Materia y antimateria. ¿Por qué estamos aquí?

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La materia de la que están constituidos el sistema solar, la Tierra, los seres vivos y nosotros mismos, está formada, casi por completo, por átomos que, a su vez, se basan en tres partículas elementales: protones, neutrones y electrones. Para cada una de esas partículas, así como para otras muchas que no suelen formar parte de los átomos, existe una antipartícula. Por lo tanto, podría haber antiátomos de antimateria, formados por antiprotones, antineutrones y antielectrones (positrones).

Una propiedad interesante de la materia y la antimateria es que no pueden estar juntas. En cuanto se ponen en contacto, se desintegran por completo, transformándose en energía. Todos los indicios apuntan a que nuestra galaxia (la Vía Láctea) está formada casi exclusivamente por materia. También hay algo de antimateria, en forma de nubes de antipartículas, fuera de la galaxia, cerca de ella y atraída por su gravedad, pero en cantidad tan ínfima, comparada con la masa de la galaxia, que para efectos prácticos puede ignorarse. Se ha hablado también de que podría haber algunas (muy pocas) anti-estrellas.

El uno de octubre será demasiado tarde

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Fred Hoyle fue uno de los grandes científicos del siglo XX, así como uno de los más controvertidos, por las excéntricas teorías que defendía. Su descubrimiento científico más importante tuvo que ver con la nucleosíntesis de elementos en las estrellas, más pesados que el hidrógeno y el helio, que son los más sencillos y ligeros que existen. En particular, a partir de su teoría sobre la formación de los átomos de carbono, Hoyle dedujo una primera versión del ajuste fino, que le llevó del ateísmo a una postura vagamente teísta, como se ve en este párrafo de su artículo The universe: past and present reflections (Engineering & Science, 1981):

Es inevitable llegar a la siguiente conclusión: "Algún intelecto súper-calculador tiene que haber diseñado las propiedades del átomo de carbono, de lo contrario, la probabilidad de que yo descubra precisamente ese átomo como resultado de la acción de las fuerzas ciegas de la naturaleza sería minúscula… Una interpretación de los hechos basada en el sentido común sugiere que un súper-intelecto ha jugado con la física, junto con la química y la biología, y que en la naturaleza no vale la pena hablar de fuerzas ciegas. Los números que uno calcula a partir de los hechos me parecen tan abrumadores como para que esta conclusión esté casi fuera de toda duda."

La cosmovisión de los grandes científicos de la Ilustración

Este libro, publicado por Editorial Tecnos y dirigido por Juan Arana, resume algunos de los logros científicos, pero sobre todo intenta describir la forma de pensar, las ideas y convicciones éticas, religiosas, filosóficas y políticas de cierto número de los mejores científicos del siglo XVIII. Esta es la lista de los 34 científicos seleccionados, por orden alfabético de apellidos:

Mascarillas contra COVID-19, ¿sí o no?

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Algunos gobiernos están jugando con el uso obligatorio o voluntario de las mascarillas para obtener réditos políticos, puesto que hay muchas personas a las que no les gustan, y los gobernantes piensan que levantar la obligatoriedad puede darles votos. Algunas personas niegan que las mascarillas sirvan para prevenir los contagios, a pesar de que su utilidad para evitar la transmisión de una enfermedad respiratoria es de sentido común. ¿Hay algún estudio científico que aclare la situación?

¿Es limpia la energía solar?

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Hace décadas que nos vienen vendiendo la idea de que, cuando consigamos domeñar por completo la energía solar, se resolverán todos nuestros problemas para conseguir energía barata y abundante, los de la contaminación atmosférica, y los del calentamiento global.

Hace algunas décadas que vengo avisando de que este planteamiento tan optimista no es cierto. Que si fuésemos capaces de sustituir por completo la energía de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) por energía solar, algunos de nuestros problemas no desaparecerán, sólo tardarán más tiempo en volverse insostenibles, especialmente el problema del calentamiento global.

Viajes interestelares hiperlumínicos

James H. Schmitz

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La imaginación humana no conoce límites. Einstein puede decirnos que la velocidad de la luz establece un límite infranqueable para objetos con masa, pero en el fondo no nos lo creemos. ¡Tiene que haber una manera de romper ese límite! Si no, ¿cómo podríamos llegar a las estrellas durante el breve lapso de nuestra vida, volver a la Tierra y contar lo que hemos visto?

