Una teoría prodigiosa

Se cumplen ahora 100 años de la publicación de la teoría de la relatividad general, sin duda una de las construcciones más bellas y abstractas producidas por la humanidad, una auténtica obra de arte científico que fue pergeñada por la mente de una persona de 36 años de edad, un hombre que, refugiándose de las múltiples condiciones adversas que le rodeaban, trabajaba en solitario: Albert Einstein.

En noviembre de 1915 Einstein se encontraba en Berlín y era víctima de varias guerras. La primera, la mundial, había penetrado en los despachos del instituto dirigido por el químico Fritz Haber en donde trabajaba Einstein. Los tres científicos que le habían atraído a Berlín -Max Planck, Walther Nernst y el propio Haber- consternaban a Einstein con su actitud belicista y su colaboracionismo con el ejército. En concreto, Haber, quien había encontrado ya su célebre método para sintetizar el amoníaco, lo que permitía la fabricación masiva de explosivos, se encontraba reorganizando el instituto para dedicarlo a la fabricación de armas químicas para el ejército alemán. La irracionalidad de esta guerra llevó a Einstein a defender unos ideales sociales y políticos de talante internacionalista y pacifista que mantuvo y acentuó durante el resto de su vida. La segunda guerra la estaba librando Einstein en un plano personal: su separación de Mileva Maric, con dos hijos por medio, era una fuente interminable de amargas desavenencias.

Einstein se refugiaba en el trabajo, pero también libraba una guerra en este plano pues mantenía una frenética competición con David Hilbert, el gran matemático de Gotinga que igualmente se encontraba trabajando, aunque desde un punto de vista puramente matemático, en la deducción de unas ecuaciones para la relatividad general. Según refiere Walter Isaacson, en su excelente biografía de Einstein, éste escribió en una carta a su hijo Hans Albert el 4 de noviembre: “A menudo estoy tan enfrascado en mi trabajo que me olvido hasta de comer”. Se encontraba además “agotado y agobiado” por dolores de estómago que no le permitían ir a Gotinga para debatir con Hilbert en persona.

Aún en este estado, Einstein fue capaz de concentrarse en el estudio de los tensores (unos objetos matemáticos similares a las matrices) y de la geometría no-euclídea de cuatro dimensiones, las herramientas que debían permitirle generalizar la teoría de la relatividad que, en una formulación restringida, había enunciado en 1905. Einstein se había comprometido previamente a dar una serie de cuatro conferencias al medio centenar de miembros de la Academia Prusiana en los jueves de noviembre. Y, mientras polemizaba epistolarmente con Hilbert, esa serie de conferencias constituyó el estímulo definitivo que le llevó a culminar su teoría.

En la primera de esas conferencias, impartida el día 4, rememoró las numerosas dificultades con las que llevaba luchando durante los últimos años para encontrar las ecuaciones que debían regir el comportamiento del campo gravitatorio y puso de manifiesto que las que estaba considerando entonces no eran aún completamente satisfactorias; sabemos hoy que aún le faltaban tres semanas para lograrlo. En la segunda presentó unas ecuaciones revisadas que no eran substancialmente mejores. En la tercera de las conferencias, el día 18, anunció que sus ecuaciones en el último formato eran capaces de explicar el movimiento de Mercurio (que no podía explicarse con la teoría tradicional de Newton) con total precisión y anunció un nuevo valor para la curvatura que debía sufrir un rayo de luz a su paso por la vecindad solar. El jueves siguiente, el día 25, fue cuando pronunció su famosa y apoteósica conferencia titulada ‘Las ecuaciones de campo de la gravitación’ en la que presentó el conjunto de ecuaciones que culminaban la teoría de la relatividad general.

Estas 10 ecuaciones, conocidas hoy como ‘ecuaciones de Einstein’, se expresan de una manera sorprendentemente compacta y elegante: G = 8 pi T. Es una manera concisa de decir que la geometría del espacio-tiempo (representada por G) está determinada por los movimientos de los objetos materiales que se encuentran en su seno (representados por T) y, viceversa, que los movimientos de tales objetos están determinados por la curvatura del espacio-tiempo. De acuerdo con estas ecuaciones, espacio, tiempo, materia y energía forman un intrincado entramado en el que cada uno de estos elementos tiene un efecto sobre los otros. Este mundo físico es muy diferente pues a aquél de Newton en el que espacio y tiempo eran unos marcos absolutos inalterables en cuyo seno tienen lugar los movimientos de los cuerpos materiales. Muy al contrario, en el universo de Einstein, una masa situada en una zona del espacio hace que, en su entorno, el tiempo transcurra más lentamente y que el espacio se deforme y, a su vez, esta deformación determina el movimiento de otros objetos próximos.14483909944364

Alejandro Hitos Martos y Pedro Urendes López.

