Vistas de Mercurio y su Superficie

Misión Marineer 10

Vistas de Venus y su Superficie

Foto Telescópica y Misión Magallanes

Neptuno, satélite Tritón y Vista de la Superficie de Tritón.

Misión Voyager 2

Sistema Solar desde el Cinturón de Asteroides de Kuiper (Asteroides Externos)

Representación Artística

Introduccion a la Cosmologia

La siguiente es una Conferencia del historiador Oscar Garcia, en la cual en un lenguaje accesible y popular explica los lineamientos históricos generales del pensamiento cosmológico a través de los siglos. Los contenidos no pretenden ser exhaustivos, ni tener rigurosidad científica plena. Es solo un resumen implementado con gran maestría didáctica ante un público neófito y que bien sirve como ejemplo para actividades educativas con planetarios portátiles. Fue grabada en vivo el 3 de marzo de 1990, en Catamarca, Provincia de Catamarca, Argentina, durante la I Reunion de Astronomos Aficionados convocada por el Gobierno de la Provincia, el Concejo Deliberante de la Ciudad de Catamarca y el Gobierno Municipal).

En la antigüedad todos los pueblos hicieron interpretaciones del cielo, por un lado, aquellos como los hindúes que interpretaron místicamente sus principios, a través de una multitud de dioses y diosas, y por otro lado los que buscaron una interpretación racional como los griegos quienes hacia el 700 AC con Tales de Mileto, iniciaron la cosmología, que es el estudio racional del origen y evolución del Universo; Mileto era una colonia griega en el Asia menor. Antes de Tales ya le habían dado un impulso al pensamiento griego Homero y Hesíodo quienes fueron dos poetas que fijaron a través de un panteón de Dioses, el pensamiento mitológico.

Tales de Mileto intenta surgir sobre el pensamiento mitológico y darle un sentido racional al Universo. Dice no puede ser que exista un dios, un principio explicador para cada cosa: tiene que haber una sencillez ultima, un todo, el cosmos. Por ejemplo, si analizamos una mesa, decimos la mesa tiene una tabla y cuatro columnas de sosten, pero que es lo que realmente existe: la mesa existe por si sola o en realidad lo que esta existiendo es la madera y los clavos que unen a la mesa ? . Si desarmamos la mesa queda la madera solamente. Pero ¿es la madera de la tabla y de las patas lo que existe? o en realidad es el árbol del cual se extrajo la madera?, si seguimos razonando, Tales de Mileto dice: ¿Existe realmente el árbol o lo que existe es la semilla que engendro el árbol? La cadena de razonamiento puede continuar independientemente, pero Tales dice: lo que realmente existe es el Agua.

Thales concluyo: El Agua es el principio de todas las cosas y además tiene que haber una fuerza ordenadora que tomando ese elemento que es el agua configura todas las cosas de la realidad sensible que nos da la ilusión de una pluralidad de existencias cuando en realidad solo hay una una existente.

Thales concluye que es el agua el elemento (elemento significa principio de algo) porque observa que todas las cosas contienen agua. Los cuerpos cuando se pudren largan humores, los humores son acuosos, las plantas cuando se pudren largan agua, todo tiene agua.

Los griegos hasta ese momento pensaban que el Universo existió siempre, que existía desordenado (estado que llamaban Caos- desorden)su principio ordenador se lo atribuían en la mitología a dioses que son los que ordenaban el mundo y hacían el Cosmos (orden). El Cosmos es lo contrario del caos: el orden de todas las cosas.

Los griegos dicen: "Nada se crea todo se transforma, Nada se crea ni se destruye todo existía" siempre. Lo único que hubo fueron transformaciones.

Hubo orden. Frente a ellos estuvieron los Hebreos. Los Hebreos que se van al delirio mitológico pero de otra forma más racional, son los que dicen: "El Universo no existió siempre hubo una creación; hubo un acto creador ellos lo llamaron Dios.

Los Hindúes y los demás dijeron más o menos lo mismo hubo una creación.
Los hindúes decían que hubo un principio creador que es Brahma; Brahma cuando sueña crea el Universo, el pensamiento de Brahma es el Universo los seres vivientes son como las astillas de ese Dios que van y se insertan en los seres vivos y luego vuelven al Dios al final de cada vida y así como hay una reencarnación constante de los seres vivos, después hay una desaparición del Universo otra vez cuando Brahma se despierta y cuando vuelve a dormir se vuelve a crear otro Universo. Los hindúes sin querer dan con el concepto de Universo cíclico, que luego veremos.

Entonces básicamente están los griegos con la idea de que el Universo existió desde siempre el Caos y que lo único que apareció fue una fuerza ordenadora que lo hizo Cosmos. Los religiosos dijeron que eran los dioses la fuerza ordenadora; Para Tales de Mileto la fuerza ordenadora es el Intelecto y el elemento el agua.

Los Hebreos por otro lado dijeron que no existió nada, lo único que existió fue Dios y dijo hágase la luz y empezó la creación. Los Hindúes se estancan los Hebreos se estancan: los griegos avanzan, Tales descubre el reloj de agua, perfecciona el reloj de sol, hace predicciones de eclipses, incluso una de sus predicciones logra parar una batalla, dice que va a ver un eclipse tal día y ese día se produce una batalla entre dos reinos, y en el medio de la batalla se produce el eclipse y se para porque todos se acordaron de la predicción de Thales; calculó caídas de meteoritos; genera la escuela de filósofos pre- socráticos.

La filosofía se divide en dos antes de Socrates y después de Socrates ; porque antes de Socrates se ocuparon de lo que es física o sea del origen del Universo ¿por que de las cosas? y después de Socrates se dedicaron a la ética, a perfeccionar la moral del individuo.

De Thales de Mileto deriva quien aparentemente fue su discípulo Anaximandro, dice que el agua no es el principio de todas las cosas el agua, sino el Aire por que el aire es el que le da la vida a todo , es lo que empuja a todo, es lo que llena a todo, dentro de la madera hay aire, dentro del agua hay aire, dentro de las paredes hay aire, en todos lados hay aire, el aire es el principio y sigue pensando que el intelecto es la fuerza ordenadora, una fuerza que esta por encima de cualquier Dios que se pudiera crear .

Después Anaximenes que es discípulo de Anaximandro dice que es el fuego el elemento de todas las cosas, la madera tiene fuego contenido (no se conocía como se produce el fuego. Se conoce recién con Lavoisier que lo que produce el fuego es el oxigeno), cualquier material tiene contenido fuego adentro por lo tanto el Fuego es el elemento.

La escuela de Mileto desaparece con ellos, avanzan los tiempos hasta el siglo V a.C. bajo el gobierno de Pericles, se genera toda una explosión cultural en Grecia. Pericles en Atenas que ordena la potencia económica, vencen a los Persas en las famosas batallas de Maratón y Salamina.

Llegan a aplastar un imperio con pocos hombres se estabilizan y comienza un crecimiento cultural. Aparecen Anaxágoras, Democrito y Leucipo, quienes piensan que el problema seguía siendo el mismo: ¿ de dónde venimos a dónde vamos, cual es el origen de todas las cosas y que es lo que existe realmente? Porque todas las cosas son apariencias de lo que realmente existe , aparece Empedocles y dice pongámonos de acuerdo , uno dice que el elemento es el aire, otro que es el fuego, otro que es la tierra y otro el agua, los elementos son cuatro: esos cuatro elementos son la Tierra, el agua, el aire y el fuego y el principio ordenador sigue siendo el intelecto.

Empedocles asegura entonces que son cuatro los elementos, un principio ordenador que es el intelecto. También aparecen Leucipo ( no se sabe si existió) y Democrito; aparece Pitagoras, todos al mismo tiempo, todos en el siglo V. Se produce una explosión de pensadores en todo el mundo, aparece Confucio en China, Buda en la India.

Pitagoras sostiene que en realidad lo que existe son los números, se pone a estudiar las cuerdas y se da cuenta que la relación entre los tonos es numérica en base a 1/8. El Universo esta construido por números, todo el universo es una maquinaria. Todo el universo es numérico. En realidad hay algo ideal que se vuelve material a través de los números se originan una escuela religiosa y se fundan colonias Pitagóricas.

Empiezan a colonizar la isla de Sicilia, se crean varias ciudades entre ellas Siracusa. Esta escuela de pensamiento se llama órfica, en función de Orfeo, Dios de la música porque Orfeo era un músico de la antigüedad y el pitagorismo está unido a la música, porque la música era la expresión más fiel más artística de los números y como todo se deforma ahí se estanca el Pitagorismo porque entran a formar sectas, logias donde el reconocimiento se transmitía oralmente.

Independientemente, surgen Leucipo y Democrito que dice que en realidad existe el ser y existe el no ser. Para los griegos es un pensamiento delirante que son los que crean la ontología que es la que estudia al ser o sea una cosa es o no es, no puede ser dos cosas al mismo tiempo. Un ser ocupa un lugar y no puede haber otro ser en ese mismo lugar.

Cada cosa que existe tiene su lugar en el espacio y el tiempo Democrito dice hay un no ser ese no ser es el vacío, que no es nada, ahora los Griegos confunden vacío con no existencia; con algo ausente de cosas para ellos mismos. Pero el vacío es una cosa y el no existir es otra.

Para Democrito existe un no ser que es el vacío y en ese vacío existen las cosas que llamo átomos ¿que significa átomo? indivisible ¿cómo lo razona? yo tomo un papelito lo corto, lo vuelvo a cortar y va a llegar un momento que ya no lo puedo manipular más, llegue a lo indivisible de esto, eso es un átomo, lo que existen son los átomos y se distinguen por su tamaño y su forma, los hay triangulares, cuadrados y redondos esas figuras porque estaba influenciado por el Pitagorismo; y tienen ganchitos, los imaginaba con ganchitos, a nivel primitivo se refería a la valencia atómica.

Los átomos se juntan porque cruzan fuerzas electromagnéticas entre electrones que son los ganchitos indelebles, etéreos pero son ganchitos, están a la deriva al azar moviéndose en el vacío y según como choquen y se juntan y según las concentraciones de cada formato y tamaño se van a dar las distintas cosas que nosotros conocemos.

Descubre las leyes de la mecánica cuántica porque todo el mundo se rige al azar no hay fuerza ordenadora. Esto provoca una corriente entre los griegos y surge toda una escuela oponente Aristóteles que es posterior (como unos 200 años) dice la naturaleza le tiene "horror al vacío" porque el vacío es incomprensible para Aristóteles. No se puede aceptar que algo no es y que existe. Surge entonces la escuela de Parmenides.

Estalla todo un problema físico ¿que es el movimiento? Democrito habla de movimiento átomos que se mueven en el vacío ¿cómo se mueven? ¿sobre que se apoyan? El griego es concreto: al caminar no apoyo la tierra, me muevo porque puedo poner un pie acá y otro más adelante, ¿Cómo que se mueve en el vacío? Hay todo un choque intelectual tremendo.

Se crea la escuela de Parmènides. Parmènides dice que en realidad el movimiento no existe. Ahí surgen las famosas aporías de Zenon de Elea. Parmènides es el pensador, Zenon de Elea su interprete. Las Aporías son pensamientos contradictorios ej.: La Aporia de Aquiles y la Tortuga.

Parmenides dice no existe el movimiento, el movimiento es una apariencia lo que existe es el ser y ¿que es el ser ? El ser es esférico, tiene que ser esférico para ser perfecto y es inmóvil porque si fuera móvil sufriría mutaciones, envejecería, se gastaría por lo tanto no podría ser perfecto, tiene que ser perfecto (hay toda una idea mística de por medio relacionado con la divinidad).

No existe el vacío. En realidad, el pensar llena todo. El Ser es todo y es esférico, no se mueve es estático, es perfecto. Zenón de Elea crea sus aporias que intentan rebatir la idea del movimiento. Decía que el movimiento era un engaño de los sentidos, todo ese "delirio" cae en manos de Platon. Platon fue discípulo de Parmènides y de Anaxagoras (los filósofos pagaban para ser discípulos).

Platon desarrolla su propia teoría recibe influencias de Parmènides, de Pitagoras y otros. Dice, lo que existe en realidad es un mundo ideal que desciende hasta lo material es una copia de algo igual que está en un mundo que trasciende al nuestro, esas cosas materiales se expresan a través de números . Cada cosa tiene asociado un número. Aristóteles es discípulo de Platon y llega a una conclusión: Dice, en realidad el Ser es el motor inmóvil una cosa que impulsa pero está estática,

Aristóteles crea un Universo sumamente complejo donde están el motor inmovil, que es el Ser, en el centro, es totalmente esférico, encima del mismo está la tierra que lo cubre, y encima las sucesivas esferas de los planetas, y por encima la esfera de las estrellas. Todas tenían que ser esferas porque sino, no sería perfecto, todo esta en movimiento gracias al impulso del motor inmóvil. el motor inmóvil está compuesto por cuatro elementos, la tierra, el agua, el aire y el fuego y la fuerza ordenadora de todo es el intelecto. Aristóteles crea un "amasijo" de ideas que es la física Aristoteliana, errónea por completa pero como Aristóteles es un gran pensador, el creador de la lógica, el que empieza a ordenar la ciencia, se impone a través de la historia.

Los dos filósofos que se imponen son Aristóteles por un lado y Platon por el otro. Aristóteles se dedica a la ética por herencia de Socrates a través de Platon (que fue discípulo de Socrates) entonces recibe influencias platonianas y socráticas, estudia del equilibrio en las virtudes. Finalmente, aparece la iglesia Católica necesitando un sustento filosófico el cual encuentra en Grecia.

Por un lado aparece San Agustín que toma el platonismo y lo potencia utilizándolo para la idea cristiana en un libro que se llama la ciudad de Dios de San Agustín y 1000 años después de Aristóteles aparece Santo Tomas de Aquino quien escribe una obra que se llama la suma teológica, en la cual utilizando las ideas aristotelianas trata de darle un fundamento filosófico al cristianismo. Creó un fundamento filosófico poderoso al cristianismo gracias a lo aristoteliano.

Porque Aristóteles crea la lógica, o sea, como razonar usando premisas, etc., y eso lo utiliza Santo Tomas de Aquino. Como la obra de Santo Tomas es aplastante desde el punto de vista teológico, se impone Aristóteles.

Pero como en todo no hay criterio lógico, no es que pongamos lo que sirve y lo que no se descarta, ponen todo, Aristóteles sobrevive 14 siglos y el que se opone a Aristóteles se opone a la iglesia el que se opone a la iglesia se opone al poder establecido y el que se opone al poder establecido muere. Entonces todas las creencias se detienen 14 siglos hasta Copernico y se pierde el aporte fundamental de todos los pensadores como Democrito Leucipo o Aristarco, por una cuestión de poderío.

Democrito encuentra las llaves del Universo: El sistema de la física cuántica con el esta en pañales logra descubrir que el Universo se mueve por el Azar. Hay un intento posterior de reflotar el Atomismo lo hace Epicúreo con el objetivo de apoyar una teoría ética, que queda sepultado.

Vuelve a caer en el olvido. En el ínterin que se establece la física Aristoteliana hay algunos intentos de derrumbarla por no coincidir con lo empririco. Aristóteles decía que si una flecha era disparada por un arco, se movía por el impulso que le daba el tiro y cuando la fuerza se acababa la flecha se caía totalmente. Contrario a la realidad, la flecha se mueve porque esta el principio de inercia.

Hay un principio que dice que todas las cosas tienden a estar en movimiento rectilinio o uniforme o estático a menos que haya una fuerza que la modifique.

Otros pensadores se dan cuenta que eso no funciona, también empiezan a estudiar la gravedad y la gravedad la explica Aristóteles como " terror de la naturaleza al vacío", los cuerpos tienden a caer por el "miedo al vacío" pero el no dice que cree que le tengan miedo, sino que si no hay un sustituto no puede estar en el aire, es imposible.

La idea de Democrito de que algo pueda moverse en el vacío explica a la gravedad como una reacción de la naturaleza ante el vacío. Empieza a estudiar a la gravedad como una propiedad inherente a la materia.

Descartes vuelve a tomar el tema y casi acierta llega a la ecuación de Newton la fuerza de atracción de 2 cuerpos es igual al producto de las masas puestas en juego dividida la distancia que lo separa lo único que olvido fue el cuadrado; que la fuerza decrece con el cuadrado de la distancia. No es que se olvido, no llego matemáticamente a lograrlo.

Keppler también se acerca casi a lo mismo hasta que Newton acierta con la idea. mientras tanto, antes de Newton el modelo de Aristóteles se impone: Un Universo constituido por esferas deja a todo el mundo contento, lo místico esta respetado a través de esferas, la esfera es sinónimo de la perfección lo divino, cada planeta tiene una esfera, es cuestión de calcular las propiedades de esa esfera para saber como se mueve ese planeta, las estrellas tienen su propia esfera, es cuestión de calcular las propiedades trigonometricas, es decir los triángulos que forman.

Muchisimo antes, aparece Hiparco quien decide ordenar un poquito las cosas , dice vamos a tratar de hacer algo más racional, establecer las posiciones angulares de las estrellas para la navegación y hace un primer catalogo de estrellas que es el catalogo de Hiparco donde da la posiciones angulares en el cielo de unas 300 estrellas.

En el ínterin se desarolla la geometría, la crea Euclides y le da un orden racional al conjunto de figuras y crea un cuerpo teórico para interpretar el mundo y ¿de dónde sale la inspiración de Euclides? del Pitagorismo y de Platon que decía que hay un mundo ideal que es el mundo de los números que se lo lleva al mundo real y Euclides, inspirado en eso, afirma que tiene que haber un mundo perfecto en las figuras geométricas que después se materializa en el mundo real.

Por eso las cosas tienen forma de lo geométrico de lo perfecto y abstracto. Crea una teoría para tratar elementos geométricos ideales, triángulos perfectos, cuadrados perfectos.

Todo tiene una base filosófica muy profunda detrás. La idea de Euclides sigue con el mismo concepto griego. El tema de las cosas ideales que están por encima del Ser humano, por encima del mundo, es una idea muy potente le esta dando un sentido a la vida ¿de dónde venimos? ¿a dónde vamos? En realidad nosotros somos la expresión material de algo ideal perfecto que está por encima de nosotros creada por alguien que esta mas allá de todas las cosas.

Euclides crea una teoría para tratar de interpretar eso ideal y por supuesto para uso practico en la vida cotidiana y Euclides sigue con el mismo concepto griego buscar la base de todas las cosas y sobre la base de todas las cosas construir en base a 1, 2 o 3 presupuestos que no tienen explicación y que se llaman Principios o conceptos básicos (concepto es una idea explicativa de algo) pero hay conceptos que son primitivos que no tienen explicación se los acepta porque sino se entra en un circulo vicioso.

Por ejemplo si digo ¿que es la materia? puedo definirla diciendo es la cantidad de masa; a su vez si digo ¿que es la masa? la defino masa es una cantidad de materia. Estamos ante un concepto de primitivo indefinible, que se acepta porque sí. Que es un concepto primitivo? Es el concepto de partida, Por ejemplo Hay un concepto básico que es el punto, Decir ¿que es un punto? y contestar es una cosa carente de masa, no define nada.

Pero, a partir de este concepto primitivo de puntos podemos dar las primeras definiciones: Dos puntos cualesquiera forman una recta; tres puntos cualesquiera forman un plano y después decir: "Dos planos que se cortan forman un espacio". etc. Como vemos a partir de un concepto primitivo sacamos tres definiciones. Luego podemos establecer lo que se llaman teoremas, conclusiones y podemos así construir un edificio poderosisimo, que es el edificio de la geometría; de la misma manera se hizo con la aritmética. Se partio de conceptos muy básicos como es la noción de número ¿que es la noción de número? no tiene conceptualización se intuye, es un "supuesto" y se parte de la noción del número uno y de una regla de adición "1+1 da el número siguiente y así siguiendo". Al mismo tiempo se empieza a descubrir otros campos de números; los números irracionales los descubre Pitagoras los números que dividirlos por otros no dan un coeficiente exacto y se empieza a desarrollar un cuerpo teórico impresionante detrás.

Pero básicamente, el más ordenado de todos es Euclides quien sigue el mismo concepto del principio: partir de un elemento para construir un Universo que sea ideal, ese concepto está presente en todos los griegos pensadores.

Época de Copernico:

Antes de Copernico, existió Tolomeo quien era un astrónomo de Alejandría, ciudad de griega enclavada en Egipto a orillas del Nilo construida por Alejandro el Magno, por eso el nombre de Alejandría. Los Alejandrinos saquearon los manuscritos de todas las bibliotecas de los pueblos que recorrieron de todas las Naciones que derrotó el imperio Macedonio. Todos los libros de papiro o tablillas de arcilla iban a parar en esa biblioteca, Había 1 millón de papiros con la suma de todas las obras, de toda la humanidad. Barco que llegaba al puerto de Alejandría, barco que era saqueado por las autoridades quienes sacaban todo lo que pudieran ser libros o papiros enrollados, la obligación era dejar el original o al menos una copia en esa biblioteca. Se copiaban todos los libros de todas las partes del mundo.

Allí aparecen grandes pensadores como Eratostenes, Tolomeo, etc. Tolomeo dice: La idea de Aristóteles es buena, tenemos una serie de esferas que nos simplifican el mundo, terriblemente. Yo quiero hacer unas tablas llamadas el "Almagesto" , que sirvan para predecir eclipses, los equinoccios, cuando cambian las estaciones (para la siembra) y unas tablas que tengan posiciones de las estrellas para poder guiarse en alta mar.

Tolomeo utiliza las tablas de Hiparco y otras de astrónomos que le antecedieron y construye su " Almagesto". Tolomeo sostiene: " A mí no me importa si es el sol el centro del sistema planetario como dice Aristarco o es la tierra, me da lo mismo, porque desde el punto de vista calculo, da lo mismo que sea la tierra el centro del sistema planetario o el sol, es decir que si yo pienso que es la tierra el centro del sistema planetario y si hago todas las mediciones me voy a poder guiar exactamente igual y voy a poder calcular eclipses exactamente igual que si pienso que es el sol.

A Tolomeo no le importa quien es el centro del sistema planetario y tampoco le importa cual es el origen de las cosas y no le importa como esta constituido el universo. A el no le importa si los planetas giran en órbitas, si, están agarrados de una esfera, etc.; le resulta independiente, el quiere tablas precisas de cálculo para poder calcular eclipses, mareas, poder guiarse y hace las tablas del Almagesto, las tablas son tan buenas que se imponen y como todo lo que se impone perdura más esta sumado a un cuerpo filosófico como el aristoteliano.

Entonces se transforman en un bloque monolítico que encierra a la ciencia. Pero ¿Que pasa? la tierra no es un reloj, la tierra tiene un movimiento lejos de ser preciso. La Tierra se mueve alrededor de un eje, la tierra no es esférica, es achatada se llama elipsoide de Harford. La forma de la Tierra es un elipsoide en rotación, el eje de la Tierra no esta paralelo el eje del sol, está inclinado y el eje de la Tierra no da vueltas solamente sobre si mismo, sino que pega un cabeceo en forma de cono como si fuera un trompo: Ese cabeceo se llama precesión y no solamente pega ese cabeceo, sino que también pega otra vuelta más que se llama Nutación. Se produce un atraso en los calendarios al cabo de algunos siglos y se van corriendo las estrellas porque el eje ahora esta inclinado hacia Acuario, en la época de Hiparco, estaba apuntando hacia Aries el eje, después pasó a apuntar a Pisis en el siglo que viene va a estar apuntando a Acuario, por eso hablan de la era de Acuario. Entonces ¿Que va a pasar ? con respecto a las mediciones originales, las estrellas van a estar cambiadas de posición, si están cambiadas de posición, si están cambiadas, los cálculos no van a ser correctos

Hacia la época de Copernico los cálculos ya daban grandes fallas, Copernico dice que hay que hacer las tablas de nuevo pero acá hay algo que no funciona que es el movimiento de los planetas. Marte no se comporta como si la tierra fuera el centro del sistema planetario. Mercurio tampoco, Saturno tampoco, acá hay algo raro.

En el siglo XIX hacia el 1800 se estaban estudiando las distintas fuentes de engría y se llego a la conclusión que todas las formas de la energía son básicamente una onda que se desplaza en el espacio, cuanto más corta es la longitud de onda más carga de energía tiene y que cuanto mas larga es menor carga.

Se llego a la conclusión que el sonido, la luz, los rayos gamma y los rayos X, etc., todas son ondas, ondas electromagnéticas. Si el sonido es una onda electromagnética; sufre el efecto Doppler ( si la fuente del sonido es estacionaria no tienen porque variar los tonos, si la fuente de sonido esta en movimiento si se acerca hacia nosotros los tonos se van a agudizar si se alejan de nosotros los tonos se van a agravar Ej.: El tren cuando viene y se va varía el sonido)

La luz que es una onda electromagnética tiene que sufrir el efecto Doppler, no se observa, si se acerca un coche no vamos a ver más azul la luz y si se aleja no la vamos a ver mas roja, no se observa a nivel visual, se observa a nivel espectroscopico resulta que hay un aparatito que es el espectroscopio que lo descubrió Newton, básicamente es un prisma, la luz esta compuesta por varias longitudes de onda, cada longitud de onda es un color, todos los colores juntos producen el color blanco, si se lo pasa por un prisma esa luz blanca y cada longitud de onda tiene su foco, entonces van a aparecer los distintos focos a determinadas distancias y producirían todo el espectro del color del arco iris.

En el siglo XIX se les ocurrió la idea de decir, si todas las fuentes de luz producen el arco iris que pasa si yo quemo sustancias químicas, Por ejemplo: El sodio produce el efecto del arco iris pero también aparecen unas rayitas negras que se llaman de absorción o de emisión (según sean), esas rayitas aparecen siempre a la misma distancia de un determinado borde, por ejemplo la rayita del sodio aparece en el verde una rayita negra y son 4000 Amstroms de distancia, siempre en cada elemento químico encontramos sus rayitas asociadas y siempre en el mismo lugar se les ocurrió la idea entonces de hacer un "identikit" de cada elemento químico y luego apuntar un espectroscopio con un telescopio hacia una estrella para que su luz pase y ver que componentes químicos tienen.

