Ricardo Fernandez Mercal


Llamaradas solares.

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Las eyecciones de masa coronal emiten miles de millones de toneladas de energía solar, lanzando gas electrificado al espacio, expulsando el viejo campo magnético solar y permitiendo que se forme uno nuevo con orientación inversa y renovada energía.

Cada 11 años tiene lugar la inversión del campo magnético solar según nos comenta Ricardo Fernandez. Durante este periodo la actividad del Sol pasa de ser tranquila a muy activa para después disminuir de nuevo. Estas eyecciones de masa coronal solar afectan a nuestra vida diaria: producen problemas en la electrónica de los satélites, en las comunicaciones por radio y en los sistemas de energía.

Aparentemente, las aleatorias eyecciones de masa coronal son indicadores de un reordenamiento interno solar: expulsan hacia el espacio los campos magnéticos “desordenados” creados por las manchas solares y otros fenómenos. Estas eyecciones alcanzan un climax después del pico máximo de manchas solares. El resultado es un Sol con su campo magnético completamente invertido en el que sus polos magnéticos se han intercambiado.

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Noche y día desde el espacio.

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Esta espectacular imagen del océano cubierto por nubes, sin marcas bien definidas, muestra el paso del día a la noche en nuestro planeta Tierra. Ricardo Fernandez señala que la línea de separación o terminador es bastante difusa y muestra una transición gradual hacia la oscuridad que experimentamos al atardecer.

Con el sol iluminando desde la derecha, las nubes altas reflejan la luz filtrada del sol a través de una troposfera llena de polvo, que es la capa más baja de nuestra atmósfera. La limpia capa de la estratosfera, visible en la parte iluminada, rescata el color azul de la luz del Sol y la devuelve al espacio.

Esta imagen de hecho es una fotografía digital tomada en Junio de 2001 desde la Estación Espacial Internacional orbitando a una altitud de 211 millas náuticas.


Monte Palomar: icono de la historia astronómica de U.S.A.

Monte Palomar

Monte Palomar

Monte Palomar es un importante observatorio astronómico norteamericano, situado al sur de la ciudad de Los Ángeles, en el estado de California. Pertenece al Instituto de Tecnología de California.

Ricardo Fernandez nos recuerda que fue inaugurado en 1948, y cuenta con el telescopio reflector Hale que, con sus 5 metros de diámetro, fue el mayor del mundo durante tres décadas, hasta que tuvo lugar la construcción del telescopio ruso de 6 metros de Zelenchukskaya.

El telescopio Hale, con un peso de 480 toneladas, no se utiliza para la observación visual sino para la realización de registros fotográficos y fotoeléctricos de los objetos más débiles y distantes del firmamento. El espejo de 5,08 m es una pieza fundida de cristal Pyrex y pesa 13 toneladas. La superficie del espejo parabólico fue recubierta con una fina película de aluminio, muy reflectante en condiciones de alto vacío. Otros telescopios del observatorio son el Schmidt de 46 cm. y un telescopio fotoeléctrico de 50 cm.


Algunos datos de nuestro astro mayor.

El Sol

El Sol

El Sol es la estrella más cercana a nosotros. Emite luz y energía en virtud de los procesos nucleares de su interior, según indica Ricardo Fernandez. El Sol ocupa una posición central en el Sistema Solar y contiene el 99, 9 por 100 de su masa. Con su potente gravedad, fuerza el movimiento de los nueve planetas y miles de otros cuerpos menores a su alrededor.

El Sol es uno de los cientos de miles de millones de estrellas que forman la Vía Láctea. Se encuentra a unos treinta años luz del centro de la Galaxia, girando a una velocidad de 250 km/seg. , por lo que le cuesta unos doscientos veinticinco millones de años dar una vuelta completa. Es una estrella mediana que ha llegado casi a la mitad de su existencia.