 

The hottest star ever found

 

RX J0439.8-6809, is a white dwarf about five times as massive as our Sun. Recording a temperature of 250,000 degrees Celsius, it smashes the previous record of 200,000 degrees – even though it is already cooling down. Amazingly, the star would have been as hot as 400,000 degrees just 1,000 years ago – the blink of an eye in astronomical terms. When RX J0439.8-6809 was first discovered more than 20 years ago, it was so bright it was thought to be part of the Large Magellanic Cloud – a small galaxy orbiting the Milky Way.

The new Hubble data show that the star is actually on the outskirts of the Milky Way, moving away at a speed of 220 kilometers per second – or 490,000mph. By comparison, our sun is cool at just under6,000°C (10,832°F), and has been relatively stable at that temperature for 4.6 billion years. When it begins to burn out, in about another 5 billion years, it will reach 180,000°C (32,4032°F) – still hot enough to vaporise the inner planets including Earth. Stars heat up as they reach the end of their lives, having used up most of the nuclear fuel at their cores. It was previously thought the hottest stars were dying blue hypergiants, with masses more than 100 times our sun. To find such high temperatures in a relatively small white dwarf might change how astronomers rank such stars. When RX J0439.8-6809 was first discovered more than 20 years ago, it was so bright it was thought to be part of the Large Magellanic Cloud – a small galaxy orbiting the Milky Way. The new Hubble data, however, proves that the star is actually on the outskirts of the Milky Way, moving away from us at a speed of 490,000mph – or 220 kilometres per second

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Alejandro Hitos Martos y Pedro Urendes López.

MARTE, A PUNTO DE TENER UN ANILLO COMO SATURNO

A Fobos, una de las dos lunas de Marte , le espera un destino trágico. Al contrario que la Luna, que poco a poco se aleja de la Tierra, esta se aproxima cada año un poco más a su planeta, lo que significa que puede acabar reventando contra él. Aunque la mayoría de astrónomos tiene claro que está condenada a desaparecer, no se sabe si su final será con un gran impacto o con una lenta agonía.

Un nuevo estudio publicado hoy analiza la composición geológica de esta luna, la mayor y más cercana a su planeta. Fobos orbita a menos de 6.000 kilómetros de Marte y, debido a que está cayendo lentamente y de forma constante, cada año esa distancia se reduce en casi dos centímetros. Hace unos meses, un equipo de astrónomos de la NASA ya advirtió de que el cuerpo ya se está comenzando a romper, como atestiguan los enormes surcos visibles en su superficie.

El nuevo estudio , publicado en Nature Geoscience por Benjamin Black y Tushar Mittal, de la Universidad de Berkeley (EE UU), coincide con esas predicciones. El trabajo ha analizado la composición geológica de la luna y ha simulado cuánto resistirá a la atracción gravitatoria de Marte. Los resultados apuntan a que Fobos es un endeble amasijo de materiales “débiles y muy dañados”. Los más ligeros, dice el estudio, comenzarán a desprenderse dentro de entre 20 y 40 millones de años. Ese material creará un gran anillo que, inicialmente, tendrá una densidad de masa similar a la de los anillos de Saturno. Si además Fobos contiene en su interior minerales más sólidos que sobrevivan a la fuerza gravitatoria, estos se estrellarán contra el planeta, apunta el trabajo.

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Marte se convertirá así en el único planeta rocoso del Sistema Solar con cinturones de material. El planeta conservará esos anillos durante al menos un millón de años, aunque podrían mantenerse hasta los 100 millones de años, según las simulaciones del estudio.

“Las dos lunas de Marte, Deimos y Fobos, son asteroides atrapados”, explica Agustín Sánchez-Lavega. “Lo que está sucediendo es como una pelea entre las fuerzas de marea ejercidas por Marte y las que mantienen su satélite cohesionado y gracias a este estudio podemos saber cuándo se romperá”, detalla.

 

LINKS:

http://www.abc.es/ciencia/abci-marte-punto-tener-anillo-como-saturno-201511251230_noticia.html

elmundo.es

Realizado por: Claudia Pires, Sheila Mbumina Phanz, Marilo Sanchez

100 anniversary of The Theory of General Relativity

In 1905, Albert Einstein determined that the laws of physics are the same for all non-accelerating observers, and that the speed of light in a vacuum was independent of the motion of all observers. This was the theory of special relativity. It introduced a new framework for all of physics and proposed new concepts of space and time.

Einstein then spent 10 years trying to include acceleration in the theory and published his theory of general relativity in 1915. In it, he determined that massive objects cause a distortion in space-time, which is felt as gravity.