La gente de nuestra época, especialmente la de nuestra civilización, está empeñada en que tenemos que conseguir todo lo que queremos. Quiero ser inmortal, luego lo seré, y si no lo soy yo, lo serán mis hijos o mis nietos. (Más allá de los nietos, usualmente no llegamos…) Quiero viajar al centro de la galaxia, y si no puedo yo, alguien podrá hacerlo. Quiero hacer todo lo que quiera con mi vida, y lo haré… caiga quien caiga.

Viajes a la velocidad de la luz

Imagen de
"2001, una odisea del espacio"

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En realidad, el título de este artículo es incorrecto. Viajar a la velocidad de la luz es imposible, porque haría falta una energía infinita para acelerar hasta esa velocidad un cuerpo de masa en reposo mayor que cero. De lo que voy a hablar aquí es de posibles viajes a velocidades relativistas (próximas a la de la luz), lo que significa más de un 10% de la velocidad de la luz (o sea, 30.000 kilómetros por segundo).

Viajes interestelares en animación suspendida

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La mayor parte de los problemas mencionados al final del artículo anterior desaparecerían si se combinara la técnica del viaje generacional con otro avance científico que no parece, a primera vista, imposible: la conservación de los seres humanos en estado de vida latente durante periodos de tiempo muy prolongados. Este estado, que se parece al que adoptan muchos seres vivos cuando las condiciones ambientales son desfavorables, recibe el nombre de hibernación cuando es una respuesta al frio, y estivación cuando se utiliza como defensa contra el calor y la sequedad. 

En las condiciones actuales de la ciencia, la hibernación humana no es factible. Es verdad que se ha conseguido disminuir mucho el ritmo vital mediante la aplicación de bajas temperaturas, una técnica que se utiliza en cirugía para realizar operaciones muy complejas o delicadas, pero la suspensión total de las actividades vitales es siempre transitoria y se limita a un plazo breve que se mide en horas. 

Viajes interestelares generacionales

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En un grupo de novelas y cuentos de ciencia-ficción, el viaje a las estrellas no se puede realizar durante una vida humana. Los vehículos espaciales utilizados son gigantescos, pues deben albergar a muchos cosmonautas durante miles de años. Las velocidades que alcanzan estas naves espaciales no son muy altas, del orden de unos pocos millones de kilómetros por día. A ese ritmo hacen falta miles de años para cruzar los abismos interestelares.

Los cosmonautas que llegan al final del viaje no son los mismos que partieron: cientos o incluso miles de generaciones han visto transcurrir toda su vida a bordo de una nave espacial y no conocen el Sol ni la vida al aire libre. El vehículo en el que viajan es un pequeño planeta: una entidad cerrada en sí misma, en equilibrio ecológico perfecto. Nada se desperdicia. Los desechos de la actividad normal se reciclan y vuelven a utilizarse. Tiene que haber un control perfecto de los ciclos del agua, el oxígeno, el carbono, el nitrógeno y los restantes elementos imprescindibles para la vida. Los viajeros se alimentan de vegetales obtenidos de cultivos hidropónicos.

¿Será posible viajar a las estrellas?

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¿Será posible realizar viajes interestelares? En el nivel actual de nuestra tecnología, la respuesta es claramente negativa. ¿Será posible en el futuro? Siempre es peligroso hacer predicciones: la realidad suele alejarse de lo que se suponía que tenía que ocurrir. Pero no parece que los viajes interestelares vayan a llegar a ser factibles en el futuro próximo. Eso sí, en la literatura científica, tanto seria como imaginativa, se han propuesto diversos métodos, algunos de los cuales vamos a revisar en este y los próximos artículos, analizando las probabilidades relativas de cada uno.

Muchos escritores consideran el viaje interestelar la próxima frontera de la expansión humana y la única garantía para evitar nuestra extinción accidental, si ocurre una catástrofe cósmica, o provocada por nosotros mismos con una guerra nuclear. El problema es que un viaje a las estrellas sería muchísimo más difícil que la exploración de los planetas del sistema solar. Aparte del sol, la estrella más próxima a nosotros está a 4,27 años-luz, algo más de 40 billones de kilómetros. Con las posibilidades de la técnica actual se alcanzan velocidades del orden de un millón de kilómetros por día, por lo que un viaje hasta esa estrella duraría más de cien mil años. Aprovechando la atracción gravitatoria de los planetas gigantes, como Júpiter, sería posible triplicar la velocidad, pero aun así estamos hablando de decenas de miles de años.