna se están ‘separando’. La Luna recién nacida, estaba casi 16 veces más cerca de la Tierra de lo que está hoy. A medida que se enfriaba, la luna retrocedió, hasta miles de kilómetros en la distancia. Y, cada día, la Luna se aleja de nosotros un poco más.

Desde hace más de 50 años los científicos están midiendo exactamente esta distancia. La Luna está aumentando su órbita y alejándose de nosotros a un ritmo de 4 centímetros anual (concretamente 3,78 cms por año).

Pero, ¿por qué se aleja?

Las fuerzas de la gravedad son invisibles e inquebrantables, y sin importar lo que hagamos o cómo nos sintamos con respecto a ellas, seguirán empujando a la Luna. Durante muchos millones de años, seguiremos separándonos. Lo que ocurre en este caso es que la Luna genera mareas en los océanos de la Tierra y las mareas “consumen” muchísima cantidad de energía por rozamiento. El rozamiento es lo que frena la rotación de la Tierra. Por ello, la luna retrocede, y eso ralentiza la rotación de la Tierra. Todo este arrastre de un lado a otro empuja a la luna hacia afuera y hace que su órbita sea más grande. Aunque sea muy despacio, lo hace. Y no hay vuelta atrás.

La órbita de la Luna con respecto a la Tierra es elíptica y no perfectamente redonda, por lo que cada noche está más cerca o más lejos de nosotros. Sin embargo, en promedio, la Luna se encuentra a unos 385.000 km de distancia de nosotros.

¿Qué ocurrirá? ¿Nos quedaremos sin Luna para siempre?

En unos 50.000 millones de años, la Luna dejará de alejarse de nosotros y se establecerá en una órbita estable. En este punto, nuestro satélite tardará unos 47 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra (actualmente, tarda un poco más de 27 días). Y, cuando se consiga esta nueva estabilidad, la Tierra y la Luna estarán bloqueadas por mareas entre sí. Como resultado, parecerá que la Luna siempre está en el mismo lugar en el cielo.

¿El problema? Que el Sol tendrá otros planes en unos 5.000 millones de años, pues se transformará en una gigante roja cuando acabe su combustible y la Tierra y todo lo que se encuentre a su alcance, como resultado de su expansión, acabarán engullidos por el Sol en un último aliento.

La última teoría de Hawking sobre el origen del universo

La astrofísica moderna no sería nada sin Stephen Hawking. Sus ideas fueron el germen de las nuevas teorías del espacio-tiempo. Pero su última hipótesis, publicada tras su fallecimiento, resultó sorprendente: sostenía que en realidad el universo primitivo podría ser más sencillo de lo que había postulado con anterioridad.

A Stephen Hawking, quizá el físico teórico más influyente de la física moderna, nunca le faltó sentido del humor. Un 14 de marzo de 2018 nos dejaba y lo hacía de una forma totalmente inesperada e irónica: dejando preparada una teoría que desmentía todo lo que él había promulgado durante toda su vida. Un giro de guion sublime.

Implicaciones en el origen del universo

“Esta teoría nos ofrece una nueva ruta para comprender de manera más profunda porqué nuestro universo es especial y habitable. Ofrece la esperanza de dilucidar sobre nuestro lugar en este gran esquema”, nos explica Thomas Hertog, coautor de la nueva teoría. Pero para entender esta gran afirmación, vayamos por partes.

Y si todo es más sencillo de lo pensado?

La idea actual sobre cómo se creó y evolucionó el universo fue en parte gestada por el propio Hawking, ya que en su tesis doctoral, titulada “Propiedades de Universos en Expansión”, explicó que durante el Big Bang–el momento de creación del Universo– se experimentó una fase de expansión acelerada inicial, seguida de otra de expansión decelerada en la que las partículas subatómicas (las que forman los átomos), que estaban en un estado de muy alta densidad, pasaron a formar planetas, estrellas y galaxias de una forma que entonces resultaba misteriosa y que hoy comprendemos mejor gracias a las investigaciones posteriores de Mukhanov y del propio Hawking.

