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Pensamientos de alto nivel
Una lectura entretenida sobre ciencia y astrofísica, pero al final se sintió un poco superficial en comparación con libros como Breve historia del tiempo.
Resumen en español
continuó expandiéndose, diluyendo todas las concentraciones de energía, y lo que quedaba de las fuerzas unificadas se dividió en fuerzas “electrodébiles” y “nucleares fuertes”. Más tarde, la fuerza electrodébil se dividió en las fuerzas electromagnética y “nuclear débil”, dejando al descubierto las cuatro fuerzas distintas que hemos llegado a conocer y amar: con la fuerza débil controlando la desintegración radiactiva, la fuerza fuerte que une el núcleo atómico, la fuerza que une las moléculas y la gravedad que une la materia en masa.
Poco antes, durante y después de que las fuerzas fuertes y electrodébiles se separaran, el universo era una sopa hirviente de quarks, leptones y sus hermanos antimateria, junto con bosones, las partículas que permiten sus interacciones.
El fotón ordinario es un miembro de la familia de los bosones. Los leptones más familiares para los no físicos son el electrón y quizás el neutrino; y los quarks más familiares son. . . bueno, no hay quarks familiares.
Los quarks son bestias extravagantes. A diferencia de los protones, cada uno con una carga eléctrica de +1, y los electrones, con una carga de –1, los quarks tienen cargas fraccionarias que vienen en tercios. Y nunca atraparás un quark por sí solo; siempre estará agarrando otros quarks cercanos.
Separe los quarks lo suficiente, la goma elástica se rompe y la energía almacenada invoca E = mc2 para crear un nuevo quark en cada extremo, dejándolo de nuevo donde comenzó.
Este universo tibio ya no era lo suficientemente caliente ni lo suficientemente denso para cocinar quarks, por lo que todos agarraron parejas de baile, creando una nueva familia permanente de partículas pesadas llamadas hadrones (del griego hadros, que significa “espeso”). Esa transición de quark a hadrón pronto resultó en la aparición de protones y neutrones, así como otras partículas pesadas menos familiares, todas compuestas por varias combinaciones de especies de quarks.
Lo que era cierto para los quarks, y cierto para los hadrones, se había convertido en cierto para los electrones: eventualmente, solo un electrón entre mil millones sobrevive. El resto se aniquila con positrones, sus compañeros de antimateria, en un mar de fotones.
Durante los primeros mil millones de años, el universo continuó expandiéndose y enfriándose a medida que la materia gravitaba hacia las concentraciones masivas que llamamos galaxias .
Pero las estrellas de gran masa explotan fortuitamente, esparciendo sus entrañas químicamente enriquecidas por toda la galaxia. Después de nueve mil millones de años de tal enriquecimiento, en una parte indistinguible del universo (las afueras del supercúmulo de Virgo) en una galaxia indistinguible (la Vía Láctea) en una región indistinguible (el Brazo de Orión), una estrella indistinguible (el Sol) fue nacido.
La que llamamos Tierra se formó en una especie de zona Ricitos de Oro alrededor del Sol, donde los océanos permanecen en gran parte en forma líquida. Si la Tierra hubiera estado mucho más cerca del Sol, los océanos se habrían evaporado. Si la Tierra hubiera estado mucho más lejos, los océanos se habrían congelado . En cualquier caso, la vida tal como la conocemos no habría evolucionado.
Dentro de los océanos líquidos químicamente ricos, mediante un mecanismo aún por descubrir, las moléculas orgánicas pasaron a la vida autorreplicante.
Las personas que creen no ignorar nada no han buscado ni tropezado con el límite entre lo conocido y lo desconocido en el universo.
Los tres más importantes son la conservación de masa y energía, la conservación del momento lineal y angular y la conservación de la carga eléctrica. Estas leyes están en evidencia en la Tierra y en todas partes donde hemos pensado mirar, desde el dominio de la física de partículas hasta la estructura a gran escala del universo.
En otras palabras, según las leyes de la física, todo lo demás es opinión.
A medida que baja la temperatura, las partículas se mueven cada vez más lentamente. Y entonces, justo entonces, cuando la temperatura del universo descendió por primera vez por debajo de los 3000 grados Kelvin al rojo vivo, los electrones se ralentizaron lo suficiente para ser capturados por los protones que pasaban, lo que trajo átomos completos al mundo. Esto permitió que los fotones previamente acosados se liberaran y viajaran por caminos ininterrumpidos a través del universo.
