Astronomía del siglo XX y XXI
Internet y la astronomía.
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| Antena del VLBA, crédito: NRAO |
Los astrónomos han utilizaron Internet desde sus orígenes, mucho antes de que llegara al gran público, cuando era una forma rudimentaria de comunicación, hace más de veinte años. Posteriormente, con la explosión de la "web", se ha potenciado y extendido su uso en esta y en todas las ciencias.
Generalmente, los observatorios astronómicos están situados en lugares remotos, por lo que la comunicación es esencial. Por otro lado, los elevados costes de los proyectos requieren la colaboración de varios países, y los medios proporcionados por Internet lo hacen posible. Además, el elevado número de imágenes digitales tomadas por telescopios terrestres y espaciales, ha permitido la creación de archivos accesibles a través de la red, especialmente, el contenido proporcionado por las agencias espaciales NASA y ESA.
Los aficionados, en solitario o formando grupos y asociaciones, han sido siempre muy relevantes en Astronomía. Astrónomos aficionados han descubierto multitud de nuevos objetos estelares, como novas y supernovas, y continuamente proporcionan observaciones de estrellas variables. Internet es importante para estos grupos de aficionados, ya que permite la coordinación de campañas de observación, así como el intercambio de ideas, proyectos, datos, y programas astronómicos.
También las principales revistas astronómicas, tanto profesionales como de divulgación, publican los artículos de forma electrónica en la red. Además, existen multitud de "sitios", más o menos independientes, que ofrecen información detallada sobre aspectos concretos o bien organizan esta información de distintas formas y en todos los idiomas. Más información.
Astrónomos del siglo XX y XXI.
JAN HENDRIK OORT (1900-1992).
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| Jan Hendrik Oort. |
Jan Hendrik Oort (28 de abril de 1900 – 5 de noviembre de 1992) fue un astrónomo holandés internacionalmente conocido. Estimuló de manera especial la radioastronomía. Es conocido porque el toroide de cometas que envuelve el Sistema Solar recibió su nombre, nube de Oort.
Oort nació en Franeker en Frisia y estudió en Groninga con Jacobus Cornelius Kapteyn. Su tesis doctoral se tituló Estrellas de gran velocidad. En 1927 probó que la Vía Láctea rotaba, analizando el movimiento de las estrellas. En 1935 consiguió el puesto de profesor en la Universidad de Leiden, donde Ejnar Hertzsprung era el director.
Oort estaba fascinado por las ondas de radio del universo. Tras la Segunda Guerra Mundial se convirtió en un pionero en el campo de la radioastronomía, para lo que empleó una vieja antena de radar alemana.
En los años 50 consiguió un nuevo telescopio en Dwingeloo, este de Holanda, para investigar el centro galáctico. En 1970 se construyó uno nuevo en Westerbook, consistente en 12 pequeños radiotelescopios trabajando al unísono para realizar observaciones interferométricas. Dicho tipo de observación había sido propuesto por él, pero la empleó con éxito Martin Ryle antes.
Su hipótesis del origen común de los cometas fue posteriormente aceptada como correcta, aunque hoy en día se cree que existen otros lugares más de formación.
Descubrimientos
- Oort calculó que el centro de la Vía Láctea se encuentra a 30000 años luz de la Tierra en la dirección de Sagitario.
- Probó que la Vía Láctea tiene una masa de 100 mil millones de Soles.
- En 1950 sugirió la existencia de una región del Sistema Solar de donde venían los cometas, la Nube de Oort. Esta idea era original de Ernst Öpik, quien la postuló en 1932.
- Descubrió que la luz de la nebulosa del Cangrejo (M1) estaba polarizada, por lo que debía ser una emisión de sincrotrón.
Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995).
Subrahmanyan Chandrasekhar (Lahore, India Británica ―actual República Islámica de Pakistán—, 19 de octubre de 1910-Chicago, Illinois, 21 de agosto de 1995) fue un físico teórico, astrofísico y matemático estadounidense de origen indio.
