Astrónomos descubren que galaxias maduraron mucho antes de lo pensado

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En esta imagen se puede ver cómo era el universo hace unos 11,000 millones de años. También se muestra el llamado Diagrama de Hubble donde las galaxias están separadas por su morfología en espirales, elípticas y lenticulares. A la izquierda del diagrama aparecen las elípticas, las lenticulares en medio y las espirales a la derecha. / Crédito: Phys.org

Estudiando la evolución y la anatomía de las galaxias utilizando el Telescopio Espacial Hubble, un equipo internacional de astrónomos liderados por Bo Mee Lee, han establecido que aquellas galaxias que se ven más maduras en realidad existieron mucho antes de lo que se pensaba, cuando el universo tenía 2 500 millones de años: algo que sucedió hace 11,500 millones de años.

Para el descubrimiento utilizaron las cámaras instaladas en el telescopio Hubble con la finalidad de medir la forma y el color de galaxias distantes.

Lee y sus colegas confirmaron un periodo que es mucho antes de lo establecido en que las formas y colores de estas extremadamente jóvenes y distantes estrellas jóvenes coincide con el sistema de clasificación visual introducido en 1926 por Edwin Hubble y que es conocida como la Secuencia de Hubble. Este sistema clasifica a las galaxias en dos grandes grupos: elípticas y espirales, mientras que las galaxias lenticulares son consideradas solamente como un grupo de transición. El sistema está basado en la “habilidad” de las galaxias para formar estrellas, lo que se traduce en un tipo de color, forma y tamaño específico.

Mientras que las galaxias modernas están dividas en estos dos grandes tipos y lo que causa está diferencia sigue siendo una pregunta sin responder, para Mauro Giavilesco, de la Universidad de Massachusetts, “todavía quedan otras preguntas por responder como por ejemplo el por qué las galaxias elípticas rojas y que están muertas ya no pueden producir más estrellas, mientras que las galaxias espirales, como la Vía Láctea, siguen formando nuevas estrellas. Esto no es sólo un esquema de clasificación, sino que corresponde a una profunda diferencia en las propiedades físicas de las galaxias y cómo fue que se formaron”.

Y Lee añade: “la siguiente es una pregunta central: ¿cuándo y sobre qué escala de tiempo se formó la Secuencia de Hubble? Para responder a esto se tiene que comparar a una galaxia distante con otras que estén relativamente cerca”.

Las galaxias tan grandes como la Vía Láctea eran relativamente extrañas en el joven universo. Las galaxias en estas edades tempranas eran sistemas mayoritariamente irregulares con una morfología no muy bien definida. Para complicar más el escenario, hay que señalar que existen estrellas azules que forman nuevas galaxias que a veces muestran estructuras en forma de disco y protuberancias, mientras que hay también galaxias de color rojo que tienen poca o casi nada de formación estelar. Hasta ahora, nadie sabía si los colores azules y rojos estaban relacionados con la morfología de las galaxias.

Había evidencia previa de que la Secuencia de Hubble decía la verdad cuando se establecían observaciones sobre los 8 mil millones de años, pero las nuevas observaciones hacen que la distancia se aleje hasta los 2,5 mil millones de años, cubriendo así el el 80% de la historia del universo.

Estudios previos ya habían estudiado las edad temprana del universo observando galaxias no muy masivas, pero nunca se había hecho con galaxias maduras como la Vía Láctea.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Phys.org

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El Boson de Higgs podría provocar que el universo desaparezca

Bosón de Higgs

Choque de protones que dieron como resultado el descubrimiento del Bosón de Higgs en 2012 /Crédito: http://www.huffingtonpost.uk

Una partícula subatómica descubierta el año pasado que podría ser el Bosón de Higgs, condenaría al universo a un final desafortunado.

La masa de la partícula, que ha sido descubierta por el Gran Acelerador de Partículas del CERN, es un ingrediente fundamental para calcular cómo será el futuro del espacio y el tiempo.

“Este cálculo nos dice que en muchas decenas de millones de años en el futuro, podría haber una catástrofe”, comentó Joseph Lykken, un físico teórico quien trabaja en el Acelerador Fermi (que es un acelerador de menores proporciones que el del CERN y que se encuentra en Estados Unidos).

“Es probable que el universo en el que vivimos sea inherentemente inestable, y en un punto específico, dentro de decenas de millones de años, es probable que desaparezca”, agregó Lykken, quien también colabora en las investigaciones que se llevan a cabo en el CERN.