Descubren en definitiva las "huellas digitales" de los distintos elementos. Cada elemento tiene su "huellita digital". Apuntando al sol descubren nuevas rayitas correspondiente a nuevo elemento que llamaron Helio (porque Helio es el dios del Sol).

Las rayitas tienen siempre su misma posición, si la fuente esta estacionaria. Si la fuente esta en movimiento, tiene que aparecer el efecto Doppler, las rayitas se tienen que correr al azul o al rojo. Si la fuente se aleja de nosotros, las rayitas tienen que moverse por ej.: si la del sodio aparecen en el verde a los 4000 Amstroms de distancia del rojo, si la fuente se aleja tiene que aparecer a los 3500 Amstroms tiene que correrse hacia el rojo si la fuente se acerca en vez de aparecer en el medio del verde aparece corrida hacia el azul.

Por entonces surge el astrónomo Edmund Hubble quien estudia las galaxias tomándoles fotografías y además, saca fotografías de los espectros luminosos de las galaxias y para sorpresa de todos las rayitas aparecían corridas hacia el rojo unas cuantas posiciones: Galaxia que observa galaxia cuyo espectro aparece corrido, entonces dice Hubble..¡ Paren la banda, paren la música que acá hay algo raro! Si todas las rayitas aparecen corridas hacia el rojo es porque todas esas fuentes luminosas (que son las galaxias que observo) se están alejando, todas se alejan entre si. Fue entonces que surge la idea del BIG BANG todas las galaxias debieron partir de un centro. A esta idea le da forma George Gamow en la década del 40. Dice: debió de existir una gran explosión de la cual salió todo. Y si hubo una explosión tiene que existir una huella de esa explosión: la "huella" es la "Radiación Cósmica de Fondo".

Tolomeo se dio cuenta que los planetas describían una trayectoria observable a simple vista y a lo largo de muchas noches de observación en forma de rulo en el cielo, esas trayectorias en forma de rulos no son explicables si uno no acepta que los planetas giran en órbitas circulares alrededor del sol, por lo tanto invento todo un aparato infernal para poder sostener lo de las órbitas circulares que son los epiciclos osea círculos alrededor de los cuales el planeta cuyo centro , el centro del circulo forma parte de la órbita circular, la proyección de esa trayectoria dan los famosos rulos en el cielo, desde el punto de vista mecánico la teoría funcionaba porque las tablas que deduce Tolomeo en base a esa teoría funcionaba bien.

Mientras fueron eficientes para el calculo nadie se preocupo en modificar las cosas y la Tierra siguió siendo el centro del Universo. Las tablas se usaron durante 1400 años porque los Arabes que conquistan toda la zona de Egipto llegaron hasta Europa donde transmitieron toda la cultura griega y tradujeron las explicaciones de las tablas.

Pero hacia 1450 ya las tablas tenían acumulado errores muy groseros debido al hecho de la precesión de los equinoccios. Para ese entonces el "punto Vernal" o sea el origen de coordenadas no estaba en Aries, ( el punto vernal es el lugar donde se produce el equinoccio o sea el pasaje de la Tierra por el plano del Ecuador solar) Copernico decide replantear esto y estudiar el tema.

Lee el Arenarius de Arquímedes donde se menciona a Aristarco quien supuso que era el sol el centro del sistema planetario, a Copernico se le ocurre la idea de que con el sol como centro del sistema planetario los cálculos de la tabla resultarían mucho más exactas y se adecuarían a la realidad observacional. Escribe entonces las Revoluciones de los Cuerpos Celestes, donde coloca al sol como centro del sistema y a los planetas girando alrededor de el, pero no se anima a cambiar lo de las órbitas circulares, las órbitas para Copernico siguen ciento circulares.

Ocurre que el objetivo principal de Copernico no era el modificar al sol o a la tierra como centro del sistema planetario, su objetivo principal era obtener tablas. Las tablas que obtiene Copernico son un desastre peor que las tablas del Almagesto porque se guía con el tema de las órbitas circulares, Ahí surge Keppler inmediatamente después que Copernico.

Hacia 1520 a 1570 trabaja Keppler, era un pobre muchacho que logra trepar y llega a ser el astrónomo imperial de Alemania Era bastante humilde en la forma de ser, era astrólogo, se hace astrónomo imperial porque era astrólogo y los reyes necesitaban astrólogos y el era bueno, predijo muchas cosas importantes, Keppler se dedica a estudiar el tema de las órbitas, Keppler tiene previamente cuando era joven, un maestro: Tycho Brahe era un astrónomo Danés que a diferencia de Copernico, era un millonario de la nobleza dinamarquesa.

Para pintar la personalidad de Tycho Brahe, basta un botón: se bate a duelo con un compañero de la facultad para ver quien era el mejor matemático de Dinamarca y en ese duelo a espada le arrancan la nariz. Desde entonces se pone una nariz de oro que uso toda su vida.

Ticho Brahe monta un observatorio (todavía no se había creado el telescopio), un observatorio que tiene astrolabios e instrumentos varios para medir ángulos entre estrellas. Ticho Brahe retoma la tradición griega de observar y medir.

No le interesa que es el cielo, de donde venimos ni a dónde vamos, el lo que quiere hacer es la tabla más perfecta de las posiciones de las estrellas y hace un relevamiento de 880 estrellas con gran precisión.

Es el único que se preocupa en dejar de mirar tablas viejas y se preocupa en medir las estrellas ¿Cuál es su posición angular en el cielo? El rey de Dinamarca le cede una isla donde Ticho Brahe funda el primer observatorio de Europa al cual lo llaman Uranuerein que significa el lugar de Urania. Urania es una de las musas griegas. Es la que se encarga de la astronomía.

Pero resulta que Ticho Brahe como buen noble también le dan una serie de siervos en la isla a su servicio y el empieza a cometer excesos, golpea, azota, tortura, etc., tanto es el lío que genera que el rey de Dinamarca tiene que intervenir y lo expulsa de Dinamarca.

En ese ínterin ingresa a su corte Keppler, cuyo fundamental objetivo era aprender y sabia que Ticho Brahe era el astrónomo mas renombrado de Europa, la idea fundamental de Keppler era alzarse con todos los datos que tenia Ticho Brahe, se van todos juntos a Checoslovaquia, a Praga.

El problema fundamental para Keppler era lograr obtener de Ticho Brahe los datos precisos de la órbita de Marte, porque Marte es un planeta bastante díscolo, se mueve rápido en el cielo, no se ajustaba a cualquier tipo de órbita, los epiciclos no lo explicaban perfectamente, tampoco las órbitas circulares de Copernico.

Ticho Brahe le hace morder el polvo y no le da los datos. Ticho Brahe muere. Keppler en el desbande se alza con todo y con los datos precisos que tenía Ticho Brahe de la órbita de Marte decide ponerse a estudiar y tratar de encontrar cuál era la verdadera forma geométrica de las órbitas de los planetas y ahí empieza a deducir las tres leyes de Keppler y llega a la conclusión genial de que las órbitas de los planetas no son circulares, sino que son casi circulares son elípticas.

Cualquiera sabe que una circunferencia es una elipse perfecta cuyos dos focos coinciden en el centro. y establece la primera ley de Keppler que dice:

LAS ÓRBITAS DE LOS PLANETAS SON ELÍPTICAS Y EL SOL OCUPA UNO DE LOS FOCOS DE LAS ELIPSES.

La segunda que deduce es:

EL RADIO VECTOR QUE ES EL RADIO QUE UNE EL CENTRO DEL PLANETA CON EL CENTRO DEL SOL BARRE ÁREAS IGUALES EN TIEMPOS IGUALES.

y la tercera que no es tan obvia dice:

LOS CUBOS DE LOS RADIOS DE LAS ÓRBITAS ENTRE DOS PLANETAS SON ENTRE SI LO QUE SON LOS TIEMPOS AL CUADRADO DE SUS TIEMPOS DE REVOLUCIÓN ALREDEDOR DEL SOL.

Y a la segunda ley Keppler llega de casualidad . Keppler era un pésimo matemático y hace un desarrollo aritmético donde las cuentas por ejemplo (eran 3200 cuentas) donde en la número 18 se equivoco y de ahí en más se acumularon los errores, el llego igual al resultado, es decir va torciendo todas las cuentas para que le den el resultado que el quería.

Su demostración no le sirve para nada pero el llega. Keppler incluso llega a las tres leyes y ya las cosas estaban en su lugar

Copernico pone al sol como centro del sistema planetario, Keppler rompe el concepto de órbitas circulares y dice las órbitas son elípticas cuando ya el modelito estaba armado, Keppler decide avanzar un poco más dándole un fundamento místico al sistema influido por el Pitagorismo que todavía en esa época sobrevivía mezclado con conocimientos herméticos que se transmitían en secreto, a nivel de sectas.

El construye un modelo del Universo donde las figuras geométricas, engloban las órbitas de los planetas y todo enmarcado dentro de un gigantesco delirio místico que engloba incluso el concepto de "música de los planetas"

Según Keppler, en su movimiento, los planetas emitían sonidos celestiales, tenían una música vibraban en una armonía celestial. Eso es realmente pitagórico lo de la música, los números, lo abstracto.

Keppler en el estudio de ese modulo se pone a estudiar la gravitación porque el cree que en la gravitación esta la clave de la música celestial y estuvo muy cerca de llegar a la ley de Newton la de E= m. m incluso llego a escribir d2 pero el número lo tacho y penso que era d solamente.

Contemporáneo a Keppler surge Galileo. Galileo propone: hay que estudiar las cosas más profundamente, hay que hacer experimentación es el creador de la ciencia moderna.

Vamos a estudiar el movimiento y Galileo influenciado por Platón escribe en la misma forma, en forma de diálogos: las jornadas máximas, que son diálogos plomisimos donde va demostrando sus ideas

Galileo afirma que la Tierra es esférica, que rota y que pasaba, hay que ponerse en la época una gran masa de ignorantes y poca gente ilustrada, la poca gente ilustrada debía manejar un sistema político para manejar a esa enorme maza de ignorantes. El sistema político ¿quien lo tiene? la iglesia ellos sabían perfectamente que la Tierra era esférica y que el sol era el centro del sistema planetario es más los jesuitas que son el brazo cientifico de la iglesia tenían hasta astrónomos que se dedicaban a estudiar modelos del sistema planetario.

Galileo se compra el telescopio que habían inventado en Holanda, los jesuitas también se lo compraron, en todos los adelantos tecnológicos los Jesuitas estaban.

La iglesia siempre estuvo en actitud prudente investigaba en lo oculto, Galileo empieza a difundir su idea de la tierra esférica y ese momento al sistema político le conviene mantener a la masa ignorante porque estaba la iglesia en plena guerra con medio mundo, era la religión guerrera, los papas tenían que consolidar su poderío en un imperio que se había desmembrado, que el imperio romano, lo que quedaba del mismo.

Entonces Galileo comienza con lo de la Tierra esférica y resulta que choca con un cura retrógrado, que decía que en ningún lugar la Biblia decía que la Tierra era esférica.

Galileo era especialista en dialéctica o sea que toma la Biblia y quiere demostrar que la Biblia afirma que la Tierra es esférica y logra demostrar al cura que la Biblia decía eso: en realidad dobla todos los argumentos.

En ese momento el tenia un cardenal Belarmino que luego llega a Papa y se llama Urbano VII y era amigo personal de Galileo y el Cardenal lo protegía y le conseguía los fondos para los estudios de Galileo.

El cura con el cual choca Galileo era un dominico y los dominicos tenían mucha fuerza económica, entonces el cura mueve a la orden y empieza a producir problemas.

Urbano VII que ya era Papa lo llama a Galileo y le dice que sostenga sus ideas sin meterse con la Biblia es más en ese momento había la libertad suficiente como para que uno dijera cualquier cosa siempre y cuando no se metiera con la Biblia y Urbano VII le dijo que sostenga sus ideas que la tierra rota que es esférica que nadie le va a molestar pero que no se meta con la Biblia que no utilice a la Biblia para sostener sus ideas.

Galileo no le hace caso y hace una replica al Papa. Aparece Giordano Bruno otra historia paralela. A Giordano Bruno se lo presenta como un mártir de la ciencia porque había sostenido que existían otros mundos y esos mundos podrían estar poblados por otros seres y terminó en la hoguera. En realidad Giordano Bruno utilizó esa idea para atacar directamente al sistema político religioso, diciendo que esos mundos eran mundos ideales donde los hombres que vivían en esos mundos no estaban sometidos a la cruel tiranía (es muy distinta la "carga" : es una carga netamente política, por eso lo mandaron directamente a la hoguera, no por haber dicho que había otros mundos, sino por hablar de mundos donde los seres vivían libres, sin opresión).

Galileo sigue haciendo de las suyas empieza a discutir con el vulgo, en vez de mantener una discusión de alto nivel con los Jesuitas, empieza a discutir con la masa y demostrarles que son ignorantes.

La masa decía si la tierra es esférica y la Tierra gira nos tendríamos que caer (es un razonamiento totalmente lógico) Galileo hace todas las demostraciones de por que no nos caemos, pero no lo hace con sentido de enseñanza sino con un sentido soberbio. Empieza a armarse un lío bárbaro, no busca aliados, a todo el mundo lo vapulea se mete con los Jesuitas, los trata de tarados porque los Jesuitas sostenían el modelito del Universo de Ticho Brae que era un intermedio entre Copernico y Ptolomeo (decían que todos los planetas giran alrededor del Sol y que el Sol, con todos los planetas giran alrededor de la Tierra).

Galileo se dio el gusto de revolcar a los Jesuitas que hasta le habían pasado dinero. Conclusión la orden de los Jesuitas le cae encima.

La reyerta llega hasta tal punto que el papa le manda una reprimenda y le dice que sino la termina la iglesia va a actuar. Sigue adelante Galileo. Conclusión el papa piensa: fue advertido yo ya no puedo hacer mas nada, que se haga cargo la Santa Inquisición.

La Santa Inquisición centra el juicio sobre el tema fundamental de si Galileo había usado o no la Biblia para apoyar sus teorías.

A la Inquisición no le preocupa si la Tierra era esférica o no, sino si había usado a la Biblia, si había manoseado los textos divinos.

Es declarado culpable entonces le dan la opción y le piden que afirme públicamente y por escrito que no es cierto que la Biblia dice que la Tierra es redonda y que la Tierra gira.

Si escribía el libro le darían un arresto domiciliario en su ciudad natal. Y el escribe demostrando que la Tierra es no es redonda y que no gira. Conclusión le dan 8 años de arresto domiciliario.

Keppler en ese momento era el astrónomo más famoso de Europa. Cuando se entera del libro el mensajero de las estrellas donde Galileo menciona todo lo que se estaba descubriendo, decide escribirle a Galileo y le ofrece subordinarse y ser su discípulo(Keppler era el astrónomo más grande de Europa y Galileo recién empezaba).

Galileo se da el gusto de ignorarlo. Keppler le escribe un montón de cartas implorándole, Galileo nada.

Muere Keppler, muere Galileo el mismo día y el mismo año 1642 que muere Galileo nace Newton. Newton con una gran formación matemática y una gran mente dedicada a las ciencias físicas era pobre , logra conseguir una beca y finalmente llega a ser el astrónomo real de Inglaterra.

Newton era bastante raro era muy insociable no salía nunca, los dos matrimonios que tuvo fracasaron y era muy envidioso de los éxitos de los demás le hizo la vida imposible a Robert Hoock (que estudio la ley de Hoocke) en Inglaterra y a todo aquel que brillaba lo perseguía.

Le dan un cargo de jefe en la casa de la moneda en Inglaterra, se dedica a perseguir evasores y sin piedad. Se pelea a muerte con Leibniz; Leibniz en ese momento era su rival matemático en Alemania y los dos descubren el calculo infinitesimal o sea el análisis matemático del calculo de límites, y Newton se amarga de que Leibnz también lo descubra y utiliza todo su poder para denigrarlo.

Newton escribe la obra matemática más grande de todos los tiempos después de los elementos de Euclides que es "Principio de filosofía matemática" son aproximadamente 400 teoremas.

En ese libro logra las tres famosas leyes de Newton. La de F= a la masa por la aceleración, que la fuerza de gravedad es igual al producto de las masas sobre la distancia al cuadrado. , y el principio de inercia que ya lo había descubierto Descartes.

Aquí en la historia de Newton se vuelve a empalmar el viejo problema griego en buscar las causas de las cosas. Buscar los elementos y las fuerzas.

En definitiva lo que hace Newton es ser el ordenador de un montón de ideas sueltas que se venían demostrando.

Existían varias fuerzas, las del magnetismo que ya era conocida por la magnétita (que es una piedra que atrae)y la gravedad, la fuerza que hace que las cosas caigan hacia la superficie de la Tierra y la fuerza que mantiene ligado a los planetas.

Newton lo que hace es la primera gran unificación (el concepto de unificación de las fuerzas es fundamental) y dice: la fuerza que atrae las cosas hacia la Tierra y la fuerza que mantiene unidos los planetas son la misma cosa no son dos fuerzas distintas. Eso es la fuerza de Gravedad.

Newton construye un modelo en que los planetas se mantienen en órbita siguiendo las leyes de Keppler, que la Tierra es esférica , que la tierra rota todo eso lo pone claro y los planetas se mantienen alrededor del sol por la fuerza de gravedad, el mismo se da cuenta de que no hay un vínculo , si existe una fuerza debe existir un vínculo que ejecute esta fuerza, entonces como no le encuentra solución al tema, dice: que la fuerza de gravedad se transmite instantáneamente significa que no hay ni espacio ni tiempo de promedio.

Y también se da cuenta que las cosas se atraen entre sí ¿cómo se mantiene el Universo en equilibrio? Si las cosas se atraen entre sí, si el Sol atrae a los planetas , los planetas tendrían que caer dentro del Sol, si las estrellas se atraen entre sí todas juntas tendrían que colapsar y el Universo desaparecer Newton se da cuenta de ese gran problema entonces dice el Universo es infinito si es infinito hay infinitas estrellas y siempre habría estrellas mucho más allá, la fuerza de gravedad no va a terminar de traccionarlas a todas por lo tanto el universo se va a mantener en equilibrio.

Esto se impone y comienza el delirio del Universo infinito. En el Siglo XX se derrumba.

Primera gran unificación de las fuerzas, la obra de Newton es tan sólida tan contundente que sobrevive 3 siglos; en ese momento (1700) empiezan a estudiarse otras cosas, el comportamiento de la materia y aparecen una serie de investigadores, cada uno por su lado, pensando en distintos temas, todos esos investigadores confluyen hacia finales de 1800.

También empiezan los estudios de electricidad hacia 1800 Culomb establece la fuerza electromagnética, la fuerza del magnetismo y de electricidad la logra explicarlas con ecuaciones muy parecidas a la de Newton dice: que la fuerza de atracción entre dos cargas eléctricas son proporcional a su masa e inversamente proporcional al cuadrado de las mismas distancias, la misma ley se explica para el magnetismo, que la fuerza de atracción entre dos cargas magnéticas es proporcional a las cargas puestas en juego e inversamente proporcional a las distancias al cuadrado.

Hacia 1800 se conocian tres fuerzas, Newton había logrado reducir a dos al magnetismo y a la gravedad ahora volvían a aparecer tres: el magnetismo, la electricidad y la gravedad, Tres fuerzas.

Todos los estudios de química sueltos no van a explicar el por que de la combustión hay todo un delirio detrás, como que la materia contenía una sustancia que se llamaba Flogistos y que eso era lo que producía que la materia se encendiera. Hasta que se llega a tener más o menos una idea coherente ya había un montón de compuestos químicos y elementos, pero surge Dalton en 1805 dice: todo el desorden químico que tenemos conocían más de 50.000 sustancias en ese momento tiene que tener una simplicidad última vuelve al concepto griego detrás de toda la diversidad enorme que hay tiene que haber una simplicidad última y se le ocurre la idea, que la cantidad de sustancia (se hablaba de sustancia) que se observaba en química eran en realidad la mayor parte de ellas una complejidad, o sea una mezcla de distintas cosas más básicas que el vuelve a llamar elementos que en griego significa lo mínimo

Se le ocurre reflotar la idea de Democrito y Leucipo: la idea de los átomos y dice: que en realidad deben existir partículas últimas indivisibles, llamadas átomos y que con ellos podemos construir todas las sustancias que estamos viendo.

Identifica 20 elementos, el oxígeno, el hierro, etc. Los 20 primeros átomos luego viene Avogadro y dice que la expresión última de una sustancia no son los elementos sino las moléculas, la mínima porción de un papelito que yo puedo tener es una molécula de un papel, la mínima porción de agua que yo puedo tener es la molécula de agua, la molécula es la última unidad de la sustancia, luego si se "quiebra" la molécula, encuentro los elementos aislados y además estudia también el tema de las fuerzas entre moléculas.

Esas fuerzas las establece en este siglo, Van Der Walls y se conocen actualmente como fuerzas de Van Der Walls. Son cargas electromagnéticas entre las moléculas.

Tenemos así que el Universo en la época de Dalton se había reducido a tres fuerzas y unos 20 elementos, que se combinaban entre si para generar moléculas.

Aparece en esa época Faraday quien empieza a estudiar la electricidad crea el concepto de "campo de acción de una fuerza".

Surge Maxwell, Maxwell quien estudia las ondas electromagnéticas.

En la época de Newton, otro gran astrónomo Huyghens estudia las características de la luz.

Newton también estudia la luz (Newton inventa el telescopio reflector que mejora al reflector)

Newton cuando estudia la luz con el prisma se pregunta de que naturaleza es la luz y el llega a la conclusión que la luz esta compuesta por unos corpúsculos chiquititos que chocan con nuestros ojos y hace que veamos como luz y Huygens, dice por otro lado la luz no esta hecha por corpúsculos sino que es una onda que se desplaza por el espacio y golpea con nuestros ojos esa onda lleva una carga, esa carga es la que hace que nosotros veamos los colores...

O sea que había dos formas de interpretar la luz, una como proyectiles que se movían y otra como una onda de energía que se mueve en el espacio.

Maxwell se pone a estudiar distintos tipos de engría. Para la época de Maxwell se estaba usando el espectroscopio en química, la química había avanzado mucho, el estudio de la electricidad también y llega a la conclusión genial que todas las formas de engría son ondas y llega a la conclusión que el magnetismo y la electricidad son "dos caras de unas misma moneda" : el electromagnetismo.

Cuando hay una carga eléctrica moviéndose tiene que haber un campo magnético asociado y cuando hay un campo magnético hay una carga eléctrica asociada osea que son la misma cosa, una onda eléctrica que se mueve en el espacio esta generando perpendicularmente un campo magnético y viceversa.

Llega a una unificación la segunda unificación importante. dice: que el magnetismo y la electricidad son la misma cosa. Con la conclusión de Maxwell se llega a la conclusión de que la luz y el sonido son ondas electromagnéticas y se produce un avance espectacular en todas las ciencias.

Bremer en 1870 calcula la velocidad de la luz , Maxwell establece que la velocidad de las ondas electromagnéticas es de 300.000 Km por segundo una onda se desplaza a 300.000 Km por segundo y que la luz que es una onda se desplaza a 300.000 Km por segundos, el sonido también, no el sonido que nosotros escuchamos, la onda de sonido, la onda atraviesa la capa de aire sobre lo que se mueve a 340 metros por segundo que es la velocidad del sonido, es la capa de aire, la onda se mueve a 300.000.

En ese momento otros investigadores se ocupan de distintas cosas entre ellos Roetghen, en Alemania quien descubre los rayos X; Blequerel que descubre las radiaciones de Uranio.

Con los estudios de Faraday hacia 1845 (se dedica a estudiar las cargas eléctricas) vuelve a plantearse, un problema si el átomo es el único constituyente de la materia y si el átomo es eléctricamente neutro ¿de dónde salen las cargas eléctricas que observaba Faraday? de un polo salían cargas que circulaban, una corriente carga negativa hacia el polo positivo ¿De dónde salen esas cargas eléctricas?

Si el átomo es eléctricamente neutro, las cargas deben estar dentro del átomo, se les empieza a ocurre que el átomo no es indivisible y que para que sea eléctricamente neutro debe tener cargas adentro que se anulan entre si entonces llegan a la conclusión que tienen que existir dentro del átomo por lo menos una carga positiva y una negativa para que se anulen entre si y los átomos no transmitan electricidad y que cuando uno lo somete a descomposición se liberan cargas negativas que son las que hacen circular la corriente eléctrica. Aparece Tomson por ahí y logra establecer la existencia del electrón descubre que hay dentro del átomo una carga negativa, lo de negativa lo designan arbitrariamente y que entonces debe existir una carga positiva se empiezan a hacer modelitos de átomos.

Hacia 1900 Rutherford dice el átomo tiene que estar constituido por cargas positivas en su núcleo y negativas afuera orbitanddo alrededor del mismo, y tiene que haber un enorme espacio vacío entre ambas cargas , las positivas y las negativas ¿de dónde saco esto?

Rutherford toma una lamina de oro y dice, bombardeemos esa lamina de oro con partículas atómicas si el átomo es una cosa sólida o sea que el electrón esta compactado con el núcleo si yo tiro partículas atómicas contra la lamina de oro que pasaran rebotaran

Si el átomo en realidad esta constituido por una carga en un centro y una carga afuera como si fuera un planeta tiene que haber enormes espacios vacíos dentro del átomo si yo le disparo partículas atómicas hacia la lamina la mayor parte de ella debe pasar a través, si pasa eso dentro es como digo yo dice Rudtherford como si fuera un sistema solar en miniatura; hace la prueba dispara partículas átomicas contra la lamina de oro , la mayor parte de ellas atraviesa y con las que rebotan, midiendo el ángulo de rebote Rudtherford logra establecer el tamaño del núcleo del átomo es una gran conclusión.

Por otro lado Brecquerel de casualidad descubre la radioactividad, tenía unas piedras de sales uranio las tiro dentro de un cajón donde había una placa fotográfica y al otro día la va a buscar y la encuentra velada. Se pone a razonar y dice lo que esta pasando es la piedra, esta emitiendo un tipo de radiación desconocía, esa radiación es invisible pero me esta velando la placa como si fuera los rayos de la luz del sol y llega a la conclusión mucho tiempo después que esa radiación son átomos de Uranio que se están desarmando y que las partículas del núcleo están saliendo se llaman partículas Alfa y es la radiación de Uranio, mientras tanto está Madame Curie investigando el radio, toda una explosión de la investigación tremenda.