En 1930, Chandrasekhar ingresó en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, Inglaterra. Por aquel entonces leyó uno de los libros de Arthur Eddington, The Internal Constitution of Stars, que le influyó profundamente. En dicho libro, Eddington sostenía que las estrellas acababan sus vidas transformadas en objetos pequeños del tamaño de la Tierra y conocidos como enanas blancas, tras agotar sus fuentes de energía. Chandrasekhar incluyó en sus cálculos efectos de tipo cuántico y relativistas, concluyendo que tan solo las estrellas de baja masa podían terminar sus vidas tal y como Eddington había planteado. Sus cálculos más elaborados mostraban que para estrellas de masa superior a 1,4 veces la masa de nuestro propio Sol, estas, en ausencia de una fuente interna de calor, se colapsarían por debajo del tamaño terrestre. Este límite se conoce como límite de Chandrasekhar. Sus descubrimientos apuntaban a la formación de estrellas de neutrones y agujeros negros.
Ganó el Premio Nobel de Física en 1983 compartido con William Fowler por sus estudios sobre los procesos importantes en la estructura y evolución estelares. Se graduó en la Universidad de Madrás y se doctoró en la Universidad de Cambridge, aunque trabajó en la Universidad de Chicago desde 1937 hasta su muerte en 1995.
Además del Premio Nobel, le fueron concedidas la Henry Norris Russell Lectureship de la American Astronomical Society (1949), la Medalla Bruce de la Sociedad Astronómica del Pacífico (1952), la Medalla de oro de la Real Sociedad Astronómica (1953), la Medalla Henry Draper de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (1971) y la Medalla Copley de la Royal Society (1984).
En 1999, la NASA llamó en su honor al tercero de sus cuatro Grandes Observatorios, el Observatorio de rayos X Chandra. Incluso un asteroide, el 1958 Chandra, le debe su nombre. Más información aquí y aquí.
Lyman Spitzer (1914-1997).
Lyman Spitzer (Toledo, Ohio 26 de junio de 1914- Princeton, New Jersey 31 de marzo de 1997) Físico teórico estadounidense.
A los treinta y tres años ya había sido investigador en las universidades de Harvard y Yale, trabajó durante la Segunda Guerra Mundial en la Universidad de Columbia, e ingresó al plantel de la Universidad de Princeton, en la cual realizó sus últimas investigaciones. Spitzer trabajó en varias áreas de astrofísica teórica, como son la formación de líneas en los espectros de los objetos celestes y el movimiento y la formación de las estrellas, entre otras. Su trabajo más importante fue acerca del medio interestelar, el gas que se halla entre las estrellas y del cual éstas nacen.
Además de anticipar la existencia de las llamadas nubes moleculares, Lyman Spitzer predijo en 1956 la existencia en el medio interestelar de un gas muy tenue pero muy caliente, con temperaturas de un millón de grados Celsius. Tal gas fue descubierto 17 años más tarde con la llegada de observatorios espaciales. Fue Spitzer, más que ningún otro astrónomo, quién hizo notar las distintas facetas que puede tomar el gas que se halla entre las estrellas. En 1958 estudiando grupos de estrellas en nuestra galaxia, dedujo un mecanismo por el cual estos pierden estrellas y con el tiempo se deshacen. Fue también un líder en el desarrollo de observatorios espaciales, en particular del telescopio espacial Copernicus, diseñado para estudiar la luz ultravioleta que nuestra atmósfera absorbe. Más recientemente apoyó el desarrollo del telescopio espacial Hubble, probablemente el observatorio espacial más exitoso que haya habido. Entre los múltiples honores que recibió destaca el de haber sido el primer astrónomo en recibir el Premio Crafoord en 1985.
El Telescopio Espacial Spitzer, lanzado por la NASA el 25 de agosto de 2003 hace honor a su nombre. Más información.
CARL SAGAN (1934-1996).
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| Carl Sagan. |
Carl Edward Sagan (Nueva York, Estados Unidos, 9 de noviembre de 1934-Seattle, Estados Unidos, 20 de diciembre de 1996) fue un astrónomo, astrofísico, cosmólogo, astrobiólogo, escritor y divulgador científico estadounidense. Fue un defensor del pensamiento escéptico científico y del método científico, pionero de la exobiología, promotor de la búsqueda de inteligencia extraterrestre a través del Proyecto SETI. Impulsó el envío de mensajes a bordo de sondas espaciales, destinados a informar a posibles civilizaciones extraterrestres acerca de la cultura humana. Mediante sus observaciones de la atmósfera de Venus, fue de los primeros científicos en estudiar el efecto invernadero a escala planetaria. En la Universidad Cornell, Carl Sagan fue el primer científico en ocupar la Cátedra David Duncan de Astronomía y Ciencias del Espacio, creada en 1976, y fue director del Laboratorio de Estudios Planetarios.
