viernes, 20 de febrero de 2009

Materia

Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera sea su forma, tamaño o estado. Pero no todos ellos están formados por el mismo tipo de materia, sino que están compuesto de sustancias diferentes. Para examinar la sustancia de la que está compuesto un cuerpo cualquiera, éste puede dividirse hasta llegar a las moléculas que lo componen. Estas partículas tan pequeñas son invisibles a nuestros ojos, sin embargo, mantienen todas las propiedades del cuerpo completo. A su vez, las moléculas pueden dividirse en los elementos simples que la forman, llamados átomos.

Crean millones de particulas de antimateria.

La antimateria es una imagen especular de la materia

Toda la materia está compuesta por electrones, cargados negativamente y protones cargados positivamente. Se puede decir que la antimateria es lo mismo que la materia pero con cargas opuestas. Así, en un átomo de antimateria encontramos en lugar de protones (positivos), antiprotones (negativos) y, en lugar de electrones (negativos), antielectrones o positrones (positivos). La antimateria al entrar en contacto con la materia se produciría un efecto llamado de aniquilación, o lo que es lo mismo la transformación de la materia en energía. Está claro que resultaría demasiada energía si llegara a rozarse con su homóloga a nuestro lado del espejo. La bomba atómica de Hiroshima sería un petardo comparado con lo que se podría generar en ese caso. Es por esto que la antimateria puede considerarse la fuente de energía perfecta. Tal es su eficiencia(del 100 %, mientras que la fusión es del 1.5 %) que con sólo 250 gramos se podría llegar a Marte en un día y a la Luna en 8 minutos. Y con una sóla gota, se generaría electricidad para toda Nueva York durante un día completo. Impresionante, ¿verdad? Sin embargo, producir antimateria lista para ser usada requeriría de un inmenso poder energético, claro. De ahí que no tengamos coches propulsados por turbinas de antigasolina.

Materia y antimateria se aniquilan y generan una energía colosal

En un laboratorio de California, el reputado Lawrence Livermore, una física llamada Hui Chen ha logrado crear más de cien millones de partículas de antimateria. Ha tomado un gramo de oro, algo así como una cabeza de alfiler, y le ha disparado con un rayo láser al más puro estilo Jedai. El resultado ha sido el mencionado. Un chorro de positrones cabreados que han lucido durante unos instantes presa de enorme enfado, para después volatilizarse con cajas destempladas y marcharse acordándose de la santa madre de la investigadora. Se pongan como se pongan los positrones, esta nueva capacidad de crear un gran número de ellos en un pequeño laboratorio abre la puerta a varias vías de investigación, incluyendo la comprensión de la física subyacente de diversos fenómenos astrofísicos tales como los agujeros negros y los rayos gamma. Chen hasta piensa en montar un láser en Júpiter para realizar un experimento más ambicioso (no sabemos qué opinan los positrones sobre esta idea)

Un láser ultrapotente le funde los plomos a un indefenso gramo de oro

Los investigadores utilizaron un corto pero intenso ultra-láser para irradiarlo en un capa de oro blanco de un milímetro de espesor observando como los electrones interactuaban con los núcleos de oro sirviendo de catalizdor para crear positrones. Los electrones emiten paquetes de energía que se desintegra en materia y anti-materia, tal como predijo Einstein con su famosa ecuación que relaciona la materia y la energía. Al concentrar la energía en el espacio y el tiempo, el láser produce positrones más rápidamente y en mayor densidad que nunca antes en un laboratorio. “Mediante la creación de esta elevada cantidad de anti-materia, podemos estudiar en más detalle como es en si la anti-materia, y quizás obtener más pistas de por qué el universo que vemos tiene más materia que anti-materia”, dijo Peter Beiersdorfer, investigador de Livermore que trabaja con Chen. Las partículas de antimateria cuando chocan con sus opuestas de materia se transforman en pura energía(rayos gamma). A día de hoy, es muy poco lo que se sabe sobre esta extraña cosa pero se especula mucho sobre las razones de que exista más materia que antimateria o que en alguna otra zona del universo las cosas sean al contrario. De todos modos, los rayos cósmicos de alta energía impactan con la atmósfera de la Tierra a cada momento produciendo también pequeñas cantidades de partículas de antimateria. Incluso se conocían ya experimentos de este mismo tipo, pero en aquella ocasión el equipo de Livermore sólo pudo obtener 100 partículas de antimateria. Ahora con los chorrocientos millones que han logrado, pueden decir que hemos entrado en una nueva era donde los láseres serán cada vez más baratos y los laboratorios dedicados a la búsqueda de antimateria más numerosos.



