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Casi nada

 
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Malala
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Ubicación: Buenos Aires, Argentina

MensajePublicado: 27 Sep 2007 23:41    Asunto: Casi nada Responder citando

Casi nada

LOS GRANDES VACIOS DEL UNIVERSO

Desde el muy aristotélico horror vacui, la idea de espacio libre de materia siempre resultó incómoda incluso para los más seguros. Tal vez sea porque coquetea con la nada, con el abismo de lo no existente. Sin embargo, es algo a lo que nos deberíamos ir acostumbrando: el vacío es el gran rey del universo. Y está en todas partes: en los átomos, entre las moléculas, los planetas, estrellas y galaxias, dejando en claro una y otra vez que la materia no es más que una excepción.




Por Mariano Ribas

El vacío reina en el universo. A toda escala y en todas direcciones. Aquí y allá. Ayer, hoy y mañana. Esencialmente, todo está vacío: en todos los niveles del cosmos. Los átomos, las moléculas, los seres vivos, los planetas, las estrellas y las galaxias son apenas salpicaduras en un vacío abrumadoramente mayoritario. Distracciones de la nada. Sí, resulta francamente extraño, porque vivimos rodeados de materia vivita y coleando por todos lados. Incluso, y aunque no lo veamos, sabemos que el espacio cotidiano está repleto de incontables y apretadísimas moléculas –de nitrógeno y oxígeno, principalmente– que forman el aire que ahora estamos respirando. La verdadera noción del vacío no está del todo encarnada en nuestra experiencia. Y, sin embargo, no hay más que levantar la vista durante la noche para empezar a entender, al menos tentativamente, esa impiadosa idea: las estrellas se pierden irremediablemente en un mar de espacio y oscuridad. Durante las últimas décadas, la física y la astronomía han intentado cuantificar el vacío del cosmos con la ayuda de súper telescopios, radiotelescopios, modelos teóricos, y hasta complejas simulaciones por computadora. Y los resultados erizan la piel. Sin ir más lejos, hace muy poco, un grupo de científicos anunció el descubrimiento del más grande de todos los vacíos conocidos hasta hoy: una lejanísima región del universo que mide unos 1000 millones de años luz, y donde prácticamente no hay nada. Tentativamente, se la conoce como el “Súper Vacío de Erídano”. Y justamente hacia allí vamos, en un viaje pausado y gradual, de menor a mayor, como para asimilar, de a poco, la idea de que en el cosmos, la materia es una absoluta y preciosa excepción.

ESPACIO CERCANO

Desde el muy aristotélico horror vacui (“horror al vacío”), la idea de espacio libre de materia siempre nos ha resultado muy incómoda. Y se entiende, porque es una noción que alevosamente coquetea con la nada, ni más ni menos. Por empezar, vale la pena recordar que los protones, neutrones y electrones representan una fracción absolutamente insignificante del volumen total de un átomo. El resto (99,999...) es vacío. Y de allí para arriba, la cosa no cambia demasiado. De todos modos, la naturaleza nos enfrenta con vacíos de distinta escala. Y, a decir verdad, los grandes vacíos hay que buscarlos lejos de la Tierra: todo lo que nos rodea –incluso nosotros mismos– está hecho de moléculas formadas por distintas clases de átomos. Moléculas que están muy cerca unas de otras, apenas separadas por una millonésima de milímetro (unas pocas veces su propio tamaño). Es cierto, en experiencias de laboratorio, los físicos han “fabricado” vacíos más notables, donde las moléculas están cien mil veces más lejos entre sí (a una décima de milímetro de distancia, la mínima distancia apreciable a simple vista). Pero para enfrentarnos con vacíos realmente importantes, tenemos que salir de nuestro planeta.

El primer escalón parece ser el espacio cercano, a unos cientos de kilómetros por encima de nuestras cabezas, allí donde se pasean satélites, transbordadores y la Estación Espacial Internacional. Es el reino de la tenue atmósfera exterior de la Tierra. Y la verdad es que no está tan vacío como puede parecer, porque hay cerca de mil billones de moléculas de aire por metro cúbico. Muy poco, es cierto, comparado con la atmósfera baja del planeta, pero suficiente como para ofrecer cierta resistencia al avance de naves y otros aparatos en órbita. Para mejorar la calidad del vacío hay que irse más lejos.

ENTRE PLANETAS Y ESTRELLAS

A dos mil kilómetros de la superficie terrestre ya no queda el más mínimo rastro de atmósfera. Y aún así, el vacío absoluto brilla por su ausencia: las decenas, cientos y miles de millones de kilómetros que separan a los planetas del Sistema Solar, están bañados por el viento solar, una sutil corriente de partículas (protones y electrones) que nuestra estrella lanza segundo a segundo, y en todas direcciones. El viento solar es tan tenue, que sus partículas están separadas –en promedio– a un centímetro una de otra. Por lo tanto, en el espacio que separa a la Tierra y Marte, por ejemplo, habría un millón de partículas por metro cúbico. Ya es un vacío más interesante, pero todavía muy imperfecto. El viento solar se va diluyendo de a poco, y apenas se siente más allá del Cinturón de Kuiper, donde está el planeta enano Plutón y sus incontables compañeros. El vacío aumenta a medida que nos adentramos en el reino de las estrellas, donde la distancia ya no se cuenta en miles de millones de kilómetros, sino en años luz. Por término medio, la distancia entre dos estrellas de la Vía Láctea es de unos 10 años luz (unos 100 billones de kilómetros). Y más allá de ese impresionante aislamiento, lo que hay entre ellas no es mucho. Salvo en las nebulosas (aquellas colosales nubes de gas y polvo que flotan en el espacio, y que funcionan –gravedad mediante– como fábricas de estrellas), se calcula que en el medio interestelar hay, muy aproximadamente, un átomo por centímetro cúbico. O dicho de otro modo, un vacío cien veces mejor que el que los científicos pueden crear en los mejores laboratorios terrestres. No está mal, sin dudas. De todos modos, a veces, las supernovas (estrellas gigantes que explotan) pueden “limpiar” aún más el espacio circundante, dejando apenas unas mil partículas por metro cúbico. O una por litro. Ese es el máximo vacío que podemos encontrar en la galaxia. Pero hay mejores.

LAGUNAS INTERGALACTICAS

Las galaxias son enormes: la Vía Láctea, por ejemplo, con sus 200 mil millones de estrellas, mide unos 100 mil años luz de diámetro. Pero el espacio que hay entre ellas es muchísimo más grande. Por término medio, se estima que entre una galaxia y otra hay una distancia de diez veces su diámetro. O sea, un millón de años luz. Mucho espacio, evidentemente. Espacio donde cabría esperar bajísimas densidades de materia. Y así es, de todos modos, el mar intergaláctico no está enteramente vacío de materia: telescopios de rayos X han detectado que entre ellas también hay enormes zonas de gas, ligadas gravitacionalmente a las galaxias. Es un gas increíblemente tenue, pero tan caliente (a 100 millones de grados) que emite radiación que puede ser captada por los instrumentos de los astrónomos. Y por eso, aunque no se vea ópticamente, se sabe que existe. Parece que en estos colosales desiertos cósmicos, la densidad de la materia es parecida a la de las zonas más vacías de una galaxia (aquellas regiones barridas por supernovas): más o menos, 1000 átomos por metro cúbico.

Todavía se puede ir más allá. Las galaxias suelen agruparse en cúmulos, manadas que vagan por el universo. Y que a su vez, se unen formando estructuras mayores: los supercúmulos, que pueden contener miles de galaxias. La Vía Láctea y otras 40 galaxias vecinas forman el “Grupo Local”, que su vez, es una partecita del “Súper Cúmulo de Virgo”. Entre estas estructuras existen extraordinarios volúmenes de espacio, donde se calcula que podría haber tan solo un átomo por metro cúbico. O incluso menos: a fines de los años ’90, un grupo internacional de astrónomos, trabajando con el Telescopio Espacial Hubble y otros súper ojos instalados en el Norte de Chile, detectaron una de las regiones menos densas –aunque no las más grande, ojo– jamás observadas en el universo. Una laguna de espacio de unos 20 millones de años luz de diámetro, donde, a partir de evidencias indirectas (basadas en la absorción de la luz de una galaxia mucho más lejana), sólo parece haber un gas híper tenue, con una densidad de apenas un átomo cada diez metros. Nada, prácticamente. Y en los últimos años, se han encontrados cosas similares. Estas profundas e inmensas regiones parecen ser las zonas más vacías de materia –o de menor densidad– que existen en el cosmos.

FILAMENTOS Y BURBUJAS

Más allá de la cantidad de átomos por unidad de distancia o de volumen, volvamos a lo macroestructural: los cúmulos y supercúmulos de galaxias se entroncan formando unas especies de “hilos”, que miden cientos de millones de años luz de largo: los “filamentos galácticos”. Son las máximas estructuras materiales del universo. A su vez, estas cuerdas de millones de galaxias –unidas por la gravedad– se entraman un complejos tejidos, cual telarañas tridimensionales. Y envuelven a “burbujas” de espacio mucho más grandes, llamadas, con toda lógica, “vacíos”. Allí no hay galaxias, sólo espacio, o a lo sumo, alguna que otra galaxia perdida. A modo aproximado de queso suizo, los filamentos galácticos y los vacíos conforman la arquitectura del universo en la máxima escala posible. No hay cosas más grandes. De todos modos, no es lo único que hay: surcándolo todo, también hay radiación, gravedad y hasta una posible “energía oscura”, una especie de “anti-gravedad” descubierta en 1998, que sería inherente al tejido cósmico, y que estaría acelerando al universo. Pero ésa es toda otra historia. Dicho todo esto, ya es hora de hablar de lo que, aparentemente, es el más grande espacio “vacío” jamás observado.

LA GRAN NADA

Gracias a grandes muestreos del universo, realizados con telescopios y radiotelescopios, los astrónomos han catalogado hasta el día de hoy unos 40 “vacíos” en un radio de 2 a 3 mil millones de años luz de nuestra galaxia. Entre ellos, están el famoso “Vacío del Boyero” (en dirección visual a la constelación de ese nombre), y los “Súper Vacíos del Sur y del Norte”. En general, estas enormes burbujas de espacio –carentes de galaxias, o casi– miden 100 o 200 millones de años luz de diámetro. Lo que volumétricamente hablando equivale, aproximadamente, a un billón de años luz cúbicos de casi nada. Un disparate inconcebible de espacio.

Y, sin embargo, parece que hay “vacíos” de dimensiones aún más disparatadas: hace poco, un grupo de astrónomos de la Universidad de Minnesota (Estados Unidos) se despachó con algo verdaderamente monstruoso. En un paper que acaba de ser publicado en el prestigioso Astrophysical Journal, el doctor Lawrence Rudnick y sus colegas dan detallada cuenta de cómo tropezaron con algo que muchos ya llaman informalmente “la Gran Nada”, aunque su nombre oficial sea “Súper Vacío de Erídano”. Rudnick y los suyos combinaron datos provenientes del Very Large Array (una espectacular red de radiotelescopios instalados en Nuevo México), con las mediciones del satélite WMAP (que estudia la famosa “radiación de fondo cósmico de microondas”, una suerte de radiación fósil de los primeros tiempos del cosmos, y que baña todo el universo). Y así dieron con un parche de espacio donde prácticamente no hay “radio galaxias” (una clase muy peculiar de islas de estrellas que suelen repartirse en forma homogénea por todo el universo). ¿Números? El “Súper Vacío de Erídano” está a unos 6 a 10 mil millones de años luz de nosotros. Y lo más impresionante, claro: parece ser una burbuja de puro espacio que mide 1000 millones de años luz de diámetro. “Hasta ahora, nadie había encontrado un vacío tan grande, en realidad, nunca esperábamos encontrar uno de este tamaño”, dice Rudnick. Y por las dudas, enseguida aclara que su criatura “está mayormente vacía de materia convencional y también de materia oscura, pero está llena de radiación y energía”, como todo el espacio (la materia oscura es una misteriosa entidad física que supera a su contrapartida por 5 o 10 a uno, y que más allá de no poder verse, puede detectarse por su influencia gravitatoria).

DESAFIO A LA TEORIA

Pero más allá de su espectacularidad, este hallazgo es todo un problema: “lo que hemos encontrado no es normal, no encaja con la teoría, ni con estudios observaciones, ni con simulaciones por computadoras”, indica Liliya R. Williams, integrante del equipo de Rudnick. Simplemente, el “Súper Vacío de Erídano” es demasiado grande. Pone en serios aprietos a los modelos cosmológicos actuales: los 14 mil millones de años de edad del universo, no parecen suficientes como para que la gravedad haya “limpiado” de materia a semejante burbuja de espacio. Una de las reglas de oro de la ciencia es que “ante anuncios espectaculares, hacen falta pruebas espectaculares”. Por eso, Rudnick y sus colegas siguen revisando todos sus datos, y esperan muy confiados las confirmaciones de otros investigadores para confirmar (o no) la existencia de esta verdadera insolencia cosmológica.

