Las leyes físicas no son las mismas en todo el universo

En la actualidad, la física ha alcanzado cotas inimaginables hace apenas unas décadas. Existen múltiples teorías que pretenden explicar nuestra realidad (teoría M o de cuerdas, teoría de la supergravedad, ...) junto a las más extendidas, la relatividad y la teoría cuántica (por no olvidar la ansiada Teoría Unificada, que se supone unifica ambas teorías, "la de las cosas grandes (relatividad) y las de las cosas pequeñas (física cuántica)". Pero hace poco, un equipo de astrofísicos de universidades tan prestigiosas como Cambridge, Nueva Gales del Sur o Swinburne han publicado en la revista "Physical Review Letters" unos hallazgos que evidencian la variabilidad de una "constante", la llamada constante "alfa" o "de estructura fina de Sommerfeld".

Esta constante es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza electromagnética (recordemos que existen cuatro tipos de fuerzas: nuclear fuerte, nuclear débil, gravitatoria y electromagnética). Sobre ella debemos decir que es adimensional. Aquí tenemos la fórmula de esta constante:

Según afirma dicho grupo de astrofísicos, mediciones realizadas a lo largo del universo visible han demostrado que el valor de la constante no es "constante" (valga la redundancia). Uno de los autores del presente estudio, John Webb, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, ha afirmado que tras haber medido dicha constante en alrededor de 300 galaxias diferentes, se puede afirmar que el valor de dicha constante varía según un eje preferencial, es decir, que la variación está orientada (si nos desplazamos en un sentido crece, si nos desplazamos en el contrario, disminuye). Webb concluye que, de ser ciertas estas mediciones, "necesitamos nuevas teorías físicas para describirlas de manera satisfactoria".

Según se ha publicado en "Newscientist", Webb observó hace unos años la luz procedente de cuásares de galaxias muy lejanas (12.000.000.000 años luz). El estudio de los datos obtenidos evidenció que la constante de estructura fina era ligeramente menor en aquellas galaxias en el momento de la emisión de la luz. Recientemente, estudiando galaxias en otro sentido, se constató que el valor de la constante era ligeramente superior.

Otro de los autores del presente estudio, Michael Murphy, de la Universidad de Swinburne, afirma que este descubrimiento nos obligará a repasar nuestras leyes físicas. Según lo que sabemos, todas las constantes podrían variar a lo largo del Universo, haciéndonos necesitar, en palabras de Murphy, "una teoría mejor, más profunda".

En mi opinión, a pesar de lo desalentador que pueda parecer, esto arroja cierta cantidad de luz sobre una de las preguntas recurrentes de la Física: ¿las leyes físicas son las mismas en todo el Universo? ¿Han sido siempre las mismas? ¿Seguirán siéndolo?

Observatorio Keck (Hawaii) Uno de los observatorios desde donde se realizaron las mediciones

Fuentes:

www.tendencias21.net

es.wikipedia.org

Manu Gutiérrez

La NASA descubre vida con arsénico

La noticia del descubrimiento de vida con arsénico ha sido toda una revolución, ya que es la primera vez que se descubre un microorganismo capaz de usar un elemento tóxico, en lugar del habitual fósforo, para vivir y desarrollarse. Y es que el arsénico es altamente perjudicial para los organismos vivos, ya que ataca a su metabolismo.

Los investigadores de la NASA han descubierto una bacteria la cual cuando no existe fósforo, es capaz de metabolizar el arsénico, normalmente un veneno letal para cualquier organismo como hemos dicho anteriormente.

Bacteria de la familia Halomonadaceae en las aguas tóxicas y salobres del Lago Mono, en California

Hasta ahora se pensaba que el desarrollo de la vida estaba basado en seis componentes esenciales: el fósforo, el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el azufre y el nitrógeno. Sin embargo, una bacteria de la cepa, denominada: GFAJ-1, de la familia de las halomonas, encontrada en el Lago Mono de California, es capaz de prescindir del fósforo y crecer en presencia de arsénico, un elemento que resulta letal.