La materia ordinaria es de lo que todos estamos hechos. Tiene gravedad e interactúa con la luz. La materia oscura es una sustancia misteriosa que tiene gravedad pero que no interactúa con la luz de ninguna manera conocida. La energía oscura es una presión misteriosa en el vacío del espacio que actúa en la dirección opuesta a la gravedad, lo que obliga al universo a expandirse más rápido de lo que lo haría de otra manera.
Con la ayuda de detectores y teorías modernas, hemos explorado nuestro campo cósmico y hemos revelado todo tipo de cosas difíciles de detectar: galaxias enanas, estrellas fugitivas, estrellas fugitivas que explotan, gas emisor de rayos X de un millón de grados, materia oscura. , galaxias de un azul tenue, nubes de gas ubicuas, partículas cargadas de alta energía superdifíciles y la misteriosa energía cuántica del vacío.
las galaxias enanas superan en número a las grandes galaxias en más de diez a uno.
Mientras que las galaxias de sangre pura contienen cientos de miles de millones de estrellas, las galaxias enanas pueden tener tan solo un millón, lo que las hace cien mil veces más difíciles de detectar.
La Vía Láctea participó en al menos un acto de canibalismo en los últimos mil millones de años, cuando consumió una galaxia enana cuyos restos desollados pueden verse como una corriente de estrellas orbitando el centro galáctico, más allá de las estrellas de la constelación de Sagitario.
En las galaxias ordinarias, por cada estrella que explota de esta manera, entre cien mil y un millón no lo hacen, por lo que las supernovas aisladas pueden traicionar poblaciones enteras de estrellas no detectadas. Las supernovas son estrellas que se han hecho añicos y, en el proceso, han aumentado temporalmente (durante varias semanas) su luminosidad mil millones de veces, haciéndolas visibles en todo el universo.
Los quásares son núcleos de galaxias súper luminosos cuya luz ha viajado típicamente durante miles de millones de años a través del espacio antes de llegar a nuestros telescopios. Como fuentes de luz extremadamente distantes, son conejillos de indias ideales para la detección de basura intermedia.
Mientras tanto, la luz del cuásar pasa comúnmente a través de regiones del espacio que contienen monstruosas fuentes de gravedad.
En cualquier caso, donde hay masa, hay gravedad. Y donde hay gravedad, hay espacio curvo, según la teoría general de la relatividad de Einstein. Y donde el espacio es curvo, puede imitar la curvatura de una lente de vidrio ordinaria y alterar las vías de luz que la atraviesan.
Ignoremos el hecho de que morirías de frío cuando tu cuerpo caliente intentara alcanzar el equilibrio con la temperatura de 3 grados del universo … tus células sanguíneas estallarían mientras te asfixiabas por la falta de presión atmosférica.
No sabemos quién sigue en la secuencia genial, pero ahora hemos estado esperando casi un siglo a que alguien nos diga por qué la mayor parte de toda la fuerza gravitacional que hemos medido en el universo, alrededor del ochenta y cinco por ciento de surge de sustancias que de otra manera no interactúan con “nuestra” materia o energía.
El cúmulo de Coma, como lo llamamos, es un conjunto aislado y densamente poblado de galaxias a unos 300 millones de años luz de la Tierra.
Zwicky descubrió que su velocidad promedio tenía un valor sorprendentemente alto.
no contiene suficientes galaxias visibles para explicar las velocidades observadas que midió Zwicky.
Resulta que si pudiéramos aumentar la velocidad orbital de la Tierra a más de la raíz cuadrada de dos (1.4142 …) veces su valor actual, nuestro planeta alcanzaría la “velocidad de escape”,
cuando examinamos el cúmulo de Coma, como hizo Zwicky durante el En la década de 1930, encontramos que sus galaxias miembros se mueven todas más rápidamente que la velocidad de escape del cúmulo. El cúmulo debería separarse rápidamente, dejando apenas un rastro de su existencia de colmena después de que hayan pasado unos pocos cientos de millones de años. Pero el cúmulo tiene más de diez mil millones de años, que es casi tan antiguo como el propio universo.
Este problema de halo existe bajo nuestras narices, justo en la Vía Láctea. De galaxia a galaxia y de cúmulo a cúmulo, la discrepancia entre la masa contada de los objetos visibles y la masa de los objetos estimada a partir de la gravedad total varía desde un factor de unos pocos hasta (en algunos casos) un factor de muchos cientos.