Se pone a estudiar la radiación y aparece Max Plank y se da cuenta que la radiación se comporta de una manera muy particular ej.: Supongamos que la radiación se mueve como si fuera el agua si yo abro una canilla el agua sale en forma constante el concepto hasta ese momento era que la radiación se movía como un chorro de agua pero resulta que la espectroscopia comenzó a demostrar que las ondas electromagnéticas no se comportaban así porque aparecían rayitas en determinado lugar para cada elemento.

Si las ondas se comportan como un chorro de agua lo que tendríamos que ver es solo un espectro de colores que va cambiando de tonalidades pero ¿de dónde aparecen esas rayitas? entonces llegan a la conclusión que las ondas electromagnéticas no se comportan como un chorro de agua sino que se comportan como si fueran cúbitos de agua. como si abriéramos una canilla y en vez de salir un chorro de agua salieran sache de agua uno detrás de otro.

Las radiaciones se comportan como si fueran paquetes de cargas. Utiliza la palabra de origen latína que es Quantum que significa paquete y Plank dice : la energía en realidad se transmite en paquetes, las ondas electromagnéticas llevan paquetes de energía es una conclusión espectacular que a Plank no le gusta, odia sus cuantos...De aquí en más entramos en el espectacular Siglo XX con sus increíbles avances científicos y descubrimientos que serán motivo de una próxima conferencia donde transitaremos este vasto y complejo camino...Muchas gracias por vuestra atención y Buenas y Limpios Cielos! (aplausos cerrados en ovación). Fin Conferencia.

Alpher y Robert Herman.En los años '40, calcularon la síntesis de los elementos químicos de la explosión primordial y, al hacerlo, trasladaron la idea del Big Bang del campo de las hipótesis al terreno de la ciencia de observación. Alpher y Herman estimaron que el espacio debería estar actualmente bañado por un mar de energía electromagnética que, en términos del cuerpo negro, y estimaron que ésta debía bordear los 5°K por encima del cero absoluto, lo que informaron en una carta enviada al periódico Nature en 1948. La estimación sobre la existencia de la energía electromagnética quedó confirmada cuando, dieciocho años después, Penzias y Wilson lograron identificarla, calculando que esta comportaba una temperatura de 2,7°K.

La demostración hecha por Hubble, como la comprobación de la temperatura de la radiación de fondo que realizaron Penzias y Wilson, dieron cabida para que desde la década de los '50 , surgiera una aceptación mayoritariamente generalizada de la hipótesis de que el universo había tenido su comienzo en la explosión de un átomo primigenio (Big Bang); que las enormes densidades y las altas temperaturas al principio del tiempo y del espacio pudieron haber borrado la distinción entre materia y energía (Big Squeeze), y que de ese guiso materia energía se habría generado la energía radiante. Luego, mientras el universo comenzaba a expandirse y a enfriarse, la primera materia en emerger lo habría hecho en forma de partículas elementales: protones, neutrones y electrones constituyendo lo que se ha llamado "ylem", un término tomado de Aristóteles, para esta materia primordial. Posteriormente, a medida que se enfriaba y se hacía menos denso el "ylem" y se reducía la radiación de alta energía, los neutrones existentes empezaron a combinarse con protones, formándose los núcleos atómicos. Los protones solitarios atraían a los electrones para crear átomos de hidrógeno, y los núcleos más pesados reunían también sus complementos más grandes de electrones. El Big Squeeze pudo haber sido el crisol de todos los elementos observados hoy en el universo. En esto hay que consignar que diferentes investigaciones de laboratorio han concluido que lo inmediatamente anterior descrito ocurrió dentro de los primeros minutos de la expansión cósmica donde se constituyó un proceso igual que la alquimia: En el ylem, una sustancia era transformada en otra.

Pero esta cuestión del ylem, también dio cabida a la idea de un universo pulsante. Según esta teoría, antes del Big Bang habría existido un universo muy semejante al actual, y que, después de haberse expandido, se contrajo y entonces formó un átomo primigenio con las características de un ylem. En cada ciclo se producirían colapsos gravitacionales de conjuntos que se comprimen en sí mismo y disipan de nuevo toda su masa en forma de energía, para volver posteriormente a materializarse. Podría haber sucedido también que presiones internas hubieran frenado las contracciones y, antes del aniquilamiento atómico, hubiesen provocado explosiones directamente materiales. En ambos casos se trataría de una sucesión de fenómenos semejantes, trabajando en sistema cerrado dentro de un universo pulsante, o, más poéticamente, en un eterno retorno, sin fin dentro del tiempo, pero cuyo límite espacial quedaría fijado por las más lejanas regiones hasta donde las explosiones logren llegar para detenerse y transformarse en contradicciones.

Pero junto con ganar la aceptación generalizada la hipótesis del Big Bang como descripción del origen del universo, también ha sabido gozar en los años, desde la presentación de sus enunciados, de serios grupos de científicos retractores, a los que en el pasado se les llamó "malditos" y que ahora son distinguidos como heterodoxos.

Es indudable que por mucho que nos adentremos en el Big Bang, hay siempre materia presente. ¿Cómo comprender, pues, el punto mismo del origen? ¿De dónde procede la materia del universo? ¿Hay fallas en las leyes de la física que nos impulsen a remplazarlas o a adoptar una actitud mística?

La primera hipótesis competidora a la del Big Bang apareció, casi paralelamente, con la publicación de los enunciados de ésta y sus puertas fueron abiertas, prácticamente, por algunas dificultades que el Big Bang presentaba para explicar hechos que eran observados.

Una de esas dificultades, y que de la cual los propios autores estaban conscientes, es la que tiene que ver con la síntesis de los elementos. Gamow y su ayudante Ralph Alpher en su exploración de la síntesis de los elementos se encontraron con un importante obstáculo a explicar por la hipótesis que habían presentado. Por mucho que lo intentaran, no podían explicar la creación de elementos más pesados que el helio-4, un isótopo muy estable que se niega a aceptar a dar partículas, y así generar átomos sin peso. De todas maneras, en el momento en que fue creado el helio-4 a los pocos minutos del comienzo de la expansión, el cocimiento cósmico de partículas tenía que haberse hecho tan tenue que las colisiones no debieron producirse tan frecuentes como para generar los elementos más pesados.

Otro problema que presentaba la hipótesis de Gamow y que aún sigue siendo un tema permeable en la actualidad, pese a que en el pasado ya fue soslayada, es la que tiene que ver con la edad del universo. Aparece este problema cuando la expansión observada del universo fue utilizada para estimar la cantidad de tiempo que había transcurrido desde el momento de la creación. La edad a la cual se concluía era significativamente inferior a la que se había logrado establecer por los geólogos para la Tierra haciendo uso de los isótopos de plomo para datar las rocas. Las observaciones de la época mostraban una edad de aproximadamente 1.800 millones de años para del universo y de 4.000 millones de años de edad para la Tierra; o sea, toda una singularidad.

Las contradicciones que hemos descritos sucintamente en el capítulo anterior, fueron las que dieron cabida a la presentación de la primera hipótesis competidora al modelo del Big Bang. La más concurrente dentro de los espacios de discusión, en los círculos de los físicos, es la llamada el «modelo del estado estacionario (steady state)» que fue esgrimida por el matemático físico teórico británico Fred Hoyle, y apoyada por dos de sus colegas de origen austríaco, Thomas Gold y Hermann Bondi. Su contra propuesta era de que el universo es, siempre ha sido y siempre será como hoy; permanece en estado estacionario. Nunca empezó y nunca tendrá fin. Propugnaron filosóficamente esta teoría sobre la base de lo que habían denominado el principio cosmológico perfecto. La versión original del principio cosmológico, fundamental para la teoría del Big Bang, , sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio. La versión perfectibilizada expande los parámetros para incluir el tiempo, lo que implica que el universo debe presentar la misma cara en cualquier momento, pasado, presente o futuro. En el Big Bang, interpretativamente puede aparece como que este principio se contraviene y, por ello, en opinión de sus retractores debería ser desechado. Y en consecuencia, el estado del universo debía, sin lugar, ser estacionario, alimentado por una producción constante de materia en forma de átomos de hidrógeno, aunque el tipo de materia no siempre es considerado en forma precisa por los tres refutantes.

Matemáticamente fundamentaron su propuesta derivada de una modificación de la relatividad general. Sus ecuaciones producían un universo en expansión (pese a las dudas que había manifestado Hoyle con el corrimiento al rojo que se observaba en las galaxias) con una densidad constante, sin especificar el tipo de materia necesaria para mantener a ésta dentro de un volumen creciente; en esta versión, la materia-energía no diferenciada se crea a una velocidad relacionada en las ecuaciones con ritmo de expansión. Lo último, invitó a muchos a pensar por qué, si se crea materia, nadie lo ha podido distinguir en las observaciones, para lo cual la respuesta que esgrimían los defensores del estado estacionario era de que para llenar los espacios vacíos dejados por las galaxias en dispersión, nace permanentemente nueva materia, creada de la energía existente, a razón de 1 átomo por cada 500 decímetros cúbicos (1/2 m.3) de espacio y por cada 1.000 millones de años.

Para sostener sus propugnaciones en contra del Big Bang, los partidarios del estado estacionario intentaron capitalizar el problema que éste presentaba en cuanto a la imposibilidad de explicar científicamente la producción de elementos pesados en el universo. Desde mediado de los años '40, Hoyle había estado contemplando la posibilidad de que los elementos se formaran por reacciones nucleares, o nucleosíntesis, dentro de las estrellas, y había publicado un ensayo desarrollando la hipótesis. Cuando empezó a trabajar en la teoría del estado estacionario, se fue convenciendo cada vez más de que la creación espontánea de la materia en alguna forma elemental, junto con la producción de otra materia en los crisoles estelares, explicaba la existencia de todos los elementos de la tabla periódica. En consecuencia, no existía ninguna razón como para pensar que el universo había partido de una gran explosión de un único átomo primigenio.

Fred Hoyle se unió a un grupo de investigadores que estaban trabajando sobre esta cuestión de la relativa abundancia de elementos en las superficies de las estrellas. En conjunto, estructuraron un exhaustivo estudio de los elementos que se acumulan en los núcleos estelares. En un denso trabajo que publicaron en octubre de 1957 en Review of Modern Physics, bajo el título de "Síntesis de los elementos de las estrellas", lograron explicar, de una forma general, la abundancia de prácticamente todos los isótopos de los elementos desde el hidrógeno hasta el uranio. Describieron que las estrellas, en la medida que van gastando su combustible nuclear, transmutan el hidrógeno en helio; el helio a carbono y oxígeno; y así sucesivamente, subiendo hasta llegar a los más pesados de la tabla periódica. En las explosiones de las supernovas se creaban muchos de los elementos más pesados, incluidos el platino, el oro y el uranio. Este trabajo que es un importante logro científico, no sólo explicaba la síntesis de todos los elementos más allá del hidrógeno, sino que predecía su formación exactamente en las mismas proporciones que ocurrían en el universo. Pero una cuestión quedaba en el aíre ¿ Cómo se generó el combustible inicial de las estrellas ? La cuestión del hidrógeno quedaba abierta.

En términos generales, los primeros partidarios del estado estacionario involucran en su propuesta la formulación de una nueva cosmología. Su motivación: restablecer la estabilidad del universo. En esta teoría se admite el movimiento de recesión de las galaxias. Pero se compensa el enrarecimiento del universo con la hipótesis de una continua creación de materia. Así, a pesar de la expansión la densidad del cosmos (galaxias y átomos) permanece invariable. Resultado: pese a las apariencias, el universo es estático y eterno. Pero esto lleva implícito algo más. Crear materia aquí y allá en el universo poco a poco es una contradicción a la ley de la física que señala que la energía total en un sistema cerrado permanece constante, lo que también en alguna manera lo es cuando todo empieza con una gran explosión, ya que no se estaría conservando toda la energía en el proceso. Pero para ellos, hacer que la materia apareciera gradualmente parecía preferible, ya que con ello es más cómodo soslayar o echar a un lado la cuestión del Creador.

Este modelo del estado estacionario o " steady state" ha sido y es bastante popular entre los científicos aunque no concita a la mayoría . Goza de un número más que apreciable de adeptos y, aunque observaciones contradicen sus afirmaciones, continúan sosteniéndolo, hasta hoy, con nuevos argumentos que iremos describiendo en el transcurso de este trabajo. La obstinación de los científicos seguidores del modelo viene a ilustrar la fuerza del paradigma del universo estático.

Uno de los descalce que se produce entre lo observado en el universo y lo propugnado por el estado estacionario se da en la distinción de la densidad del universo, la cual es factible estudiar analizando como se expanden las galaxias. Para ello, estudiemos el siguiente gráfico, abajo, a la izquierda.

El gráfico indica la velocidad de alejamiento de las galaxias en función de sus distancias. La pendiente de la recta de la "constante de Hubble".

Horizontalmente: la medida de la distancia es proporcionada por la luminosidad de las galaxias más brillantes de diferentes grupos.

Verticalmente: velocidades en km. por segundo.

Las diferentes curvas describen la relación velocidad-distancia en función de la densidad supuesta del universo (en unidades de la densidad crítica). Cuanto más denso es el universo, tanto más a la izquierda se sitúa la curva en el dibujo. La comparación con los puntos observados muestra que la densidad real es tres veces inferior a la densidad crítica. La curva más baja es la esperada en un universo estacionario. Ello aparece absolutamente incompatible con lo que se ha observado.

Ahora, con respecto al asunto de la edad del universo. La contradicción que hemos expresado anteriormente entre la geología y el Big Bang se debió a una errónea estimación de la distancia de las galaxias. Para estimar la edad aproximada del universo las observaciones de Hubble nos sugieren un cálculo sencillo. Conociendo la distancia y velocidad de las galaxias, sólo es necesario calcular el tiempo que han demorado en alcanzar esas distancias a la velocidad que se ha estimado que se alejan, lo que nos permite tener una idea sobre la edad del universo.

Los primeros cálculos que se hicieron usando el método que hemos descrito, dieron como edad estimada para el cosmos alrededor de 1.800 millones de años, lo que resultaba claramente inferior a la que se conocía para el sistema solar (4.500 millones de años). Posteriormente, gracias a una revaluación de la escala de las distancias, se pudo obtener edades cósmicas consecuentes con los estudios geológicos de la Tierra.

Por otra parte, sabemos de estrellas de nuestra propia galaxia que tienen una existencia superior a los 13.000 millones de año lo que, considerando la incertidumbre de las observaciones, hace compatible a la teoría del Big Bang con la posible edad para el universo que nos estaría entregando la longevidad de esas estrellas. De hecho, esta compatibilidad entre la grilla de edad delimitada por el estudio de las estrellas y las versiones más simples de la teoría del Big Bang se puede considerar un argumento más en favor de éste. Nada garantizaba a priori esta compatibilidad.

Pero lo que más se acomoda a la fundamentación del Big Bang y, a su vez, más descoloca a los heterodoxos es el mensaje del espectro inserto en el cosmos. La temperatura de 2,7°K (-270°C) es la de la radiación observada hoy en nuestro universo, enfriado por miles de millones de años de expansión cósmica y cuyo origen se encuentra en las emisiones generadas por un cuerpo caliente a temperaturas homogéneas. Este cuerpo isotermo está disperso en la escala del cosmos; la radiación proviene uniformemente de todas las direcciones.

De lo que conocemos de nuestro universo, nada puede ser distinguido como fuente de esta radiación. Todos los objetos que hemos logrado clasificar a través de las observaciones astronómicas, ninguno reúne las condiciones de isotermia de esta radiación, llámense galaxias, quásares, estrellas, planetas, nebulosas, ya que ellos presentan temperaturas de escala disímil. Pues, entonces ¿de dónde viene esa radiación? Veamos que pudo haber pasado; en el pasado.

Proyectemos hacia atrás la historia del universo. En la medida en que vamos observando un aumento de la temperatura y de la densidad, iremos viendo a los astros deshacerse y dispersarse en el espacio en una nube ardiente, homogénea e isoterma. Esta sustancia incandescente es la fuente de la radiación fósil. Como no estamos de ánimo para la ficción, entonces señalemos, pues, que todo esto es apoyado por experiencias de laboratorio y fundamentados escenarios matemáticos y, los cálculos que se tienen, señalan que ésta fue emitida cuando el universo estaba a cerca de tres mil grados K, hace quince mil millones de años. Según el reloj convencional, el universo tenía entonces casi un millón de años. Ante cualquier duda, precisemos aquí que nuestra capacidad científica nos permite describir el universo hasta 43 segundo después de iniciada su evolución y se espera que para mediados de la primera década del siglo XXI, se pueda crear condiciones en laboratorios que no se han repetido desde las primerísimas fracciones de segundo que siguieron a la creación del universo. En los residuos que se generan en los laboratorios en los experimentos de hacer chocar entre sí protones, los físicos esperan hallar una partícula nunca antes detectada, llamada Higgs. Se supone que esa partícula, al explosionar inmediatamente después del Big Bang , unos 14.500 millones de años, cuando todas las fuerzas del cosmos eran un sólo campo simétrico y unificado, actuó igual que un combo de hierro al golpear un espejo, destrozando la perfecta simetría y repartiendo esta masa de escombros en diferentes clases de partículas elementales, como los electrones. Esto se extrae de la hipótesis del Big Bang. Ahora, si no se descubre la partícula Higgs, no cabe duda que va a ser motivo de cuestionamientos, no sólo para la hipótesis de la gran explosión, sino que también para el modelo de fuerzas y materias.

Pero sigamos con la película de la historia del universo. Sabemos que éste está estructurado en un 90% de átomos de hidrógeno. Hemos experimentado que a 3.000°K, la agitación térmica ioniza estos átomos. Su materia toma la forma de un plasma eléctrico, compuesto de protones (el núcleo del átomo de hidrógeno) y de electrones libres, quedando como una sustancia opaca a la luz.

Cuando la temperatura empieza a descender por debajo de los 3.000°K, los electrones se fijan a los protones. Un gas de hidrógeno comienza a invadir el universo lo que le hace adquirir una de sus más distinguible identidad : hacerse transparente a la luz. La radiación fósil se emite en ese momento, comenzando su largo periplo de miles de millones de años luz.

Todo fósil tiene almacenado en su memoria el pasado de su existencia. La temperatura de la radiación que hemos descrito ha disminuido de 3.000 a 2,7 grados K, pero la forma térmica del espectro ha permanecido graficada en este flujo de radiación que el Big Bang nos hace llegar.

En los últimos tiempos se han formulado múltiples teorías con bastante semejanza entre sí o se han reformulado otras que parecían destinadas a ser olvidadas. Sin embargo, el acelerado y vasto progreso tecnológico y las consecuentes nuevas y más precisas observaciones de todos los día, han permitido elaborar nuevas tesis argumentadoras a favor o en contra de teoría preexistentes o a poner en jaque a algunos teorizantes.

Cada año es posible ubicar más de una publicación, dentro de los muchos medios de difusión de estos temas, de que concebir una gran explosión como generadora del universo actual es innecesaria. Sostienen la expresión de sus plumas con argumentos extraídos, fundamentalmente, de la observación directa. Si bien éstas son realidades concretas, por sí solas no son evidencias duras en contra del Big Bang, ya que de ellas, lo que se extrae, normalmente son conjeturas.

Desde la década de los '50 los argumentos esgrimidos en contra de la hipótesis del Big Bang se centran en las mismas objeciones, unas de carácter filosófico y la mayoría con base en razonamientos científicos. Es necesario sí, reconocer que estas últimas siempre representan una actualización en función de las observaciones directas.

El Big Bang ha sido una de las teorías científica que concita preguntas que permanecen arraigada en el marco de la naturaleza humana. Como ya señalamos antes con ella, podemos describir la evolución del universo hasta un tiempo de más o menos 43 segundos después de la gran explosión inicial, pero no hemos llegado al segundo cero. Es muy probable que la física lo logre en el futuro, cuantizando el espacio-tiempo, con lo cual nuestra concepción del espacio-tiempo puede ser alterada nuevamente de modo radical. Pero supongamos que llegamos al espacio-tiempo cero, surge la pregunta quién hace ese instante. El cómo ocurre es una pregunta que todavía está dentro del campo de la física. Si uno quiere puede decir que es una acto de creación divina, pero si uno no cree en un ser superior no necesita hacerlo, desde el punto de vista de la física. La pregunta sobre qué hay antes de ese instante cero, para la ciencia no tiene sentido. Hay gente que cree que sí debe tenerlo y busca un camino que permita encontrar un sentido. Como según el Big Bang, es factible concluir que el universo tiene un final, entonces los tiempos anteriores al inicial no existen: no hay espacio, no hay tiempo, no hay materia, no hay energía. Estamos fuera de la física.

La formación de las Galaxias

Uno de los argumentos en contra de la hipótesis del Big Bang que se ha difundido en la actualidad, es aquel que señala que la actual capacidad de observación directa del universo sólo nos permite ver una parte limitada de él y que lo que está más allá, en términos de escalas temporales, no puede ser observado debido a nuestras actuales limitaciones técnicas. No podemos ver lo que ocurrió más allá de los 60 megaparsecs (60.000 millones de a.luz).

Los adherentes del grupo de científicos contradictorios a la hipótesis del Big Bang sostienen que el imperio que ésta actualmente goza se debe, en líneas generales, a que tanto la expansión como la detección de la radiación de fondo pueden ser expresadas matemáticamente dentro de la escala temporal. Pero en tiempo universal "t", cuando se están formando las galaxias nuevas, su masa inicial es relativamente pequeña y el tiempo transcurre a un ritmo muy lento, de modo, que para el observador en la Tierra, cuando mira el universo, éste parece estar expandiéndose en función de las ecuaciones del Big Bang, pero a medida que el tiempo transcurre, el reloj del observador se va acelerando hasta equipararse al tiempo cósmico y acoplarse al ritmo de un universo sin expansión, de manera que se produce una transformación en el tiempo: En nuestros relojes, relojes galácticos, el tiempo transcurre a un ritmo determinado, pero en los relojes cósmicos ello es diferente porque no hay expansión, es decir, el tiempo se inserta en un estado estacionario. En otras palabras, la creación sólo es distinguible para el observador terrestre debido a que el tiempo ha empezado a transcurrir a partir de un punto. En esto, cabe reconocer que no deja de ser una argumentación novedosa, pero difícil de hacerla consistente en función de los requerimientos de la física.

La historia de las galaxias ha sido una historia de preconcepciones que han ido cayendo una tras otra, y los más recientes trabajos en el campo sugieren que las ciencias que se articulan para el estudio del cosmos pueden esperar todavía más.

El origen de las galaxias es un problema complejo. Observamos un universo contemporáneo manifiestamente muy inhomogéneo y de aspecto granulado. La densidad media de las galaxias es significativamente superior que las del espacio que las separa, alrededor de un millón de veces. Existen grandes variaciones entre las temperaturas del cosmos: el fondo del cielo está a 2,7º K, mientras que ciertos núcleos estelares alcanzan varios miles de millones de grados. Todo esto no refleja la situación de los primeros tiempo del universo. El cocimiento primitivo es extremadamente isotermo. De ello nacen una multiplicidad de interrogantes. La primera que se me viene es ¿Cómo pasó el universo del anterior estado homogéneo al actual observado inhomogéneo? ¿Cómo es que se fueron formando las galaxias en medio de la cazuela primigenia o primordial? ¿Por qué se formó la grumosidad que se observa en el espacio primario? ¿Cuándo se desprendieron de la masa medular los embriones galácticos? ¿Cómo se desarrollaron esos embriones hasta alcanzar el estado que hoy distinguimos en el espacio? Muchas de estas interrogantes --no todas-- han sido fundamentales para que encuentren cabida nuevas teorías, no solamente para explicar el origen de las galaxias, sino que también el del mismísimo universo.

En el marco de la teoría del Big Bang, las semillas de las galaxias fueron sembradas cuando tiempo, espacio, energía y materia estallaron en la gran explosión hará entre 12.000 y 15.000 millones de años, "más-menos". Los físicos sólo pueden especular acerca de la dinámica y la distribución de la materia primigenia, pero una cosa es virtualmente cierta: el universo hoy, se encuentra en partes cubierto por grande acumulaciones de gases o estrellas, como si flotaran dentro de un espacio de apariencias oscuras, y que se encuentran flojamente unidas por la fuerza de la gravedad. Fue de esas crisálidas cósmicas --llamadas protogalaxias-- de donde han emergido las bellas galaxias que hoy observamos. Exactamente cómo fueron formadas las protogalaxias es uno de los debates siempre presente dentro del seno de la comunidad de estudiosos del cosmos.

Una de las explicaciones para la formación de las protogalaxias nace de una consecuencia rigurosa con la física. Esta nos indica que es la gravedad el principal actor para que se formen esos objetos en el espacio. Un grumo primordial genera una atracción. La materia de su alrededores reacciona juntándose aumentando su masa e incrementando la gravedad. Este proceso se amplifica por sí mismo, al igual como se comporta una bola de nieve cuando se desprende en caída desde los altos de una montaña. Así habrían nacido las galaxias del cielo y, si se quiere, con agujeros negros incluidos en sus núcleos centrales.

En el proceso que hemos descrito para el embrionaje de las galaxias en el universo es necesario hacer una precisión. No existía ninguna posibilidad de que aquel proceso se pudiese haber llevado a cabo si la materia hubiese sido absolutamente homogénea, ya que cada partícula, atraída de igual manera por todas las que la rodean, permanece en el estado inicial. Pero ello cambia, cuando materia incrementa levemente su densidad por sobre el medio circundante, lo que hace que se genere un proceso de atracción y, de ahí, a la constitución de las protogalaxias.

La presencia de esas estructura embrionarias debería manifestarse dentro de un plazo breve en la evolución del universo. Sus huellas deberían ser distinguibles en la radiación fósil uno de los problemas que siempre rondaba a la teoría del Big Bang.

En marzo de 1992, el satélite norteamericano denominado Cobe detectó la granulación de la radiación fósil. En ello, por fin, se logra distinguir variaciones de temperatura, al nivel de una parte por cien mil. Se había encontrado los gérmenes de las grandes estructuras del cosmos. Si el fluido hubiese sido más homogéneo, un problema significativo estarían abordando los astrofísicos.

Otra versión explicativa de la formación de las protogalaxias, es aquella que recurre a extensas ondas de choque, la que podría ser denominada como la teoría de las explosiones cósmicas. Ésta, parte de la premisa de que los gases primordiales se encontraban, entonces, repartidos en forma uniforme y que requirieron de alguna fuerza exógena para iniciar la evolución de gases a protogalaxias.

En un escenario, un número reducido de estrellas se formaron a partir de las regiones más densas de gas que comportaba el cosmos primitivo. Las más masivas de esas estrellas explosionaron como supernovas, creando cataclísmicas ondas de choque que empujaron los gases circundantes en densas nubes. Y, es a partir de esas nubes, es que las estrellas se fueron formando y constituyendo las modernas galaxias que hoy observamos.

Un enfoque más nuevo sitúa a las llamadas cuerdas cósmicas en el centro de las turbulencias que dan nacimiento a las protogalaxias. Aunque nunca se han podido observar, pero existen algunas evidencias indirectas como para dar la cabida a que podrían haber existido, las cuerdas cósmicas se encuentran insertas en las predicciones del Big Bang. En teoría, son filamentos residuales de los instantes primarios del universo que podrían haber tenido la forma de invisibles rizos o bucles vibrantes muy pequeños pero con una enorme cantidad de energía almacenada en ellos. Puesto que las cuerdas no se expandieron con el resto del universo, serán increíblemente densas y masivas, con un peso que un trocito de un centímetro de largo y una trillonésima del grueso de un protón pesarían tanto como un macizo cordillerano. Lo más importante es que oscilarán a velocidades cercanas a la de la luz, perdiendo tanta energía que acabarán disolviéndose. Esta emisión de energía pudo crear ondas de choque que luego comprimirían los gases circundantes, haciendo que se formaran cúmulos estelares y protogalaxias.

Las galaxias remotas nubes de gas primordial (espiraladas unas, elípticas otras) son sistemas estelares externos, muchas muy semejantes a la Vía Láctea , son el crisol para la formación de estrellas, planetas, la materia y el mismísimo tiempo.

Una nueva tesis sobre la formación de las galaxias que sitúa a los agujeros negros como responsables de la formación de éstas en el universo, es lo nuevo que circula ahora dentro del ámbito de las ciencias del cosmos. Como partida para formular esta nueva tesis se retoma, en parte, la hipótesis sobre la posible existencia de agujeros negros en el núcleo de las radiogalaxias y de conjeturas que se pueden extraer de los estudios y análisis de las últimas observaciones que se han realizado a los quásares que se han podido ubicar en el cielo. En la conferencia Nº 189, celebrada en enero de 1997, de la Asociación Astronómica Americana, un grupo de científico planteó que los gérmenes de las galaxias no nacen simultáneamente, en un pasado de 15.000 millones de años, a partir de un misteriosa explosión de energía concentrada en un punto infinitesimal de la nada. Consideran que el hecho de haber concitado una aceptación mayoritaria el origen del universo a partir de un átomo primigenio sólo ha servido para opacar controversias más racionales, como el porqué de ese estallido o hasta dónde era fiable tan rotunda perspectiva. Para ellos, los gérmenes de formación de galaxias corresponden a una recreación de formación continua y que no se cocinaron todos de golpe en una fragua cósmica de hidrógeno y helio. Su formación se debería a un proceso prácticamente permanente pero con chispazos dispares, como ocasionales chisporroteos de un leño ardiente o explosiones aleatorias semejantes a la de los fuegos de artificio. Ello explicaría la distinta densidad que se observa en las galaxias y la factibilidad de que exista un masivo agujero negro, casi, en cada núcleo de los centros de cada una de ellas. Pero esta propuesta va más allá de una nueva explicación para la formación de las galaxias. En efecto, ella conlleva más de una implicancia cosmológica. Calculan que esta versión explicativa, que es parte de otras propugnaciones que conforman una versión alternativa al "viejo Big Bang", abarcó un período de miles de millones de años, un tiempo tan extenso como la mitad de la edad que se ha estimado para el universo en función de la hipótesis del Big Bang.

Agujeros negros, fascinantes habitantes del cosmos. Idea originalmente levantada en 1783 por el inglés John Mitchell, el concepto fue retomado por Laplace en 1796, y sus cálculos fueron más tarde rehechos en 1916 usando la nueva teoría de la relatividad de Einstein por Karl Schwarzschild y precisados posteriormente por Roy Kerr; el nombre de agujero negro fue acuñado a finales de la década de los sesenta por John A. Wheeler, de la Universidad de Princenton. Extraños objetos, al igual que el universo primitivo, los agujeros negros presentan condiciones físicas extremas que no podemos reproducir en la Tierra. Puesto que lo que los físicos intentan comprender son las propiedades del espacio, el tiempo y la materia, sobre todo en condiciones extremas, estos objetos constituyen otros laboratorios extraterrestres suplementarios para poner a prueba las leyes de la física.

Las evidencias más serias sobre la posible existencia de los agujeros negros se han encontrado en el centro de nuestra propia Vía Láctea. En efecto, los astrónomos alemanes del Instituto Max Planck de física Andrea Eckart y Reinhard Genzel, en octubre de 1996, anunciaron que habían registrado una seria evidencia sobre la posibilidad de la existencia de un agujero negro en el centro del núcleo de la galaxia. Un equipo de astrónomos liderados por Genzel monitoreó los movimientos de 39 estrellas cercanas al núcleo galáctico con el objeto de estudiar cual era la naturaleza de sus movimientos que desarrollaban alrededor del centro de la galaxia.El equipo logró determinar que esas 39 estrellas comportaban un movimientos circular entorno al núcleo de la galaxia, lo que invita a pensar en la existencia de un objeto tremendamente masivo en el centro. Si la órbita que describen esas estrellas fuera irregular, entonces estaríamos pensando en la existencia de un objeto central de características poco masivas. El comportamiento gravitatorio de esas 39 estrellas, permite determinar que éstas orbitan un objeto de una masa aproximada de 2,5 millones de veces mayor que el Sol. Este objeto, se encuentra cerca de una fuente poderosa de radio, que se le conoce como Sgr Un+ y ello, puede ser considerado de hecho, como una muy buena adicional evidencia para estimar que el objeto que condiciona el comportamiento gravitatorio de esa estrellas cercanas al centro galáctico es un masivo agujero negro.

Por otra parte, recientes observaciones astronómicas permiten pensar de que se estaría confirmando la creencia de que los quásares son un fenómeno transitorio que le ocurre al núcleo, la parte central, de alguna galaxia, que los lleva a aumentar tremendamente su luminosidad, superando ampliamente a la de la galaxia entera. Se cree que por colisiones estelares y aglomeraciones de materia en el centro mismo de la galaxia, se puede ir condensando materia en gran cantidad, y que llegado el caso, la fuerza gravitatoria de ella no puede ser equilibrada con ninguna fuerza conocida en el universo y ese objeto masivo del núcleo colapsa para formar un agujero negro.

Describir a los quásares en lo forma como lo hemos hecho anteriormente, como si en el fondo fueran una especie de aglomeración de materia estelar ardiendo como tizones en la boca de un agujero negro, no basta para entender qué son. Las observaciones recientes dan cabida para pensar que los quásares podrían ser galaxias jóvenes o en formación y, por lo consiguiente, como se estaría pensando como una generalidad para casi todas las galaxias, éstos comportarían un núcleo supermasivo en su interior: un agujero negro hecho de restos de millones de estrellas, y devorando todavía el material suelto que se encuentra disperso que al caer en sus fauces emite un haz suprabrillante que, sin embargo, la luz de él que llega a la Tierra es debilísima, tanto que los antiguos telescopios tenían serias dificultades para detectarla. Pero los quásares en sí despiden fuertes ondas luminosas a través del espacio, parte de sus rayos son absorbidos por nubes de gas que están en su ruta. Esto fue lo que hizo que teóricos como Arthur Wolfe, de la Universidad de California, pensaran en usar a los quásares como si fueran faros o linternas para ubicar posibles focos de formación de protogalaxias. Tesis que confirmó el astrónomo Charles Steidel en el año 1991, con sus trabajos realizados en Chile al descubrir veinte potenciales galaxias bebés, llegándose a la fecha a una cantidad que supera las ciento cincuenta en diferentes fases de evolución.

Ahora, aun cuando sea una tesis aceptable que las galaxias no nacieron todas juntas en un "paripaso" con la gran explosión sino durante el transcurso de miles de millones de años y que veamos nacer nuevas estrellas cada año en nuestra galaxia lo que invita a pensar que la creación continúa, ello no significa colocar en aprietos a la teoría del Big Bang como han manifestado los científicos que se encuentran propugnando esa nueva versión sobre el origen de las galaxias. Una teoría está en dificultades cuando sus predicciones no coinciden con los resultados de laboratorio o con las observaciones. Ese caso no se da para el Big Bang. Cada vez que se ha dado la posibilidad de contar con mediciones fiables, éstas no han sido contradictorias en su esencia a los cálculos predeterminado. La radiación fósil y la nucleosíntesis primigenia son ejemplo que lo garantizan.

Las dificultades del Big Bang son de otro orden y que, sin cuestionar el conjunto del escenario, endógenamente nos envían un mensaje claro: existen una multiplicidad de elementos cuya comprensión aún no está a nuestro alcance. El universo que hoy formulan los físicos, depende de las propiedades del universo antes de que tuviese una millonésima de segundo de vida. Estos tiempos tan remotos, todavía están fuera del alcance de los experimentos prácticos con aceleradores de partículas. Por ello, es que a la pluma le queda un largo camino en blanco por recorrer. El paño que queda por cortar es inmenso, por lo que se impone mantener una conducta humilde y cautelosa.

Pero retomando la cuestión de los quásares, podemos concluir que éstos, entonces, formarían una notable población de galaxias en germinación o ya en un estado de jóvenes y que, por las observaciones, se encuentran ubicados a centenares de millones, incluso miles de millones de años luz de la Tierra. No existen en las proximidades de nuestra galaxia. Muy por el contrario, cuanto más distante miramos, más quásares encontramos. El máximo de su población se sitúa entre diez y catorce mil millones de años luz. Los vemos tal como se presentaban en un período en que el universo sólo tenía el 20% de la edad que estimamos en función de la hipótesis del Big Bang.

Pero las observaciones también nos indican que, más allá de catorce mil millones de años luz, su población decrece rápidamente. Parece que los quásares fueran una fase juvenil de la evolución de ciertas galaxias. Se encienden y brillan con todo su resplandor, y se van extinguiendo cuando las galaxias envejecen.

Lo anterior conlleva consecuencias cosmológicas importantes. Implica que todas estas galaxias-quásares nacieron al mismo tiempo, poco después del Big Bang, sino cómo se podría explicar que ellas sean observadas, únicamente, dentro de los límites precisos de distancias cósmicas y que lo que hoy observamos de ellas es parte de una historia determinada por las distancias. Estas conclusiones no nos separan del Big Bang, muy por el contrario, se encuentran en plena consecuencia con esa teoría y son pruebas convincentes de ella.

El gráfico de la izquierda muestra la cantidad de quásares observados por unidad de volumen en función de la edad del universo. Los quásares están concentrados en un sector de distancia bien delimitado. Esta zona corresponde a un período en que el universo tenía entre uno y tres mil millones de años. La concentración en el espacio lo confirma: el aspecto del universo cambia con el paso del tiempo.

De quince galaxias cercanas, el estudio de las observaciones de ella entrega antecedentes para pensar que catorce de ellas se comportan siguiendo el modelo de influencia gravitacional de un agujero negro. De ahí se desprenden los anuncios de la idea de que el comportamiento de los agujeros negros tiene directa vinculación con la evolución de cada una de las galaxias en que se encontrarían insertos. Se estima además, que los agujeros negros son la fuente de energía de los que se denominan quásares fósiles, sobrevivientes de un matrimonio de peligrosos intercambios. Es que en esa condición que se da para la materia ocurre algo muy difícil de explicar: el tiempo y el espacio (tal como lo conocemos) dejan de existir, fluyen en una sola dirección y, como una albóndiga subatómica, se zambullen en una dimensión desconocida la que ha sido bautizada por los físicos teóricos como el "horizonte de sucesos".

Para esta nueva hipótesis, el valor científico de los agujeros negros parece residir en que su estudio permitiría saber cómo se formaron (y se forman) las galaxias, pero además entregarían antecedentes importantes para comprender la historia del cosmos. "Cuando lleguemos a conocer los agujeros negros, comprenderemos el origen del mismísimo universo", han señalado los astrónomos Mitchell Begelman, de Estados Unidos, y sir Martin Rees, de Gran Bretaña. Sostienen esta afirmación indicando que "los agujeros negros demuestran que la fuerza de gravedad es la mayor de todas las fuerzas cósmicas" y asumen la clasificación de estos objetos en dos grupos como ha señalado el Dr. Douglas Richstone, de la Universidad de Michigan : los galácticos, cuya masa podría equivaler a 3.000 millones de soles insertos en un reducido espacio no mayor que el que ocupa nuestro sistema planetario, y los estelares, muy pequeños, de unos pocos kilómetros de diámetro. Estos últimos serían los más fáciles de captar y, por tanto, los que más servirían para esclarecer cómo nacen, viven y mueren las estrellas. En cuanto a los grandes agujeros negros, ocultos en el centro de las galaxias, su forma detectada de actuar daría cabida para pensar en una preeminencia de ellos dentro de todo el proceso estelar del universo, dado el tremendo poder que demuestran, como lo estaría indicando el hallazgo de uno en el corazón del sistema M87, el cual se ha podido distinguir una parte de su forma de actuar: como un horno de ladrillos refractarios, la energía liberada por la que cae adentro produce un chorro centrífugo de electrones en espiral, remolinos de gas candente que se expanden más allá de los 500 años luz. Para resumir la idea del poder de estos intrigantes objetos estelares: los agujeros negros recientemente descubierto en las constelaciones de Virgo y Leo pesarían del orden de los cien soles cada uno.

Pero hay algo más que predicen estos científicos sobre los agujeros negros. Cuando estos objetos estelares chocan, el desastre debe inundar el cosmos con radiación gravitacional, señalan. Las ondas crearían olas en el mismo tiempo espacial. Harían que el espacio se contrajera o expandiera. Esto nunca se ha detectado en ningún tipo de fósil u otra manera, pero se está desarrollando un proyecto para concretarlo en el año 2001 de un sistema de espejos que permitiría el monitoreo para detectar una onda de esta procedencia y naturaleza. Pero la idea lleva a explicar la actual expansión observada del universo.

¿Serán los agujeros negros los causantes principales del comportamiento observado del universo? ¿La materia devorada por un hoyo saldría reciclada por otro? No lo sé, pero la idea general de la tesis sobre la función que cumplirían los agujeros negros viene a ser como una forma de otorgarle a una de las fuerzas que se conocen que operan en el universo, en este caso la gravedad, como preeminente del comportamiento evolutivo que se dientingue desde las observaciones que se focalizan en el cosmos y, a su vez, también la causante del final de éste. Según estos científicos, la actual era estelífera durará más de 100 mil millones de años, y luego atravesará una larga fase de degeneración material para arribar al imperio liquidador de los agujeros negros y desaparecer, al fin, como resaca de átomos desgajados, en un vacío absoluto. Pero y, cómo partió todo. Aunque realmente sean los agujeros negros los crisoles de las galaxias, eso no me explica en nada como se dio la materia en el universo, o cómo realmente se forman los agujeros negros antes de iniciar su papel de expandidor, depredador, reciclador y exterminador estelar. Si embargo, merece reconocimiento la idea de los agujeros negros, como medio para sustentar científicamente una mayor preeminencia para la fuerza gravitatoria que es la que el hombre conoce desde más antiguo y la que menos comprende.

A partir de la teoría del Big Bang , de las preguntas que nacen de ella, siempre hay una muy obvia : si tiene final el proceso de expansión del universo que propugna. Para los "ortodoxos" adherentes a ella, hay dos finales posibles, y ambos dependen del contenido de masa del universo. Si hay suficiente masa --que es siempre atractiva-- para frenar la expansión, el proceso se detendrá y llegará el momento que produzca un colapso. El proceso inverso al Big Bang, el Big Crunch, y entonces el universo muere, desaparece y no deja huellas.

El otro final es que no haya masa suficiente y, por ende, cada galaxia siga alejándose indefinidamente de todas las otras hasta que estén infinitamente remotas. Por lo tanto, ninguna señal luminosa puede llegar de una a otra. Ésa es la muerte por frío y oscuridad, una muerte más bien tétrica. También las masas positivas y negativas podrían alcanzar un equilibrio gravitacional y el universo ya expandido, se inmovilizaría para toda la eternidad, un universo siniestro con una historia sin final.

Por siglos, en el seno de la humanidad se ha reflexionado sobre cómo justificar el hecho de que el universo exista, cómo empezó todo. Hay quienes creen que las respuestas hay que buscarlas fuera del campo de la ciencia; creen que la creación del universo fue un acto divino. Otros sostienen que el universo ha sido siempre eterno: tesis expuesta por los adherentes al estado estacionario. Pero las observaciones astronómicas apoyan el hecho de que nuestro universo era muy distinto en el pasado remoto y de que tuvo un origen concreto. Está dentro de las posibilidades que el universo sea infinitamente periódico, que tenga ciclos de expansión y contracción, pero de acuerdo a las observaciones que se registran hasta el presente, tales ciclos, si existen, no han podido distinguirse. Lo de un universo reciclado por la acción de los agujeros negros también es una posibilidad, pero nada nos obliga a aceptarlo. El universo, por sí sólo, es la historia magnífica de un viejo misterio que, como humanos, nunca conozcamos el fin, pero sí nos hace bajar del pedestal y nos convierte en elementos pequeños que con sencillez debemos pensar que el origen de nuestro universo es un acontecimiento único.

Nuestro Sol

El Sol es una estrella común del tipo G2, una más entre los 100.000 millones de estrellas de nuestra galaxia. El Sol es, con mucho, el mayor objeto del sistema solar. Contiene más del 99.8% de la masa total del sistema solar (Júpiter contiene la mayor parte del resto).

El Sol se ha personificado en muchas mitologías: Los griegos le llamaron Helios y los Romanos le llamaron Sol.

El Sol está formado en la actualidad por alrededor de un 75% de hidrógeno y un 25% de helio en masa (92.1% de hidrógeno y 7.8% de helio en número de átomos); el resto ("metales") sólo alcanza un 0.1%. Estas proporciones cambian lentamente a medida que el sol convierte el hidrógeno en helio en su núcleo.

Las capas mas superficiales del sol muestran rotación diferencial: en el ecuador la superficie gira una vez cada 25.4 días; cerca de los polos tarda 36 días. Este extraño comportamiento se debe al hecho de que el sol no es un cuerpo sólido como la tierra. Efectos similares se pueden observar en los planetas gaseosos. La rotación diferencial se extiende considerablemente hacia el interior del sol pero el núcleo solar gira como un cuerpo sólido.

Las condiciones en el núcleo del sol son extremas. La temperatura alcanza los 15.6 millones de grados Kelvin y la presión es de 250.000 millones de atmósferas. Los gases del núcleo están comprimidos hasta una densidad 150 veces la del agua.

La energía radiante del sol (3.86e33 ergios/seg o 386 trillones de megavatios) está producida por reacciones de fusión nuclear. Cada segundo unas 700,000,000 toneladas de Hidrógeno se convierten en 695,000,000 toneladas de Helio y 5,000,000 toneladas (=3.86e33 ergios) de energía en forma de rayos gamma. A medida que viaja hacia la superficie, la energía es absorbida y reemitida continuamente a temperaturas cada vez menores de manera que cuando alcanza la superficie se ha convertido, principalmente, en luz visible. Durante el último 20% del camino hacia la superficie la energía es transportada mediante convección más que por radiación.

La superficie del sol, llamada Fotosfera, está a una temperatura de unos 5800 K. Las manchas solares son regiones "frías" a unos 3800 K (parecen oscuras sólo por comparación con las regiones adyacentes). Las manchas pueden ser muy grandes, tanto como 50.000 km de diámetro. Las manchas están causadas por complejos fenómenos, aún por aclarar, en el campo magnético solar.

Una pequeña región conocida como Cromosfera se extiende sobre la fotosfera.

El campo magnético solar es muy fuerte (en comparación con el terrestre) y muy complejo. Su magnetosfera (también conocida como heliosfera se extiende hasta más allá de Plutón.

Datos recientes recogidos por la sonda Ulyses muestran que el viento solar que emana de las regiones polares fluye al doble de velocidad, 750 Km./seg., que el de latitudes menores. También parece que la composición del viento solar es diferente en las regiones polares. El campo magnético solar parece ser sorprendentemente uniforme.

Posteriores estudios del viento solar serán realizados por las sondas Wind, ACE y SOHO desde puntos de observación estables situados directamente entre la tierra y el sol a unos 1.6 millones de Km. de la tierra.

El viento solar tiene un gran efecto en las colas de los cometas e incluso afecta de manera medible a las trayectorias de las sondas espaciales.

La emisión del sol no es totalmente constante. Ni lo es la cantidad de manchas solares. Hubo un periodo de muy baja aparición de manchas durante la segunda mitad del siglo 17 llamado El mínimo de Maunder. Coincidió con un periodo inusualmente frío en el norte de Europa que a veces se denomina la pequeña edad del hielo. Desde la formación del sistema solar la emisión solar se ha incrementado en un 40%.

La diversidad de objetos que nuestros ojos pueden observar en el cielo nos emplaza a preguntarnos ¿ qué tienen en común ? Aunque suene extraordinario, estrellas de neutrones, púlsares, agujeros negros, soles, etc., con distinguibles variaciones físicas son todos fruto de los mismos aconteceres, sólo que vistos en diferentes momentos de su evolución. El cielo es como una ciudad llena de gentes de diferentes edades: unos en gestación otros ya nacidos, unos grandes otros pequeños, unos viejos otros jóvenes, y hasta muertos se pueden hallar. Todo ese conjunto de astros más material de gestación constituyen las extraordinarias dimensiones del espacio cósmico.

En la constelación de Escorpión, Antares tiene un color rojo bastante intenso. Se trata de uno de los gigantes del universo. Dentro de él cabe el conjunto del Sol y los cuatro planetas interior inclusive Marte. Lo más extraño de este superastro formado por gases enrarecidos, es su bajísima densidad, mil veces inferior a de los residuos de un gas encerrado dentro de uno de nuestros matraces de laboratorio en el cual hubiéramos producido lo que vanidosamente llamamos vacío absoluto.

En el otro extremo de la escala, podemos señalar a la enana blanca, «Estrella de Van Maanen», con una densidad 50.000 veces superior a la del platino. Un cajita de fósforos o cerillas lleno de este material pesaría más de 10.000 kilos.

Aunque ambas estrellas tuvieron un origen común, la muerte de la primera que nos hemos referido va a tener un desenlace distinto al que tuvo la segunda en su defunción.

El espectroscopio ha mostrado, al analizar la luz de las estrellas, que todos estos mundos celestes están constituidos, aunque en distintas proporciones, sólo de elementos conocidos en la Tierra y catalogados en la clásica serie periódica de Mendelejeff.

Hace años, pareció haberse descubierto un extraño en el Sol, y las campanas de los laboratorios llamaron a la alerta. Al recién observado se le llamó Helio (sol, en griego). Poco después, el orden fue restablecido, pues pudo comprobarse que se trataba de una deficiente observación; el helio existía también en nuestra morada, aunque en pequeñas cantidades, y tenía su sitio reservado en el segundo casillero de la serie periódica, lo cual constituía una nueva confirmación de la ordenación matemática del cosmos.

Otros dos elementos fueron el coronio y el nebulio. Pudo comprobarse que el primero estaba formado por átomos de calcio totalmente ionizados, existentes en la corona del Sol, y que al segundo lo componían átomos de nuestro tan conocido oxígeno sometidos a enormes temperaturas y a un vacío imposible de ser producido en nuestros laboratorios.

Desde aquel entonces, el conocimiento de la materia y de las micropartículas que la componen ha avanzado notablemente. Los átomos de los diversos elementos químicos simples no tienen siempre y rigurosamente la misma estructura; en ciertas condiciones el número de protones, neutrones y electrones, para nombrar sólo las partículas más representativas, varía en pequeñísimas proporciones, pero manteniendo inalterables las características químicas y físicas del elemento considerado. Se dice que esos átomos son isótopo del mismo elemento. Es fácil comprender que el peso atómico del elemento incluido en la serie de Mendelejeff es el del isótopo estable, ya que los otro no lo son y, en general, viven, por así decirlo, en un permanente cambio de su peso atómico. Por otra parte, más allá del último de los cuerpos simple y estables registrados en la ordenación periódica, el uranio 92, se han descubierto o creado otros llamados transuránicos, todos ellos inestables .

Además de establecer esta igualdad o semejanza en la materia prima del universo, se han medido distancias, analizado tiempos, velocidades, temperaturas, presiones, masas, densidades y otras características que muestran la vigencia, en el ámbito cósmico, de las mismas leyes físicas y químicas que nosotros conocemos.

En base a esas condiciones descritas y surgiendo de grandes acumulaciones de hidrógeno, millones de veces más extendida que nuestro Sol, se ha calculado que cada año nacen unas diez estrellas en nuestra galaxia. La fuerza de gravedad acerca a los átomos de hidrógeno hacia el centro de acumulación, haciéndolo más y más denso. De la misma manera que una manzana que soltamos aumenta su velocidad al acercarse al suelo, los átomos de hidrógeno se aceleran cada vez más a medida que se acercan, y chocan con mayor violencia. Llega un punto en que sus velocidades son tan grandes que el protón de un núcleo de hidrógeno logra vencer la repulsión eléctrica del núcleo que impacta, fusionándose con él y otros más hasta formar un núcleo estable de helio. La fusión es posible gracias a la fuerza fuerte que comienza a actuar cuando los protones están muy cerca. El núcleo de helio tiene menos masa que la suma de los dos protones y dos neutrones que lo forman; la diferencia se manifiesta en forma de velocidad de lo que queda al final, o en otras palabras, de temperatura y presión del gas en el interior de la estrella en formación. La fusión requiere unos trece millones de grados de temperatura a una densidad cien veces la del agua, ambas producidas por la interacción gravitatoria, y sostenida constantemente por la acción simultánea de la fuerza gravitacional y las mismas reacciones nucleares. En ese momento está naciendo, probablemente, una estrella parecida al Sol.

