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Notas desde el Espacio infinito
Muchos objetos en la naturaleza, desde la geometría de una coliflor hasta el perfil de una montaña o las ramificaciones de los ríos, tienen un comportamiento fractal, es decir, poseen una estructura parecida a todas las escalas (esto es, la invariancia de escala), de manera que, observándolos a través de una lupa o de un telescopio, no notaríamos diferencia.
La mayoría de las estrellas son variables pulsantes (como lo es nuestro propio Sol), es decir, que su luminosidad varía periódicamente con el tiempo. Esto se debe a que ondas de densidad y temperatura que se generan en su interior llegan a la superficie de la estrella haciéndola oscilar, lo que provoca cambios en su brillo. Estas oscilaciones estelares forman patrones tridimensionales al igual que una cuerda de guitarra o la piel de un tambor en una y dos dimensiones respectivamente.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Granada (UGR) y del Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA-CSIC), expertos de una rama de la astrofísica denominada astrosismología, ha analizado estas oscilaciones de luminosidad, tratando de clasificar las estrellas pulsantes en distintos tipos, cada uno con una determinada estructura interna y propiedades físicas, de la misma forma a través de la cual nuestro oído puede identificar distintos instrumentos musicales en una orquesta, y por ende, las propiedades de cada uno de aquellos, como el material o las dimensiones.
Pero en el trasfondo de la música estelar hay más. Como explican Juan Carlos Suárez Yanes, investigador del departamento de Física Teórica y del Cosmos de la UGR, y Sebastiano de Franciscis, del IAA-CSIC, “la música de una estrella pulsante resulta tener un continuo rumor susurrante de fondo, como un público molesto en una sala de concierto, que dificulta la escucha”.
Estos investigadores han estudiado por primera vez el ruido de fondo que existe en la luminosidad de las estrellas como un objeto fractal. Su trabajo ha descubierto propiedades fractales en la luminosidad de las estrellas pulsantes.
Caracterizar mejor las estrellas variables
Los investigadores han aplicado un algoritmo que se basa en el análisis armónico de Fourier (que estudia la representación de funciones o señales como superposición de ondas “básicas” o armónicos) de series temporales con propiedades fractales para aislar la música estelar del molesto ruido de fondo de una manera eficiente y sencilla. Esto permite depurar de la música estelar las oscilaciones que forman parte del ruido, y así identificar mejor y caracterizar las estrellas variables.
Gracias a este método, los investigadores pueden identificar y caracterizar mejor las estrellas variables. Se trata de un paso importante para entender cada vez más los mecanismos físicos que gobiernan las estrellas pulsantes, ya que ahora es posible ver más nítidamente en su interior.
Fermi y Drake, incógnitas estelares
Es muy probable que los humanos estemos solos en el Universo, pero también hay una ligera probabilidad de que en algún momento, encontremos vida inteligente. Ésta es la conclusión a la que llegaron tres reconocidos investigadores de la Universidad de Oxford que publicaron el estudio “Disolviendo la Paradoja de Fermi”. Para hacerlo, tomaron la popular paradoja del físico Enrico Fermi y la ecuación de Drake que estima el número de civilizaciones con las que podríamos tener contacto.
El estudio fue hecho por tres reconocidos investigadores de la Universidad de Oxford: Anders Sandberg del Instituto del Futuro de la Humanidad; Eric Drexler, nada menos que el responsable del término nanotecnología y Tod Ord, un influyente filósofo sobre la moral.
¿Qué es la Paradoja de Fermi?
Planteada por el físico Enrico Fermi en 1950, la paradoja se pregunta en dónde están las demás civilizaciones que se creería están en el Universo dado su tamaño y su edad. De acuerdo con lo supuesto por Fermi, hay una contradicción entre las afirmaciones que dicen que hay altas probabilidades de que existan otras civilizaciones inteligentes en el universo observable y la falta de evidencia, lo que podría significar que nuestras observaciones son defectuosas o incompletas.
Fermi respondió a su propia paradoja argumentando que toda civilización avanzada es capaz de crear tecnología capaz de exterminarse. Lo que hicieron fue reconsiderar algunos parámetros de la ecuación de Drake e incorporar algunos modelos químicos y genéticos que dieron origen a la vida y mostrar así que hay ciertas incertidumbres científicas que, debido al conocimiento limitado, han tenido un valor aproximado que es incierto y no una estimación exacta. De esta manera, los investigadores asignaron los valores mínimos y máximos según el conocimiento existente a algunas variables (como el número de planetas en la galaxia según los estudios de exoplanetas) mientras que otras permanecieron con valores estimados y obtuvieron como resultado una distribución que se interpreta como la estimación de las probabilidades de que la humanidad está sola en el Universo.
