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Un viaje intergaláctico

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¡Buenas tardes nuevamente, habitantes de este calmo Universo Paralelo! Hoy nuestro newsletter sale de la Tierra para viajar a las galaxias más lejanas.

  • La semana pasada se anunció la primera observación de una estrella individual en una galaxia distinta a la nuestra. Este es un tremendo logro y fue realizado en Chile por un investigador de la Universidad Andrés Bello, Keiichi Ohnaka. El doctor en Astrofísica y director del Centro Multidisciplinario de Física de la Universidad Mayor, Ignacio Araya, nos cuenta más sobre esto.
  • Luego tenemos un breve ensayo que reflexiona sobre cómo el hombre ha podido alzar sus brazos para alcanzar los rincones más alejados del cosmos. La autora es la doctora en Física Fabiola Arévalo.

Para el cuestionario de hoy quisimos hacer un experimento. Nos preguntamos: ¿cómo lo respondería Albert Einstein? Hoy podemos acercarnos un poco más a esto utilizando la inteligencia artificial (IA). De este modo, a un gran modelo de lenguaje le dimos la instrucción de que se pusiera en el rol de un Einstein de 60 años, viviendo en Princeton y que contestara nuestro cuestionario.

  • El doctor en Física Sergio Rica, profesor titular de la Universidad Católica, es el autor de la imagen de esta semana. El Dr. Rica es el mismo que contestó el cuestionario la semana antepasada y nos dejó con gusto a poco.
  • En Breves Paralelas, el antropólogo social de la casa, Francisco Crespo, nos cuenta dos historias sobre búsqueda de comunicación con civilizaciones extraterrestres.
  • Finalmente, invitamos al doctor en Física Guillermo Silva, profesor de la Universidad Nacional de La Plata, en Argentina, para que nos recomiende una obra. Su elección es bien sorprendente.

Espero que disfruten de esta galáctica edición y que nos ayuden con la difusión de la ciencia en los medios. Compartan este Universo Paralelo. Y si les llegó de alguien, ¡inscríbanse ya!

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PRIMERA IMAGEN DE UNA ESTRELLA FUERA DE NUESTRA GALAXIA

Crédito: ESO/K. Ohnaka et al.

Por Ignacio Araya
Doctor en Astrofísica

Cuando pensamos en la imagen de una estrella, es común imaginar una esfera ardiente con violentas llamaradas que emergen de su superficie. Esta percepción proviene, naturalmente, de nuestra estrella más cercana y estudiada, el Sol. Sin embargo, obtener imágenes similares de estrellas más distantes es un desafío extremo.

  • Incluso con los telescopios más grandes de la actualidad, no es posible capturar detalles de esas estrellas directamente.

Aquí es donde entra en juego una técnica sofisticada llamada interferometría. Este método combina la luz recogida por dos o más telescopios para generar imágenes con una resolución mucho mayor, simulando el poder de un telescopio gigante. Gracias a esta técnica se han logrado hitos como la primera imagen de un agujero negro y, ahora, otro logro espectacular: la primera imagen de una estrella fuera de nuestra galaxia.

  • En este contexto, un equipo de astrónomos liderado por Keiichi Ohnaka, de la Universidad Andrés Bello, utilizó el instrumento GRAVITY, parte del Very Large Telescope Interferometer (VLTI)del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, para obtener esta espectacular imagen.

La estrella en cuestión, WOH G64, se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, a unos 160 mil años luz de distancia. Este astro pertenece a la fase de supergigante roja, caracterizada por tratarse de estrellas extremadamente grandes con superficies relativamente frías, aunque su diámetro puede ser decenas o incluso cientos de veces mayor que el del Sol.

  • En el caso de WOH G64, su tamaño estimado es casi 2 mil veces mayor que el de nuestra estrella, y se encuentra en las etapas finales de su vida, probablemente en camino a explotar como una supernova.

Una de las mayores sorpresas de esta observación fue la forma ovalada del halo que rodea a la estrella, claramente visible en la imagen obtenida. Este peculiar halo, que además está rodeado por un amplio anillo, no coincide con las formas que se habían observado en otras estrellas similares.

  • Los astrónomos sugieren dos posibles explicaciones para este fenómeno: podría deberse a un viento estelar bipolar expulsado por la estrella o, bien, a la influencia gravitacional de una estrella compañera aún no identificada. Estas hipótesis, sin embargo, requieren más estudios para ser confirmadas.

La observación de WOH G64 marca un hito en la astrofísica extragaláctica. Por primera vez, se ha conseguido una imagen de alta resolución de una estrella individual más allá de la Vía Láctea.

  • Este avance no solo demuestra el potencial de la interferometría y de instrumentos como GRAVITY, sino que también abre nuevas puertas para entender cómo evolucionan las estrellas, cómo afectan al medio interestelar y su papel en la formación de elementos pesados que conforman nuestro universo.
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DE LA CURIOSIDAD DE UN BEBÉ AL UNIVERSO EN EXPANSIÓN: REDESCUBRIENDO NUESTRO LUGAR EN EL COSMOS

Por Fabiola Arévalo
Doctora en Física

A medida que un bebé crece, su percepción del mundo cambia constantemente. Poco a poco, aprende que no es el centro del universo y descubre que sus manos, que antes apenas alcanzaban objetos cercanos, llegan cada vez más lejos. ¿Cómo no van a ser buenos para romper cosas si su alcance crece todo el tiempo? Algo similar ocurre con nuestra comprensión del cosmos.

  • El sol, los planetas y las estrellas no giran a nuestro alrededor (ni les importa nuestra vida amorosa ni estudios) y, además, enfrentamos un desafío al medir distancias en astronomía, ya que el universo es inmenso y está en constante expansión.

El 23 de noviembre de 1924, el astrónomo Edwin Hubble publicó un descubrimiento que transformó nuestra visión del universo: las nebulosas espirales, que antes se pensaba eran manchas difusas dentro de nuestra galaxia, eran en realidad otras galaxias, pero extremadamente lejanas.

  • Logró esto gracias a los avances de la gran astrónoma Henrietta Swan Leavitt para medir distancias. Ella usó estrellas llamadas cefeidas, que tienen una relación entre período y luminosidad que permite estimar qué tan lejos están. El hallazgo de Hubble rompió con la idea de que la Vía Láctea era la única galaxia y reforzó la noción de que no ocupamos un lugar especial en el universo.

En 1929, el mismo Hubble descubrió la expansión del universo, o sea, de una galaxia pasamos a muchas galaxias y, además, la evidencia indicaba que estas galaxias estaban en movimiento, acorde a un universo en expansión. En menos de un siglo, pasamos de debatir si existían «universos isla» fuera de la Vía Láctea, a capturar la primera imagen de una estrella en otra galaxia gracias al Very Large Telescope Interferometer en Chile.

La pregunta sobre nuestro lugar en el cosmos no es nueva. Hace apenas 500 años, debatíamos entre el geocentrismo y el heliocentrismo, y descubrimos que nuestro planeta no es el centro del universo. En la Guía del viajero intergaláctico, de Douglas Adams, se describe una máquina de tortura basada en esta idea, denominada el principio cosmológico.

  • Este concepto de la física sostiene que el universo es homogéneo e isotrópico: cualquier observador, desde cualquier punto, percibe propiedades similares del cosmos. Esto implica que no somos especiales ni el centro de nada, una idea que, según Adams, podría resultar insoportable para quienes comprendieran plenamente su insignificancia.

Sin embargo, lejos de desanimarnos, esta perspectiva debería inspirarnos. Al igual que un bebé disfruta explorando su entorno, comprender la vastedad del universo nos entretiene y aporta en valorar nuestra existencia. Según Carl Sagan, somos polvo de estrellas, parte de un planeta promedio, orbitando una estrella promedio en una galaxia promedio, pero con una curiosidad extraordinaria.

  • Así, somos el universo preguntándose a sí mismo sobre el sentido de la vida, el universo y todo lo demás.
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EL CUESTIONARIO: ALBERT EINSTEIN

Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a una persona dedicada a la ciencia. En esta edición, entrevistamos al doctor en Física Albert Einstein. El Dr. Einstein es profesor del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.

¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia?

-Desde mi juventud, siempre he sentido una profunda curiosidad por los misterios del universo. Recuerdo que, a la edad de 16 años, me preguntaba cómo sería perseguir un rayo de luz. Esta imagen mental despertó en mí un deseo insaciable de comprender la naturaleza del tiempo y el espacio. Aunque mis primeros años académicos no fueron los más sobresalientes, esa chispa de curiosidad me llevó a estudiar física de manera más profunda. A lo largo de mi vida, he encontrado en la ciencia una forma de explorar las leyes fundamentales que rigen nuestro mundo, y esa búsqueda de conocimiento es lo que ha guiado mi carrera hasta hoy aquí en Princeton.

¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad?

-Es difícil señalar una sola obra que haya influido más en mi actividad científica, pero, si tuviera que elegir, mencionaría las ecuaciones de Maxwell sobre el electromagnetismo. El trabajo de Maxwell unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos en un marco teórico coherente, lo que me inspiró profundamente.

Su enfoque matemático y su capacidad para revelar las conexiones ocultas en la naturaleza fueron un modelo a seguir para mí. También debo mencionar las contribuciones de Ernst Mach, cuyas ideas críticas sobre la mecánica newtoniana me llevaron a cuestionar las bases mismas de la física clásica.

¿Cuál es el problema científico más importante por resolver?

-Considero que uno de los problemas más importantes por resolver es la unificación de las fuerzas fundamentales de la naturaleza en una sola teoría coherente. A pesar de los grandes avances en física, aún carecemos de una comprensión completa de cómo reconciliar la gravedad con la mecánica cuántica.

Esta falta de cohesión en nuestro entendimiento de las leyes fundamentales indica que hay profundidades aún inexploradas en la naturaleza. Resolver este enigma no solo ampliaría nuestro conocimiento científico, sino que también podría tener implicaciones profundas para cómo entendemos nuestro lugar en el universo.

¿Cuál es la pregunta que te desvela como científico y cómo la enfrentas?

-La pregunta que me desvela es cómo lograr una teoría unificada que integre todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza. He dedicado gran parte de mi vida a este problema, explorando distintas vías matemáticas y conceptuales. Aunque aún no he encontrado la solución, cada paso en este camino me brinda nuevas perspectivas y desafíos.

Recientemente, he observado con interés cómo algunas de mis predicciones teóricas han encontrado confirmación experimental, lo cual es una satisfacción indescriptible. Sin embargo, también soy consciente de las implicaciones éticas y sociales de los avances científicos, especialmente en el contexto actual. Enfrento estas cuestiones con reflexión profunda, convencido de que la ciencia debe servir al bienestar de la humanidad.

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LA IMAGEN DE LA SEMANA

Crédito: Sergio Rica

Por Sergio Rica
Doctor en Física

Los superfluidos son un estado de la materia de líquidos o gases caracterizados por la propiedad de fluir sin viscosidad o sin ejercer resistencia. El primer estado superfluido descubierto, en 1911, fue la llamada superconductividad, o la capacidad de ciertos materiales de conducir una corriente eléctrica sin disipación alguna.

  • Posteriormente, Piotr Kapitza observó en Moscú que el helio líquido manifestó superfluidez a temperaturas de aproximadamente -270 o

La imagen es una simulación numérica de un modelo de superfluido que se rige por una ecuación llamada de Gross-Pitaevskii, que representa bien un condensado de Bose-Einstein, que es un gas diluido de átomos, típicamente átomos alcalinos como el litio, sodio o rubidio.

  • El disco negro representa un obstáculo al fluido que se mueve de izquierda a derecha, y los colores indican la densidad del fluido. El amarillo corresponde a densidad nula, lo que acusa la presencia de vórtices, pequeños tornados en el fluido. El azul es la densidad más alta, que puede observarse justo a la izquierda del obstáculo.

Una predicción importante de la teoría de la superfluidez, desarrollada por Lev Landau de Moscú en 1941, es la existencia de una velocidad crítica. En la imagen, basada en un artículo que publicamos hace varias décadas en colaboración con Thomas Frisch, Yves Pomeau, se observa cómo el flujo alrededor del obstáculo circular, para velocidades grandes, superiores a un umbral bien definido, posibilita la emisión de vórtices desde el perímetro del obstáculo, que marca la ruptura de la superfluidez.

  • Este fenómeno de generación de vórtices fue observado experimentalmente en 1999 por el físico alemán, Premio Nobel de Física Wolfgang Ketterle y su equipo del MIT.

Una de las preguntas más importantes que hoy podemos plantear por estos días es: ¿puede un sólido ser superfluido? Lo veremos más adelante…

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BREVES PARALELAS

Crédito: Big Ear Radio Observatory y North American AstroPhysical Observatory (NAAPO).

Por Francisco Crespo
Antropólogo social

Usted tiene una llamada de cobro revertido de: “La Tierra”. ¿Desea aceptar?

El pasado 16 de noviembre se cumplieron 50 años desde la primera señal intencionalmente enviada hacia el espacio profundo.

  • Hablamos de “intencionada”, puesto que por más de un siglo hemos enviado señales de radio al vacío, configurando una esfera de unos 200 años luz.