Por definición, el “Súper Vacío de Erídano” es invisible. Y, sin embargo, su carácter absolutamente extraordinario nos invita a imaginarlo de algún modo. Y podemos: la constelación de Erídano es vecina a la de Orión, donde brillan las Tres Marías. Pues bien, en estas madrugadas, ubiquemos al famoso trío en el cielo. Y luego, llevemos la vista bien arriba y a su izquierda. Ocupando una impresionante porción de cielo equivalente a 40 Lunas Llenas en fila, y a una profundidad de miles de millones de años luz, allí está “La Gran Nada”.


Fuente: http://www.pagina12.com.ar/diario/suplementos/futuro/13-1783-2007-09-22.html
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Algol
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MensajePublicado: 28 Sep 2007 16:55    Asunto: Responder citando

Muy interesante Malala. A ver si se confirma la hipótesis de estos investigadores .
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alshain
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Registrado: 26 Nov 2005
Mensajes: 278

MensajePublicado: 28 Sep 2007 19:51    Asunto: Responder citando

Hay que tener en cuenta que el tamaño del vacío ha sido calculado haciendo uso del modelo estándar con constante cosmológica y materia oscura fría. Concrétamente, investigando correlaciones entre las anisotropías del fondo cósmico de microondas y los censos galácticos. El resultado pone en duda el propio modelo, ya que aunque no es algo imposible, sí resulta ser bastante improbable. Por tanto, una revisión del modelo en lo referente a formación de estructuras podría también modificar las bases sobre las cuales el cálculo del tamaño del vacío ha sido realizado. Una situación algo curiosa, en definitiva. Conviene notar, sin embargo, que la cosmología no es una ciencia que deba basarse en pruebas puntuales, sino más bien en evidencia estadística. El modelo debería considerarse obsoleto si se encontrarse un conjunto de vacíos cuya distribución no encajase con la predicha. La observación de un fenómeno puntual puede tener demasiadas causas ajenas a una regla general o la física que supuestamente la genera.

Un saludo.
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antowito
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MensajePublicado: 28 Sep 2007 23:32    Asunto: Responder citando

Puede ser una pregunta tonta, pero ¿como se comportaria un objeto que atravesara uno de estos espacios vacios? es posible? . Ya aviso que no tengo ni idea del tema .
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alshain
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Mensajes: 278

MensajePublicado: 29 Sep 2007 05:33    Asunto: Responder citando

antowito escribió:
Puede ser una pregunta tonta, pero ¿como se comportaria un objeto que atravesara uno de estos espacios vacios? es posible? . Ya aviso que no tengo ni idea del tema .

No es una pregunta tonta. Un objeto dentro de un vacío es atraído por las masas circundantes, y dependerá de por qué parte del vacío transite para que sea atraído por una pared o por otra. Los objetos en los vacíos tienden a salir de ellos. De hecho, estos vacíos, como "burbujas", al igual que los filamentos de material y las paredes, son fenómenos transitorios en la formación de estructuras de gran escala. Durante la formación de estructuras, la materia va saliendo de ellos y agrupándose en las paredes y los filamentos. Por ejemplo, en un universo dominado por la materia, más tarde, la materia de paredes y filamentos tendería a ligarse gravitacionalmente y agruparse en cúmulos mucho mayores que los actuales, de forma que los vacíos acabarían conectándose. En un universo dominado por la constante cosmológica, como se cree que es el nuestro, la situación es algo diferente, pero básicamente los vacíos acabarán conformando un "gran vacío" en el cuál queda dispersa la materia.

Un saludo.
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antowito
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MensajePublicado: 29 Sep 2007 18:12    Asunto: Responder citando

Entonces imagina que viajas con un vehiculo por el espacio y entras en contacto con una burbuja de vacio (por decirlo de alguna manera) que sucederia? el vehiculo automaticamente iria al extremo opuesto? se sentiria atraido a la pared mas proxima? tiene forma esferica? irregular? o nada de esto?. Como le afectaria a la materia que se adentrase en ese vacio? Resulta interesante.
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