Cuando levantamos nuestras miradas hacia el cielo en esas noches que llamamos estrelladas, parece que estuviéramos observando una cantidad enorme de estrellas con nuestros ojos al desnudo pero, de hecho, éstos únicamente tienen capacidad para ver, al mismo tiempo, unas dos mil estrellas. No obstante, podemos ver millares y millares de estrellas cuando volvemos nuestra vista hacia la Vía Láctea o cuando miramos la luz de la galaxia Andrómeda con millones y millones de estrellas alojadas en ella.

Para nosotros, el Sol es nuestra estrella especial, casi única, pero no es más que una estrella común dentro del promedio de todas las que hemos sido capaces de distinguir en el universo. Hay estrellas lejanas más nítidas, más tímidas, más calientes y más frías que el Sol, pero todas las estrellas que hemos podido ver y vemos son objetos semejantes a éste.

La mayoría de las estrellas se encuentran alojadas en el cosmos en agrupaciones que hemos llamado cúmulos. Estos cúmulos se dividen en abiertos y globulares. Los cúmulos abiertos contienen un número pequeño de estrellas jóvenes; los cúmulos globulares son de constitución mucho más vieja y contienen un mayor número de estrellas.

Nuestro Sol, como cualquier otra estrella, es una gran pelota de gas agrupado por la propia gravedad. Su brillantez luminosa es el resultado de las profundas reacciones nucleares que se da en su interior. Estas reacciones transforman elementos livianos en unos más pesados y liberan energía durante ese proceso. La efusión de esa energía proveniente desde las regiones interiores de la estrella es la que provee la presión necesaria para equilibrarla frente a la fuerza de gravedad que permanentemente trata de desplomarla hacia su propio centro.

Una estrella desde su nacimiento tiene diferentes fases de evolución. En sus primeras etapas como embrión es rodeada por los restos de la nube de gas desde donde se formó. Esa nube de gas es gradualmente disipada por la radiación que emana de la estrella, posiblemente quedando atrás un sistema de objetos menores como planetas, etc.

Pasada la etapa de la infancia, una estrella entra a su madurez, que se caracteriza por un período largo de estabilidad en la cual el hidrógeno que almacena en su centro se va convirtiendo en helio liberando enormes cantidades de energía. A esa etapa de estabilidad y madurez de la estrella se le llama «secuencia principal» que se refiere a una región diagonal en el diagrama de color-magnitud de Hertzprung-Russell que incluye al 90 por ciento de las estrellas. El parámetro principal para la ubicación de cada estrella en ese diagrama está dado por la masa.

Diagrama de Hertzsprung-Russell de las estrellas más cercanas y nítidas. El eje horizontal muestra la temperatura y tipo espectral desde las estrellas más calientes sobre la izquierda a las más frías sobre la derecha. El eje vertical muestra la luminosidad de las estrellas con rangos de 10.000 veces más brillantes que el Sol en la parte de arriba y las de menor brillo de hasta 1/10.000 en la parte de abajo.

Mientras más masiva es una estrella más rápido quema hidrógeno lo que la hace ser más nítida, más grande y más caliente. La transmutación rápida de hidrógeno en helio también implica un agotamiento del stock del primero más pronto en estrellas masivas que para las de menor tamaño. Para una estrella como el Sol su permanencia en la secuencia principal dura aproximadamente 10 mil millones de años; una estrella diez veces más masiva será 10.000 veces más nítida pero durará en la secuencia principal 100 millones de años. Una estrella con la décima parte de la masa del Sol tendrá un brillo de sólo la 1/10.000 del que tiene éste pero permanecerá en la secuencia principal por 1.000.000.000.000 de años.

Una estrella desde que está en embrión, sus características, su evolución, y su muerte y consecuencias cósmicas, siempre están dependiendo de magnitud de masa. Parte dependiendo del tamaño de la masa original de la nube interestelar con que todo empezó en la generación del astro. Si ésta era mayor en cien veces la del Sol, la densidad y atracción gravitacional llega a ser tan grande que la contracción continúa y continúa hasta que después de pasar diferentes etapas estelares se forma una estrella de neutrones o un agujero negro. Ahora, si esa masa no alcanza a una décima parte de la masa solar la fusión nunca se desata y lo que pudo ser estrella no se enciende jamás.

EVOLUCIÓN Y MUERTE DE LAS ESTRELLAS
Si de la masa interestelar se originó una estrella, entonces es factible hablar de ciclos de la vida de ese astro; podemos distinguir una infancia, madurez y final... Mientras vive, se mantiene encendido transformando continuamente hidrógeno en helio. La presión expansiva que esto produce mantiene a la estrella dentro de un volumen constante como vemos al Sol, a pesar de la inmensa atracción gravitacional que tiende a achicarla cada vez más. Es un equilibrio que se armoniza entre la gravedad que presiona hacia adentro y las presiones que se generan hacia afuera producidas por las reacciones nucleares.

Pero no todas las estrellas evolucionan del mismo modo. Una vez más es la masa de la estrella la determinante en los cambios que éstas experimentan en sus diferentes etapas de vida.

ESTRELLAS DE MASA INTERMEDIA

El Sol se encuentra dentro de esta división. Son estrellas que durante la fase de la secuencia principal transmutan hidrógeno en helio en su núcleo central, pero el primero, en millones de años, se va agotando hasta llegar a un instante en que las fusiones son insuficientes para generar las presiones necesarias para equilibrar la gravedad. Así, el centro de la estrella se empieza a contraer hasta calentarse lo suficiente como para que el helio entre en fusión y se vaya convirtiendo en carbono. El remanente de hidrógeno se aloja como una cáscara quemándose y transmutándose en helio y las capas exteriores de la estrella se ven obligadas a expandirse. Esa expansión convierte a la estrella en una «gigante roja» más brillante y fría que en su etapa en la secuencia principal.

Durante la fase de gigante roja, una estrella pierde muchas de sus capas exteriores las cuales son eyectadas hacia el espacio interestelar por la radiación que emana desde el centro de ella. Eventualmente, las estrellas más masivas de este tipo logran encender el carbono para que se transmute en elementos más pesados, pero la generalidad es que se apague todo tipo de fusión y la estrella se derrumbe hacia su interior debido a la incontrarrestabilidad de que empiezan a gozar las presiones gravitatorias transformándose la estrella en una «enana blanca» degenerada.

ESTRELLAS DE MASA PEQUEÑA

Son una raza de estrella de larga vida. Nuestros conocimientos sobre la evolución de ellas es puramente teórico, ya que su etapa en la secuencia principal tiene una duración mayor que la actual edad del universo; en consecuencia, como es obvio, nunca se ha podido observar el comportamiento evolutivo de estrellas con esta magnitud de masa. Los astrofísicos consideran que deberían tener una evolución muy semejante a las estrellas de masa intermedia, excepto que nunca podrían alcanzar en su interior una temperatura suficiente como para que el helio se encienda y entre en fusión. Los remanentes de hidrógeno encendido también se alojarían en una cáscara hasta agotarse totalmente. Entonces la estrella se enfriaría acabando después de unos 1.000.000.000.000 de años en una «enana negra».

ESTRELLAS DE MASA MAYOR

Son estrellas en rápida combustión. Las estrellas calientes, brillantes v azules de al menos seis masas solares trazan una rápida y vistosa carrera a través del tiempo. La corta extensión de sus vidas hace extrañas a las grandes estrellas, pues sólo aquellas formadas en los últimos 30 millones de años -y no todas ellas- existen todavía. Su juventud extrema también significa que todavía han de hallarse estrellas masivas cerca de las estrellas con las que se han formado. Las estrellas de poca masa tienen tiempo de separarse de su cohorte original, pero las estrellas muy masivas no viven lo suficiente para hacer otro tanto, permaneciendo en las llamadas asociaciones que están cubiertas de pedazos sueltos de gas y polvo.

Al principio pasan rápidamente a través de casi las mismas fases que una estrella de masa intermedia, pero las estrellas masivas tienen núcleos tan calientes que transmutan hidrógeno en helio de una manera diferente, usando restos de carbono, nitrógeno y oxígeno. Una vez que la estrella haya agotado el hidrógeno en el núcleo y alojado el remanente de éste como cáscaras, entra a una fase que se conoce como de «súper gigante roja». Después de que sus núcleos se hayan convertido en helio, la enorme gravedad de las estrellas permite continuar la fusión, convirtiendo helio en carbono, carbono en neón, neón en oxígeno, oxígeno en silicio, y finalmente silicio en hierro . Llegado a este punto, debido a que el hierro no se fusiona, el núcleo de una estrella masiva se colapsa rápidamente, hasta un «agujero negro» o bien resultando en una explosión de «supernova» y convirtiéndose en una «estrella de neutrones».

Como todo lo que conocemos en la vida, todo al final termina, como hemos visto las estrellas no están ajeno a ello. Cuando ya ha consumido un diez por ciento del hidrógeno, la estrella empieza a mostrar los primeros signos de vejez. Su centro se empieza a contraer y su exterior, a expandir. Con lo último, el gas se enfría, pierde algo de su brillo y la estrella se convierte en una gigante roja (recordemos que para estos casos el rojo es sinónimo de cuerpo frío). Con la comprensión, el centro se hace más denso y los núcleos de helio ahora se funden formando carbono y otros núcleos más pesados, hasta llegar al hierro con sus veintiséis protones y que no cambia. Se ha llegado al final del drama. En la agonía se observa que ya no hay entonces reacciones ni liberación de energía, y nada compensa el empuje gravitacional que evite la contracción final.

Si el cadáver estelar tiene menos que 1,44 veces la masa del Sol, los restos de hierro continúan contrayéndose hasta enfriarse y quedar inerte rondando por el espacio. A este fósil lo conocemos como estrellas enanas blancas. Cuando ésta ya ha consumido todo el resto de combustible nuclear remanente del acto final, pasa a ser un cuerpo invisible en el espacio, una enana negra.

Ahora, si los restos después del desplome como gigante roja supera 1,44 veces la masa del Sol, la contracción continúa más allá de la enana blanca gracias a la gravedad, en un proceso acelerado que termina desarrollando una monumental explosión, la supernova. Enormes cantidades de materia incluidos elementos pesados que se formaron en la etapa en que el centro de la estrella se contraía son eyectados hacia el espacio exterior.

Se piensa que los restos fósiles de una supernova es generalmente una estrella de neutrones. Un púlsar en el centro de la Nebulosa del Cangrejo hoy se identifica con el núcleo de la supernova de 1054. Pero algo más queda por relatar en la descripción del acto mortuorio de las estrellas gigantes. Si después de todo el drama aún persiste una masa de la estrella por sobre dos a tres veces la del Sol, la contracción continúa y continúa formándose ese sorprendente objeto que es el «agujero negro», del cual ni la luz escapa.

Podemos resumir que el destino final de una estrella se guía por lo que se llama límite de Chandrasekhar de 1,44 M (1,44 masas solares). Después de la fase de gigante roja, la mayoría de estrellas se habrán escogido por debajo de este límite, convirtiéndose en enanas blancas. Las estrellas que empiezan su vida con alrededor de seis veces la masa del Sol conservarán suficiente materia en su vejez para seguir por encima del límite divisorio. Aunque su destino aún está en discusión, los astrofísicos saben que al menos algunas de ellas, demasiado masivas para pasar tranquilamente su senilidad, mueren rápida y violentamente en espectaculares explosiones conocidas como supernovas.

¿ Y qué pasará con nuestro Sol ? Bueno, correrá la misma suerte. En unos miles de millones de años más su cubierta gaseosa se empezará a expandir, hasta que los gases calientes nos envuelvan, mucho tiempo después que los hielos polares se derritieran y los océanos se evaporaren. En su camino hacia la gigante roja, mientras el centro del Sol se transforma en una probable enana blanca, la vida en el planeta, en su forma actual ya no será posible. Es probable que, para entonces, la raza humana haya asentado sus raíces en otro sistema planetario con otro sol, en el cual, con absoluta seguridad, el drama igual se repetirá.

Las estrellas no son estables, en realidad. Sólo lo parecen porque en comparación con nosotros viven mucho. Desde que nacen del gas cósmico hasta que mueren, sus núcleos se van contrayendo constantemente. Para impedir el colapso total, la estrella debe hallar siempre nuevas fuentes de energía que le alarguen la vida. Las fuentes químicas pueden mantener la vida de una estrella sólo unos veinte millones de años... mucho, comparado con una vida humana, pero poco en términos cosmológicos. La combustión nuclear del hidrógeno puede mantener una estrella de masa similar a la del Sol millones de años, y la combustión de otros elementos como el helio puede alargar el período. Las estrellas parecen estables durante su época de combustión nuclear,. pero, en realidad, siguen contrayéndose, aunque muy despacio A final, mueren por la presión implacable de la gravedad y porque toda fuente de energía es finita.

Sí, así es: una estrella también muere. En astrofísica, empleando las leyes de la física nuclear y de la termodinámica, se puede describir una imagen de los últimos años de una estrella. Cuando el hidrógeno del núcleo de una estrella se ha convertido en helio, el equilibrio de sustentación de ella desaparece y el pequeño núcleo (que es, aproximadamente, sólo una centésima parte de la estrella) empieza una contracción, debido a la gran presión que es generada por las capas gaseosas externas de la estrella. Esta presión de origen gravitatorio no sólo calienta al núcleo, sino que también a las capas exteriores y, como aún ellas todavía pueden contener hidrógeno, éste entra en una feroz combustión. Mediante la compleja interacción de procesos de transferencia de energía, se expanden las capas exteriores, dilatando hacia fuera la superficie de la estrella. Durante el último proceso descrito, la estrella se dilata adquiriendo un tamaño varias veces mayor que el original y se vuelve roja, debido a que, al expandirse, las capas exteriores se han enfriado y, al nivel bajo de temperatura que se da, los gases, en vez de mantener su color blanco, se colorean de rojo. A ese tipo de estrellas (un diminuto núcleo caliente rodeado de un gran envoltorio de gas sometido a altas temperaturas) se les conoce como «gigantes rojas». Citaremos como ejemplos de este tipo de estrellas a Alfa Cruz, Póllux y Arturo.

Lo anteriormente descrito representa sucintamente una parte de los procesos secuenciales que sufre una estrella durante su existencia. Prácticamente, todo el período de vida de una estrella se desenvuelve dentro del balance entre la fuerza de gravedad, que trata de comprimir la estrella, y las presiones de los gases, que procuran equilibrar a la estrella(P = nkT). En casi toda su existencia, estas dos fuerzas se encuentran balanceadas.

Una estrella genera la transmutación de hidrógeno en helio en el centro de ella, en su núcleo. Cuando el primero de los combustibles nombrados se agota, el balance que anteriormente hemos mencionado se perturba, la presión de los gases baja en contraparte al aumento de la fuerza de gravedad. Así, el centro de la estrella se contrae, se presiona al núcleo y se libera energía gravitatoria que calienta los gases, proviniendo, por un corto tiempo, una nueva estabilidad transitoria para el astro.

Estructura interna de una estrella en la secuencia principal y la rama gigante. Mientras la estrella transmute hidrógeno en helio en su núcleo su estructura será muy estable y gastará en este estado cerca del 90% de su vida. Las estrellas de gran masa lo gastan rápido; las pequeñas muy lentamente. Al agotar el hidrógeno la estrella contrae el núcleo e inicia la expansión de sus capas externas. Transmutará hidrógeno en helio en una cáscara entorno de un núcleo inerte de helio.

Pero el núcleo continúa y continúa comprimiéndose hasta alcanzar una densidad de unas mil veces superior a la original; su temperatura, siempre hacia arriba, llegando a alcanzar los cien millones de grados Kelvin. A esos grados de temperatura, comienza dentro de la estrella, un nuevo procesos de combustión. Los núcleos de helio de su centro se funden formando un elemento más pesado, carbono y, a su vez, la estrella empieza a contraerse con el objeto de volver a encontrar su equilibrio. El núcleo de la estrella, con la energía recién hallada procedente de la combustión del helio y su transmutación en carbono, ha dado a la estrella un nuevo período de vida. Pero no será por mucho tiempo.

Lo que viene después del rito mortuorio que viven las estrellas depende, en primer término, de la masa total que comportan. Las capas exteriores pueden ser suficientemente grandes para continuar comprimiendo al núcleo y calentándolo aún más, o pueden no serlo.

En sus etapas colapsantes, las estrellas gigantes rojas van experimentando pérdidas de masa de sus superficies. En la etapa en que han agotado el helio disminuyen la actividad termonuclear en sus núcleos y de nuevo disminuyen la resistencia a la gravedad, contrayéndose y produciendo un nuevo calentamiento que volverá a dilatar las capas superiores de las estrellas, aumentando su luminosidad y su radio. En este punto de acontecimientos estelares, las estrellas entran a una segunda fase de gigantes rojas, contraen su región central y arrojan al espacio, a través de un poderoso viento estelar, las cáscaras más externas, dando origen a un tipo de estrella que se llama Capullo u OH/IR.

Estructura interna de una estrella al encender el helio en el núcleo, al final de la fase de gigante roja y estructura interna cuando la estrella agota el helio en el núcleo y asciende nuevamente a la zona de las gigantes rojas ahora en la llamada rama asimptótica. La encender el helio en el núcleo la estrella obtiene una fuente adicional de energía que le permite vivir por algunos años. Al agotar el helio la estrella vuelve a contraer el núcleo y expandir sus capas externas, transformándose nuevamente en gigante roja. Sólo las estrellas de gran masa logran encender el núcleo de carbono.

Aquí, es bueno hacer un paréntesis para precisar algunas cosas que pueden quedar algo confusas o también en el tintero y que tienen relación con la masa de las estrellas en su fase final de vida. La verdad es que en astrofísica se da, hasta ahora, la condición de tener una línea divisoria muy poco precisa para la masa que se requiere para que se den ciertas condiciones estelares en la etapa de vida final de una estrella. No se han logrado construir todavía modelos lo suficientemente sofisticados como para que contengan todas las complejidades físicas que se involucran en eso.

Un valor aceptado por muchos es considerar que las estrellas inferiores a 6M no se calientan lo suficiente como para conseguir la fusión total del carbono y el oxígeno en el núcleo. En ese escenario, el desplome del núcleo, por lo tanto, continúa hasta que un nuevo tipo de presión equilibre los efectos gravitatorios. Este tipo de presión se llama «presión de electrones degenerados».

La presión de electrones degenerados es una consecuencia de la mecánica cuántica, precisamente del «principio de exclusión». Aunque nos referiremos con un mayor espacio sobre ese principio en las separatas correspondientes a las estrellas enanas blancas y de neutrones, su enunciado básico es el siguiente: una cantidad de electrones dada encerrados en un espacio dado, al hacerse presión sobre ellos tienden a moverse a velocidades mayores que las iniciales. Esto no tiene nada que ver con la temperatura, puede ser pareja o cero absoluta y los electrones deben continuar moviéndose. Este movimiento constante de los electrones produce una presión la cual es incrementada por la densidad; así, lo que importa es la densidad de la materia.

Si su masa es mayor que seis veces la del Sol, la compresión y recalentamiento del núcleo provocará una segunda etapa de nucleosíntesis con los núcleos de helio, estado posterior del hidrógeno después de su fusión, concentrados al interior del núcleo de la estrella. En esas condiciones de masa y de núcleo, el equilibrio hidrostático para que la estrella pueda ser soportada por la presión de los gases (P = nkT), se da con el aumento de la temperatura interior . Por ello es que mientras más masiva es una estrella, mayor es la temperatura en su núcleo. Ahora, el nivel de altas temperaturas que se dan en este tipo de estrella en esta fase de evolución también permite la fusión del helio en carbono y, agotado el helio, contraer el núcleo y elevar de nuevo la temperatura para que se inicien reacciones nucleares que transmuten el C12 (carbono 12) en 016 (oxígeno 16), luego en Ne20 (neón 20); Mg24 (magnesio 24); Si28 (silicio 28), que le sirve como nuevo combustible nuclear; S32 (azufre 32), etc. hasta dejar como último residuo a un núcleo de Fe56 (hierro 56). Un átomo de hierro 56 es el que tiene la masa mínima por partícula nuclear, esto es, la energía mínima.

Ahora bien, los procesos de fusión que hemos descrito ocurren en todas las capas de la estrella, pero no ocurren en el núcleo por ser de hierro el cual se encoge por no contar con energía.

Cerrado el paréntesis. Si el colapso final no es evitado por otra etapa de combustión nuclear, en que la estrella utilice el carbón y el oxígeno como combustible, se transformará en nebulosas planetarias, cuyos halos de materia estelar se irán dispersando en el espacio y dejando ver lentamente el núcleo de la estrella, inicialmente muy caliente, y que se irá enfriando para dar origen a un tipo extraño de estrella que se conoce como «enana blanca», formada por átomos degenerados de helio altamente condensados y de un diámetro muy semejante a la Tierra (unos 10.000 Km.).

La primera fase de estrella roja que sufren aquellas que superan el límite de seis veces la masa del Sol, es semejante a la que hemos descrito para aquellas que no cuentan con una masa tan grande, pero éstas al contar con un mayor volumen estelar tienen más procesos de nucleosíntesis que los que se estiman para aquellas que son menores. Ello se da así, debido a la compresión y recalentamiento que sufre el núcleo de helio que se ha formado durante el proceso de fusión del hidrógeno de estas estrellas mayores. Encendido el helio que se encuentra en su interior, las capas exteriores tienen masa suficiente para mantener la presión sobre el núcleo de forma que éste siga comprimiéndose y, en consecuencia, calentándose. La temperatura que se genera es elevadísima, tanto como para que se generen nuevos procesos de combustión nuclear. Núcleos de carbono se funden en forma violenta y no tardan en generar la sintetización de elementos aún más pesados. Luego, el interior de la vieja estrella empieza a presentar distintas capas claramente diferenciadas. En las exteriores se puede encontrar hidrógeno y helio; que son los elementos más ligeros; en las capas medias, se alojan carbono y helio; y más hacia el interior se hallan elementos más pesados: oxígeno, magnesio, silicio, azufre, etc., hasta llegar al hierro, que es el más pesado de los elementos que se pueden formar en una estrella a través de una normal combustión nuclear.

El hierro es el elemento más común dentro del núcleo de una estrella de este tipo. Pese a que éste no es el elemento más pesado, si tiene la particularidad de no sufrir combustiones nucleares. El hierro viene a ser como las cenizas residuales de esa combustión, no hay medio de extraer energía de la unión en fundición de núcleos de hierro. Realmente no estamos claros que sucede dentro del proceso que se genera en esta etapa de la vieja estrella. Pero si se considera probable que una vez que se han sintetizado cuantías lo bastante grandes de hierro en el núcleo , cesa la combustión nuclear, la presión que impedía el colapso gravitacional de la estrella desaparece en forma abrupta y ésta sufre un catastrófico desenlace. Su gran masa que se encontraba impedida de colapsarse hacia su centro durante miles de millones de años, lo hace ahora, en segundos, desatando una brutal explosión cuyo brillo se reconoce como igual al producido por mil millones de soles. En ello, la estrella ha tenido una producción energética equivalente a toda la energía que produjo durante toda su existencia normal. Si una de nuestras estrellas vecinas sufriese una de estas explosiones supernóvicas (ninguna parece destinada a hacerlo salvo quizá Sirio) aparecería en el cielo como un segundo Sol, tan brillante como el nuestro, y su radiación nos calcinaría.

Cuando se colapsa una estrella de gran masa por sobre seis veces la del Sol se crean condiciones extremas. Se generan presiones y temperaturas grandísimas, tanto así como que se dan, después del colapso, transmutaciones nucleares en la corteza de la materia que explosiona dando vida a elementos más pesados que el hierro. Elementos tales como níquel, plata, oro, uranio, etc. se crearon en estas explosiones supernóvicas y fueron eyectados hacia el espacio, convirtiéndose algunos, con el tiempo, en parte de nuevas estrellas. La mayoría de los elementos que encontramos en la Tierra, sabemos también que se forman en las estrellas, pero un elemento especialmente pesado, el tecnecio, es radiactivo, con una vida media de 200.000 años, lo suficientemente breve para suponer que se desintegró todo aquí, en la Tierra, se ha podido detectar espectrográficamente en las gigantes rojas, lo que viene a ser como una evidencia dura de que las estrellas crean elementos nuevos.

El siguiente paso de este rito mortuorio estelar es la eyección hacia el espacio de las capas superiores de la estrella junto con el viento de neutrinos (detectado en la SN 1987) que sale disparado y que se genera por las reacciones nucleares del núcleo que se colapsa. Se ha logrado estimar que en este proceso, la estrella llega a perder hasta el 90 por ciento de su masa original.

Ahora, qué pasa con el resto de la estrella. Existe casi unanimidad entre los físicos que en el núcleo, que es el residuo de la supernova, la materia adquiere condiciones distintas a la que comportaba, ya que adopta un nuevo estado: el de una «estrella de neutrones». La existencia en el universo de estos enigmáticos astros ya fue propuesta teóricamente en el año 1933, por los astrofísicos Fritz Zwickky y Walter Baade, e independientemente, por el físico ruso Lev Landau. Pero veamos de qué se trata una estrella de neutrones.

Las estrellas que en su fase de gigantes rojas sobrepasan en tamaño unas seis veces la masa del Sol, la sola combustión del helio generado por la anterior transmutación del hidrógeno, no soporta a la estrella. Los principios del equilibrio hidrostático nos señala que a masas mayores, la presión de los gases de sustentación (P = nkT) incrementan la temperatura interior. Las estrellas muy masivas tienen altísimas temperaturas en sus núcleos. Son estas altas temperaturas las que, a final de cuentas, posibilitan que la estrella se siga sosteniendo, ya que ellas son las que van a permitir la fusión de núcleos cargados con más protones, ya que si no fuera así ellos se repelarían salvo que se movieran a grandes velocidades. Mientras más masiva sea una estrella, más posibilidades tiene de fusionar núcleos cada vez más pesados.