Carl Sagan ganó gran popularidad gracias a la galardonada serie documental de TV Cosmos: Un viaje personal, producida en 1980, de la que fue narrador y coautor. También publicó numerosos artículos científicos,1 y fue autor, coautor o editor de más de una veintena de libros de divulgación científica, siendo los más populares sus libros Cosmos, publicado como complemento de la serie, y Contacto, en el que se basa la película homónima de 1997. En 1978 ganó el Premio Pulitzer de Literatura General de No Ficción por su libro Los dragones del Edén.
A lo largo de su vida, Sagan recibió numerosos premios y condecoraciones por su labor como comunicador de la ciencia y la cultura. Hoy es considerado uno de los divulgadores de la ciencia más carismáticos e influyentes, gracias a su capacidad de transmitir las ideas científicas y los aspectos culturales al público no especializado con sencillez no exenta de rigor.
Contribución a la ciencia.
Las contribuciones de Sagan fueron vitales para el descubrimiento de las altas temperaturas superficiales del planeta Venus. A comienzos de la década de 1960 nadie sabía a ciencia cierta cuáles eran las condiciones básicas de la superficie de dicho planeta, y Sagan enumeró las posibilidades en un informe que posteriormente fue divulgado en un libro de Time-Life titulado Planetas. En su opinión, Venus era un planeta seco y muy caliente, oponiéndose al paraíso templado que otros imaginaban. Había investigado las emisiones de radio procedentes de Venus y llegado a la conclusión de que la temperatura superficial de este debía de ser de unos 380 °C. Como científico visitante del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, participó en las primeras misiones del Programa Mariner a Venus, trabajando en el diseño y gestión del proyecto. En 1962, la sonda Mariner 2 confirmó sus conclusiones sobre las condiciones superficiales del planeta.
Sagan fue de los primeros en plantear la hipótesis de que una de las lunas de Saturno, Titán, podría albergar océanos de compuestos líquidos en su superficie, y que una de las lunas de Júpiter, Europa, podría tener océanos de agua subterráneos. Esto haría que Europa fuese potencialmente habitable por formas de vida.11 El océano subterráneo de agua de Europa fue posteriormente confirmado de forma indirecta por la sonda espacial Galileo. El misterio de la bruma rojiza de Titán también fue resuelto con la ayuda de Sagan, debiéndose a moléculas orgánicas complejas en constante lluvia sobre la superficie de la luna saturniana.
Sagan también contribuyó a mejorar la comprensión de las atmósferas de Venus y Júpiter y de los cambios estacionales de Marte. Determinó que la atmósfera de Venus es extremadamente caliente y densa, con presiones aumentando gradualmente hasta la superficie planetaria. También percibió el calentamiento global como un peligro creciente de origen humano, y comparó su progreso en la Tierra con la evolución natural de Venus: camino a convertirse en un planeta caliente y no apto para la vida como consecuencia de un efecto invernadero fuera de control. También estudió las variaciones de color de la superficie de Marte y concluyó que no se trataba de cambios estacionales o vegetales, como muchos creían, sino de desplazamientos del polvo superficial causados por tormentas de viento.
Sin embargo, Sagan es más conocido por sus investigaciones sobre la posibilidad de la vida extraterrestre, incluyendo la demostración experimental de la producción de aminoácidos mediante radiación y a partir de reacciones químicas básicas. Él y su colega de Cornell, Edwin Ernest Salpeter, especularon sobre la posibilidad de la existencia de vida en las nubes de Júpiter, dada la composición de la densa atmósfera del planeta, rica en moléculas orgánicas.