The tug of gravity

Two objects exert a force of attraction on one another known as “gravity.” Sir Isaac Newton quantified the gravity between two objects when he formulated his three laws of motion. The force tugging between two bodies depends on how massive each one is and how far apart the two lie. Even as the center of the Earth is pulling you toward it (keeping you firmly lodged on the ground), your center of mass is pulling back at the Earth. But the more massive body barely feels the tug from you, while with your much smaller mass you find yourself firmly rooted thanks to that same force. Yet Newton’s laws assume that gravity is an innate force of an object that can act over a distance.

Albert Einstein, in his theory of special relativity, determined that the laws of physics are the same for all non-accelerating observers, and he showed that the speed of light within a vacuum is the same no matter the speed at which an observer travels. As a result, he found that space and time were interwoven into a single continuum known as space-time. Events that occur at the same time for one observer could occur at different times for another.

As he worked out the equations for his general theory of relativity, Einstein realized that massive objects caused a distortion in space-time. Imagine setting a large body in the center of a trampoline. The body would press down into the fabric, causing it to dimple. A marble rolled around the edge would spiral inward toward the body, pulled in much the same way that the gravity of a planet pulls at rocks in space.

 Experimental evidence

Although instruments can neither see nor measure space-time, several of the phenomena predicted by its warping have been confirmed.

 Einstein’s Cross is an example of gravitational lensing.
Credit: NASA and European Space Agency (ESA)

 

Gravitational lensing: Light around a massive object, such as a black hole, is bent, causing it to act as a lens for the things that lie behind it. Astronomers routinely use this method to study stars and galaxies behind massive objects.

Einstein’s Cross, a quasar in the Pegasus constellation, is an excellent example of gravitational lensing. The quasar is about 8 billion light-years from Earth, and sits behind a galaxy that is 400 million light-years away. Four images of the quasar appear around the galaxy because the intense gravity of the galaxy bends the light coming from the quasar.

Gravitational lensing can allow scientists to see some pretty cool things, but until recently, what they spotted around the lens has remained fairly static. However, since the light traveling around the lens takes a different path, each traveling over a different amount of time, scientists were able to observe a supernova occur four different times as it was magnified by a massive galaxy.

In another interesting observation, NASA’s Kepler telescope spotted a dead star, known as a white dwarf, orbiting a red dwarf in a binary system. Although the white dwarf is more massive, it has a far smaller radius than its companion.

“The technique is equivalent to spotting a flea on a light bulb 3,000 miles away, roughly the distance from Los Angeles to New York City,” Avi Shporer of the California Institute of Technology said in a statement.

Changes in the orbit of Mercury: The orbit of Mercury is shifting very gradually over time, due to the curvature of space-time around the massive sun. In a few billion years, it could even collide with Earth.

Frame-dragging of space-time around rotating bodies: The spin of a heavy object, such as Earth, should twist and distort the space-time around it. In 2004, NASA launched the Gravity Probe B (GP-B). The precisely calibrated satellite caused the axes of gyroscopes inside to drift very slightly over time, a result that coincided with Einstein’s theory.

“Imagine the Earth as if it were immersed in honey,” Gravity Probe-B principal investigator Francis Everitt, of Stanford University, said in a statement.

“As the planet rotates, the honey around it would swirl, and it’s the same with space and time. GP-B confirmed two of the most profound predictions of Einstein’s universe, having far-reaching implications across astrophysics research.”

Gravitational redshift: The electromagnetic radiation of an object is stretched out slightly inside a gravitational field. Think of the sound waves that emanate from a siren on an emergency vehicle; as the vehicle moves toward an observer, sound waves are compressed, but as it moves away, they are stretched out, or redshifted. Known as the Doppler Effect, the same phenomena occurs with waves of light at all frequencies. In 1959, two physicists, Robert Pound and Glen Rebka, shot gamma-rays of radioactive iron up the side of a tower at Harvard University and found them to be minutely less than their natural frequency due to distortions caused by gravity.

Gravitational waves: Violent events, such as the collision of two black holes, are thought to be able to create ripples in space-time known as gravitational waves. The Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) is currently searching for the first signs of these tell-tale indicators.

In 2014, scientists announced that they had detected gravitational waves left over from the Big Bang using the Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization (BICEP2) telescope in Antarctica. Such waves are thought to be embedded in the cosmic microwave background. However, further research revealed that their data was contaminated by dust in the line of sight.

“Searching for this unique record of the very early universe is as difficult as it is exciting,” Jan Tauber, the European Space Agency’s project scientist for the Planck space mission to search for cosmic waves, said in a statement.