Durante este proceso inicial, no solo surgió nuestro universo sino también el espacio en el que se ubica, y con él muchos otros universos, lo que dentro de la física se conoce como el “multiverso”. Ese universo de universos se puede imaginar como millones de burbujas que surgen en un agua hirviendo que no deja de expandirse. Esas burbujas se comportan en el agua de un modo impredecible, ya que cada una de ellas se puede guiar por sus propias leyes físicas. En este multiverso todo es posible.

Referencia:https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/ultima-teoria-hawking-sobre-origen-universo_15286

El arcoiris de Newton

Newton, el científico más creativo y completo que ha dado la Historia, no escapó a esa fascinación. En 1667 presentó ante la Royal Society su experimento sobre la descomposición de la luz solar.

Experimento de Newton con la luz
En aquella época dominaba la idea de Descartes de que la luz estaba compuesta por pequeños corpúsculos. Los colores eran la mezcla de luz y oscuridad, en distintas proporciones. Antes que Newton, Descartes ya intentó descomponer la luz, pero sólo logró obtener los colores rojo y azul.

Newton empleó un par de prismas de vidrio que, por entonces, eran populares como juguetes infantiles. Así que fue un experimento muy barato. Preparó una estancia en total oscuridad. Sólo a través de un agujero en la ventana entraba un rayo de luz solar. Colocó el prisma delante del rayo de luz, de modo que lo atravesara y reflejara la luz en la pared opuesta, a 7 metros de distancia. En la pared aparecían los colores del arco iris de forma alargada, uno sobre otro.

Cabían dos posibilidades. O bien el prisma daba color a la luz, o la luz era la mezcla de todos los colores y el prisma se limitaba a descomponerla. Para comprobarlo, utilizó el segundo prisma. Tras la luz descompuesta en colores colocó otra pantalla con un agujero, a unos 3 metros. Por este agujero fue haciendo pasar los colores de uno en uno. De modo que, detrás de la pantalla, sólo podía verse el color elegido. Por ejemplo, el rojo. Una vez aislado un color, lo hacía pasar a través del segundo prisma y lo reflejaba en otra pared.

Descomposición de la luz
Comprobó que ahora sólo cambiaba el ángulo, pero no el color. Es decir, si habíamos aislado el rojo, al atravesar el segundo prisma seguía saliendo rojo. Y así con todos los colores. Dedujo que los colores del arco iris eran colores puros, mientras que la luz blanca era la mezcla de todos ellos. El prisma no añadía ninguna cualidad a la luz, sino que la descomponía. Al proyectar los colores y juntarlos de nuevo, la luz volvía a ser blanca.

El experimento causó sensación en la Royal Society. Newton logró descomponer la luz solar, pero siguió sin saber por qué. Entonces aún no se conocía la naturaleza ondulatoria de la luz.

Hoy sí la conocemos: los colores son ondas, y cada color tiene una longitud de onda diferente. Las longitudes de onda son más largas cuanto más se acercan al rojo, y más cortas hacia el violeta. Cuando la luz blanca entra en el prisma, cada color toma un camino distinto y lo atraviesa a distinta velocidad. Salen reflejados con distinto ángulo. Por eso los colores se separan y se ven en la pared de forma alargada uno sobre otro, y no circular.

Siete colores del Arco Iris
Es el mismo proceso que forma el arco iris. Las gotas de agua actúan como el prisma. La luz solar se refleja en la cara interna de las gotas de lluvia y se descompone en colores.

Una curiosidad: Newton estableció que la luz blanca se descomponía en siete colores. Podría haber dicho seis u otra cifra (¿alguien sabe qué clase de color es el añil?). Se debe al peso de la tradición griega en nuestra cultura europea, donde el número siete es fundamental. De ahí que se repita tanto, incluso en los cuentos infantiles de tradición europea. Es la misma razón que llevó a Pitágoras a fijar en siete las notas musicales.

Fuente: https://www.astromia.com/astronomia/newtonluz.htm