Obtienen Genes del Extinto Tigre de Tasmania a Partir de Pelos del Animal

20 de Febrero de 2009. Foto: E.J. Keller, Smithsonian Institution/Wikipedia
Todos los genes que el exótico Tigre de Tasmania heredó sólo de su madre han sido desvelados por un equipo internacional de científicos. La investigación marca la primera secuenciación exitosa de los genes de este marsupial carnívoro, que parecía un perro grande con rayas de tigre y se extinguió en 1936, y abre también la puerta al uso extenso e inocuo de especímenes de museo para averiguar por qué los mamíferos desaparecidos se extinguieron y cómo se podría hoy en día evitar situaciones parecidas
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"Nuestra meta es averiguar cómo impedir que las especies en peligro se extingan", subraya Webb Miller, profesor de biología, informática, e ingeniería de la Universidad Estatal de Pensilvania y miembro del equipo, que incluye a científicos de Estados Unidos, Suecia, España, Dinamarca, el Reino Unido, y Alemania. Miller cree que los resultados del estudio reavivarán las discusiones sobre la posibilidad de devolver al Tigre de Tasmania a la vida.

La investigación del equipo cuenta con dos herramientas clave: una nueva tecnología de secuenciación genética y nuevos métodos informáticos desarrollados por Miller y Stephan C. Schuster, profesor de bioquímica y biología molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania. Los nuevos métodos implican extraer ADN del pelo de especímenes extintos, no así del hueso, usado en estudios anteriores. El trabajo del equipo demuestra que, ciertamente, el pelo es una poderosa cápsula del tiempo para preservar ADN durante períodos largos y bajo una amplia gama de condiciones. El pelo está tan herméticamente sellado que ni siquiera el aire o el agua son capaces de penetrar en el ADN guardado en su interior. Y, lo que es aún más importante, las bacterias no pueden alcanzar el ADN mientras la estructura del pelo permanezca firme.
"Tigre de Tasmania" es el nombre popular del extinto Thylacinus cynocephalus, que está más estrechamente relacionado con los canguros y los koalas (marsupiales parecidos a osos), que con los perros o los tigres. El último espécimen conocido murió en un zoológico de Tasmania en 1936. Este animal ha tenido un gran protagonismo en las discusiones sobre la posibilidad de traer nuevamente a la vida especies extintas, pero a pesar de la disponibilidad de muchos huesos y otros restos, los intentos anteriores de leer su ADN han sido infructuosos.

Miller, Schuster, y sus colegas fueron los primeros en dar a conocer la secuencia genómica "completa" de un animal extinto, el mamut lanudo, en Noviembre de 2008. Luego colaboraron con Anders Goetherstroem, de la Universidad de Uppsala en Suecia, al escoger al Tigre de Tasmania como siguiente objetivo. Esta elección vino motivada por ser éste, como el mamut, una meta ambiciosa y muy codiciada para los investigadores de ADN antiguo, que consideraban improbable su secuenciación debido a la calidad inadecuada del ADN disponible en los especímenes. Los escépticos argumentaban que la única razón por la cual el citado equipo de investigadores fue capaz de extraer ADN de pelo de mamut era que esos mamuts habían quedado congelados en el permafrost ártico, pero este nuevo éxito con el Tigre de Tasmania demuestra que el pelo puede proteger el ADN durante largos períodos y bajo una amplia variedad de condiciones ambientales.


miércoles, 4 de febrero de 2009

Nueva técnica para medir asteroides

Para medir el tamaño y forma de los asteroides que son muy pequeños o están muy lejanos para las técnicas tradicionales, incrementando así el número de asteroides que pueden ser medidos por un factor de varios cientos.
Ilustración de (234) Barbara

"El conocimiento de los tamaños y formas de los asteroides es crucial para entender cómo, en los tempranos días de nuestro Sistema Solar, el polvo pudo formar objetos mayores y cómo las colisiones y re-acumulaciones los han modificado desde entonces", señaló Marco Delbo, del Observatoire de la Côte d'Azur, Francia, líder del estudio.

Los métodos actuales implican observaciones con óptica adaptativa en los mayores telescopios de suelo, como el VLT en Chile y los espaciales o mediciones de radar. Sin embargo, la observación directa, incluso con óptica adaptativa, está generalmente limitada a los cien mayores asteroides del cinturón principal, mientras las mediciones por radar están principalmente limitadas a objetos cercanos a la Tierra que experimentan encuentros cercanos con nuestro planeta.

Delbo y sus colegas diseñaron un nuevo método que usa la interferometría para observar asteroides tan pequeños como de 15 km de diámetro, localizados en el cinturón principal, a 200 millones de kilómetros de distancia. Esto es equivalente a ser capaz de medir el tamaño de una pelota de tenis a una distancia de cien kilómetros. La técnica no sólo incrementará el número de objetos que pueden ser medidos, sino que, y esto es lo más importante, permitirá conocer asteroides que son físicamente muy diferentes de los ya bien estudiados grandes objetos al alcance.

La técnica interferométrica combina la luz de dos o más telescopios. Los astrónomos probaron su método usando el VLTI de ESO, combinando dos de sus unidades. "Esto es equivalente a tener una visión tan clara como la que tendría un telescopio con un diámetro igual a la separación entre las unidades usadas, en este caso, 47 metros", explicó el co-autor Sebastiano Ligori, de INAF-Torino, Italia.
Los investigadores aplicaron su técnica al asteroide (234) Barbara, sobre el cual el co-autor Alberto Cellino encontró que tiene propiedades inusuales. Aunque está muy lejos, las observaciones revelaron que el objeto tiene una forma peculiar. El modelo que mejor concuerda está compuesto por dos objetos, cada uno del tamaño de una gran ciudad -con diámetros de 37 y 21 km- separados por al menos 24 km.
"Las dos partes aparecen montados uno sobre otro, por lo que el objeto podría tener una como un gigante maní, o podrían ser dos objetos separados orbitándose mutuamente", señaló Delbo.

Si (234) Barbara fuera efectivamente un asteroide doble, sería aún más significativo y será objetivo de futuras observaciones.

Al haber validado la nueva y poderosa técnica, el equipo podrá ahora comenzar una larga campaña de observación para estudiar asteroides pequeños.

¿De dónde vienen los cometas?

Pocas apariciones cósmicas han inspirado tanto respeto y temor como los cometas. El particularmente llamativo cometa Halley, cuya última aparición en el sistema solar interno fue en 1986, aparece en el Talmud "como una estrella que aparece una vez cada setenta años". En 1066, la aparición del cometa fue vista como un portento de fatalidad antes de la Batalla de Hastings.
Ilustración de un cometa destruído por una estrella

La ciencia moderna adopta una visión más medida. Cometas como el Halley son aglomeraciones de hielo y polvo que orbitan el Sol en órbitas muy elípticas, adquiriendo sus espectaculares colas en el viento de partículas cargadas que provienen del Sol. Incluso se conoce su fuente: son objetos del Cinturón de Kuiper, remolcados de sus órbitas por Neptuno y Urano.

Pero hay un problema. Ciertos cometas, como Hale-Bopp, que pasó por nuestro vecindario en 1997, aparecen muy infrecuentemente en nuestro cielo. Sus órbitas deben ser muy largas, demasiado como para originarse en el Cinturón de Kuiper. Los astrónomos creen que el sistema solar está rodeado en todas direcciones por un tenue halo de cuerpos helados, expulsados de la vecindad inmediata del sol hace miles de millones de años por la gravedad de los planetas gigantes.

Cometa Hale Bopp

Esta "Siberia cósmica" es conocida como Nube de Oort, en honor al astrónomo holandés Jan Oort, que propuso su existencia en 1950. Esta difusa esfera de material nunca ha sido vista. Y si buscar el planeta X es difícil, la búsqueda de la Nube de Oort es una pesadilla. Se encontraría muy lejos, sería muy difusa y sus piezas demasiado pequeñas para ser vista por los telescopios.

Ilustración de la Nube de Oort y el Sistema Solar

Hasta ahora, la única información proviene de los perdidos cometas y los objetos más grandes del Cinturón, que deberían tener una composición similar. "Es como tratar de saber cómo es una ballena al mirar su orificio nasal y la punta de una aleta", señala Hal Levison, científico planetario del Southwest Research Institute.