Sagan defendió la búsqueda de vida extraterrestre, instando a la comunidad científica a utilizar radiotelescopios para buscar señales procedentes de formas de vida extraterrestres potencialmente inteligentes. Sagan fue tan persuasivo que, en 1982, logró publicar en la revista Science una petición de defensa del Proyecto SETI firmada por 70 científicos entre los que se encontraban siete ganadores del Premio Nobel, lo que supuso un enorme espaldarazo a la respetabilidad de un campo tan controvertido. Sagan también ayudó al Dr. Frank Drake para preparar el mensaje de Arecibo, una emisión de radio dirigida al espacio desde el radiotelescopio de Arecibo el 16 de noviembre de 1974, destinada a informar sobre la existencia de la Tierra a posibles seres extraterrestres. Más información aquí y aquí.
Alan Guth (1947).
Alan Harvey Guth (New Brunswick, Nueva Jersey; 27 de febrero de 1947) es un físico y cosmólogo estadounidense. Investigador del MIT, elaboró la primera formulación de la teoría del universo inflacionario en la década de 1970.
Guth se graduó en la MIT en 1968 en física donde recibió un máster y un doctorado, también en física.
Al ser un físico de partículas novato, Guth desarrolló la idea de la inflación cósmica en 1979 en Cornell y dio su primer seminario sobre el tema en febrero de 1980. Avanzando a la Universidad de Stanford Guth propuso formalmente la idea de la inflación cósmica en 1981, la idea consistía en que el naciente universo pasó por una fase de expansión exponencial que fue impulsada por una positiva densidad de energía de vacío. Los resultados de la misión de la WMAP en 2006 hicieron el caso de inflación cósmica muy convincente.
Sus intereses de investigación están en el ámbito de la teoría de partículas elementales y la aplicación de la teoría de partículas al universo temprano. Más información.
Andréi Linde (1948).
Andréi Dmítriyevich Linde (n. 2 de marzo, de 1948 en Moscú, URSS) es un físico teórico ruso-norteamericano y profesor de física en la Universidad de Stanford. El Dr. Linde es conocido por su teoría y trabajos sobre el concepto de inflación cósmica. Linde cursó estudios de física en la Universidad Estatal de Moscú. En 1975, Linde se doctoró en Moscú en el Instituto de Física Lébedev de la Academia de Ciencias de Rusia. Entre las distinciones que ha recibido por sus trabajos sobre inflación, en el año 2002 se le otorgó la medalla Dirac, junto con Alan Guth del MIT y Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton.
Según el concepto de "inflación caótica eterna" o "inflación cósmica", el falso vacío se está expandiendo eternamente en un crecimiento exponencial alimentado por una energía oscura repulsiva constante de naturaleza aleatoria y punto nulo con presión negativa.
Nuestro universo es solo una pequeña parte causal de una única burbuja. Existe un número infinito de burbujas y de hecho existe un número infinito de universos como el nuestro en una burbuja en particular, lo que hace que se parezca más a una hoja infinita que se expande que a una superficie esférica finita (si eliminamos una dimensión para simplificar la visualización). El problema con esta simplificación, es que tal como lo mencionó Lee Smolin, por ejemplo, en "The Trouble With Physics", no es falsable (conforme al falsacionismo popperiano) si no son posibles señales no locales fuera de los conos de luz locales. Información.
STEPHEN HAWKING (1942-2018).
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| Stephen Hawking. |
Stephen William Hawking (Oxford, 8 de enero de 1942-Cambridge, 14 de marzo de 2018) fue un físico teórico, astrofísico, cosmólogo y divulgador científico británico. Sus trabajos más importantes consistieron en aportar, junto con Roger Penrose, teoremas respecto a las singularidades espaciotemporales en el marco de la relatividad general y la predicción teórica de que los agujeros negros emitirían radiación, lo que se conoce hoy en día como radiación de Hawking (o a veces radiación Bekenstein-Hawking). Uno de los principales características de su personalidad fue su contribución al debate científico, a veces apostando públicamente con otros científicos, el caso más conocido es su participación en la discusión sobre la conservación de la información en los agujeros negros.
A finales de la década de 1960, él y su colega de Cambridge, Roger Penrose, aplicaron un nuevo y complejo modelo matemático creado a partir de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Esto llevó a Hawking, en 1970, a probar el primero de sus varios teoremas de singularidad, que proveen una serie de condiciones suficientes para la existencia de una singularidad espaciotemporal en el espacio-tiempo. Este trabajo mostró que, lejos de ser curiosidades matemáticas que solo aparecen en casos especiales, las singularidades son una característica bastante genérica de la relatividad general.