Las altas temperaturas internas que se generan en este tipo de estrellas, después de haber pasado lo que se llama fase de la rama asimptótica, va a ser al final la causante de que se encienda el carbono del núcleo transmutado desde el helio, pese a que se dio C-O, e impidiendo que colapsen en enanas blancas. El núcleo llega a ser tan caliente como para que el carbono se fusione en neón, y el oxígeno en azufre y silicio. Finalmente, el silicio se fusiona en hierro. Cada vez se van dando elementos más pesados que van hundiendo al centro de la estrella donde la temperatura es los suficientemente alta como para que siga habiendo fusión nuclear. Entonces, se constituye una estrella conformada de residuos y estructurada en forma de "pliegues o capas de cebolla"

En cada una de las capas o pliegues de la estrella se van produciendo fusiones nucleares simultáneas, salvo en el núcleo que se encuentra impedido de conseguir energía por estar formado de hierro. Sin energía, el núcleo de hierro comienza a encogerse y la estrella a agonizar.

Una estrella, que debido a su tamaño, llegó a la situación que hemos descrito, en menos de un día, el silicio que quema produce tanto hierro en el núcleo que este excede en tamaño al límite de Chandrasekhar (1,44 M). Ahora, como el núcleo de hierro solamente tiene su base de sustentación en electrones degenerados, ya que no tiene energía propia, al sobrepasar las 1,44 masas solares procede a derrumbarse.

Lo que frena el colapso gravitatorio en una enana blanca es la presión de Fermi de los electrones, pero si la gravedad es lo bastante fuerte como la que se da en aquellas estrellas agónicas con una masa M = >6M estallan en supernovas, entonces los electrones se comprimen hasta desplomarse sobre los protones (partículas que se hallan en el núcleo atómico) y los convierten en neutrones (también constituyente del núcleo). Los neutrones, al igual que los electrones, obedecen al principio de exclusión de Pauli: no se pueden poner dos neutrones en el mismo estado uno encima del otro. Lo que compensa la fuerza gravitatoria y estabiliza a la estrella de neutrones es la resultante de la presión neutrónica de Fermi.

Que notable y admirable resulta la evolución de las estrellas. Formadas casi completamente de hidrógeno y helio, y desprovistas totalmente de elemento tan vitales para la vida como son el carbono, oxígeno, nitrógeno, hierro, etc.; sin embargo, todos ellos se van produciendo en el interior de las estrellas en las diferentes etapas de la vida de éstas y son dispersados a lo largo del espacio por los sucesos explosivos que experimentan las estrellas en las fases finales de sus existencias. Nosotros, los humanos, no estamos excluidos de haber sido beneficiados en nuestra constitución por elementos que inicialmente fueron procesados dentro de las estrellas.

Enanas Blancas

En las últimas décadas, la articulación de la observación combinada con las revelaciones de la teoría nuclear han permitido a los científicos modernos orientados al estudio del cosmos establecer el simple esquema subyacente en el universo estelar. Cada tipo de estrella -y hay varios tipos- representa una fase temporal en el ciclo estándar de vida. Con unos pocos ajustes de instrumentalización científica, este ciclo puede aplicarse a la totalidad de estrellas conocidas. Todas las estrellas, por ejemplo, empiezan como protoestrellas, concentraciones de gas luminoso localizado entre mucho más grandes y difusas nubes de polvo y gas. Colapsándose hacia dentro bajo su propia gravedad, una protoestrella se calienta y comprime su núcleo hasta que se encienden las reacciones de fusión del hidrógeno. En este punto, se considera que la estrella está en la secuencia principal. Muchas estrellas permanecen en esa secuencia durante miles de millones de años. Pero para cada una llega un momento en el que su stock de combustible se agota, causando a la estrella otro tipo de fase evolutiva.

La masa inicial de una estrella controla el inicio y desenlace de esta crisis. Las estrellas de poca masa, por ejemplo, tienen en correspondencia poca gravedad, lo que les permite fusionar hidrógeno muy lentamente y permanecer en la secuencia principal casi indefinidamente; las estrellas de gran masa tienen una gravedad tan fuerte, y por tanto reacciones tan rápidas, que consumen sus muchos más grandes depósitos de hidrógeno propio en unas pocas decenas de millones de años. Después de acabarse el hidrógeno, la masa dicta cómo cambia cada estrella. Las más pequeñas simplemente consumen los restos de su combustible y llegan a su fin. Las estrellas de tamaño intermedio del orden de M <6m atraviesan una desconcertante variedad de cambios, incluyendo un destello de helio de gran energía , antes de volverse «enanas blancas». Las estrellas más masivas pasan apresuradamente por una intrincada serie de reacciones de fusión antes de sufrir un espectacular colapso final.

A fin de cuentas, es la masa inicial (masa en vida normal) la variable determinante de las etapas evolutivas de la vida de una estrella, estableciendo también para el final una división de límites.

Señalamos en la separata anterior que las estrellas, dentro de su proceso evolutivos, asumen una etapa de gigantes rojas. Una estrella en el estado de gigante roja experimenta pérdida de masas de su superficie. En la etapa en que el helio de su núcleo se encuentra prácticamente agotado la estrella procede a contraer su región central y eyecta al espacio una vaporosa nube de gases, transformándose en nebulosa planetaria, en la cual los gases son ionizados, iluminados, durante un tiempo por el cuerpo aún caliente de la estrella moribunda debido a la energía térmica almacenada. En este proceso de pérdida de masa de una gigante roja, una estrella con una M = 1 M expulsará aproximadamente 0,4 M de materia estelar hacia el espacio exterior, formándose allí la nebulosa de que hemos hablado. Ahora bien, esta nebulosa planetaria irá lentamente dejando ver el núcleo de la estrella y, cuando éste se va enfriando, se empieza a originar el tipo extraño de estrella que es una enana blanca. Este tipo de estrellas, cuando fueron generadas por una que en su etapa normal de vida comportaba una masa inicial de M= <6m , en esta fase final de existencia estelar adquiere un tamaño de un radio de R= 0,01R, cien veces menor que el Sol y casi como la Tierra (10 mil Km. de diámetro). Sin embargo, contiene una masa algo inferior que la del Sol, de una densidad aproximada de una tonelada por centímetro cúbico, pese a que en la fase de gigante roja y como nebulosa planetaria la estrella ha tenido una importante merma de la masa original.

La imagen de la izquierda corresponde a la Nebulosa Planetaria del Anillo en la constelación de La Lira (Lyr). La luz azul en el centro de la nebulosa es emitida por helio ionizado. La parte exterior de la nebulosa se ha enfriado y los elementos ahí dominantes son oxígeno e hidrógeno neutro. El centro caliente de la estrella enana blanca se puede distinguir como un punto de luz en medio de la nebulosa.
Mediciones Doppler que se han efectuado últimamente revelan cambios en expansión de la nebulosa. Una medida típica de una nebulosa planetaria es de alrededor de 10.000 UA, y su tiempo de vida visible es de aproximadamente 50.000 años, despejándose para dejar a la vista a la enana blanca en su configuración plena.
Pese al tiempo que transcurre en despejarse una nebulosa planetaria, las enanas blancas siguen siendo visibles, ya que brillan por que se encuentran aún muy calientes; aunque las enanas blancas no tienen fuentes de poder interna, su enfriamiento interior dura miles de millones de años. El brillo que generan es producto de la conducción hacia la superficie de la estrella de la energía térmica residual que se encuentra almacenada en el interior profundo del núcleo de la enana blanca.

Cuando se está señalando una estimación de densidad para las enanas blancas de aproximadamente una tonelada por centímetro cúbico, se está definiendo para ellas una estructura física sorprendente y fuera de lo común. Se consigna para las enanas blancas una materia que se encuentra degenerada, ya que está tan comprimida que los átomos han perdido todos sus electrones y estos forman un mar de electrones libres que se mueven entre los núcleos pero no los orbitan, ya que en este estado de la materia los electrones no perciben la presencia de éstos (electrones degenerados). En un gas normal, no degenerado, si la temperatura disminuye, el movimiento medio de las moléculas y con ello la presión del gas también disminuye. En un gas degenerado los electrones libres están tan comprimidos que no pueden estar en reposo pues violarían las reglas de la mecánica cuántica (el principio de exclusión de Pauli). Así el gas degenerado puede enfriarse todo lo que quiera, pero la presión del gas no se modificará pues depende de la presión proporcionada por los electrones y ésta a su vez depende de la densidad y no de la temperatura. El Sol morirá como una enana blanca y se quedará como una esfera de unos 10.000 kilómetros de diámetro y totalmente frío.

Cuando nos referimos a «gas degenerado» estamos señalando de que se trata de una materia cuyos átomos han sido sometidos a fuertes presiones y temperaturas altísimas y que se han despojado de sus electrones. En otras palabras, ellos han sido ionizados. La presión que genera el gas dentro de una estrella se debe a los electrones. Si la densidad de un entorno de materia es muy alta las partículas de ésta son forzadas a juntarse. Por otro lado, conocemos una ley de la física que determina los límites de movimiento de los electrones a un nivel seguro de energía y ello no permite su existencia en un mismo nivel, salvo que se muevan en sentido contrario o a velocidades distintas, por lo tanto, en un gas denso en el cual se compacta la materia los electrones tienden a alojarse en los niveles inferiores de energía apretujándose unos con otros degenerándose. Es, la consecuencia de lo anterior en que se genera un gas que llamamos de materia degenerada. En ese estado, los electrones del gas degenerado son los que producen la resistencia para buscar el equilibrio frente a la fuerza de gravedad que trata de desplazarlos para juntarlos aun más en un espacio de nivel de energía que se encuentra absolutamente copado (los electrones al ser empujados a juntarse su energía cambia lo que los obliga a desplazarse a otro nivel de energía que ya se encuentra ocupado).

El Sol, pese a estar en su edad media, quemará todo su hidrógeno hasta convertirlo en helio, el cual también podrá quemar gracias a la masa que mantendrá y lo convertirá en carbono, después ya no tendrá más fuentes adicionales de producción de energía disponible; ello nada lo evitará. Entonces, ahí se transformará en una estrella enana blanca fría y degenerada.

Lo que frena el colapso gravitatorio en una enana blanca es la presión de Fermi de los electrones. Ello se caracteriza porque los electrones que giran alrededor del átomo tratan de mantener su órbita, impidiendo que otro entre en ella, para lo cual oponen resistencia. Esa es la presión que, finalmente, sostiene a la estrella y que impide que colapse producto de la gravedad. Ahora bien, si la estrella comporta una masa superior a M > 6M, su ciclo de combustión nuclear continúa hasta producirse en ella un núcleo de hierro y que, al alcanzar este una masa de aproximadamente 1,44 M, entonces esa estrella alcanza una gravedad lo bastante fuerte como para que los electrones se compriman hasta desplomarse sobre los protones (partículas que se hallan en el núcleo atómico) y los convierte en neutrones (otro elemento constituyente del núcleo), los que se repelan mutuamente debido a la interacción fuerte (que es la fuerza que mantiene los neutrones y protones unidos pero que se vuelve repulsiva en materia formada casi exclusivamente de neutrones), produciéndose una catástrofe en la estrella que se queda sin su fuente de sustentación mecánica.

Las estrellas de gran masa se convierten en estrellas de neutrones o agujeros negros. En el caso de estrellas de masa intermedia como el Sol, las capas exteriores no tienen en realidad peso suficiente para mantener comprimido el núcleo estelar. Y entonces lo que sucede es que el calor intenso generado por la combustión del helio en el núcleo estelar empuja las capas exteriores hacia los espacios cósmicos donde el hidrógeno residual forma la "nebulosa planetaria" como restos de la agonía de la estrella.

Al tiempo de ocurrido el drama mortuorio estelar, las nubes residuales se disipan en el espacio interestelar y lo único que queda de la bonita estrella es el núcleo desnudo, de un tamaño aproximado al de la Tierra, que viene ser al final lo que hemos llamado enana blanca (EBs) .

Pero el proceso de extinción estelar continúa. La estrella enana blanca va perdiendo los restos de energía que aún le subsisten durante millones y millones de años. La débil luz que emite es producida por la temperatura residual que queda después del fenómeno que la generó, ya que ninguna cuenta con fuente interna de generación de energía. La contracción de ella continuará hasta que se encuentre un nuevo equilibrio entre la fuerza de gravedad y la presión que ejercen los electrones degenerados. A través de los años las enanas blancas se van enfriando, pero van manteniendo su radio en dimensiones constantes. La relación entre temperatura, luminosidad y radio va decreciendo en el tiempo (miles de millones de años), por lo tanto, su trayectoria debería distinguirse , pasando del color blanco al amarillo; de éste al pardo y, por último, al negro. Ahora, no sabemos cuanto tiempo demora en llegar al color final, ya que solamente hemos hallado en el espacio enanas blancas y nunca hemos detectado, por medio alguno, a una enana negra. Por nuestras experiencias en experimentación y trabajos teóricos, existen; cuando se podrán alguna vez observar en el espacio, es muy difícil predecirlo ahora.

Tal como lo hemos señalado anteriormente, en una estrella enana blanca, en el tiempo, la temperatura T disminuye y el radio R permanece constante. En esto hay que subrayar que son los electrones degenerados los que sostienen a la estrella independientemente de la temperatura que comporte; así se factibiliza la mantención pareja del equilibrio hidrostático en la medida que la enana blanca se va enfriando. Al ir disminuyendo la temperatura T y R es constante, la luminosidad L decrece. Las más viejas y frías enanas blancas tienen una L = 0,0001 L y T = 5.000 ºK. De estas observaciones extraemos el pronóstico descrito anteriormente sobre el destino final de una enana blanca como una estrella negra, agreguemos muy fría y sostenida por la presión de electrones degenerados.

A principios del siglo XX, no habríamos tenido ninguna posibilidad de poder haber hecho el sucinto relato anterior sobre los últimos años de una estrella común. Desde que se descubrió la compañera de Sirio en 1844, pocas explicaciones aceptables se podían presentar sobre los fenómenos que se detectaban en las observaciones en esta estrella.

Normalmente, las estrellas tenues ( la compañera de Sirio es unos cuatrocientosavos la intensidad del Sol) se consideraban que debían ser de color rojo, pero ésta ardía al rojo blanco. La única explicación que entonces se podía dar sobre el escaso brillo de la compañera de Sirio era que fuese extremadamente pequeña. Pero si fuese así, no tendría masa suficiente para causar los efectos gravitatorios que se observan en una estrella grande como Sirio. Una de las soluciones que se propugnaron para explicar este dilema era suponer que la compañera de Sirio era ciertamente muy pequeña pero estaba compuesta de una materia 3.000 veces más densa que la de las estrellas ordinarias. Hasta la década de los años '20 del siglo XX, dicha solución parecía un disparate, ya que no se sabía que existiese una forma tan densa de materia.

Es claro, era un disparate si el fenómeno de la compañera de Sirio era solamente interpretado en función de la física newtoniana. Para entender por qué esa estrella era así, hubo que esperar a que se formulara la teoría cuántica de los átomos en 1927, y a las investigaciones que realizó en 1930 un hindú de diecinueve años, Subrahmanyan Chandrasekhar. Partiendo de los trabajos previos que había realizado en Inglaterra Ralph H. Fowler, que demostraban que cuando una estrella agota su combustible nuclear tiene que colapsarse, Chandrasekhar investigó en sus estudios en qué se convertiría: en una nueva forma de materia superdensa, tanto que una pulgada cúbica de la misma pesaba diez toneladas. Normalmente, ante esa afirmación la interrogante que salta es ¿cómo puede ser tanto y concebirse semejante materia?

Fowler había utilizado el «principio de exclusión» descubierto en 1925 por el físico cuántico Wolfgang Pauli. Según su enunciado, los electrones no pueden solaparse uno encima de otro, se excluyen mutuamente, y si se intenta presionar a dos electrones en la misma órbita para que se unan, ello no se consigue ya que se repelen. Esta fuerza de repulsión no se debe al hecho de que las cargas eléctricas correspondientes de los electrones se repelan, sino que se trata de otra fuerza repulsiva, mucho más fuerte que la electromagnética. Esta fuerza, que la conocemos como «fuerza de intercambio» sólo puede ser comprendida dentro del marco de la teoría cuántica y no hay nada parecido a ella en la física clásica. Su existencia al nivel atómico es lo que impide que se colapsen las nubes eléctricas que rodean los núcleos atómicos.

Imaginamos un gas de electrones e imaginamos luego que aplicamos una presión sobre dicho gas, la fuerza de intercambio repelente entre los electrones individuales creará una «presión de Fermi» opuesta que, en principio, no resistirá a la aplicada. Hay que presionar intensamente un gas para percibir esta presión de resistencia de Fermi. Sólo actúa cuando los electrones se acercan tanto que sus ondas asociadas comienzan a solaparse. Estas condiciones se dan en el interior de las estrellas. Lo que Chandrasekhar descubrió fue que la teoría de la relatividad especial explicaba por qué la presión electrónica de Fermi, nacida del extraño mundo de la teoría cuántica, resistiría el colapso gravitatorio y estabilizaría la estrella, siempre que su masa total no fuese demasiado grande. Según sus cálculos, esto se cumplía en estrellas de masa inferior a 1,44 veces la del Sol (1,44M), masa crítica denominada «límite de Chandrasekhar». En algunas de estas estrellas la densidad de la materia precisa para que se alcance el equilibrio entre gravedad y presión de Fermi es de cuatro mil kilogramos por centímetro cúbico, justo lo necesario para explicar la conducta de la compañera de Sirio. Esta estrella, una enana blanca, fue en sus tiempos una estrella normal, pero agotó luego el combustible hidrogénico del núcleo y se estabilizó posteriormente por efecto de la presión de Fermi. Hoy los astrónomos han localizado ya más de tres mil enanas blancas.

El radio de una enana blanca está determinado por su masa. Mientras más densa es la estrella, menor es su radio. Si buscamos el límite del radio (radio de factor 0)´, la masa máxima que puede tener una enana blanca es de 1,44M (límite de Chandrasekhar).

Hay un límite máximo de cantidad de masa, que de acuerdo a nuestros conocimientos, permite la existencia de las estrellas enanas blancas. Mientras mayor es la masa de estas estrella, como lo hemos señalado, menor es el radio. La presión equilibrante en una enana blanca depende solamente de la densidad de la composición de la materia, no de la temperatura que se de en sus interiores; para mantener las presiones que se requieren para sostener a una estrella enana blanca, ésta debe ser ricamente densa. A una masa de M = 1,44M, el radio de la estrella se encoge hacia, prácticamente, la nada, incrementándose la densidad a cifras supra-mensurables. En términos prácticos, ello significa que una enana blanca más masiva que 1,44 masas solares no tiene la cantidad suficiente de electrones degenerados para generar la presión necesaria que se requiere para mantener el equilibrio hidrostático.

En función de nuestros conocimientos no se pueden dar estrellas enanas blancas más masivas que 1,44M

Hemos señalado que las estrellas en la fase de gigantes rojas pierden una cantidad importante de materia que eyectan hacia el espacio interestelar. Estrellas de masas de M = > 6M, también lo hacen. Estrellas súper gigantes y estrellas gigantes masivas pierden materia en el espacio de manera acelerada. Es posible que estrellas masivas en su derrumbe estelar queden con una masa residual igual o inferior al límite de Chandrasekhar, colapsándose posteriormente en una enana blanca. Una estrella de la secuencia principal de M = 6M, por ejemplo, perderá sobre 4,6 M y terminará como una enana blanca de 1,4 M. Estrellas más masivas por sobre 6M en sus vidas dentro de la secuencia principal, no deberían ser capaces de perder masa suficiente para llegar a ser enanas blancas. No se tiene claro cuál es la cantidad de masa que puede perder una estrella. Algunos cálculos estarían indicando la posibilidad de que estrellas con masas superiores a 9 M podrían reducirse a tamaños ubicados en los alrededores del límite de Chandrasekhar, lo que abre la alternativa que al final de su existencia se transformen en enanas blancas

Algunas de las enanas blancas forman parte, como la compañera de Sirio, de un sistema estelar binario cuyo otro miembro es una estrella gigante roja o súper gigante con débil atracción gravitatoria sobre sus capas externas . La enana puede orbitar muy cerca de ese tipo de estrella y extraer gas de ella. El gas, principalmente hidrógeno, cae en la enana y empieza a acumularse y, tras un período de tiempo suficiente, alcanza un nivel crítico que supera al límite de Chandrasekhar (1,44M). Entonces, al fundirse el hidrógeno en helio, explota sobre la superficie de la enana como millares de bombas de hidrógeno. Se han observado cientos de explosiones tipo «nova» de este género, que aportan una confirmación suplementaria de las extrañas propiedades de las enanas blancas.

Poder haber distinguido la presencia de enanas blancas como componentes de sistemas binarios, ha sido un paso muy importante para empezar a comprender mejor las razones por que se producen erupciones violentas en sistemas estelares. Supernovas de tipo I, novas, y cataclismos de estrellas variables, a veces, son la consecuencia de la presencia de una enana blanca que en su traslado orbital alrededor de la estrella compañera mayor, ha atraído gas de las capas superiores de esa estrella almacenándolo en un disco de acreción sobre su superficie aumentando con ello su masa que, al final, termina produciendo las erupciones y violentas explosiones, debido a la necesidad de volver al límite de equilibrio.

La observación del espectro de supernovas de tipo I se caracteriza por no mostrar rasgos de existencia de hidrógeno y, comúnmente, se encuentran cohabitando viejas poblaciones estelares (como galaxias elípticas) y, como las EBs tampoco tienen hidrógeno, la deducción de la participación de las enanas blancas como agentes percucientes en la explosión de esas supernovas aparece como bastante realista. Recordemos que las supernovas de tipo II que comportan hidrógeno, se dan en regiones de estrellas jóvenes (como brazos de espirales)

En las reacciones nucleares que ocurren en un evento de supernova del tipo I se pueden producir cantidades considerables de elementos pesados. El carbono C12 se transmuta en O16 (oxígeno 16), luego se pueden fusionar para formar Si28 (silicio 28), y luego dos núcleos de silicio pueden formar Ni56 (níquel 56). Esta es una forma en que los elementos pesados se sintetizan y son expulsado hacia el espacio estelar, donde ellos reinician el camino de la formación de nuevas estrellas, planetas y la vida.

Un tipo de enanas blancas de reciente descubrimiento son las «enanas blancas magnéticas en sistemas binarios». Estas estrellas enanas recién descubiertas por satélites de segunda generación, constituyen una nueva fuente de emisión de rayos X en la galaxia, debido al proceso de acreción que desarrollan estas enanas blancas. Las densas pero pequeñas estrellas atraen gas de su compañera en el sistema binario, lo canalizan a través de un campo magnético que puede alcanzar hasta 107 Gauss, y lo alojan en acreción en columnas sobre sus polos. Al caer el gas sobre la enana blanca se produce una colisión en la cual se genera una conversión de la energía cinética del gas en energía térmica, ello produce sobre la superficie de la estrella un fenómeno de mancha caliente o tipo solar que emite energía a altas temperaturas, de alrededor de 107K, y también radiación en forma cyclotrónica.

A la fecha, se han descubierto dos estrellas enanas blancas con las características energéticas descritas, pero se identifican en la galaxia cerca de cuarenta lugares con fuentes de emisión de este tipo de rayos X, llamadas fuentes AM Herculis. Estas fuentes se encuentran ubicadas sólo a unos cientos de años luz de la Tierra y constituyen un laboratorio ideal para el estudio de los procesos de emisión de plasma caliente (T= 108) en la presencia de campos magnéticos fuertes.

En la medida que se intenta hacer descripciones sobre los distintos fenómenos que la humanidad va descubriendo sobre las características que nos muestran las estrellas, emerge la idea de que son éstas las que hacen interesante el universo. Pensemos que la energía del Sol hace posible la vida en la Tierra, y que probablemente toda la vida en el universo es energizada por estrellas. A excepción del hidrógeno y del helio, todo los demás elementos químicos que reconocemos provienen de los procesos de reacciones nucleares que se generan en las estrellas. Cada vez que muere una estrella, los elementos que ella acumulaba son eyectados hacia el espacio y pueden incorporarse en nuevas estrellas, planetas, etc. Paciente lector, piense que todo lo que se encuentra en su entorno, Ud. mismo, sus compañeros, sus familiares, y también yo, estamos unidos por un origen común gracias a las estrellas.

Supernovas

Una estrella, cuando ya ha consumido la mayor parte del hidrógeno original, empieza a tener los embates de la ancianidad, ¡en forma harto prematura! Su centro se empieza a contraer y su exterior, a expandir. Con la expansión se enfría, pierde algo de su brillo y la estrella se convierte en una gigante roja (recordemos que el rojo lo emiten cuerpos más fríos). Con la compresión, el centro se hace más denso y los núcleos de helio ahora se funden formando carbono y otros núcleos más pesados, hasta llegar al Fe56 (hierro 56) que ya no cambia más. Como no hay entonces reacciones ni liberación de energía, nada compensa el empuje gravitacional y se produce la contracción final.

El estudio e investigación sobre el destino final de una estrella es algo que forma parte de un problema más general de la física, al cual lo reconocemos como «problema del estado final», es decir, el de determinar qué es lo que sucede en último término con un ente cualquiera si esperamos el tiempo suficiente. Sin embargo, es posible llegar a conclusiones concretas si examinamos el destino de las estrellas. En ello, es posible descubrir procesos físicos sorprendentes que, estudiosos que llegan a esas conclusiones, no dejan de tener más de una dificultad para aceptarlos, incluso a regañadientes, como hechos normales que se dan en la naturaleza. Los fenómenos supernóvicos no son ajenos a lo anterior y, sobre ellos, centraremos nuestros esfuerzos para describirlos y entenderlos en esta separata.

Después de quemar hidrógeno y convertirlo en ceniza de helio durante miles de millones de años, la estrella se queda sin combustible hidrogénico en el núcleo, crisis energética que termina su futuro. Recordemos que la combustión nuclear proporciona continuamente la elevada temperatura necesaria para impedir el colapso gravitatorio. Cuando cesa esa combustión, la estrella reanuda su proceso colapsante. Los astrofísicos conciben tres destinos posibles para las estrellas que colapsan: pueden convertirse en enanas blancas, en estrellas de neutrones o en agujeros negros. El que aguarde a una estrella concreta, uno u otro de esos tres destinos, dependerá fundamentalmente de la masa que comportaba en la secuencia principal. Las estrellas de menos de M= <6 M, terminarán sus calurosas vidas como una estrellita «enana blanca», en que día a día se van enfriando como señal inequívoca de una muerte estelar. Las estrellas de tamaño mayor sufren una explosión como una «supernova», cuyo residuo es una estrella de neutrones (básicamente, un gigantesco núcleo atómico del tamaño de una ciudad). Se supone que las estrellas que en el estado de la frecuencia principal tienen masa superior a M = >14M, se colapsa en un «agujero negro», objeto en el que el propio espacio se vuelve como si dijésemos, «del revés».