“Si probamos con el conocimiento científico disponible, las cosas se vuelven extremas. Esto es porque la probabilidad de tener vida e inteligencia en un planeta es altamente incierta y tomando en cuenta lo que sabemos, no podemos asegurar que sucede lo mismo en todos los lugares con las condiciones adecuadas, pero tampoco podemos asegurar que sea algo astronómicamente raro. Esto nos conduce a una incertidumbre mayor sobre el número de civilizaciones, lo que nos lleva a concluir que hay una probabilidad muy alta de que estemos solos. Sin embargo, también concluimos que no deberíamos sorprendernos si encontramos vida inteligente”, explica el doctor Sanberg al sitio Universe.
¿En qué consiste la ecuación de Drake?
Esta fórmula intenta hacer una estimación de la cantidad de civilizaciones que habitan en la Vía Láctea según las probabilidades de contar con emisiones de radio detectables. Fue propuesta por el radioastrónomo Frank Drake en 1961 y utiliza variables específicos que se piensa, tienen un papel importante para el desarrollo de civilizaciones; sin embargo, no hay datos suficientes para resolverla por lo que los científicos utilizan aproximaciones teóricas.
En la ecuación, se toman factores como el ritmo anual de formación de estrellas en la galaxia, número de planetas que las orbitan, la fracción de los planetas con vida, los planetas con vida inteligente, los planetas donde la vida inteligente ha desarrollado tecnología para comunicarse y el tiempo que una civilización inteligente y comunicativa puede existir.
En resumen, los científicos no están seguros de que estemos solos en el Universo o de que no haya probabilidades de encontrar civilizaciones extraterrestres pasadas o presentes, pues como bien apunta el doctor Sanberg sobre la paradoja de Fermi. “Uno puede contestarla diciendo que encontrar inteligencia es muy raro, pero tendría que ser tremendamente rara. Otra posibilidad es que la inteligencia no dure mucho, pero sí lo suficiente para que una civilización sobreviva y se vuelva visible”.
“Los intentos por explicarla al suponer que todas las inteligencias actúan de la misma manera (manteniéndose en silencio, evitando hacer contacto y transcendiendo) falla, pues requeriría que cada individuo que pertenece a casa sociedad en cada civilización se comporte de la misma manera, siendo el reclamo sociológico más fuerte de la historia”.
El estudio hecho por Sandberg, Drexler y Ord demuestra que aún falta mucha información por conocer para hacer un cálculo más certero sobre la vida extraterrestre inteligente, pues actualmente sólo puede asegurar que, según lo que sabemos, somos la única especie inteligente en la Vía Láctea en el presente.
“El estudio muestra que la astrobiología y el conocimiento de la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI por sus siglas inglés), pueden ayudar a reducir la incertidumbre de algunos parámetros. Incluso la biología terrestre nos puede dar información importante sobre la probabilidad de la aparición de vida y las condiciones que podrían suponer vida inteligente. Finalmente, una conclusión importante que hicimos es que la falta de inteligencia observada no nos hace concluir que no es duradera: las estrellas no predicen nuestra perdición”, explica Sandberg.
¿Y si no hay más vida inteligente que esta?
El doctor en Astronomía Armando Arellano Ferro imparte charlas bajo la temática «Vida extraterrestre: ilusiones y antropocentrismo». Investigador del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), Arellano Ferro aborda la idea sobre la existencia de vida extraterrestre y nuestra capacidad de reconocerla y encontrarla, resumiendo los alcances y las limitaciones del conocimiento moderno.
«La idea de vida en el universo es antigua y permanente en el ser humano; sin embargo, abordarla desde la idea de los ovnis me parece una audacia por no decir una torpeza, o por lo menos es una limitación intelectual. Yo creo que hay otras maneras más sensatas e inteligentes de abordar el problema, somos capaces de muchas más conjeturas sobre la vida, la conciencia y la inteligencia», asegura.
Arellano Ferro señala que los seres vivos son sistemas físicos que no están en equilibrio y que se mantienen disipando energía. “Si definiéramos la vida como un sistema disipador de energía fuera de equilibrio, entonces una galaxia o una nebulosa planetaria, por ejemplo, cumplirían la definición y en ese caso el universo estaría lleno de vida”.
«La definición de vida como la entendemos en la Tierra no nos sirve cósmicamente, tenemos que cambiar de paradigma. A veces la vida, como sí la conocemos, nos parece tan familiar que olvidamos el intrincado laberinto de condiciones que la hicieron posible y que la mantienen, tendemos a simplificarla y creerla común en todos lados, pero la vida como fenómeno podría más bien ser excepcional», afirma el astrónomo físico, quien entiende que es posible que en otros planetas existan condiciones para que se den vidas parecidas a la nuestra, pero ahí la temporalidad juega un papel trascendente.
La visión antropocentrista
El astrónomo señala que al pensar en la vida extraterrestre se cae fácilmente en el antropocentrismo y no logramos desprendernos de ideas adquiridas durante milenios de la experiencia de lo vivo en la Tierra. «Si en un planeta como la Tierra surgió la vida, es sensato buscar otros planetas parecidos a la Tierra y averiguar si por ser parecidos se podrían dar los mismos procesos que desencadenaron la vida. Es ahí donde quizá tendremos más oportunidades de encontrar alguna forma de vida; sin embargo, esta podría hallarse en un estado evolutivo muy diferente al de la vida en la Tierra ahora», expresa el investigador, quien añade que entre los más de mil 300 planetas descubiertos en los últimos 20 años alrededor de otras estrellas, solamente se conocen unos cinco parecidos a la Tierra en tamaño, probablemente con atmósfera y con temperatura adecuada.
Asimismo comenta que siempre que se habla de vida se espera encontrar seres desarrollados y comunicativos como los seres humanos. Así, hilvana esta idea con el caso de los humanos en la Tierra, la conciencia de estar vivos, la inteligencia, y discute si la evolución biológica desencadena necesariamente en la conciencia y la inteligencia.
La búsqueda de vida en otros planetas y la de paralelismos con el proceso que en la Tierra nos puso aquí debe tomar en cuenta la brevedad del tiempo que la humanidad, consciente e inteligente, ha estado en la Tierra; desde cuándo existe la vida en la Tierra y desde cuándo existe la conciencia y la capacidad para plantearse estas preguntas; así también los tiempos en los que se forman los sistemas que dan origen a la vida y que son capaces de conservarla.
Ante estos cuestionamientos, Arellano Ferro recuerda que la edad de la Tierra es de unos cuatro mil 600 millones de años y que la edad del fósil de un organismo vivo más antiguo es de tres mil 600 millones de años; sin embargo, el Homo sapiens surgió hace apenas unos 100 mil años y el interés por la vida en el universo tiene quizá cinco mil años, aunque la capacidad tecnológica de buscarla no rebasa los 150 años.
«Durante los primeros mil millones de años este planeta no tuvo vida. La Tierra ha estado habitada por alguna forma de vida 80 por ciento de su existencia, pero solamente 0.1 por ciento ha estado habitada por un ser emparentado con el hombre», resalta.
Además, relata que la vida se formó y se conservó debido a varias condiciones favorables pero fortuitas: el periodo de rotación de la Tierra, la inclinación de su eje y la distancia con el sol han permitido conservar su atmósfera y, por lo tanto, los océanos; su estructura interior, que genera el campo magnético que nos protege de radiación letal proveniente del sol, además de la presencia de los planetas masivos Júpiter y Saturno que durante la época de intensa caída de meteoritos en el sistema solar protegieron la Tierra, disminuyendo en ella el número de impactos de colosales meteoros.
Por todo ello, señala, la formación y conservación de la vida es compleja y tal vez sea necesario descubrir decenas de miles de planetas similares a la Tierra para encontrar organismos sofisticados, no necesariamente inteligentes, pero complejos. Por consiguiente, «no se puede utilizar la evolución humana como ejemplo de lo que tiene que suceder en otro lado», finaliza.
El inquietante planeta X
La comunidad científica se encuentra dividida por la interpretación de objetos con órbitas muy alargadas, que podrían explicarse o no con la presencia de planeta XLa alargadísima órbita de El Duende o 2015 TG387, un planeta enano que se mueve por los confines del sistema solar, ha hecho pensar a sus descubridores que está influenciada por un desconocido planeta X. Sin embargo, otros astrónomos consideran que los movimientos de este y otros objetos extremos se puede explicar por procesos de difusión orbital peculiares o simples sesgos observacionales.