Esta señal, sin embargo, es diferente. Fue enviada un 16 de noviembre de 1974 desde el radiotelescopio del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico. El mensaje se dirigió a un grupo estelar llamado Messier 13 (o Cúmulo de Hércules), ubicado a 25 mil años luz, una distancia inmensamente mayor al diámetro de nuestra pequeña burbuja de radioemisiones.

El “Mensaje de Arecibo” fue creado por Frank Drake y Carl Sagan. Drake es famoso por la ecuación del mismo nombre, que busca determinar la cantidad de civilizaciones en nuestra galaxia con ondas de radio detectables:

Mientras que Sagan fue uno de los divulgadores científicos más importantes, creador de la serie original Cosmos.

  • Los contenidos del Mensaje de Arecibo incluyen nuestro sistema numérico, representación de la doble hélice del ADN, la ubicación de la Tierra y una figura humana simple.

El mensaje fue enviado con el equipo más potente de la época, evocando tanto admiración como polémica entre los científicos, donde ya se debatía si era una buena idea anunciarnos a la galaxia de esa manera.


No intentar un aterrizaje aquí

¿Estamos realmente solos en el universo? Junto con el aniversario de los 50 años de la primera señal enviada, el pasado mes de agosto se cumplieron 47 años de la misteriosa Señal WOW!, recibida en agosto de 1977 en el radiotelescopio Big Ear de la Universidad Estatal de Ohio. La señal duró 72 segundos y tuvo una intensidad 30 veces superior al ruido de fondo. Fue registrada por un sistema automático y, al ser impresa y revisada –en papel– por el astrónomo Jerry Ehman, este “sin pensarlo” escribió “WOW!” en sus márgenes. Esto le dio su nombre.

  • La señal sorprendió a científicos durante décadas, dada su particular intensidad y frecuencia, similar a la emitida naturalmente por los átomos de hidrógeno. Estos datos daban a entender que no se trataba de una radiación típica del espacio, sino de un fenómeno “artificial”.

A lo largo de las décadas, se han propuesto distintas explicaciones para la Señal WOW!, entre las cuales –no podían faltar– están los alienígenas, el paso de un cometa o una estrella (esta última fue descartada en 2022).

  • Sin embargo, el pasado 16 de agosto de 2024, los astrofísicos Méndez, Ortiz y Zuluaga han remitido un papera revisión por pares (aún en revisión a la fecha) que plantea que esta señal fue producto de un extraño fenómeno cósmico: el abrillantamiento repentino de una nube de hidrógeno fría, producto de la radiación emitida por un magnétar, una estrella extremadamente densa.
  • No podemos dejar de considerar poético que los datos que los autores usaron para apoyar esta teoría provengan de observaciones realizadas entre febrero y mayo de 2020 en el antiguo Observatorio de Arecibo, en las cuales se observaron señales similares a “WOW!” y que provenían de la dirección de nubes de hidrógeno frías.
  • El lugar de nacimiento del deseo por comunicarnos por extraterrestres, en cierta forma, podría ser la tumba –de aceptarse la hipótesis planteada por este paper– de uno de los mensajes más famosos, polémicos y estudiados, que mantuvo la esperanza de encontrar vida extraterrestre viva por décadas. La ciencia es, en igual proporción, tanto hermosa como cruel.
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RECOMENDACIONES: CAÇAPA, ELEFANTES NA RUA NOVA

Hoy invitamos al profesor Guillermo Silva, físico de la Universidad Nacional de La Plata, a contarnos sobre alguna obra que lo obsesione por estos días. Nos habló de un oscuro músico brasileño que nos deslumbró: Rodrigo Caçapa.

Por Guillermo Silva
Doctor en Física

Rodrigo Caçapa crea un paisaje sonoro tan único que parece que los elefantes de su álbum Elefantes na Rua Nova estuvieran bailando coco y baião en una calle polvorienta del noreste de Brasil… ¡pero con pedales de distorsión y delay en las patas!

  • La mezcla de esos ritmos tradicionales con sus efectos electrónicos nos transporta a una fiesta folclórica, donde las raíces más rústicas de la viola se entrelazan con las texturas espaciales de Loveless (icónico álbum del shoegaze).
  • El resultado es una atmósfera donde lo antiguo choca de frente con lo moderno, pero de una forma tan fluida que uno se preguntasi estos elefantes saben más de tecnología de sonido que nosotros. ¿Quién diría que la música nordestina podía tener ese toque dreamy?

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Bueno, y esto es todo en esta edición de Universo Paralelo. Ya sabes, si tienes comentarios, recomendaciones, fotos, temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. Gracias por ser parte de este Universo Paralelo. ¡Hasta la próxima semana!

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