Lunes, 23 de enero de 2017

| 1982/12/27 00:00

EL ENIGMA DEL CANGREJO

Astrónomos y físicos en busca de la partícula que previó Einstein

EL ENIGMA DEL CANGREJO

El pasado 20 de noviembre, los periódicos publicaron un cable desconcertante. Con el sugestivo título de "Claves del universo, en una nueva estrella", la noticia traía una ensalada de conceptos: las opiniones de un astrónomo excitado, frases sueltas que pretendían explicar la naturaleza de los púlsars, la ubicación del radiotelescopio y la existencia del radiomapa elaborado hace 20 años, que hizo entrar en sospechas al astrónomo jefe del equipo de investigadores. Un dibujo de la nebulosa CRAB donde se aloja 4C21.53 y la posibilidad de detectar en aquella estrella unas ondas gravitatorias previstas por Einstein disminuían aún más la remota posibilidad de entender qué está ocurriendo allá a 4.000 años-luz de la Tierra. "Claves del universo, en una nueva estrella". Muy interesante, sin duda. El problema es que para enterarse de las claves que puede aportar este fenómeno celeste no sólo hace falta conocer ciertos principios de astrofísica, sino que también hay que vérselas con uno de los mayores retos que debe afrontar quien pretenda una buena cultura general: no se trata del Ulises de Joyce ni del Capital de Marx sino de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein.
Es decir, que entre las publicaciones científicas totalmente inexpugnables tras sus murallas de sumatorias, integrales y demás símbolos matemáticos, y la noticia redactada en Berkeley que desconcierta a cualquiera, se esconde una historia que merece la pena ser contada y que tiene su origen en las costas de Inglaterra, donde el radar era la mayor esperanza de un pueblo que luchaba contra los invasores nazis.
En 1942, una inundación de microondas perturbó seriamente el sistema de radar de Gran Bretaña durante varios días. Se pensó inicialmente que se trataba de una interferencia provocada por los alemanes. La seguridad de Inglaterra dependía en aquel entonces del radar y la sola posibilidad de una interferencia provocada por los nazis dejaba desamparada una isla que se había salvado en 1940, gracias a ese artefacto capaz de detectar con anticipación la llegada de aviones enemigos.
Pero investigaciones posteriores revelaron que la causa de esa nube de radiación provenía del Sol. Una inmensa erupción vertió sobre la Tierra un torrente de microondas que ahogó por unos días el sistema de radar. Anteriormente se habían realizado estudios astronómicos de las ondas radiales que emiten los cuerpos celestes. Pero estas ondas no interfieren para nada las emisiones radiales de música y noticias ya que su longitud es mucho menor. Por lo tanto, no existía en aquel entonces el desarrollo tecnológico que permitiera captar las microondas provenientes del espacio y por eso estos estudios no llamaban la atención de los astrónomos. Una necesidad técnológica del momento combinada con la invasion de microondas solares le dio a la radioastronomía la importancia que merece. La luz visible y las ondas de radio son de la misma naturaleza ondulatoria. Forman parte del espectro electromagnético, y se diferencian, solamente por la longitud de su onda. A menor longitud de onda, mayor es su energía. Los rayos gamma son los más energéticos del espectro descendiendo la escala gradualmente a los rayos X, los rayos ultravioleta, la luz visible, los infrarrojos, así hasta llegar a las ondas de radio.
El estudio de las ondas de radio que continuamente nos llegan del espacio ha permitido elaborar radiomapas de las regiones de nuestra galaxia que están tapadas por nubes de polvo cósmico que absorben la luz visible, pero que dejan pasar las ondas de radio. Mientras que los rayos cósmicos de altísima energía son absorbidos en las capas superiores de la atmósfera, lo que obliga a estudiarlos desde naves espaciales, las microondas se pueden detectar desde la Tierra. Esto ha llevado a la construcción de grandes radiotelescopios que "ven" lo que uno óptico no puede escrutar.
PULSARS
En los años sesenta, un nuevo problema se le presentó a los radioastrónomos. Fue el descubrimiento de radiofuentes concretas que emitían microondas cuya longitud variaba con insólita rapidez, como si éstas parpadearan o hicieran guiños. Este hecho obligó a que se fabricaran radiotelescopios capaces de captar con más precisión estos cambios inesperados.
Anthony Hewish, del observatorio de la Universidad de Cambridge, fabricó un radiotelescopio de ese tipo y los resultados que logró lo dejaron estupefacto. Captó unos impulsos provenientes de un punto situado entre las constelaciones de Vega y Altair que duraban un treinta avo de segundo. Y lo más sorprendente era la regularidad de estos impulsos, que ocurrían cada 1.33730109 segundos, es decir, con una precisión de una cien millonésima de segundo.
Aunque Hewish no tenía la menor idea del objeto que causaba estas señales, supuso que se trataba de un tipo de estrella al que denominó "pulsating star", que significa estrella pulsante. De allí se deriva el nombre púlsar que identifica a esos objetos.