El Sol tiene un diámetro que equivale a 109 veces el de la Tierra, una masa 330. 000 veces mayor y una densidad cuatro veces menor. Explica Ricardo Fernandez que como todos los cuerpos celestes, tiene un movimiento de rotación alrededor de su propio eje, pero en el Sol este movimiento es distinto según las latitudes, debido a la no homogeneidad de la composición de la materia solar.


Materia oscura no bariónica.

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Antes de 1980 se asumía habitualmente que esta “materia oscura” era materia ordinaria en alguna forma no detectable como gas, estrellas de baja masa y cadáveres estelares del tipo enana blanca o agujero negro. Sin embargo, Ricardo Fernandez nos cuenta otra fascinante idea: que la materia oscura está formada por neutrinos o alguna forma más exótica de partículas aún no descubierta en los laboratorios de altas energías. ¿Por qué piensan los cosmólogos en estos tipos de materia exótica?. La razón es que muchas observaciones convergen a un valor del parámetro de densidad del orden de un 30% de la densidad crítica. Pero la nucleosíntesis primigénea, es decir, el modelo de formación de los elementos químicos ligeros en los primeros instantes del universo, indica que la cantidad de materia bariónica (aquella formada por protones y neutrones) no puede ser muy diferente de un 4 a 5% de la densidad crítica. El total de materia luminosa visible según Ricardo Fernandez está por debajo de esta cantidad, lo que implica que debe haber mucha materia no detectada en forma de objetos compactos denominados habitualmente MACHOS (del inglés Objetos Compactos del Halo [Galáctico]). Todo esto nos lleva a que al menos un 85% de la materia está formada por algún tipo de materia exótica.


El retrato más profundo del universo.

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El Telescopio Espacial Hubble muestra el retrato más profundo del universo visible jamás obtenido por la Humanidad. Este ha recibido el nombre de Campo Ultraprofundo del Hubble y para su realización se ha empleado una exposición de más de un millón de segundos, lo cual ha constituido 400 órbitas del telescopio espacial en torno a la Tierra. Ricardo Fernandez nos revela en la imagen anterior las primeras galaxias que emergieron de las llamadas “edades oscuras”, los cuerpos que comenzaron a calentar el frío y oscuro Universo poco tiempo después del Big Bang.

Se aprecian multitud de galaxias que conformaban el Universo cuando éste era más joven y caótico. Los colores azules y verdes corresponden a aquellos colores visibles por el ojo humano, tales como estrellas jóvenes, azules y calientes o el brillo de estrellas de tipo solar en los brazos espirales de las galaxias. El rojo representa a los objetos visibles en radiación infrarroja, tales como galaxias rodeadas de nubes de polvo.

Se estima que el Campo Ultraprofundo contiene unas 10000 galaxias. En las imágenes obtenidas por telescopios situados en la Tierra el campo celeste en el que se encuentran dichas galaxias se aprecia como un vacío. Ricardo Fernandez confirma que la zona estudiada es tan sólo una décima parte del diámetro angular de la Luna llena y se encuentra en la constelación de Fornax, una región situada al Sur de la constelación de Orión.


Evidencias de un universo más caliente en el pasado.

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Astrónomos franceses y alemanes (Srianand, Petitjean & Ledoux 2000) acaban de determinar la temperatura del fondo cósmico de microondas a partir de las observaciones del espectro de los átomos de carbono pertenecientes a una nube molecular aislada con un alto desplazamiento al rojo (z = 2.34). Señala Ricardo Fernandez La luz  de la nube nos llega desde una época remota del universo, cuando este tenía sólo alrededor de un quinto de su edad actual y muestra que la temperatura del fondo cósmico de microndas rondaba los 10K (unos 263 grados centígrados bajo cero).

El modelo del Big Bang predice que esta temperatura debe ser (1+z) veces más alta a desplazamiento al rojo z que en la actualidad, es decir, unos 9.1 grados por encima del cero absoluto en el caso de la nube objeto de este estudio. El trabajo de los astrónomos sólo es capaz de precisar que la temperatura del fondo cósmico de microndas en la época de la que procede la luz de la nube debió estar en algún lugar entre 6 y 14 grados por encima del cero absoluto, perfectamente compatible con la predicción del Big Bang.


Materia oscura fría.

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Ricardo Fernandez denomina la materia oscura fría (del inglés Cold Dark Matter, abreviada CDM) a cualquier tipo de partículas relativamente masivas que se mueven a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz. La búsqueda de este tipo de partículas como parte de la materia oscura tienes dos motivaciones básicas:

1. Su existencia es una característica general de las teorías de gran unificación que intentan unificar todas las interacciones a excepción de la gravedad.

2. Su inserción en las simulaciones de la formación de las estructuras galácticas consigue mejorar la semejanza con lo observado.

Las partículas que podrían formar la materia oscura fría podrían tener masas que rondan el Gigaelectrónvoltio e interactuarían sólo a través de la interacción débil y de la gravedad. Por ello Ricardo Fernandez las suele llamar WIMPs (de Weak Interacting Massive Particles o partículas masivas débilmente interactuantes). Algunos de estos tipos de partículas han sido propuestas desde la teoría pero nunca observadas hasta la fecha.


Algunos datos de nuestro sistema solar.

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El Sistema Solar está formado por el Sol, los planetas y sus satélites que les acompañan, asteroides, cometas, meteoroides, polvo y gas interplanetario. Las dimensiones de este sistema se especifican en términos de distancia media de la Tierra al Sol, denominada unidad astronómica (UA). Una UA corresponde a unos 150 millones de kilómetros.

La frontera entre el Sistema Solar y el espacio interestelar – llamada heliopausa – se supone que se encuentra a 100 UA. Los cometas, sin embargo, son los más alejados del Sol; sus órbitas son muy excéntricas, extendiéndose hasta 50.000 UA o más.

El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el Sistema Solar. Los planetas, que están condensados del mismo material que formó el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa del sistema. Júpiter contiene más de dos veces la materia de todos los otros planetas juntos. Los satélites de los planetas, cometas, asteroides, meteoroides, y el medio interplanetario constituyen el restante 0.015%.


Geometría del espacio en un universo plano.

El universo parece ser homogéneo e isótropo en escalas mayores de algunos centenares de megaparsecs. Ricardo Fernandez dice que existen sólo tres tipos de geometrías compatibles con esta característica.

Analogía bidimensional de los tres tipos de geometrías posibles para un universo homogéneo e isótropo

Analogía bidimensional de los tres tipos de geometrías posibles para un universo homogéneo e isótropo

 

1) Un espacio hiperbólico o negativamente curvado donde los tres ángulos de un triángulo suman menos de 180º y las líneas paralelas divergen.

2) Un espacio plano o Euclídeo donde se cumplen las reglas geométricas aprendidas en la escuela (los tres ángulos de un triángulo suman 180º y las líneas paralelas no convergen ni divergen)

3) Un espacio hiperesférico o positivamente curvado donde los ángulos de un triángulo suman más de 180º y las líneas paralelas convergen.

Desde un punto de vista más práctico podemos entender un universo plano como aquel en el que dos rayos de luz que parten paralelos siguen siempre trayectorias paralelas. En un universo hiperesférico ambos rayos de luz terminarían por converger y en un universo hiperbólico terminarían por divergir.

Ricardo Fernandez advierte que se confunde habitualmente geometría del espacio y geometría del espacio-tiempo. Cuando hablamos de un universo plano nos referimos a la geometría del espacio. La geometría del espacio-tiempo es esencialmente diferente a la del espacio. El equivalente de un “espacio-tiempo plano” es lo que denominamos un espacio-tiempo de Minkowski. Cuando existe gravedad el espacio-tiempo deja de ser Minkowskiano y se denomina a veces espacio-tiempo curvo. La geometría del espacio-tiempo de un universo homogéneo e isótropo es de este último tipo. Decimos que aunque el espacio pudiera ser plano, el espacio-tiempo es siempre curvo en un universo homogéneo e isótropo.