Sin embargo, mapear el resto de la ballena podría lograrse en algunas décadas . Los objetos de la Nube de Oort deberían atenuar y alterar la luz de las estrellas distantes. Estas ocultaciones duran sólo fracciones de segundos, pero los astrónomos pueden usarlas para medir el tamaño y la distancia del cuerpo interviniente. Desde la superficie de nuestro planeta, la turbulencia de la atmósfera hace que las estas sutiles detecciones sean imposibles, pero los futuros sondeos espaciales deberían ser capaces de detectarlos en gran número.

Recientemente, los astrofísicos Daniel Babich y Avi Loeb del Centro Harvard-Smithsonian dicen que podrían ser capaces de detectar la nube al estudiar la radiación de fondo de microondas: la radiación que baña el espacio uniformemente dejada por "la Gran Explosión".

Otros misterios permanecen. El número y trayectorias de los cometas de largo período vistos hasta ahora sugieren que la Nube contendría trillones de objetos de un kilómetro de diámetro o mayores, con una masa combinada varias veces la de la Tierra. Esto es más material del que las actuales ideas acerca de la formación del sistema solar pueden explicar, lo que signfica que nuestros modelos deberían ser revisados, según indica Levison.







martes, 3 de febrero de 2009

Un nuevo estudio revela que en la Luna hay mucha más agua de lo que se pensaba

Los investigadores encontraron que, contrariamente a lo estimado con anterioridad, el agua no se evaporó por completo en los eventos violentos que formaron la Luna. El nuevo estudio sugiere que el agua viene de su interior y que llegó a la superficie a través de las erupciones volcánicas durante tres mil millones de años. El hallazgo cuestiona algunos aspectos críticos de la teoría del "impacto gigante" en la formación de la Luna, y puede tener implicaciones para el origen de los posibles depósitos de agua en los polos lunares.
05 Sep 2008

Se cree que la Luna se formó cuando un cuerpo del tamaño de Marte chocó con la Tierra hace unos 4.500 millones de años. Este impacto gigante derritió ambos objetos y situó cascotes fundidos en orbita alrededor de la Tierra, algunos de los cuales se unieron para formar la Luna. En este escenario, el calor del impacto gigante habría vaporizado los elementos ligeros.

Durante los últimos cuarenta años, se han sucedido esfuerzos significativos para determinar el volumen y el origen de los contenidos volátiles en las muestras lunares. Hay evidencias fiables de que el interior de la Luna contiene azufre, cloro, flúor y carbono. Pero la evidencia de agua nativa ha sido difícil de encontrar, lo cual concuerda con la idea generalmente aceptada de que la Luna está seca.

El equipo de investigación, con científicos de la Universidad Brown, el Instituto Carnegie para la Ciencia, y la Universidad Case Western Reserve, aprovechó unos nuevos métodos de análisis de muestras lunares con el objetivo de tratar de detectar cantidades pequeñísimas de agua.

Erik Hauri, coautor del estudio, del Departamento de Magnetismo Terrestre del Instituto Carnegie, desarrolló estas nuevas técnicas, que permiten detectar cantidades sumamente pequeñas de agua en vidrios y minerales. Estos avances técnicos fueron hechos en colaboración con ingenieros de la compañía Cameca Instruments, de Francia.

Durante las últimas cuatro décadas, el límite de detección de agua en las muestras lunares era, en el mejor de los casos, de unas 50 partes por millón (ppm). La nueva técnica detecta cantidades tan pequeñas como 5 ppm de agua. Los investigadores realmente se sorprendieron al encontrar mucha más agua en estas diminutas cuentas de vidrio, hasta 46 ppm.

Una cuenta de vidrio sirvió para reconstruir los hechos. Los investigadores encontraron que las sustancias volátiles habían disminuido desde el centro de la diminuta esfera hasta su borde, una diferencia que indica que alrededor del 95 por ciento del agua se había perdido.

Los investigadores calcularon que originalmente había alrededor de 750 ppm de agua en el magma en el momento de la erupción. Dado que se pensaba que la Luna estaba deshidratada por completo, esto es un enorme salto sobre las estimaciones anteriores. Hace pensar en la intrigante posibilidad de que el interior de la Luna hubiera albergado tanta agua como el manto superior de la Tierra.

2009: Año de la Astronomía


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¿Cómo obtener flash?

Astrónomos de todo el planeta se dieron cita el 15 y 16 de enero en la sede de la UNESCO en París para lanzar una invitación a todos los ciudadanos del mundo.

La conferencia dio inicio al Año Internacional de la Astronomía y según sus organizadores era "una oportunidad para que personas en cualquier rincón del planeta puedan redescubrir su lugar en el universo, avivar el sentido personal y único de asombro y descubrimiento".

400 años después de las primeras observaciones astronómicas con telescopios por parte de Galileo, la Unión Astronómica Internacional y la UNESCO quisieron marcar el aniversario con actividades que tendrán lugar en más de 140 países, en los que se han formado comités especiales para coordinar eventos en los que todos estamos llamados a participar.

BBC Mundo invitó al astrónomo Francisco Diego, quien participó de la conferencia en París, a compartir con los lectores su mirada personal de este año especial.

Oriundo de México, Diego es profesor del Departamento de Física y Astronomía del University College London y vicepresidente de la Asociación Británica de Educación en Astronomía. También ha recorrido el mundo registrando una de sus grandes pasiones, los eclipses. Le invitamos a leer el mensaje de Francisco Diego y a enviar sus preguntas al experto utilizando el formulario a la derecha.

¡Feliz Año de la Astronomía!


Galileo Galilei
Galileo pasó sus últimos años bajo arresto domiciliario.
El primer uso astronómico de telescopios se dio en 1609 pricipalmente por Galileo Galilei, el padre de la ciencia moderna, porque por primera vez hizo avanzar el conocimiento de la naturaleza mediante experimentos cuidadosamente elaborados y observaciones directas de fenómenos nunca antes vistos, como la Luna, que desde entonces vemos como otro mundo con paisajes similares al nuestro.

Galileo también observó las lunas de Júpiter, que indicaron que había más de un centro de movimiento en el Universo, y las fases de Venus, clara evidencia de que este planeta se desplaza alrededor del Sol, tal como Copérnico lo había predicho.

Estos descubrimientos inevitablemente entran en conflicto con mitos y creencias religiosas, según los cuales sólo hay un mundo, el nuestro, creado y colocado en el centro del Universo por una inteligencia superior conocida como dios. La relevancia de los descubrimientos de Galileo permanecerá como uno de los mas grandes avances del conocimiento humano.

Los grandes misterios

A lo largo de 400 años, los telescopios han crecido y mejorado para mostrar un Universo cada vez más extenso y fascinante.

La tecnología astronómica es representada por telescopios espaciales como Hubble y Spitzer y por los telescopios gigantes en las altas montañas del planeta como el Keck en Hawaii y el VLT en Chile, complementados por ingeniosos instrumentos controlados por poderosos cerebros electronicos. De esta manera, la ciencia actual está en condiciones de explorar y desentrañar misterios tales como:

Una de las imágenes más famosas tomadas por el Hubble.


- El origen del Universo, a partir de condiciones que desafian a las leyes conocidas de la física, porque la evidencia indica que toda la energía que finalmente produciría al Universo que vemos actualmente apareció de la nada, en un instante único de creación sucedido hace 13.700 millones de años.

- El hecho de que únicamente podemos ver el 4% de la totalidad del Universo, que permanece invisible, como un fantasma hecho de materia transparente y embebido en una energía misteriosa que acelera más y más su vertiginosa expansión. El Universo invisible es quizás el reto más grande que la ciencia haya tenido jamás.

- La formación de estrellas y planetas, enriquecida con el descubrimiento de cientos de sistemas planetarios alrededor de estrellas cercanas al sistema solar.

Galaxia Nube de Magallanes
Únicamente podemos ver el 4% de la totalidad del Universo, que permanece invisible, como un fantasma hecho de materia transparente y embebido en una energía misteriosa
- La posibilidad de vida inteligente como parte integral del Universo, ya que una vez establecidas las condiciones favorables, el Universo parece desarrollar estructuras cada vez más complejas hasta llegar a organismos inteligentes.

- La posibilidad de colonizar el espacio extraterrestre, de viajar a otros planetas y eventualmente a planetas alrededor de otras estrellas. Esto es algo que tiene que darse en el futuro, ya que nuestro sistema solar no tiene una vida eterna y llegara a su fin dentro de miles de millones de años.

- Como consecuencia de lo anterior, resulta esencial mantener viva a la especie humana, que deberá encontrar la forma de vivir en armonía consigo misma y con el frágil medio ambiente que le ha dado apoyo vital por millones de años. En otras palabras, el conocimiento del Universo que nos ha dado la ciencia astronómica, ha mostrado nuestro frágil y precario lugar en un vasto océano de espacio y tiempo. Este conocimiento nos permitirá desarrollar estrategias para sobrevivir como especie.