El nuevo descubrimiento de 2015 TG387 es fruto de un sondeo a largo plazo del sistema solar externo que están llevando a cabo sus autores desde hace unos años con telescopios en Hawái y Chile, y cuyo objetivo final sería el descubrimiento de un nuevo planeta del sistema solar.
En estos momentos, la comunidad científica se encuentra dividida con respecto a la interpretación de nuevos objetos como este, observados a lo largo de órbitas muy alargadas que les llevan desde la vecindad de Neptuno y el cinturón de Kuiper (de 30 a 80 AU) hasta la región ocupada por la nube de Oort interna (situada a miles de AU y distinta a la nube de Oort clásica, propuesta por Oort en 1950).
Un grupo considera que las propiedades de estos objetos no son compatibles con la existencia de un hipotético planeta X. Por una parte postulan que la distribución de sus órbitas presenta peculiaridades única y exclusivamente debido a sesgos observacionales y efectos de selección. Por otra, argumentan que la existencia de los objetos más anómalos se puede explicar por procesos de difusión orbital en los que la órbita de un objeto va cambiando paulatinamente hasta alcanzar los valores extremos de tamaños y formas orbitales observados.
En la esquina opuesta están los grupos que consideran que las órbitas de estos objetos tan peculiares solo pueden ser explicadas como resultado de las perturbaciones ejercidas por un hipotético planeta aún por descubrir. Los autores del descubrimiento de 2015 TG387 o El Duende defienden esta interpretación y con su nuevo artículo se reafirman en su hipótesis.
El anuncio de 2015 TG387 se une al también reciente de 2015 BP519 o Cajú (el Anacardo), un objeto que tiene una de las órbitas más extrañas jamás observadas y que no parece tener el mismo pasado dinámico que el resto. Con este, ya son 30 los objetos transneptunianos extremos (ETNO, por sus siglas en inglés) conocidos.
Más de un perturbador
En un estudio en el que he participado recientemente señalamos que las propiedades de 2015 BP519 son demasiado extremas dentro del contexto de estos objetos como para poder compararlas con las del resto. En cualquier caso, cuando se analizan de forma conjunta los datos de estos objetos, incluyendo 2015 BP519 y 2015 TG387, parece que efectivamente están sujetos a perturbaciones, aunque estas parecen compatibles con la presencia de más de un perturbador.
La región del sistema solar comprendida entre el cinturón de Kuiper o cinturón transneptuniano, a 40 AU, y la nube de Oort, a 50.000 AU, se creía vacía hasta que a partir del año 2000 se empezaron a hacer públicos los descubrimientos de estos objetos tan interesantes. Ahora sabemos que esta región dista mucho de estar vacía y sospechamos que nos va a dar todavía muchas sorpresas en los próximos años.
La realidad es que aún tenemos pocas observaciones de estos objetos, por lo que sabemos poco de ellos aparte de las propiedades de sus órbitas. En términos de composición química sólo se han publicado resultados de Sedna y el par (474640) 2004 VN112 y 2013 RF98, aunque en la reciente reunión de la Unión Astronómica Internacional (IAU) en Viena se han hecho públicos resultados preliminares de otros dos objetos: 2002 GB32 y (506479) 2003 HB57.
Estos dos pares de objetos parecen ser muy diferentes de Sedna. Los del cuarteto son rosados, mientras que Sedna es muy rojizo. Confiamos en los nuevos datos y sorpresas que puedan deparar las futuras observaciones.
Carlos de la Fuente Marcos es astrónomo de la Universidad Complutense de Madrid, experto en objetos transneptunianos extremos. Algunos de sus trabajos, realizados con su hermano Raúl de la Fuente Marcos, sugieren la presencia de uno o más planetas desconocidos en el sistema solar.
Charla y siesta en las estrellas
Arcoíris, Ceres, galaxia o luz son palabras que vienen del cielo, pero no solo; también lo son abrigo, astrocito, cereal, fósforo o siesta, señala el astrónomo francés Daniel Kunth, quien acaba de publicar “Las palabras del cielo”.
Este libro de 151 páginas (editorial Gedisa) mezcla ciencia y lingüística, y rebusca en el origen de los términos y en la razón de su existencia, explica su autor, quien asegura que cuando empezó nunca se imaginó que “había tantas palabras en el cielo”.
Kunth, del Instituto de Astrofísica de París, une en esta travesía etimológica-científica curiosidades históricas, anécdotas, pasajes literarios y ciencia para ayudar a conocer y comprender la mitología del universo y los orígenes de nuestro lenguaje cotidiano.
Y es que expresiones como remover cielo y tierra, caer del cielo, un ave nocturna, salir volando como cometa, luna de miel, vivir en la luna o nada nuevo bajo el sol tienen “sus raíces” en el cielo.
“El cielo nos ha inspirado cientos de palabras y las hemos manipulado o relegado a un uso más alejado del que eran portadoras”, apunta este científico, quien comenzó a recopilar palabras en 1991, cuando preparaba sus talleres e iniciativas de divulgación científica, como el festival de la “Noche de las estrellas”.
Actitud ante la vida
“Yo soy astrónomo, pero se trata de una actitud ante la vida: conocer y aprender”, eso es lo que está detrás de este libro.
La primera palabra que le llamó la atención fue canícula, que deriva de canis, perro, y hace referencia a la estrella Sirio, “la ardiente” y la más brillante de la constelación Can Mayor.
Los egipcios comenzaban su año cuando Sirio se hacía visible en el cielo, justo al amanecer del día, lo que en esa época sucedía al inicio del verano. Los romanos conservaron la idea de calor e imagen del perro para forjar la palabra canícula que designa las temperaturas estivales excesivas (en la mitología griega Sirio es la pequeña perra que acompaña siempre al cazador Orión).
La palabra siesta, también en el firmamento
También le gustó siesta: término español importado a otros idiomas, apunta Kunth en el abecedario incluido en su libro.
Para los romanos, mediodía, la hora más cálida del día, se llamaba “sexta hora” y los españoles, describe este científico francés, la juzgaron muy propicia para el descanso y evitar el calor, para tomar la “siesta”, literalmente “hora sexta”.
Para este investigador hay palabras con una vinculación con el cielo más evidente y otras menos, “eso es lo fascinante”.
“Hace más de 20 años me interesé por la lingüística después de conocer estos ejemplos, y las palabras son como champiñones: aparecen una detrás de otra”, relata este astrónomo, experto en la formación y evolución de galaxias e investigador también en el Centro Nacional de Investigaciones Científicas francés (CNRS).
Kunth, quien apunta que seguramente se encontrará vida en otros planetas si se repiten las condiciones (habla de vida elemental), elige entre todas las palabras recopiladas en esta obra deseo, del latín ‘desiderare’: dejar de contemplar la estrella.
El libro, con ilustraciones, cuenta con el prefacio del astrofísico canadiense Hubert Reeves y el prólogo del científico español Jorge Wagensberg, quien asegura que Kunth es “un físico del cosmos que ama las palabras”.
La luz en la muerte de una estrella
El telescopio espacial Kepler ha captado por primera vez la luz visible de la onda expansiva causada por una estrella explotando. El estallido duró apenas 20 minutos y un equipo de científicos lo ha rescatado de las observaciones almacenadas por el telescopio durante tres años de vigilancia de 500 galaxias lejanas.
La estrella se llama KSN 2011d y está a 1.200 millones de años luz de la Tierra, según ha informado la NASA en un comunicado. El astro es una supergigante roja, 500 veces mayor que nuestro Sol y 20.000 veces más brillante.
Este fenómeno, conocido como supernova, sucede cuando una estrella se queda sin su combustible principal, el hidrógeno. El núcleo del astro implosiona y produce una onda expansiva que acaba reventando la superficie.
El Telescopio Espacial Kepler, conocido también por sonda kepler, es un Satélite artificial de la NASA que orbita alrededor del sol desde marzo del 2009. Debe su nombre descubridor de las tres leyes que describen las características de las órbitas planetarias al astrónomo y matemático Johannes Kepler (1571-1630).
La misión Kepler es detectar planetas análogos a la Tierra orbitando estrellas similares a nuestro sol en una zona habitable. El telescopio Espacial Kepler busca planetas extrasolares por la técnica denominada de Tránsito, es decir cuando un planeta que sigue su órbita se cruza por delante de una estrella, respecto a la línea de visión desde la Tierra, y el brillo del astro disminuye ligerísimamente, como si fuera un minúsculo eclipse. El objetivo de esta misión es observar este fenómeno en 150.000 astros. A partir de los primeros datos, los astrónomos recurren a otros telescopios en tierra o en el espacio para refinar los datos y confirmar o rechazar muchos candidatos a planeta extrasolar.
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