Cuando Hewish dio a conocer su descubrimiento, él ya había detectado cuatro y actualmente se conoce la existencia de por lo menos trescientos. Este fenómeno inquieto a los astrónomos, quienes no podían aceptar que las pulsaciones fueran causadas por un planeta que girara alrededor de la estrella y que al "ocultarse" con respecto a la Tierra emitiera una señal.
A tal velocidad es inconcebible un movimiento planetario, ya sea de traslación alrededor de una estrella o de rotación alrededor de su eje. También se creyó que se trataba de señales enviadas por seres inteligentes que habitaban las profundidades del espacio. Sin embargo, esa longitud de onda se pierde fácilmente en el infinito y para lograr una intensidad capaz de hacerse notar, haría falta un derroche de energía totalmente injustificado.
Esto hizo que los científicos se inclinaran a pensar que los púlsars son estrellas de neutrones.
Las estrellas de neutrones son unos cuerpos celestes de tamaño mínimo que poseen la misma masa de una estrella normal. La teoría más aceptada sugiere que estas estrellas se produjeron luego de una explosión estelar conocida con el nombre de supernova. Esta violenta explosión produce en pocos días la energía que irradia el sol en mil millones de años, y el material de la estrella se dispersa por el espacio interestelar, dejando un núcleo que se calienta de tal modo que la materia que lo compone se compacta, y en una esfera de pocos kilómetros de diámetro se puede concentrar la masa de una estrella corriente. Estas estrellas tienen un campo gravitacional que les permite rotar sobre su eje muy rápidamente. Los electrones que logran escapar lo hacen por el polo magnético, perdiendo energía bajo forma de radiación, que son las señales pulsantes que reciben los radiotelescopios.
Como estos objetos fueron detectados por primera vez en Cambridge, los astrónomos de la vetusta ciudad universitaria inglesa se encargan de catalogarlos. El púlsar detectado en el radiotelescopio de Puerto Rico emite una radiación que recibe el nombre de 4C21.53, que significa que en el cuarto catálogo de Cambridge su número es 21.53.
El púlsar recién descubierto plantea serios problemas que los astrónomos todavía no comprenden. La excesiva velocidad de rotación de la estrella no se explica y los investigadores no comprenden aún por qué el objeto no se desintegra o se convierte en un "Agujero negro". 4C21.53 se encuentra en el terreno de las especulaciones.
Y la expectativa que produce se debe no sólo a las discrepancias que lo diferencian de un púlsar teórico. Se supone que si dicho objeto está a punto de desintegrarse, sería posible detectar las ondas gravitatorias que previó Einstein en su teoría de la relatividad general.
Esta teoría dice que las ondas electromagnéticas se ven afectadas por la gravedad. A escala del sistema solar o incluso de la galaxia, esta interacción no es significativa. Pero tratándose de distancias astronómicas, esta interacción hace que la luz viaje alrededor del universo describiendo una circunferencia de magnitudes inconcebibles por la mente humana que dan como resultado un universo curvo. Al igual que los antiguos filósofos griegos que dedujeron la forma verdadera de la Tierra sin aventurarse más allá de Gibraltar, los físicos han logrado también un modelo de universo finito pero ilimitado al igual que la Tierra: se puede viajar en una dirección indefinidamente sin que se encuentre jamás una barrera o un fin determinado. La idea de Einstein de enunciar una teoría capaz de unificar los fenómenos electromagnéticos con los campos gravitacionales sería el próximo gran paso de la física, tan importante como el descubrimiento de las leyes básicas de la termodinámica o de la naturaleza de los átomos. Por eso es que cualquier posibilidad de detectar las ondas de gravedad, por remota que sea, excita enormemente a los físicos. Conociendo la naturaleza de esas ondas, sería posible demostrar experimentalmente las teorías de Einstein acerca del tiempo y el espacio. Se confirmarian aún más las teorías que describen al tiempo como una dimensión que depende de la velocidad de la luz. Es decir, que donde la gravedad sea menor el tiempo transcurre más lentamente. Como la luz no puede escapar al inmenso campo gravitatorio de un agujero negro, allí el tiempo no transcurre.
Este tipo de afirmaciones que golpean cruelmente el sentido común podrían ser estudiadas si se detectan las particulas o las ondas de gravedad.
En este momento, la piedra filosofal de la física es una minúscula particula cuya naturaleza hoy nadie conoce. Y el colapso final de 4C21.53 podría emitir hacia la Tierra una cantidad de ondas gravitacionales lo suficientemente grandes como para ser detectadas. Pero falta esperar el informe de la Universidad de Berkeley para saber con más seguridad qué está ocurriendo en la nebulosa del Cangrejo.

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