Su trabajo con Brandon Carter, Werner Israel y D. Robinson fue un espaldarazo para el teorema de no pelo de John Archibald Wheeler, que postula que todo agujero negro se describe completamente con sus propiedades de masa, momento angular y carga eléctrica. Luego de analizar emisiones de rayos gamma, Hawking sugirió que después del big bang se formaron diminutos agujeros negros primitivos. Junto con Bardeen y Carter, propuso las cuatro leyes de la termodinámica de los agujeros negros, trazando una analogía con la termodinámica. En 1974, calculó que los agujeros negros debían de crear y emitir térmicamente partículas subatómicas, lo que actualmente se conoce como radiación de Hawking, hasta que gastan su energía y se evaporan.
Hawking desarrolló en colaboración con James Hartle un modelo topológico en el que el universo no tenía fronteras en el espacio-tiempo, reemplazando la singularidad inicial de los modelos clásicos del big bang por una región similar, el Polo Norte: no se puede viajar al norte del Polo Norte al no haber un límite. Aunque en un principio la propuesta sin fronteras predecía un universo cerrado, los debates con Neil Turok le hicieron darse cuenta de que la ausencia de fronteras es coherente con un universo no cerrado.
En 2006, junto con Thomas Hertog de la CERN, Hawking propuso una teoría basada en la top-down cosmology, según la cual el universo no tenía un único estado inicial y, por tanto, los físicos no deben pretender formular una teoría que explique la configuración actual del universo sobre la base de un estado inicial en concreto.
Hawking ha trabajado en las leyes básicas que gobiernan el universo. Junto con Roger Penrose mostró que la teoría general de la relatividad de Einstein implica que el espacio y el tiempo han de tener un principio en el big bang y un final dentro de agujeros negros. Semejantes resultados señalan la necesidad de unificar la Relatividad General con la teoría cuántica, el otro gran desarrollo científico de la primera mitad del siglo xx. Una consecuencia de tal unificación que él descubrió era que los agujeros negros no eran totalmente negros, sino que podían emitir radiación y eventualmente evaporarse y desaparecer. Otra conjetura es que el universo no tiene bordes o límites en el tiempo imaginario. Esto implicaría que el modo en que el universo empezó queda completamente determinado por las leyes de la ciencia.
Sus numerosas publicaciones incluyen La estructura a gran escala del espacio-tiempo con G. F. R. Ellis, Relatividad general: Revisión en el Centenario de Einstein con W. Israel, y 300 Años de gravedad, con W. Israel. Stephen Hawking ha publicado tres libros de divulgación: su éxito de ventas Breve historia del tiempo (Historia del tiempo: del ''big bang'' a los agujeros negros), Agujeros negros y pequeños universos y otros ensayos, en 2001 El universo en una cáscara de nuez, en 2005 Brevísima historia del tiempo, una versión de su libro homónimo adaptada para un público más amplio. Más información aquí y aquí.
Conclusiones:
La llegada de internet a nuestras casas a hecho que la astronomía y la astrofísica sea más accesible en nuestros hogares. La divulgación científica es el nuevo mantra de la astronomía olvidándonos de que lo que se tiene que realizar es una clara aportación a la ciencia mediante estudios y teorías. Una de las características de la época que nos ha tocado vivir es la influencia de los medios de comunicación dónde científicos que son grandes divulgadores apenas hacen aportaciones al campo de la física y más aún de la astronomía. Os llevaríais todos una sorpresa si conocierais más de cerca las aportaciones de ciertos mass-media a la física. Por precaución he decidido no colgarlos en esta entrada. En contraposición existen otra clase de científicos que si realizan grandes aportes, pero que apenas son mencionados en los medios de comunicación. Información sobre esta clase de físico es difícil de encontrar ya que apenas hay referencias a sus trabajos excepto en las propias universidades o centros de estudio. Espero que os hayais entretenido tanto como yo ya que con estas entradas he conocido más el campo de la astronomía y a sus principales protagonistas.
Hace tiempo realicé una entrada sobre astrónomas famosas o conocidas, para saber más de astrónomas sigue el enlace:
