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Curiosidades de la Luna

Escrito por Enunlugarenelcosmos 23-03-2017 en ciencia. Comentarios (0)

La órbita de la Luna aumenta unos 3.8 cm. por año. La Luna se aleja. Su órbita alrededor de la Tierra está inclinada respecto a la eclíptica (órbita de la Tierra alrededor del Sol). Si no fuera así, tendríamos un eclipse de Sol y otro de Luna cada mes, coincidiendo con las fases de Luna Nueva y Luna Llena respectivamente.

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Encélado (Saturno) pruebas de un océano subterráneo.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 23-03-2017 en ciencia. Comentarios (0)

La sonda Cassini ha encontrado posibles reservas de agua líquida a poca profundidad que erupcionan como géiseres en la superficie de Encélado. Este resultado, potencialmente muy importante, ha sido publicado en la revista Science, marzo de 2006. Imágenes de Cassini de alta resolución muestran chorros helados y altas "plumas" eyectando grandes cantidades de partículas a alta velocidad desde las formaciones denominadas Rayas de Tigre, en el hemisferio sur de Encélado; típicamente, estas tienen 130 km de longitud, 2 km de ancho y 500 m de profundidad. Se han examinado varios modelos para explicar este proceso. La evidencia y los modelos muestran que los jets escapan de depósitos de agua líquida a poca profundidad de la superficie.

De hecho, la prueba a favor de la existencia de un océano subterráneo de agua líquida entre 30 y 40 kilómetros de la superficie es que esta luna es cada vez mayor, aunque una alternativa sugerida a tal océano pueden ser grandes cavernas de hielo llenas de agua; modelos recientes muestran que su actividad geológica es incompatible con el hecho de que esté controlada únicamente por las fuerzas de marea y que está mejor explicada asumiendo la existencia de tal característica geológica, lo que convierte a esta pequeña luna en un objetivo ideal para la búsqueda de vida extraterrestre.

Previamente se sabía que existía vulcanismo en tres lugares en el Sistema Solar: Io, la Tierra, Tritón y posiblemente Venus. Ahora debemos agregar Encélado, considerado ahora como uno de los lugares más interesantes del sistema solar por la presencia de agua líquida tan cerca de la superficie.

El escenario que emerge del análisis de los datos recogidos por la sonda Cassini es el de un mundo de cierta actividad geológica, sobre todo en su región sur, en la forma de una especie de (crio)tectónica de placas. Las "rayas de tigre" son lugares similares a las cordilleras existentes en el centro de los océanos terrestres, en las cuales el material que emerge del interior crea nueva corteza y, por otro lado, el material expulsado por los géiseres acaba por volver a caer y taponar sus fuentes, para luego volver a aparecer en otro lado.

Una investigación sugiere que la actividad geológica se produce de manera periódica, cuando hielo caliente procedente del interior de Encélado sube a la superficie rompiendo la corteza. El satélite vive en la actualidad uno de esos episodios, lo que explica la juventud en términos geológicos de la región polar sur. Dichos períodos de actividad duran alrededor de 10 millones de años y se producen entre cada 100 millones y 2000 millones de años.







Cuerdas cósmicas

Escrito por Enunlugarenelcosmos 23-03-2017 en ciencia. Comentarios (0)

Las cuerdas cósmicas son defectos topológicos hipotéticos de primera dimensión que pueden haberse formado durante una transición de fase de ruptura de simetría en el universo temprano cuando la topología del múltiple de vacío asociado a este rompimiento de simetría no fue un conjunto simplemente conexo. Se espera que se forme al menos una cadena por volumen de Hubble . Su existencia fue contemplada por primera vez por el físico teórico Tom Kibble en los años setenta.

Son objetos unidimensionales, similares a las líneas de vórtices en el helio líquido, que pueden ser un remanente del Universo temprano después de que sufriese una transición de fase. Las cuerdas cósmicas fueron un tema popular de investigación en los 80 ya que se supone que pudieron iniciar la formación de grandes estructuras como las galaxias. La formación de cuerdas cósmicas es algo análoga a las imperfecciones que se forman entre los granos de cristal en los líquidos que se solidifican, o las grietas que se forman cuando el agua se congela en hielo. Las transiciones de fase que conducen a la producción de cadenas cósmicas probablemente hayan ocurrido durante los primeros momentos de la evolución del universo, justo después de la inflación cosmológica y son una predicción bastante genérica tanto en teoría de campos cuánticos como en modelos de teoría de cuerdas del universo primitivo.

Según las nuevas teorías el Universo puede haber sido creado a partir de unas cuerdas cósmicas: hilos invisibles más delgados que un átomo, terriblemente energéticos – pues la energía del Big Bang está en su interior – y desconcertantemente excéntricos en su comportamiento. Los hilos estarían repartidos de modo disperso, como una madeja de hilo desenrollado a lo largo y ancho del cosmos, y se moverían a una velocidad cercana a la luz.

En la teoría de cuerdas, el papel de las cuerdas cósmicas puede ser interpretado por las cuerdas fundamentales (o cuerdas F) que definen la teoría perturbativamente , por las cuerdas D que están relacionadas con las cuerdas F por la débil o fuerte llamada Dualidad-S , O D-Brana de más alta dimensión que están parcialmente envueltos en ciclos compactos asociados a dimensiones extra espacio-temporales de manera que sólo queda una dimensión no compacta.

El ejemplo prototípico de una teoría cuántica de campos con cuerdas cósmicas es el Mecanismo de Higgs. Se espera que la teoría del campo cuántico y las cuerdas cósmicas de la teoría de cuerdas tengan muchas propiedades en común, pero se necesita más investigación para determinar las características distintivas precisas. Las cuerdas F, por ejemplo, son completamente mecánicas cuánticas y no tienen una definición clásica, mientras que las cuerdas cósmicas de la teoría de campo se tratan casi exclusivamente clásicamente. Wikipedia.

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Vulcanismo en Ío (satélite de Júpìter)

Escrito por Enunlugarenelcosmos 21-03-2017 en ciencia. Comentarios (0)

Ío (satélite de Júpiter) es el cuerpo del sistema solar con mayor actividad volcánica. Sus volcanes, a diferencia de los terrestres, expulsan dióxido de azufre. La energía necesaria para mantener esta actividad volcánica proviene de la disipación del calor generado por los efectos de marea producidos por Júpiter, Europa y Ganímedes, dado que los tres satélites se encuentran en un caso particular de resonancia orbital llamada resonancia de Laplace. Las mareas de roca sólida de Ío son ocho veces más altas que las provocadas en los océanos terrestres por la interacción gravitacional con la Luna.

Algunas de las erupciones de Ío emiten material a más de 300 km de altura. La baja gravedad del satélite permite que parte de este material sea permanentemente expulsado de la superficie, distribuyéndose en un anillo de material que cubre su órbita. Posteriormente, parte de este material puede ser ionizado resultando atrapado por el intenso campo magnético de Júpiter. Las partículas ionizadas del anillo orbital de Ío son arrastradas por las líneas de campo magnético hasta la atmósfera superior de Júpiter donde se puede apreciar su impacto con la atmósfera en longitudes de onda ultravioleta, tomando parte en la formación de las auroras jovianas. La posición de Ío con respecto a la Tierra y Júpiter tiene también una fuerte influencia en las emisiones de radio jovianas, que son mucho más intensas cuando Ío es visible.

GIF: Secuencia de imágenes tomadas por la sonda New Horizons donde se observa la pluma volcánica producida por el volcán Tvashtar, que alcanza los 330 km de altura.




Diferencias entre fermiones y bosones.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 18-03-2017 en ciencia. Comentarios (0)

Existen dos tipos básicos de partículas elementales en modelo estándar.

-Los fermiones se caracterizan por tener un espín semientero (1/2,3/2...) son los constituyentes básicos de la materia e interaccionan entre sí por medio de bosones. Este tipo de partículas recibe el nombre en honor del gran físico italiano Enrico Fermi.

-Los bosones se caracterizan por tener espín entero (0,1,2,...) Son los encargados de transmitir las fuerzas en el modelo estándar. A diferencia de los fermiones no cumplen el principio de exclusión de Pauli. Algunos bosones, aunque se comportan como bosones, de hecho están compuestos de otras partículas. Por ejemplo, los núcleos de átomos de helio, bajo ciertas condiciones, se comportan como bosones aun cuando están compuestos por cuatro fermiones que, a su vez, no son elementales cuando son examinados en experimentos de muy alta energía.

Todas las partículas elementales son bosones o fermiones, dependiendo de si su espín es entero o semientero. En física de altas energías y de partículas se dice que los bosones son los mediadores de fuerza o partículas portadoras de las interacciones fundamentales, puesto que los campos eléctromagnético, electrodébil, fuerte y presumiblemente el gravitatorio están asociados a partículas de espín entero. De hecho, la descripción cuántica de las interacciones fundamentales mencionadas consiste en el intercambio de una partícula que será siempre un bosón virtual. Así la interacción de dichos bosones virtuales con fermiones reales es lo que da lugar a dichas interacciones o fuerzas fundamentales. El alcance de dicha interacción en general viene dado por la masa de la partícula intercambiada.

A los bosones involucrados en dichas interacciones se les denomina bosones gauge. Estos son los bosones W y Z para la interacción débil, los gluones para la interacción fuerte, los fotones para la fuerza electromagnética y el hipotético gravitón para la fuerza gravitatoria.

Las partículas compuestas por otras partículas, como los protones, los neutrones o los núcleos atómicos, pueden ser bosones o fermiones dependiendo de su espín total. De ahí que muchos núcleos sean, de hecho, bosones. Basta que el número de fermiones que componga esa partícula sea par para que el sistema compuesto sea un bosón. Así, la mayoría de los elementos tiene isótopos que serán fermiones, es el caso del helio-3, o bosones, como el helio-4. El deuterio es también bosón; sin embargo, sus vecinos protio y tritio son fermiones.

Mientras que los fermiones están obligados a cumplir el principio de exclusión de Pauli: "no puede haber más de una partícula ocupando un mismo estado cuántico", no existe dicha exclusión para los bosones, ellos pueden ocupar estados cuánticos idénticos. El resultado de esto es que el espectro de un gas de fotones a cierta temperatura de equilibrio posee un espectro de Planck (ejemplos de ello son la radiación del cuerpo negro o la radiación del fondo cósmico de microondas, testigo que nos remonta al universo temprano). El trabajo con láseres, las propiedades de superfluido del helio-4 y la reciente formación del condensado de Bose-Einstein son todos consecuencia de la estadística de los bosones.

Las diferencias entre las estadísticas bosónica y fermiónica es solo apreciable en grandes densidades, cuando las funciones de onda se superponen. A bajas densidades, ambos tipos de estadísticas se aproximan a la estadística de Maxwell-Boltzmann, donde ambos tipos de partículas se comportan clásicamente.

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