Al explosionar una estrella masiva como una supernova los elementos químicos pesados que se han formado en el interior de la estrella son arrojados violentamente al espacio, contaminando el entorno interestelar donde ocurre la explosión. La próxima generación de estrellas que se forme a partir de esa nube contaminada tendrá trazas de carbono, oxígeno, nitrógeno, etc. Las nubes interestelares contenían inicialmente sólo hidrógeno y helio, los elementos pesados fueron todos fabricados en las estrellas y arrojados al espacio por las supernovas. Después de varias generaciones de estrellas hace 4 mil 600 millones de años, una nube interestelar dio origen al Sol y en el proceso se formó el sistema planetario con la Tierra incluida; luego surgió la vida y sus secuencias evolutivas. Los átomos de la materia que nos rodea y que componen nuestros cuerpos, fueron fabricados en el interior de una estrella y llegaron a la nebulosa solar por medio de una supernova. Absolutamente todos los átomos que componen las cosas y entes vivos que nos rodean tienen más de 4 mil 600 millones de años. Los átomos de hidrógeno tienen entre 12 y 16 mil millones de años; los átomos de elementos más pesados tienen una edad menor que los de hidrógeno pero mayor que 4.600 millones. La edad que nos asignamos tiene como organización el tiempo que ha transcurrido desde nuestro nacimiento, pero los átomos de las células que componen nuestro cuerpo tiene una antigüedad mucho mayor. Nuestro origen orgánico procede de polvo de estrellas, polvo de supernovas para ser más precisos.

Pero cuando hablamos de supernovas, debemos precisar que no siempre este fenómeno ocurre como consecuencia de la etapa final de la vida de una estrella supergigante. También se da en otras circunstancias estelares. En astrofísica se distinguen dos tipos físicos básicos de supernovas: Supernovas de Tipo I y Supernovas de Tipo II

SUPERNOVAS DEL TIPO I

Para explicar las explosiones de estrellas pobres en hidrógeno que se observan en el espacio, los astrofísicos han desarrollado diferentes modelos teóricos que incluyen sistemas binarios de estrellas -pares de estrellas muy cerca una de la otra que cada una ejerce una influencia sustancial en la evolución de la compañera-. Aquí describiremos el modelo que más aceptación concita entre los estudiosos del tema, se trata del conocido como supernovas del tipo I.

Los sistemas binarios que producen una supernova de tipo I pueden estar constituidos por dos estrellas que cada una tiene, en la secuencia principal, no más de M = 6M. Cada miembro de la pareja, fusionaría su núcleo de hidrógeno a helio y progresivamente a elemento más pesados, se expandiría a una gigante roja; pero una de las estrellas de la pareja perdería primero su capa envolvente de hidrógeno y se contraería hasta ser una densa enana blanca, con un tamaño no superior a 1,44 M.

Estas parejas binarias de estrellas empiezan la secuencia principal de sus vidas separadas por varias unidades astronómicas (la distancia entre la Tierra y el Sol).

Una vez que una de ellas alcance la etapa evolutiva de enana blanca, puede causar la convergencia hacia su propia superficie de materia de la estrella compañera y que, al acumular la enana blanca masa superior a M = >1,44M, ésta se derrumba generando una gran explosión.

Dentro del marco teórico de uno de los modelos que explican el fenómeno de la supernova de tipo I, se cree que ello comienza con dos estrellas de la secuencia principal orbitando alrededor de un centro de gravedad común. La más masiva de las dos pasa más rápidamente a la fase de gigante roja, mientras la otra compañera se mantiene en la secuencia principal. Al transmutarse los últimos restos de hidrógeno en helio dentro del núcleo de la gigante y empezar a colapsarse, el gran calor interno que se ha generado obliga a las capas externas a expandirse. El gas se infla hasta que se extiende más allá de la esfera de dominio gravitacional de la estrella y es capturado por la gravedad de la segunda estrella. Algunas de esas masas capturadas de hidrógeno fluyen hacia la compañera que todavía se encuentra en la secuencia principal.

El flujo de hidrógeno de que hablamos puede precipitarse tan rápidamente que la gravedad de la estrella receptora no puede resistirlo. Parte del gas que se escapa forma una nube que envuelve a ambas estrellas. Esta especie de envoltura que abarca a las dos estrellas arrastra a ambas, cambiando sus órbitas, acercándolas entre sí. La distancia entre las dos estrellas se estrecha en un porcentaje importante, y su movimiento orbital crea un efecto de "batidora" que revuelve la envoltura, enviando la mayor parte de ésta fuera del sistema binario.

Todo lo que queda de la gigante roja después de la merma de materia es un núcleo denso de materiales degenerados, de un tamaño semejante al de la Tierra, pero tan masivo como el Sol, al cual lo reconocemos como estrella enana blanca. La enana blanca y su compañera que todavía se encuentra en la secuencia principal, que ahora contiene el único hidrógeno del sistema, continúan orbitando alrededor del centro común, pero a una distancia menor que la que tenían antes. Con el tiempo, la estrella que todavía está en la secuencia principal alcanza la fase de gigante roja y expande sus capas de hidrógeno.

En el tiempo, la gigante roja ha logrado expandirse lo suficientemente como para perder el control gravitacional de sus capas exteriores, y el ciclo empieza de nuevo. El hidrógeno fluye hacia la compañera enana blanca atraído por la mayor gravedad producida por la densidad de ésta, dejando a la estrella en evolución con un núcleo de helio y formando otra envoltura común. Este gas arrastra a las dos estrellas, acercándolas entre sí. Una vez más su acción orbital combinada aleja la mayor parte de la materia de la envoltura, despojando completamente al sistema de hidrógeno. Pero la mayor gravedad que genera la densidad de la enana blanca sigue atrayendo materia de la estrella en evolución, la que va siendo depositada en la superficie de la primera. Eventualmente, se puede llegar a un momento en que la materia que se le ha sumado a la superficie de la enana blanca exceda los límites que establecen los estudio que realizó Chandrasekhar de M=1,44M, provocando con ello la insustentación de la enana blanca y el encendido de la llama termonuclear.

Tan pronto encendido el fuego termonuclear, la enana blanca se desploma rápidamente, arrastrando con ello también la masa de la otra compañera del sistema.

El radio de la enana blanca disminuye.

La densidad aumenta.

La temperatura aumenta.

A temperaturas y densidades más alta los átomos de carbono y de oxígeno se fusionan en una variedad de elementos pesados, algunos de ellos con fuertes emisiones radiactivas. Lo que acontece en ese lugar estelar del espacio es igual a una bomba de fusión. Hay una gran explosión supernóvica, en cuya conflagración estelar es arrojada al espacio una gran cantidad de materia, pero sin tan siquiera un rastro del hidrógeno con el que empezaron las estrellas

SUPERNOVAS DEL TIPO II

La fase final de la existencia de una estrella con una masa de M= >6M en la secuencia principal, es un fenómeno asombroso que tiene un decenlase espectacular. Después que la estrella ha agotado su combustible nuclear, ha generado un masivo núcleo de hierro, y pierde el equilibrio de sustentación frente a su propia gravedad, se desploma en una explosión en el cielo de supernova del tipo II.

Explosiones de supernovas no son fenómenos frecuentes y, normalmente, son detectados en el cielo por telescopios, aunque unos pocos de ellos se han visto a simple vista. Los antiguos chinos los llamaban «estrellas visitantes». Famosas supernovas en nuestra galaxia han sido las descubiertas por los chinos el 4 de junio de 1054, por Tycho Brahe en 1572, por Johannes Kepler en 1604, y en el Observatorio de Las Campanas, en Chile, el 24 de febrero de 1987.

Esta imagen corresponde a la supernova que se observó en febrero de 1987. En un momento dado la estrella que dio origen al fenómeno supernóvico era un simple disco casi indistinguible en las noches del Hemisferio Sur. De pronto, se expandió e iluminó proyectándose en la historia como la supernova 1987a. El espectacular acontecimiento estelar ocurrió a 170.000 años luz de la Tierra en la vecina galaxia La Gran Nube de Magallanes; la explosión fue la más cercana en casi cuatro siglos y representó una excelente oportunidad para astrónomos y astrofísicos para afinar las teorías preexistentes sobre los paroxísticos finales de vida de las estrellas.

Una protoestrella del tamaño de cientos de veces el del Sol, en el transcurso de unos pocos miles de años, se contrae suficientemente para acercarse al status de estrella. En ese proceso de convección se genera una transportación de calor desde el núcleo hacia la superficie a través de enormes capas de hidrógeno, siendo ella misma un horno a 3.000º Kelvin.

Una estrella que parte su vida desde una masiva protoestrella, normalmente alcanzan masas del orden de M = >6M(sobre seis masas solares), y se caracteriza por ser muy caliente, brillante y azulada. Pero además, describe durante su existencia una rápida y agitada evolución. Sólo el hecho de la corta existencia que ha demostrado tener comparado con estrellas menores hace extraña a una estrella de gran masa.

Durante la existencia de vida de una estrella de gran tamaño se generan reacciones, prácticamente, en forma simultánea a diferentes profundidades de la estrella, conformando capas de actividad termonuclear que, con la gran cantidad de energía radiada, contrarresta la gravedad que la empuja hacia su centro. Sin embargo, esta imponente estructura estelar tiene una debilidad: su alta temperatura.

Al principio pasan rápidamente a través de las mismas fases que una estrella de masa intermedia, pero las estrellas de masa mayor tienen núcleos tan calientes que transmutan hidrógeno en helio de una manera diferente, usando restos de carbono, nitrógeno y oxígeno. Después de que sus núcleos se hayan convertido en helio, la enorme gravedad de la estrella permite continuar la fusión y elevarle la temperatura para que se inicien reacciones nucleares que transmuten el C12 (carbono 12) en 016 (oxígeno 16), luego en Ne20 (neón 20); Mg24 (magnesio 24); Si28 (silicio 28), que le sirve como nuevo combustible nuclear; S32 (azufre 32), etc. hasta dejar como último residuo a un núcleo de Fe56 (hierro 56), cuyo átomo, tal como ya lo señalamos, es el que tiene la masa mínima por partícula nuclear.

La estrella que se generó desde esa gran protoestrella, al transmutar su núcleo de hidrógeno en helio, se une a la secuencia principal, pero no por mucho tiempo, no más de 100 millones de años. En esta etapa, una estrella de este tipo tiene una radio R = 6R (seis veces el del Sol) y una temperatura superficial superior en cuatro veces la que tiene el Sol; una estrella de este tamaño se quema brillante y rápidamente.

Al cambiar el núcleo a helio, se encoge. A su alrededor, se forma una zona de hidrógeno agotado, rodeada a su vez por una capa rica en hidrógeno. Calentada por el núcleo, la estrella dobla su tamaño, en camino hacia el status de súper gigante.

Al expandirse la masiva estrella a partir del calor de su núcleo de helio en contracción, la capa rica en hidrógeno de alrededor de su núcleo se enciende, haciendo crecer la estrella hasta una súper gigante con un diámetro que puede llegar a ser hasta cien veces mayor que el del Sol. En esta fase, el núcleo de la estrella experimente continuos colapsos generando en ello altísimas temperaturas.

En esta etapa, el núcleo alcanza unos 100 millones de grados, y su helio se fusiona en carbono y oxígeno. Una capa transmutando hidrógeno en helio rodea al núcleo. Ahora, con un diámetro que puede llegar a ser unas 300 veces el del Sol, a la súper gigante le queda solamente unas pocas opciones de fusión antes de llegar a su destino final que puede ser el de una supernova para una post-mortis de estrella de neutrones o un agujero negro.

Después de haber completado una gran parte de la cadena de transmutaciones, desde el carbono al magnesio, el núcleo alcanza una temperatura de alrededor de los 5.000 millones de grados, durante la combustión nuclear del silicio, los núcleos atómicos producidos durante la vida de la estrella, vuelven a disociarse en protones, neutrones y neutrinos, revirtiendo el proceso de formación de elementos, lo que consume energía y hace bajar la temperatura. Los neutrinos al escapar del núcleo, ayudan a enfriarlo y éste se contrae.

Cuando una estrella súper gigante llega al final de sus días, su comportamiento se parece al de un astro estelar súper energizado, con diferentes capas de materiales en permanente fusión que se aglomeran al igual que la forma de una cebolla, entro los cuales se distinguen capas de hidrógeno sobre helio; de helio sobre carbono; de carbono sobre silicio y, de este último, sobre un núcleo de hierro. El núcleo de hierro se degenera constantemente y crece en masa en los procesos de fusión.

Cuando la masa de hierro del núcleo se encuentra al borde de tener un tamaño de 1,4 M, la estrella alcanza las siguientes características:

Un radio de 3.500 kilómetros.

Una densidad de 20 toneladas por cm3

Cuando la estrella contrae el núcleo en lugar de producirse una reacción nuclear que libere energía se produce una reacción que absorbe la energía del núcleo de la estrella, la estrella se colapsa pues se queda sin sustentación en el centro; la estrella implota (se desploma hacia adentro) para rebotar en el centro y producirse una gran explosión que la destruye como consecuencia del triunfo definitivo de la fuerza de atracción gravitacional. La estrella aumenta su brillo de modo considerable por unas semanas; puede llegar a ser diez mil millones de veces más brillante que el Sol, liberando en uno o dos meses toda la energía que le quedaba en su interior. Ese fenómeno se llama una supernova, en que la gran estrella expele la mayor parte de su materia.

La estrella que explotó para convertirse en SN1987A se llamaba Sanduleak y "vivía" en la vecina galaxia de La Gran Nube de Magallanes, en el Hemisferio Sur. Pasó la mayor parte de su existencia recreándonos con su presencia azul de la secuencia principal, midiendo alrededor de veinte veces la masa del Sol. Era una excelente consumidora de combustible, del orden de 20 billones de toneladas de átomos de hidrógeno por segundo. Esa excelencia, le significó abandonar el catastro de estrellas vivas, como consecuencia de una explosión supernóvica, a la temprana edad de unos 10 millones de años; en una expresión idiomática de mi país, Chile: una guagua. Sanduleak era sólo un bebé cuando se convirtió en supernova; en contraste, el Sol, una estrella de tamaño medio, es ya 500 veces más viejo y está tan sólo hacia la mitad de su proyectada vida de 10.000 millones de años.
Una supernova es generada por el desequilibrio que se produce entre la propia gravedad de la estrella y las mediatizadas presiones que se generan en fusiones de energía insuficiente, por carecer de combustible. En las supernovas de tipo II, el silicio que se aloja en el núcleo, después de todos los procesos de transmutaciones anteriores, juega un excelente papel de productor de hierro, tanto como que sobrepasa la capacidad de "almacenaje" del núcleo de la estrella saturándolo. Al haber obtenido tanta masa los núcleos por las razones descritas, éstos son incapaces de sostenerse, ya que no cuentan con presiones internas suficientemente energéticas que los apuntalen frente a la gravedad y terminan desplomándose en una implosión. Esta implosión, si la masa del núcleo no es muy grande, no mayor que M = <6 M, puede ser detenida por una presión de neutrones, lo único conocido en la naturaleza capaz de frenar los desplomes gravitatorios de núcleos estelares con esas características.

Galaxia NGC 1316, Fornax A, fotografiada el 7 de noviembre de 1977 (izquierda) y el 10 de diciembre de 1980 (derecha). En esta última se indica la supernova encontrada en la Universidad de Chile por Marina Wischnjewsky. Fotografías obtenidas por el astrónomo F. Schweizer con el telescopio de 4 metros del Cerro Tololo.

Al ser detenido el desplome total del núcleo de la estrella, entonces ésta, que era una bella súper gigante, adquiere las siguientes características:

Un radio de sólo 10 kilómetros.

Una densidad de la materia de 100 millones de toneladas por cm3

Cuando se consigna un núcleo remanente de una densidad de 100 millones de toneladas por cm3, estamos hablando entonces que en ese proceso el núcleo alcanzó las características de uno atómico.

Es muy difícil que la materia se siga apretando más allá de la densidad de un núcleo atómico, ya que este se hace resistente a una compresión adicional y la desplaza hacia fuera de él. Los rebotes que se dan en el núcleo emiten descargas de ondas energetizadas a través de las distintas capas exteriores de la estrella (silicio, oxígeno, carbono, e hidrógeno), y las recalienta en la superficie, proceso que es ayudado por los neutrinos, los cuales pueden ser absorbidos por gases y materias enrarecidos, y por las convecciones. El gas recalentado se expande hacia el exterior para formar un remanente de supernova, al igual que la conocida Nebulosa del Cangrejo.

Después de generada una explosión de supernova, sus consecuencias pueden ser observadas como un bucle de nubes dilatadas como subproducto del fenómeno. Uno de los remanentes de supernovas más famoso es el de la Nebulosa del Cangrejo (M1), que corresponde a los restos que quedaron de la supernova de 1054, cuyo relato del hecho aparece en la literatura china, y es el primer objeto de la lista del Catálogo Messier.

Según el relato chino, el fenómeno de la supernova AD1054 era de una luminosidad tal que se podía observar hasta de día y su brillo de noche permitía leer bajo su luz. Pero no sólo por lo anterior es famosa la supernova de AD1054, sino que también por que se logró detectar en el centro del remanente un púlsar que emite 30 destellos por segundo. El púlsar del Cangrejo es una estrella de neutrones que se formó del núcleo estelar que quedó después de la explosión supernóvica

Una remanente de supernova de tipo II libera una cantidad enorme de energía, cuya estimación se puede ver a continuación:

Energía de neutrinos = 1046Js.

Energía del gas dilatable = 1044Js.

Energía de fotones = 1042Js.

Para distinguir cual grande son las cifras de energía que se libera en un remanente de supernova de tipo II, se pueden comparar con las estimaciones que se tienen sobre la liberación de energía del Sol durante su existencia en la secuencia principal, la cual se cree que bordeará los 1044Js. La luz que emite una supernova viene a ser como un subproducto. La mayoría de la energía que producen estos astros es irradiada hacia el espacio por los neutrinos.

Si después de la explosión supernóvica, el núcleo que queda en el centro del remanente logró ser apuntalado frente a la gravedad por los neutrones, es posible que entonces se convierta en una estrella de neutrones, las cuales son reconocidas por las pulsaciones de radio, y los rayos X y gamma que emiten.

Uno de los remanentes de supernova conocido por sus características energéticas y sus emisiones de rayos X es Cygnus Loop, el cual es asociado con la supernova cuya luz llegó a la Tierra hace unos 15.000 años.

La imagen de la izquierda, corresponde a una toma realizada por el HST de una pequeña porción de Cygnus Loop, ésta parece como una burbuja que emite ráfagas de ondas energetizadas desde donde se produjo una colosal explosión estelar, hace unos 15.000 años. En la foto se observa la parte trasera del lugar donde se generan las descargas de las ráfagas. Ello, ha permitido, tanto a astrónomos como astrofísicos, poder hacer comparaciones de modelos teóricos de descargas de energía con observaciones de primera mano.

Al margen de lo que implica para el estudio sobre los remanentes de supernovas, los modelos sobre descargas son importantes para entender una gama amplia de fenómenos astrofísicos, desde los vientos estelares que se dan en la formación de nuevas estrellas a erupciones cósmicas catastróficas. Las ráfagas que se observan saliendo desde la supernova golpean a una tenue nube de gas interestelar. La colisión calienta y comprime el gas y lo hace relucir. La descarga de este tipo de ráfagas se vienen a convertir como un medio distinguible en la detección de formación de estructuras estelares.

Cygnus Loop, se muestra como un tímido anillo de gases relucientes de un tamaño de unos tres grados (seis veces el diámetro de la Luna llena), ubicado en la norteña constelación de El Cisne. El remanente de supernova se encuentra en el plano de la Vía Láctea, a unos 2.600 años luz.

Pero cuando el núcleo que queda tiene una masa de M = >6M, nada del universo que los humanos conozcan es capaz de contener su desplome total, éste se implosiona completamente en sí mismo, formando un agujero negro, aunque no son tan negros pero sí son muy densos y, como normalmente escriben todos los que se refieren a este tema, de ellos no escapa ni la luz, salvo algunas radiaciones que son parte de otro relato.

Al margen de la descripción física que hemos hecho para las clases de tipos de supernovas, existe también otra observacional que desarrolla la clasificación en base a la existencia o no de hidrógeno determinado por las líneas espectrales. Las supernovas de tipo I no muestran hidrógeno, en cambio, si lo muestran las de tipo II.

En general, la descripción observacional para la clasificación de los tipos de supernovas coincide con la que hemos descrito en función física, porque las estrellas masivas tienen atmósfera compuesta mayoritariamente de hidrógeno, no así las enana blancas que adolecen de ella. Sin embargo, es posible que una estrella masiva tampoco comporte hidrógeno como atmósfera, ya que ésta pudo haber sido eyectada por los vientos fuertes estelares que se producen en los procesos supernóvicos, por lo consiguiente no mostraría en observaciones líneas espectrales con hidrógeno.

Al describirse las dos clasificaciones sobre tipos de supernovas, queda a la vista el hecho que en las de tipo II, donde se refleja la mayor discrepancia, la que otorga la observación está referida a un período pre-explosión y la física a lo que se encuentra reconocido como supernova propiamente tal. Pero al final de cuentas, lo que ello muestra es como la ciencia va cambiando en la medida que se va conociendo mejor a la naturaleza.

LOS REMANENTES DE SUPERNOVAS Y LOS RAYOS GAMMA

La explosión de una supernova que coloca término a la vida "normal" de una estrella es un gran laboratorio para la investigación de los rayos gamma. Es indudable que el estudio de la evolución de una estrella y su eventual estallido transformándose posteriormente en una estrella de neutrones o un agujero negro es interesante. Sin embargo, para el estudio de los rayos gamma lo que adquiere ribetes importantes es lo que sucede después de la vida "normal" de la estrella. El desplome del núcleo cuando un estrella masiva ha gastado todo su combustible nuclear desemboca en una tremenda explosión. Esta explosión es una verdadera fábrica generadora de elementos pesados y es la descomposición de éstos lo que concita el interés en el estudio de los rayos gamma.

Para tipificar lo anterior, podemos referirnos al ejemplo de una de las más famosas supernovas SN 1987A, que emite rayos gamma generados dentro de procesos de descomposición de elementos radiactivos como el Co56. También es de muchísimo interés el observar y estudiar el comportamiento de radiaciones de rayos gamma que comportan elementos dominantes generados por los remanentes de las diferentes etapas de la supernova. A esos remanentes se les denomina Cas. Ellos son una fuente de emisión de rayos gamma de 1,16 MeV y proceden de la descomposición de elementos tales como el Ti44. Los Cas tienen una edad alrededor de 300 años; o sea, son viejos comparados con lo que identificamos por SN 1987A, pero jóvenes con respecto a la mayoría de otros residuos de la estrella.

El envejecimiento de los remanentes de supernovas reduce sustancialmente las las posibilidades de emisión de rayos gamma; no obstante, siempre es posible hallar en ellos fuentes de exploración para encontrar sitios de aceleración de partículas radiactivas que al colisionar con materia circundante emiten rayos gamma.

Más de una evidencia existe por ahí de que fuentes de emisión de rayos gamma podrían ser asociadas con remanentes de supernovas, aunque ello no es claro todavía. Podría darse el caso de que los remanentes sean simplemente rayos gamma de baja intensidad emitidos por un púlsar en formación, o que sean los remanentes los emisores de los rayos. Solamente a futuro podremos dilucidar cuál es realmente el papel que juegan los remanentes de las supernovas en esto. Con instrumentos de una mayor sensibilidad que los actuales podremos entender mejor cuál es el rol que juegan los remanentes en la creación de materia que vemos en el universo y en la emisión de los rayos gamma.

El sistema solar comprende el Sol; los nueve planetas, sesenta y cuatro (64) satélites de los planetas, gran número de cuerpos menores (cometas y asteroides), y el medio interplanetario. El sistema solar interno contiene el Sol, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte:

Los planetas del sistema solar externo son Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón:

Las órbitas de los planetas son elipses con el Sol en uno de sus focos, aunque todas excepto las de Mercurio y Plutón son casi circulares. Todas las órbitas de los planetas se hallan aproximadamente en el mismo plano (llamado la eclíptica y definido por el plano de la órbita terrestre). La eclíptica está inclinada sólo 7 grados respecto al ecuador del Sol. La órbita de Plutón es la más desviada respecto al plano de la eclíptica con una inclinación de 17 grados. El diagrama muestra los tamaños relativos de las órbitas de los planetas desde un punto algo por encima de la eclíptica (de ahí su apariencia no circular). Todos ellos se desplazan en el mismo sentido (contrario a las agujas del reloj mirando hacia abajo desde el polo norte solar); todos excepto Venus y Urano giran también sobre si mismos en el mismo sentido.

Una forma de poder visualizar los tamaños relativos del sistema solar es imaginarse un modelo en el que todo esté a tamaño reducido por un factor de mil millones. Entonces la tierra tendría 1.3 cm de diámetro (el tamaño de una uva). La Luna orbitaría a unos 33 cm de distancia. El Sol tendría un diámetro de un metro y medio (casi la altura de un hombre) y estaría a 150 metros (un estadio de fútbol) de la Tierra. Júpiter tendría 15 cm de diámetro (el tamaño de una manzana grande) a unos 5 estadios del Sol. Saturno (del tamaño de una naranja) estaría a 10 estadios; Urano y Neptuno (melocotones) a 20 y 30 estadios de distancia. Un humano a esta escala tendría el tamaño de un átomo; la estrella más próxima estaría a 40000 Km.

En las ilustraciones no aparecen los numerosos cuerpos menores del sistema solar: los satélites de los planetas; el gran número de asteroides (pequeños cuerpos rocosos) orbitando el Sol, principalmente entre Marte y Júpiter pero también a otras distancias; y los cometas (pequeños cuerpos de hielo) que se acercan y abandonan la zona interior del sistema solar en órbitas muy alargadas y con orientaciones muy variadas respecto a la eclíptica. Con pocas excepciones, los satélites de los planetas los orbitan en el mismo sentido que los planetas al sol y, aproximadamente, en el plano de la eclíptica pero esto no es generalmente cierto para los cometas y asteroides.

