Viernes, 22 de octubre de 2010

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Hubble: Universo y ?tomos

Por Sigifredo L?pez Herrera

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En el mes de abril de 1990, en honor del astr?nomo Edwin Hubble, sali? de la NASA hacia el espacio c?smico el telescopio especial Hubble, dise?ado y construido conjuntamente por los estadounidenses y la Administraci?n Europea del Espacio, ESA, con el objetivo de abrir una "ventana" en el espacio. Hubble actualmente es la estrella de la astronom?a y lleva, desde su lanzamiento hace ocho a?os, el prop?sito de medir distancias de gran precisi?n en el cosmos profundo y determinar con mayor exactitud la expansi?n del Universo que el mismo Edwin descubriera.

A partir de 1994 los resultados de Hubble no se han hecho esperar y han sido muchos y variados. Ha descubierto estrellas en formaci?n y una galaxia en cuyo centro hay un hoyo negro. Ha fotografiado lugares donde se est?n formando sistemas planetarios, ha encontrado galaxias en cantidades cinco veces mayor a las actuales, de tal forma que el Universo puede tener cerca de 50 mil millones de conjuntos deestrellas como la V?a L?ctea donde estamos nosotros, formada por cien mil millones de soles.

Sin embargo, los astrof?sicos se han dado cuenta que sorpresivamente de todo lo que vemos en el cielo, usted y yo, no es m?s que el uno o 10 por ciento del enorme volumen c?smico que yace sobre nuestras cabezas. El resto, 90 por ciento, es?"materia oscura" completamente desconocida. Materia de la cual en el futuro depender? el Universo. El futuro que le espera a esta materia oscura es que el Universo volver? a saturarse y dar inicio de nuevo a una concentraci?n de materia. Las galaxias dejar?n de alejarse, nada tendr? ya movimiento y ser? entonces, si no es que ya, que formaremos parte de una segunda "bola" diminuta?superdenda y ardiente, o bien, la expansi?n seguir? d?ndose eternamente. Esto nos recuerda a la primera bola o Big Bang, pero ahora para los astr?nomos tiene sus conexiones?y paralelismos con los secretos ?ntimos del ?tomo?que bien pudi?rase aseverar que ambos "bola" y "?tomo" son equivalentes hist?ricos energ?ticos.

El astr?nomo Timothy Ferris recuerda que en 1985 Murray Gellman declar?: "La f?sica de part?culas elementales y el estudio del Universo primitivo, las dos ramas fundamentales de la ciencia de la naturaleza, se han fundido ya esencialmente. Y el primer lugar de encuentro lo fue el Big Bang". Del concepto macroc?smico se pasa al microc?smico de donde hace m?s de 20 a?os los f?sicos saben que todo lo que se conoce del cosmos, estrellas, bacterias, personas, pl?sticos, materia, est?n hechos de lo mismo, es decir, de ?tomos: part?culas que est?n formadas por una nube de electrones alrededor de un diminuto n?cleo en el que se concentra toda la masa, conformado a la vez de protones, neutrones, los cuales a su vez est?n hechos de quarks.

Y como bien dice V?ctor F. Weisskopf: hoy la ciencia que tiene como objeto el estudio del campo m?s amplio como es la cosmolog?a, se enlaza con la de lo m?s peque?o. Por lo tanto es necesario conocer elementalmente la estructura de la materia, de esta manera el propio Weisskopf apunta con un lenguaje de qu?mico: Si observamos un pedazo de metal, vemos que est? formado de ?tomos que se mantienen unidos por una fuerza qu?mica que no contiene energ?as muy elevadas. Con un electr?n voltio (eV) o varios de ellos, podemos separar un ?tomo del trozo del metal. Si observamos a su vez el ?tomo notaremos que se compone de?un n?cleo rodeado de electrones. Estos se mantienen unidos por una fuerza que es m?s poderosa que la fuerza qu?mica, y que se necesitan m?s de 10 a 100 mil eV (electrones-voltio) para arrancar unos cuantos electrones del n?cleo.

El tama?o de un ?tomo es de 10 a la menos ocho cent?metros y su n?cleo que es la parte m?s peque?a del ?tomo, est? compuesto de protones y neutrones, unidos ambos por otra fuerza, la nuclear, que es mucho m?s poderosa que las dos anteriores. Se necesitan cerca de 10 millones de eV, es decir 10MeV, para separar del n?cleo un prot?n o un neutr?n. Ahora se sabe que los protones y neutrones, llamados nucleones, no son independientes en s? mismos, sino que a su vez est?n formados por tres part?culas elementales que reciben el nombre de "quarks" y la fuerza que los mantiene unidos es mucho m?s intensa. Los quarks son las part?culas m?s peque?as de la naturaleza que fueron propuestas en 1963 por Murray Gell-Mann y George Sweig. El nombre de quarks proviene de la obra literaria "Finnnegan?s Wake" de James Joyce de una cita de su celeb?rrimo libro. Los quarks a su vez est?n unidos mediante otras part?culas llamadas "gluones" que se encargan de transmitir la fuerza que los une. La teor?a que se encarga de estudiar la interacci?n de los tres querks que componen a los nucleones (protones y neutrones) es la Cromodin?mica cu?ntica.

Todo lo anterior se traduce en que para conocer con fundamento de la evoluci?n del universo resulta necesario conocer a fondo la part?cula llamada ?tomo. Sumando a todo esto la comprensi?n de los fen?menos que lo gobiernan. En resumen: en el siglo XX se han descubierto muchas part?culas elementales como son neutrones, protones, antiprotones, neutrinos, positrones, mesones reunidos todos ellos en dos grandes grupos: los leptones y los quarks. Ejemplo de leptones son los electrones, y para que todo lo anterior permanezca en armon?a energ?tica, se necesita de cuatro tipos de fuerzas: electromagn?tica, gravitacional, interaccional fuerte e interaccional debil, que hasta hoy se han encontrado.

Saltillo, Coah., domingo 13 de noviembre de 1998.

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Publicado por siglophe @ 0:13
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