Desde el punto de vista químico, el arsénico es muy similar al fósforo y precisamente esa es la causa de que sea tan nocivo para los seres vivos. Como el metabolismo es incapaz de diferenciar ambos elementos en su forma biológica activa, el arsénico se asimila en lugar del fósforo y bloquea los principales procesos bioquímicos. La única excepción conocida es la cepa GFAJ-1, que no sólo sobrevive en presencia de arsénico, sino que además es capaz de incorporar el veneno a su metabolismo y a su ADN. "Esta investigación nos recuerda que la vida, tal como la conocemos, puede ser mucho más flexible de lo que suponemos normalmente o de lo que nos imaginamos", afirma la directora del estudio. El hallazgo sugiere la existencia de una bioquímica totalmente diferente a la que conocíamos hasta ahora, que podría haber sido utilizada por microorganismos en ambientes extremos de la Tierra o incluso de otros planetas.

Bacteria Arsénico

Fuentes:
www.muyinteresante.es
www. rtve.es

Leandro Mesas

Materiales del futuro I: Grafeno

Hoy vamos a centrar nuestra segunda entrada en un nuevo e innovador material que va a revolucionar la tecnología del futuro, destinado entre otras aplicaciones a pantallas de grosor milimétrico.

El grafeno es una sustancia que presenta una estructura atómica laminar plana de un átomo de grosor, formada por átomos de carbono que forman una red cristalina en forma de panel de abeja mediante enlaces covalentes.

Estructura atómica del grafeno

La hibridación de los orbitales atómicos tipo sp² explica los ángulos de enlace (120º) de la estructura hexagonal (cada átomo de carbono enlaza con otros tres átomos de carbono con una estructura trigonal plana). Cada uno de los carbonos posee cuatro electrones en su capa de valencia en el estado hibridado. Tres de esos electrones se alojarán en los híbridos sp², formando una estructura de enlaces covalentes simples (enlaces de tipo sigma, o de superposición frontal, con los orbitales híbridos sp² de los otros átomos de carbono) y el electrón sobrante se alojará en un orbital atómico de tipo p puro (no hibridado) perpendicular al plano de los orbitales híbridos.

 Orbital híbrido sp2

El grafeno es el componente estructural básico de muchos compuestos de carbono (los denominados "grafíticos"), como el grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos. De hecho, la estructura del grafito consiste en una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno se deben a las fuerzas Van der Waals y a los enlaces entre los orbitales de tipo p no hibridados.
Las propiedades más características del grafeno son:
  - Gran conductividad, tanto eléctrica como térmica. Efecto Joule (calentamiento al conducir la electricidad) escaso.
  - Elasticidad, dureza y resistencia enormes.
  - Soporta la radiación ionizante.
  - Ligero (tanto como la fibra de carbono) y flexible.
  - Consume menos electricidad que el silicio, para una misma tarea.
  - Los electrones que circulan por el grafeno se mueven a una velocidad constante (10⁶ m/s) independientemente de su energía, como los llamados "fermiones de Dirac". Este comportamiento fue predicho teóricamente hace medio siglo.
  - Presenta el llamado "efecto Hall": la conductividad perpendicular a la corriente toma valores discretos. Su conductividad nunca puede ser cero.
   - Los electrones del grafeno pueden moverse libremente por toda la lámina (no presenta el efecto de localización de Anderson).
  - Es transparente casi por completo.
  - Su densidad implica que ni siquera el átomo de helio (el más pequeño de todos) pueda atravesarlo.

El Nobel de Física 2010 ha sido otorgado a Andre Geim y Kostya Novoselov, debido a su trabajo con el grafeno. Éstos consiguieron aislar capas de grafeno a partir del grafito de una forma poco ortodoxa, y como tantos otros descubrimentos científicos, casi por casualidad: estudiando el grafito, pegaron celo en su superficie, para después quitarlo y así eliminar las impurezas. Pero pronto se dieron cuenta de que, además de las impurezas, al celo se adherían capas sueltas de grafeno.
Las aplicaciones del grafeno son muchas y muy variadas, debido a sus extraordinarias propiedades: desde chalecos antibalas (es más resistente y ligero que el kevlar, el material que se utiliza actualmente) y placas solares mucho más eficientes que las actuales hasta procesadores de cientos de GHz (los especialistas de la universidad de la UCLA han logrado desarrollar un procesador de 300GHz, mucho más que cualquier otro fabricado en silicio. Más info: http://www.tendencias21.net/Logran-un-transistor-de-grafeno-de-300-GHz_a4804.html)

Grafeno vs. Silicio

La aplicación más destacada del grafeno es la electrónica. Podrá ser utilizado para construir pantallas táctiles, procesadores de velocidades extraordinarias, ... Esto permitirá crear un nuevo tipo de equipos: más ligeros que un portátil, más potentes que un teléfono móvil (y con una pantalla más grande). Imagina: una pantalla enrollable, ligera, táctil y con una capacidad de procesamiento muy superior a la de cualquier ordenador de sobremesa. ¿Un sueño? No del todo: Samsung, con la ayuda de la universidad Sungkyunkwa, de Corea del Norte, espera tener los primeros prototipos de ordenadores táctiles y enrollables para 2011.

Sólo nos queda esperar a que los primeros ordenadores de grafeno comerciales salgan a la luz. Velocidad y portabilidad, todo un sueño.

Fuentes:

es.wikipedia.org

www.grafeno.com

www.tendencias21.net

www.quo.es

Manu Gutiérrez

Leandro Mesas

Inauguración - Una de la zona

Para inaugurar nuestro blog, vamos a empezar con una noticia, ya un tanto desfasada (culpa de los informáticos de la Junta de Andalucía)  que nos pilla bastante cerca.
Cerca de nuestro pueblo, en el observatorio astronómico "Los Collados de la Sagra" se descubrió recientemente un cometa, el cual se encontraba a 270.000.000 km de la Tierra. Este cometa ha sido el cuarto descubierto por un observatorio español en lo que llevamos de año, lo cual marca un hito en la historia de la astronomía española.
La Unión Astronómica Internacional (IAU) ya ha bautizado el nuevo cometa, con el nombre "P/2010 R2 La Sagra", por la ubicación de la estación robótica que lo descubrió, la cual es controlada vía internet.
Los telescopios del OAM (Observatorio Astronómico de Mallorca, que se encarga de los telescopios de la zona norte de Granada) operan bajo el proyecto "La Sagra Sky Survey (LSSS)".
El cometa "La Sagra" pertenece a una inusual clase de cometas, llamados MBC (Main Belter Comets). Este tipo de cometas se encuentran en el cinturón de asteroides, un lugar poco usual para los cometas.
Los telescopios del OAM avistaron por primera vez al cometa el 13 de agosto, y por segunda vez el 15 de septiembre, en ambas ocasiones a más de 270 millones de kilómetros del planeta azul, dirigiéndose a la constelación de Piscis. Su periodo de traslación (tiempo en dar una vuelta al Sol) dura 5,45 años.
Además del cometa "P/2010 R2 La Sagra" se conocen otros seis cometas del tipo MBC. El primero que se descubrió fue el "133P/ Elzt-Pizarro", avistado desde el ESO (Observatorio Europeo del Sur), en Chile. El último en ser descubierto, justo antes del "P/2010 R2 La Sagra", fue el cometa "P2010 A2 (LINEAR)", el cual se cree que es producto del choque entre dos asteroides del cinturón.
Desde su inicio, el sistema robotizado del Observatorio Astronómico de Mallorca ha localizado más de 5.000 nuevos asteroides, algunos de los cuales pasan cerca de la órbita terrestre.
La innovación tecnológica del sistema robótico del OAM en el campo de la astronomía observacional robótica de objetos cercanos (relativamente, hablamos de medidas del orden de millones de km) ha tenido aplicaciones inmediatas en el sector aeroespacial, como es el caso del programa SSA (Space Situational Awareness), el cual es promovido por la ESA (Agencia Espacial Europea, la NASA de Europa) para la detección y catalogación de restos espaciales de origen artificial, como la conocida basura espacial.

 

Órbita del cometa en comparación con la órbita terrestre

Foto del Observatorio Astronómico de La Sagra

Fuente: Periódico "Comarca de Baza", número 131, 8 de octubre de 2010.

Esperamos que os guste esta entrada, pretendemos hacer de este blog una vía de divulgación científica, y siempre que sea posible, de dar a conocer la comarca de Baza.

Manuel Gutiérrez

Leandro Mesas