Hay que decir que el bosón de Higgs es la manifestación de un campo de energía que impregna todo el universo llamado el Campo de Higgs y por medio del cual se explica por qué las partículas tienen masa. Después de una búsqueda que ha durado décadas para probar tanto la existencia del Bosón como de su Campo, los físicos del Gran Acelerador de Partículas anunciaron en Julio de 2012 que habían descubierto una nueva partícula cuyas propiedades sugerían que era el Bosón de Higgs.

Peter Higgs

El físico británico Peter Higgs, quien teorizó sobre la existencia del Bosón / Crédito: http://www.wikipedia.org

Sin embargo, para confirmar al 100 % la existencia de dicho Bosón, los científicos requieren analizar todavía mucho más información, pese a que muchos de ellos ya dan por hecho la existencia de esta partícula.

Y si realmente se encuentra al Bosón de Higgs, el hecho no solamente confirmaría la teoría sobre cómo las partículas obtienen masa, sino que además permitiría a los científicos hacer nuevos cálculos que serían imposibles de realizar si no se conocieran en profundidad las propiedades de la partícula.

Por ejemplo, la masa de la nueva partícula es de alrededor de mil millones de electro-voltios, lo que equivaldría a 126 veces la masa del protón. Si realmente es el Higgs, su masa sería la necesaria para hacer a nuestro universo un lugar inestable, que causaría su final a través de una catástrofe que sucedería en el futuro.

Esto se debe a que el Campo de Higgs se encuentra en todas partes, por lo que afecta a la totalidad del espacio-tiempo vacío en el universo.

Sorprendentemente, si la masa del Bosón de Higgs fuera de tan solo un porcentaje diferente, el universo no estaría condenado. Y si el universo tendrá un final desafortunado, este porcentaje del que se conoce muy poco, nos daría una oportunidad para respirar y pensar que éste no va a morir.

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Live Science.

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Las leyes de la física podrían no ser las mismas en todo el universo

Universo Profundo

Una nueva investigación podría acabar con la la idea de que las leyes de la física permanecen constantes en todo el universo por lo que, la vida, tal y como la conocemos hoy, no se desarrollaría en todas partes. El científico que ha declarado esto es John Webb de la Universidad New South Wales en Australia.

Y es que uno de los principios más queridos y valorados en ciencia (la contante de la física), podría no ser cierto. El estudio encontró que una de las cuatro fuerzas conocidas, el electromagnetismo, el cual es conocido por tener el símbolo `alpha`del alfabeto griego, parece variar en diferentes puntos del universo.

Las primeras sugerencias de que `alpha´ podría no ser una constante vinieron una década atrás cuando el profesor John Webb y otros colegas de la Universidad New South Wales, analizaron observaciones provenientes del telescopio Keck en Hawaii. Estas observaciones estuvieron restringidas a una amplia zona del cielo.

Sin embargo, hace poco tiempo, el equipo ha doblado el número de observaciones y medidas realizadas, midiendo el valor de `alpha´ en alrededor de 300 galaxias distantes. Las nuevas observaciones fueron obtenidas utilizando el Telescopio Muy Grande que se encuentra en Chile.

“Los resultados nos dejaron asombrados ya que el valor `alpha´ tiende a ser más débil en una dirección, mientras que en otra se hace más fuerte. Estos valores tienen como referencia a la Tierra como punto de observación”.

“El descubrimiento, si se confirma, tendrá profundas implicaciones en nuestra comprensión del espacio y el tiempo ya que viola uno de los principios fundamentales subyacentes a la Teoría General de la Relatividad de Einstein”, afirmó uno de los investigadores.

“Estas violaciones son de hecho esperadas en algunas teorías modernas como la `Teoría del Todo´que intenta unificar todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza”, afirmó el profesor Flambaum. “El suave cambio continuo en alpha también podría implicar que nuestro Universo es mucho más grande que la parte que nosotros observamos, que posiblemente sea finita”.

“Otras idea muy popular actualmente es que podrían existir muchos universos, cada uno con sus propias leyes físicas”, afirmó el Dr. Murphy. “Las leyes de la física que tu vez pueden depender de la dirección del espacio-tiempo, de donde y cuándo te encuentres en el universo”.

También mencionó que estos nuevos hallazgos también ofrecen una explicación muy natural a una pregunta que los físicos se han hecho a lo largo de varias décadas: ¿por qué las leyes de la física parecen estar tan bien sintonizadas o afinadas para promover la existencia de la vida?

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Traducido y editado por Julio García.

Referencia: Daily Galaxy

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Científicos desarrollan nueva técnica computacional para simular el universo

Investigadores del Instituto Smithsoniano de Astrofísica y sus colegas del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg en Alemania, han inventado un nuevo sistema computacional que, de forma muy precisa, puede seguir el nacimiento y evolución de miles de galaxias que se formaron hace millones de años.

“Hemos creado un mapa muy detallado del total de galaxias que observamos en el universo local”, afirmó Mark Vogelsberg. Sobre esto hay que decir que, nuestro vecindario cósmico, está lleno de majestuosas galaxias espirales como Andromeda , la galaxia del “Molinillo” y la del “Remolino”. Las galaxias espirales son comunes, pero simulaciones previas por computadora han tenido problemas para recrearlas ya que, por ejemplo, no son capaces de representar discos grandes ni brazos extendidos como es típico en este tipo de galaxias.

Sin embargo, el nuevo software, llamado Arepo, resuelve el problema: creado por Volker Springel de la Universidad de Heidelberg, este es capaz de generar una simulación del universo en toda regla, tomando como punto de partida la persistencia luminosa, el resplandor del Big Bang y su evolución. En definitiva: es capaz de simular 9 mil millones de años de historia cósmica (el universo tiene alrededor de 13, 700 millones de años de existencia).

La galaxia espiral M51 o “Remolino” que se encuentra ubicada a 37 millones de años luz en la Constelación del “Perro Cazador” /Imagen: nasa.gov

“Tomamos todas las ventajas de códigos previos y nos dimos a la tarea de eliminar las desventajas”, explicó Springel. “Nuestras simulaciones mejoraron sobre las que existían previamente, así como el Gran Telescopio Magallanes mejorará las observaciones respecto a los telescopios que existen actualmente”, dijo Debora Sijacki del Centro Smithsoniano de Astrofísica. Hay mencionar que el Gran Telescopio Magallanes será, cuando finalice esta década, el instrumento más grande del mundo para poder observar el cielo, con un lente que medirá 24,5 metros de diámetro.

Por otro lado, una de las ventajas que tiene el software Arepo sobre otros programas, es su geometría. Por ejemplo, todas las simulaciones previas que se han hecho, dividen el espacio en un puñado de cubos de igual forma y tamaño. En cambio, Arepo utiliza una rejilla que se flexiona y se mueve en el espacio para coincidir con el movimiento de los objetos que se están estudiando: gas, estrellas, materia oscura, y energía oscura.

El telescopio Magallanes será el telescopio óptico más grande del mundo y comenzará a funcionar a finales de esta década. /Imagen: dailygalaxy.com

La simulación se realizó en la supercomputadora Harvard Odissey, que utiliza 1024 procesadores, y que permite a los científicos comprimir 13,700 millones de años en tan solo algunos meses: una tarea que mantendría ocupada a una computadora casera por cientos de años.

Entre los retos y objetivos futuros del equipo de trabajo se incluyen simular volúmenes más grandes de universo a resoluciones sin precedentes, para crear así el modelo más grande y más realista  jamás logrado.

Los detalles del estudio, que serán publicados en tres documentos en las Noticias Mensuales de la Sociedad Real de Astronomía, ya pueden ser consultados por internet a través de la siguiente dirección: http://arxiv.org/abs/1109.1281http://arxiv.org/abs/1109.4638

A continuación se ve un vídeo donde se describe dicha simulación:

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Traducido y editado por Julio García.

Fuente: Daily Galaxy.

Científicos explorarán el universo y el mundo cuántico con un nuevo amplificador

Así se ve el amplificador de señales desarrollado por la NASA y el Instituto de Tecnología de California /Imagen: http://www.nasa.gov

Investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y de la Universidad de Tecnología de California, han desarrollado un instrumento para explorar el cosmos y el mundo cuántico.

El nuevo tipo de amplificador tiene la virtud de aumentar las señales eléctricas y puede ser utilizado para muchas aplicaciones: desde el estudio de estrellas, galaxias y agujeros negros hasta cuestiones que tienen que ver con el mundo cuántico como el desarrollo de computadoras cuánticas. Un amplificador puede ser definido como un dispositivo que incrementa la fuerza de una señal débil.

Por otro lado, una de las características clave del nuevo amplificador, es que incorpora superconductores: materiales que permiten el paso de una corriente eléctrica con cero resistencia cuando dichos materiales se encuentran a bajas temperaturas. Para la construcción de este en particular, los científicos han utilizado nitrito de titanio y niobio nitruro de titanio, materiales que poseen propiedades idóneas para amplificar señales débiles

Pese a que el amplificador tiene aplicaciones en muchos campos de la ciencia y la investigación, los científicos que lo han desarrollado lo utilizarán para el estudio del universo, de tal suerte que el equipo lo ha construido con el propósito de amplificar señales en un rango de longitudes de onda que van desde las ondas de radio hasta los rayos X, pasando, por supuesto, por las microondas.

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Traducido y editado por JULIO GARCÍA.

Fuente: NASA.