César Martín and Adrián Marín

 

Two courious things in the space.

Today we are bringing to you the most interesting (meaning funny) things in the space and the scientific explanations for them.

1.-Water.

 

This happens because of the water tension on the washcloth surface, due to the lack of gravity it reamins sticked to the astronaut’s hands and to the towel itself.

 

You can also see him here washing his hands.

Here you have a very recent expresiment from NASA, put an effervescent tablet in a floating ball of water while they put some colorant. See what happens?

 

2.-Cats (Because everyone loves cats, right?)

You can see them trying to balance their gravity point, but they can’t because the is no gravity!!!

 

Carlos Alemany and Alvaro Molina.

Research on: NASA.gob and youtube

 

La NASA revela posibles volcanes de hielo en Plutón

El planeta desahuciado de nuestro sistema solar resultar ser mas interesante para nosotros de lo que pensábamos.Tras la obtención datos por parte de la sonda New Horizons podemos afirmar que Plutón no es nada tranquilo. Esto sorprende ya que se consideraba un planeta geologicamente muerto. El viaje del New Horizons de la NASA ha permitido la obtención de mapas en tres dimensiones que indican la existencia de volcanes en Plutón.

Se observa la existencia de dos volcanes de hielo que destaquen, Wright Mons, de 6 kilómetros de altura, y Piccard Mons, de entre 3 y 5 kilómetros de altura. Miden aproximadamente unos 160 metros de extensión y al contrario de las montañas conocidas estas presentan un hundimiento en vez de un pico. Estos volcanes se denominan técnicamente criovolcanes porque en vez de soltar lava, expulsan hielo, metano y amoniaco. “Si son volcánicas, entonces la depresión de la cumbre se habría formado probablemente por colapso mientras nuevo material surge con nuevas erupciones. La extraña textura ondulada de las laderas de las montañas puede ser fruto de los flujos volcánicos”, explica Oliver White, investigador del Centro de Investigación Ames de la NASA.

Los científicos piensan que si Plutón tiene criovolcanes, entonces los hielos volátiles que abrigan su superficie pueden fluir fácilmente tanto en la superficie como debajo. Entre otras posibles explicaciones se incluye la actividad tectónica. Los científicos siguen sus investigaciones por lo que aún no se tiene muy claro en que consisten dichos volcanes y como nos beneficiaría.

BIBLIOGRAFÍA

http://elpais.com/elpais/2015/11/10/ciencia/1447159494_479425.html

http://www.omicrono.com/2015/11/pluton-volcanes-de-hielo/

Autoras:

Candela Jiménez

Elvira Morard

1º Bach C

Ancient Cosmic Crashes May Have Altered Earth’s Composition

Mysteriously, Earth’s chemical composition is drastically different from that of the rocks that most likely helped to form the planet. Scientist think the constant pummeling that formed Earth may have altered its compotition.

Earth formed by accretion, the gradual accumulation of bits of matter due to their mutual gravitational pull. Heat from the radioactivity of accreting meteorites and from the impacts of rocks constantly bombarding the newborn Earth caused the planet to melt enough for heavy materials to sink downward.

The most primitive meteorites, knownmaquiiiiiiii as chondrites, are the primordial material from which the planets were formed. Among these, previous research found that enstatite chondrites have a mix of isotopes that is remarkably similar to that of Earth, which suggests they might be the raw material from which Earth originated.

Strangely, Earth appears to be low in silicon, potassium and sodium, and enriched in magnesium, calcium and aluminum, compared with enstatite chondrites. Now scientists think they may have an explanation for this mystery.

‘Why does Earth have the same isotopic composition as enstatite chondrites but a different chemical composition?’ study lead author Asmaa Boujibar, a planetary scientist at NASA’s Johnson Space Center.

In experiments, the researchers melted enstatite chondrites at various pressures. This procedure mimicked how accreting rock might have behaved during Earth’s formation.

The experiments suggested that the heat of the newborn Earth left the rocks constituting its crust enriched in silicon and relatively low in magnesium.

The heat from these impacts also would have made potassium, sodium, calcium and aluminum escape as gases from Earth. However, much of the calcium and aluminum would have condensed and returned back to Earth. That could help explain why the proportions of these elements on Earth are different from their proportions in enstatite chondrites, the researchers said.

The nature of the impacts that might have caused this heat-based loss of matter from Earth remain uncertain, Boujibar said, adding that the impacts might have involved giant rocks, very fast rocks or very hot rocks.

Uncovering the nature of these impacts would shed light on how Earth formed, she added.

Links: http://www.lastminutestuff.com / http://www.space.com

Marilo Sanchez y Sheila Mbumina