Clasificación
Tradicionalmente, el sistema solar se ha dividido en planetas (los grandes cuerpos que giran alrededor del Sol), sus satélites (también llamados lunas, objetos de tamaño variable girando alrededor de los planetas), asteroides (pequeños cuerpos densos orbitando el Sol) y cometas (pequeños cuerpos, principalmente de hielo, con órbitas muy excéntricas). Desafortunadamente, el sistema solar se ha revelado como mucho más complejo de lo que esta clasificación parece sugerir:
Hay varias lunas mayores que Plutón y dos mayores que Mercurio.
Hay varias pequeñas lunas que parecen ser asteroides capturados.
A veces los cometas no se pueden distinguir de los asteroides.
Los objetos del Cinturón de Kuiper y otros como Chirón no encajan bien en este esquema.
Los sistemas Tierra-Luna y Plutón-Caronte a veces son considerados "planetas dobles".
Se pueden sugerir otras clasificaciones basadas en la composición química y/o el punto de origen que intentan ser más válidas físicamente. Pero normalmente acaban con demasiadas clases o demasiadas excepciones. Lo fundamental es que muchos cuerpos son únicos; nuestros conocimientos actuales son insuficientes para establecer categorías claras. En las páginas siguientes usaré las categorías convencionales.
Los nueve cuerpos habitualmente denominados planetas son clasificados a menudo de otras formas:
Por composición:
Planetas terrestres o planetas rocosos: Mercurio, Venus, Tierra, y Marte:
Los planetas terrestres están compuestos primordialmente de roca y metal y tienen densidades relativamente altas, rotaciones lentas, superficies sólidas, carecen de anillo y tienen pocos satélites.
Planetas jovianos o gaseosos: Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno:
Los planetas gaseosos están compuestos primordialmente de hidrógeno y helio y, generalmente, tienen densidades bajas, rotación rápida, atmósferas profundas, anillos y muchos satélites.
Plutón.
Por tamaño:
Pequeños planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte y Plutón.
Los planetas pequeños tienen diámetros menores de 13.000 Km.
Planetas gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Los planetas gigantes tienen diámetros mayores de 48000 Km.
Mercurio y Plutón son denominados a veces planetas inferiores (no se debe confundir con planetas menores que es el término oficial para los asteroides).
Los planetas gigantes son denominados a veces gigantes gaseosos por su posición en relación al Sol:
Por su situación:

Planetas interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
Planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón.
El cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter forma la frontera entre el sistema solar interno y el sistema solar externo.
Por su posición relativa a la Tierra:
Planetas inferiores: Mercurio y Venus. Más próximos al Sol que la Tierra.
Los planetas inferiores muestran fases similares a las lunares cuando se observan desde la Tierra.
La Tierra.
Planetas superiores: Desde Marte hasta Plutón. Más alejados del Sol que la Tierra.
Por historia:
Planetas clásicos: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, y Saturno.
Conocidos desde tiempos prehistóricos. Visibles a simple vista
Planetas modernos: Urano, Neptuno, Plutón.
Descubiertos en tiempos modernos. Visibles solo con telescopio

Los cometas (del latín "stella cometa", "estrella con cabellera") son cuerpos celestes que orbitan el Sol, caracterizados por desarrollar una larga y luminosa cola mientras recorren el segmento de su órbita que los acerca más al Sol. El que vemos en la fotografía es el cometa Hyakutake, que fue visible a simple vista desde la Tierra en marzo de 1996.

Las apariciones de grandes cometas se consideraron simples fenómenos atmosféricos de nuestro planeta hasta 1577, cuando el astrónomo danés Tycho Brahe probó que se trataba de cuerpos celestes. En el siglo XVII el científico británico Isaac Newton demostró que los movimientos de los cometas está sujetos a las mismas leyes que controlan a los planetas en sus órbitas. Al comparar los elementos orbitales del paso de varios cometas, el astrónomo británico Edmund Halley mostró que la órbita y características del cometa de 1682 eran idénticas a las de los que habían aparecido en 1607 y 1531, y predijo exitosamente el retorno del cometa en 1759. Las apariciones previas del cometa Halley han sido identificadas posteriormente en registros que datan de hasta 240 años antes de Cristo, y es probable que el cometa brillante observado 466 años antes de Cristo también fuera una de las apariciones del famoso cometa. El Halley se introdujo por última vez en el sistema solar interior en los primeros meses de 1986, y mientras se alejaba del Sol, en marzo de ese año, fue interceptado por dos sondas de la ex Unión Soviética, Vega 1 y 2, y por otra llamada Giotto, lanzada por la Agencia Espacial Europea. Dos sondas japonesas, además, lo observaron desde mayor distancia. El cometa Halley volverá a acercarse al Sol en el 2061.

El astrónomo norteamericano Fred L. Whipple propuso en 1949 la teoría de que el núcleo de un cometa, que constituye prácticamente toda su masa, es una especie de "bola de nieve sucia", es decir, un conglomerado de hielo y polvo. Varios hechos puntuales sirven de demostración a esta teoría; el principal es que la mayoría de los gases y partículas eyectados por los cometas, y que conforman la coma y la cola de los mismos, están compuestos por moléculas fragmentarias, o radicales, de los elementos más comunes en el espacio: hidrógeno, carbono, nitrógeno, y oxígeno. Los radicales de, por ejemplo, CH, NH, y OH pueden generarse a partir de moléculas estables como CH4 (metano), NH3 (amonio) y H2O (agua), los cuales pueden existir como hielo o compuestos más complejos a baja temperatura en el núcleo.

Otro hecho que apoya la teoría de la "bola de nieve" es que los cometas que mejor han sido observados se mueven en órbitas significativamente desviadas con respecto a lo calculado de antemano usando la mecánica celeste de Newton. Esto provee una clara evidencia de que los escapes de gases del cometa producen un efecto de "propulsión a chorro" que aleja ligeramente al núcleo cometario de su trayectoria original, de otro modo predecible. Además, los cometas de período corto, observados durante muchas revoluciones, tienden a disminuir lentamente su brillo con el paso del tiempo, exactamente como podría esperarse de la clase de estructura propuesta por Whipple. Y finalmente, la existencia de los grupos de cometas demuestra que los núcleos cometarios son cuerpos bastante sólidos.

El tamaño de un cometa, incluyendo la difusa coma, puede sobrepasar el del planeta Júpiter. Sin embargo, el verdadero núcleo sólido de la mayoría tiene un volumen de sólo unos pocos kilómetros cúbicos. El núcleo del Halley, por ejemplo, mide alrededor de 15 kilómetros de largo por 4 kilómetros de ancho.

Cuando un cometa se aproxima al Sol, el calor solar evapora, o sublima, el hielo que lo compone, por lo que su brillo aumenta enormemente. El cometa desarrolla entonces una brillante cola, que en ocasiones se extiende muchos millones de kilómetros en el espacio. La cola está generalmente dirigida en la dirección opuesta al Sol, incluso cuando el cometa se aleja del sistema solar interior. Las grandes colas cometarias están compuestas de moléculas ionizadas simples, incluyendo monóxido y dióxido de carbono. Las moléculas son alejadas del cometa por la acción del viento solar, un flujo de gases calientes eyectado continuamente desde la corona solar, la capa externa de la atmósfera solar, a una velocidad de 400 kilómetros por segundo. Los cometas, frecuentemente, también exhiben colas más curvadas y cortas, compuestas de fino polvo arrancado de la coma por la presión de la radiación solar.

A medida que un cometa se aleja del Sol, la pérdida de gases y polvo decrece en cantidad, y sus colas desaparecen. Algunos de los cometas con órbitas pequeñas tienen colas tan cortas que son prácticamente invisibles. En el otro extremo, la cola de al menos un cometa conocido ha excedido los 320 millones de kilómetros de largo.

La longitud de sus colas, junto a la cercanía con que los cometas se aproximan al Sol y a la Tierra, son los responsables de la variación en la visibilidad de los mismos. De los más de 2000 cometas conocidos, menos de la mitad mostró colas visibles a simple vista, y menos del diez por ciento fueron realmente llamativos.

Los cometas tienen órbitas elípticas, y el período (el tiempo que tardan en completar una órbita en torno al Sol) de alrededor de 200 de ellos ha sido calculado; oscila de 3,3 años para el cometa Encke, a 2000 años para el cometa Donati de 1858. Las órbitas de la mayoría de los cometas son tan abiertas que resultan indistinguibles de parábolas (curvas abiertas que harían que los cometas jamás regresaran al sistema solar), pero a través de ciertos análisis los astrónomos asumen que también se trata de elipses, de gran excentricidad y con períodos de hasta 40.000 años o posiblemente mucho más largos.

Nunca se descubrió ningún cometa que se acercara al sistema solar interior describiendo una órbita hiperbólica; esto implicaría un origen interestelar. Algunos cometas, sin embargo, pueden no volver a visitar nunca más las cercanías del Sol debido a alteraciones extremas de sus órbitas originales por la acción gravitacional de los gigantes planetas gaseosos del sistema solar exterior. Esto ha sido observado en pequeña escala; casi 60 cometas de período corto poseen órbitas que han sido influenciadas por Júpiter, y se suele decir que pertenecen a la "familia" de Júpiter. Sus períodos oscilan de 3,3 a 9 años.

Cuando varios cometas con diferentes períodos se mueven en casi la misma órbita, se trata de miembros de un grupo cometario. El grupo más famoso incluye al espectacular cometa Ikeya-Seki de 1965, y a siete más, cuyos períodos oscilan alrededor de los mil años. El astrónomo norteamericano Brian G. Marsden ha descubierto que el Ikeya-Seki y el aún más brillante cometa de 1882 son en realidad fragmentos de un cometa mayor, posiblemente el del año 1106. Este cometa y otros del grupo probablemente son los restos fragmentados de un cometa verdaderamente gigante hace miles de años.

También existe una íntima relación entre las órbitas de los cometas y las órbitas de las lluvias de meteoros. El astrónomo italiano Giovanni Virginio Schiaparelli probó que los meteoros de la lluvia de los "perseidas" (denominada así porque todos los meteoros parecen provenir de un punto de la constelación Perseus cuando se observan en el cielo), que aparecen en agosto, se mueven en la misma órbita que el cometa 1862 III. Similarmente, se descubrió que los meteoros de la lluvia de los "leonidas" (denominada así porque todos los meteoros parecen provenir de un punto de la constelación Leo cuando se observan en el cielo), que aparecen en noviembre, siguen la misma órbita que el cometa 1866 I. Muchas otras lluvias de meteoros han sido relacionadas con las órbitas de cometas conocidos, y se considera que se trata de trozos de roca e hielo diseminados por los cometas a lo largo de sus órbitas.

Durante un tiempo se creyó que los cometas llegaban al sistema solar interior desde el espacio interestelar; si bien no existe una teoría de origen detallada, muchos astrónomos creen actualmente que los cometas se originaron a partir de material planetario residual de los inicios del sistema solar. El astrónomo holandés Jan Hendrik Oort propuso la teoría de que una "nube" de dicho material se acumula mucho más allá de la órbita de Plutón, y que los efectos gravitacionales de las estrellas que ocasionalmente se acercan a pocos años luz de nuestro sistema solar son los responsables de enviar ese material camino al Sol, en cuyas cercanías se hace visible como cometas. La teoría de la "nube de Oort" es actualmente aceptada en forma casi unánime.

En 1992 el cometa Shoemaker-Levy 9 se separó en 21 grandes fragmentos al acercarse demasiado al poderoso campo gravitacional de Júpiter. En el siguiente acercamiento al planeta, en julio de 1994, durante un período de una semana, los fragmentos cayeron uno a uno a través de la densa atmósfera de Júpiter, a velocidades de alrededor de 210.000 kilómetros por hora. Durante los impactos, la tremenda energía cinética de cada uno de los fragmentos se convirtió en calor a través de inmensas explosiones, algunas de las cuales generaron bolas de fuego de un tamaño superior al de la Tierra.

El uno de enero de 1801, Giuseppe Piazzi descubrió un objeto que al principio pensó que era un nuevo cometa. Pero después de que su órbita fuera bien determinada se hizo patente que no era un cometa sino más bien un pequeño planeta. Piazzi lo llamó Ceres, como la diosa siciliana de las cosechas. En unos pocos años se descubrieron otros tres pequeños cuerpos (Pallas, Vesta y Juno). A finales del siglo XIX ya se conocían unos centenares.

Se han descubierto más de 7000 asteroides. Se descubren varios cientos más cada año. Es indudable que hay cientos de miles más que son demasiado pequeños como para ser visibles desde la Tierra. Hay 26 asteroides conocidos por encima de los 200 km de diámetro. Nuestro censo de los más grandes está casi completo: probablemente conocemos el 99% de los asteroides de más de 100 km de diámetro. De los que se encuentran entre 10 y 100 km tenemos catalogados aproximadamente a la mitad. Pero sabemos muy poco de los más pequeños; puede que haya del orden de un millón de asteroides de 1 km.

La masa total de todos los asteroides juntos es menor que la de la Luna.

243 Ida y 951 Gaspra fueron fotografiados por la sonda Galileo en su viaje a Júpiter. La misión NEAR sobrevoló 253 Mathilde (izquierda) el 27 de junio de 1997, enviando muchas imágenes. Son los únicos asteroides que han sido estudiados tan de cerca. La NEAR entrará en órbita alrededor de 433 Eros en enero de 1999.

El mayor asteroide es, de largo, 1 Ceres. Mide 933 km de diámetro y conforma aproximadamente el 25% de la masa combinada de todos los asteroides. Los siguientes en tamaño son 2 Pallas, 4 Vesta y 10 Hygiea, que tienen entre 400 y 525 km de diámetro. El resto de asteroides conocidos miden menos de 340 km.

Hay un cierto debate sobre la clasificación de los asteroides, cometas y lunas. Hay muchos satélites planetarios que se comprenden mejor si se les considera asteroides capturados. Las pequeñas lunas de Marte, Deimos y Fobos, las ocho lunas más externas de Júpiter, Phoebe, la luna más alejada de Saturno, y quizás algunas de las recientemente descubiertas lunas de Urano y Neptuno se parecen más a los asteroides que a las lunas mayores. (La imagen compuesta al inicio de esta página muestra a Ida, Gaspra, Deimos y Fobos aproximadamente a escala.)

Los asteroides se clasifican por tipos según su espectro (y, por tanto, su composición química) y su albedo:

Tipo C, incluye a más del 75% de los asteroides conocidos: extremadamente oscuro (albedo 0.03); parecido a los meteoritos de condritas carbonáceas; aproximadamente la misma composición química que el Sol, pero con menos hidrógeno, helio y otros volátiles;

Tipo S, 17%: relativamente brillantes (albedo .10-.22); metálicos, de níquel-hierro mezclado con silicatos de hierro y de magnesio;

Tipo M, la mayor parte del resto: brillantes (albedo .10-.18); puro níquel-hierro.

También hay como una docena de otros tipos raros.

Debido al sesgo observacional (por ejemplo, los de tipo C son más difíciles de ver), los porcentajes de arriba pueden no ser representativos de la verdadera distribución de asteroides. (En la práctica, hoy en día se usa más de un esquema de clasificación.)

Tenemos muy pocos datos sobre las densidades de los asteroides. Estudiando el efecto Doppler en las ondas de radio que llegan a la Tierra desde la NEAR provocado por el (minúsculo) tirón gravitacional entre el asteroide y la sonda se ha podido estimar la masa de Mathilde. Sorprendentemente, su densidad resulta ser no muy superior a la del agua, sugiriendo que no es un objeto sólido sino un montón de polvo compactado.

También hay categorías de asteroides según su posición en el sistema solar:

Cinturón Principal: se encuentra entre Marte y Júpiter, aproximadamente entre 2 - 4 UAs del Sol; dividido en subgrupos: Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles y Hildas (llamados así por el nombre del asteroide principal del grupo).

Asteroides Cercanos a la Tierra (NEAs): se aproximan mucho a la Tierra

Atenas: semiejes mayores de menos de 1.0 UA y distancias en el afelio mayores de 0.983 UAs;

Apollos: semiejes mayores de más de 1.0 UA y distancias en el perihelio de menos de 1.017 UAs.

Amores: distancias en el perihelio entre 1.017 y 1.3 UAs;

Troyanos: se encuentran cerca de los puntos de Lagrange de Júpiter (60 grados por delante y por detrás de Júpiter en su órbita). Se conocen unos cientos de estos asteroides; se estima que, en total, puede haber mil o más. Curiosamente, hay muchos más en el punto de Lagrange precedente (L4) que en el posterior (L5). (También hay unos pocos asteroides pequeños en los puntos de Lagrange de Venus y de la Tierra también conocidos como Troyanos; 5261 Eureka es un "Troyano de Marte".)

Entre las mayores concentraciones de asteroides en el Cinturón Principal hay regiones relativamente vacías llamadas Huecos de Kirkwood. Son regiones en las que el periodo orbital del objeto sería una fracción simple del de Júpiter. Un objeto en una órbita así tiene muchas probabilidades de ser acelerado por Júpiter hacia una órbita distinta.

También hay unos pocos "asteroides" (designados "Centauros") en el sistema solar exterior: 2060 Chiron (también llamado 95 P/Chiron) orbita entre Saturno y Urano; la órbita de 5335 Damocles va desde las cercanías de Marte hasta más allá de Urano; 5145 Pholus orbita desde Saturno hasta pasado Neptuno. Probablemente hay muchos más, pero este tipo de órbitas cruzando planetas son inestables, y tienen probabilidades de ser perturbadas en el futuro. La composición de estos objetos es, probablemente, más parecida a la de los cometas o a la de los objetos del Cinturón de Kuiper que a la de los asteroides normales. En particular, Chiron está clasificado ahora como cometa.

4 Vesta ha sido estudiado recientemente por el HST (izquierda). Es un asteroide particularmente interesante ya que parece estar diferenciado en capas como los planetas terrestres. Esto implica que hay alguna fuente de calor interna además del calor liberado por los radioisótopos de vida larga, que no son capaces por sí solos de fundir un objeto tan pequeño. También tiene una cuenca de impacto gigantesca, tan profunda que queda expuesto el manto que hay bajo la corteza exterior de Vesta.

Aunque nunca son visibles a ojo desnudo, muchos asteroides son visibles con prismáticos o con telescopios pequeños.

Tabla de asteroides
Se listan a continuación unos cuantos asteroides y cometas para su comparación. (la distancia es la distancia media al Sol en miles de kilómetros; las masas están en kilogramos).

Número Nombre Distancia Radio Masa Descubridor Fecha
2062 Aten 144514 0.5 ? Helin 1976
3554 Amun 145710 ? ? Shoemaker 1986
1566 Icarus 161269 0.7 ? Baade 1949
951 Gaspra 205000 8 ? Neujmin 1916
1862 Apollo 220061 0.7 ? Reinmuth 1932
243 Ida 270000 35 ? ? 1880
2212 Hephaistos 323884 4.4 ? Chernykh 1978
4 Vesta 353400 265 3.0e20 Olbers 1807
3 Juno 399400 123 ? Harding 1804
15 Eunomia 395500 136 8.3e18 De Gasparis 1851
1 Ceres 413900 466 8.7e20 Piazzi 1801
2 Pallas 414500 261 3.18e20 Olbers 1802
52 Europa 463300 156 ? Goldschmidt 1858
10 Hygiea 470300 215 9.3e19 De Gasparis 1849
511 Davida 475400 168 ? Dugan 1903
911 Agamemnon 778100 88 ? Reinmuth 1919
2060 Chiron 2051900 85 ? Kowal 1977

Además de estos movimientos primarios, hay otros componentes en el movimiento total de la Tierra como la precesión de los equinoccios y la nutación (una variación periódica en la inclinación del eje de la Tierra provocada por la atracción gravitacional del Sol y de la Luna).

Composición

Se puede considerar que la Tierra se divide en cinco partes: la primera, la atmósfera, es gaseosa; la segunda, la hidrosfera, es líquida; la tercera, cuarta y quinta, la litosfera, el manto y el núcleo son sólidas. La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de más de 1.100 km, más o menos la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos. La litosfera, compuesta principalmente por la fría, rígida y rocosa corteza terrestre, se extiende a profundidades de 100 km. La hidrosfera es la capa de agua que, en forma de océanos, cubre el 70,8% de la superficie de la Tierra. El manto y el núcleo son el pesado interior de la Tierra y constituyen la mayor parte de su masa.

La hidrosfera se compone sobre todo de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes. La masa de los océanos es de 1.350.000.000.000.000.000 (1,35 × 1018) toneladas, o el 1/4.400 de la masa total de la Tierra.

Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno (46,60% del total), seguido por el silicio (27,72%), aluminio (8,13%), hierro (5,0%), calcio (3,63%), sodio (2,83%), potasio (2,59%), magnesio (2,09%) y titanio, hidrógeno y fósforo (totalizando menos del 1%). Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades del 0,1 al 0,02%. Estos elementos, por orden de abundancia, son: carbón, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre.

La litosfera comprende dos capas (la corteza y el manto superior) que se dividen en más o menos una docena de placas tectónicas rígidas. La corteza misma se divide en dos partes. La corteza siálica o superior, de la que forman parte los continentes, está constituida por rocas cuya composición química media es similar a la del granito y cuya densidad relativa es de 2,7. La corteza simática, o inferior, que forma la base de las cuencas oceánicas, está compuesta por rocas ígneas más oscuras y más pesadas como el gabro y el basalto, con una densidad relativa media aproximada de 3.

La litosfera también incluye el manto superior. Las rocas a estas profundidades tienen una densidad de 3,3. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohozovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

El denso y pesado interior de la Tierra se divide en una capa gruesa, el manto, que rodea un núcleo esférico más profundo. El manto se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y la parte inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.

La investigación sismológica ha demostrado que el núcleo tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10. Esta capa es probablemente rígida y los estudios demuestran que su superficie exterior tiene depresiones y picos, y estos últimos se forman donde surge la materia caliente. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Se cree que ambas capas del núcleo se componen en gran parte de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y se considera que la densidad media es de 13.

Magnetismo terrestre

El fenómeno del magnetismo terrestre es el resultado del hecho de que toda la Tierra se comporta como un enorme imán. El físico y filósofo natural inglés William Gilbert fue el primero que señaló esta similitud en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas.

Polos magnéticos

Los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. El polo norte magnético se sitúa hoy fuera de la costa oeste de la isla Bathurst en los Territorios del Noroeste en Canadá, casi a 1.290 km al noroeste de la bahía de Hudson. El polo sur magnético se sitúa hoy en el extremo del continente antártico en Tierra Adelia, a unos 1.930 km al noreste de Little America (Pequeña América).

Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen una variación secular, el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. Esta es una variación periódica que se repite después de 960 años. También existe una variación anual más pequeña, al igual que se da una variación diurna, o diaria, que sólo es detectable con instrumentos especiales.

Electricidad terrestre

Se conocen tres sistemas eléctricos generados en la Tierra y en la atmósfera por procesos geofísicos naturales. Uno de ellos está en la atmósfera y otro está dentro de la Tierra, fluyendo paralelo a la superficie. El tercero, que traslada carga eléctrica entre la atmósfera y la Tierra, fluye en vertical.

La electricidad atmosférica, excepto aquella que se asocia con cargas dentro de una nube y ocasiona el relámpago, es el resultado de la ionización de la atmósfera por la radiación solar y a partir del movimiento de nubes de iones conducidas por mareas atmosféricas. Las mareas atmosféricas se producen por la atracción gravitacional del Sol y la Luna sobre la atmósfera de la Tierra y, al igual que las mareas oceánicas, suben y bajan a diario. La ionización y, por consiguiente, la conductividad eléctrica de la atmósfera cercana a la superficie de la Tierra es baja, pero crece rápidamente con el aumento de altura. Entre los 40 y los 400 km por encima de la Tierra, la ionosfera constituye una capa esférica casi perfectamente conductora. La capa refleja las señales de radio de ciertas longitudes de onda, ya se originen en la Tierra o lleguen a la Tierra desde el espacio. La ionización de la atmósfera varía mucho, no sólo con la altura sino también con la hora del día y la latitud.

Corrientes de la Tierra

Las corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente eléctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, además de una serie de circuitos más pequeños cerca de los polos. Aunque se ha argumentado que este sistema está ocasionado por los cambios diarios en la electricidad atmosférica (y esto puede ser cierto para variaciones de periodo corto), es probable que los orígenes del sistema sean más complejos. El núcleo de la Tierra, que está compuesto por hierro fundido y níquel, puede conducir electricidad y es comparable con el armazón de un generador eléctrico gigantesco. Se considera que las corrientes de convección mueven el metal fundido en circuitos relacionados con el campo magnético de la Tierra y se ven reflejados en el sistema de las corrientes de la Tierra que producen.

La carga de la superficie de la Tierra

La superficie de la Tierra tiene carga eléctrica negativa. Aunque la conductividad del aire cerca de la Tierra es pequeña, el aire no es un aislante perfecto y la carga negativa se consumiría con rapidez si no se repusiera de alguna forma.

Cuando se han realizado mediciones con buen tiempo, se ha observado que un flujo de electricidad positiva se mueve hacia abajo desde la atmósfera hacia la Tierra. La causa es la carga negativa de la Tierra, que atrae iones positivos desde la atmósfera. Aunque se ha sugerido que este flujo descendente puede ser contrarrestado por flujos positivos ascendentes en las regiones polares, la hipótesis preferida hoy es que la carga negativa se traslada a la Tierra durante las tormentas y que el flujo descendente de corriente positiva durante el buen tiempo se contrarresta con un flujo de regreso de la corriente positiva desde zonas de la Tierra que experimentan tiempo tormentoso. Se ha comprobado que la carga negativa se traslada a la Tierra desde nubes de tormenta y la relación en la que las tormentas desarrollan energía eléctrica es suficiente para reponer la carga de la superficie. Además, la frecuencia de tormentas parece ser mayor durante el día, cuando la carga negativa aumenta con mayor rapidez.

Natal Belo (http://www.arrakis.es/~aulos/horoscopo/ptierra.html)