Por lo tanto, lo mejor que podemos imaginar, la materia oscura no consiste simplemente en materia que resulta ser oscura. En cambio, es algo completamente diferente. La materia oscura ejerce la gravedad de acuerdo con las mismas reglas que sigue la materia ordinaria, pero hace poco más que nos permita detectar
Si hace los cálculos, deducirá rápidamente que la gravedad de la materia ordinaria no podría ganar esta batalla por sí sola. Necesitaba la ayuda de la materia oscura, sin la cual estaríamos viviendo, en realidad no viviendo, en un universo sin estructuras:
¿Cuánta gravedad de la materia oscura necesitaba? Seis veces más de lo que proporciona la propia materia ordinaria. Solo la cantidad que medimos en el universo. Este análisis no nos dice qué es la materia oscura, solo que los efectos de la materia oscura son reales y que, por más que lo intentes, no puedes atribuir a la materia ordinaria
Los físicos de partículas confían en que la materia oscura consiste en una clase fantasmal de partículas no descubiertas que interactúan con la materia a través de la gravedad, pero que interactúan con la materia o la luz solo débilmente o no interactúan en absoluto. Si
El recuento: día y noche, cien mil millones de neutrinos del Sol atraviesan cada centímetro cuadrado de su cuerpo, cada segundo, sin dejar rastro de interacción con los átomos de su cuerpo.
descubrir y controlar una nueva fuerza o clase de fuerzas a través de las cuales interactúan sus partículas, o bien las partículas de materia oscura interactúan a través de fuerzas normales, pero con una debilidad asombrosa.
La materia oscura parece no interactuar a través de la fuerza nuclear fuerte, por lo que no puede formar núcleos. No se ha encontrado que interactúe a través de la fuerza nuclear débil, algo que incluso hacen los neutrinos esquivos. No parece interactuar con la fuerza electromagnética, por lo que no produce moléculas ni se concentra en densas bolas de materia oscura. Tampoco absorbe, emite, refleja o dispersa la luz.
GR considera la gravedad como la respuesta de una masa a la curvatura local del espacio y el tiempo causada por alguna otra masa o campo de energía. En otras palabras, las concentraciones de masa provocan distorsiones (hoyuelos, en realidad) en el tejido del espacio y el tiempo.
Las mediciones más precisas hasta la fecha revelan que la energía oscura es la cosa más prominente en la ciudad, actualmente responsable del 68 por ciento de toda la masa-energía del universo; la materia oscura comprende el 27 por ciento, mientras que la materia regular comprende solo el 5 por ciento.
Sin duda, el mayor error de Einstein fue haber declarado que lambda fue su mayor error.
A menos que los astrofísicos contemporáneos de toda la galaxia mantengan registros notables y entierren una asombrosa cápsula del tiempo de un billón de años, los científicos postapocalípticos no sabrán nada de las galaxias, la principal forma de organización de la materia en nuestro cosmos, y por lo tanto se les negará el acceso a páginas clave de la Tierra. drama cósmico que es nuestro universo.
Si tuvieras un dedo súper-tonto y gigantesco y lo arrastraste por la superficie de la Tierra (océanos y todo), la Tierra se sentiría tan suave como una bola blanca. Los globos caros que representan porciones elevadas de las masas de tierra de la Tierra para indicar cadenas montañosas son enormes exageraciones de la realidad.
Las estrellas de la Vía Láctea trazan un gran círculo plano. Con una relación de diámetro a espesor de mil a uno, nuestra galaxia es más plana que los flapjacks más planos jamás fabricados.
No, el disco de la Vía Láctea no es una esfera, pero probablemente comenzó como una.
Este aplanamiento general de los objetos que giran es la razón por la que el diámetro de polo a polo de la Tierra es menor que su diámetro en el ecuador.
La Tierra transporta cualquier cosa en su ecuador a solo 1.000 millas por hora . Considere el enorme planeta gaseoso de rotación rápida Saturno. Completando un día en solo diez horas y media, su ecuador gira a 22,000 millas por hora y su dimensión de polo a polo es un diez por ciento más plana que su centro, una diferencia notable incluso a través de un pequeño telescopio amateur.
Usamos el efecto de las fuerzas centrífugas sobre la materia para ofrecer información sobre la velocidad de rotación de los objetos cósmicos extremos. Considere los púlsares. Con algunos girando a más de mil revoluciones por segundo, sabemos que no pueden estar hechos de ingredientes domésticos, o se separarían.
Para imaginarse un púlsar, imagine la masa del Sol empaquetada en una bola del tamaño de Manhattan. Si eso es difícil de hacer, entonces tal vez sea más fácil si imaginas meter alrededor de cien millones de elefantes en una carcasa de Chapstick.
Existe una variación de la siempre popular idea del multiverso en la que los múltiples universos que lo componen no son universos separados por completo, sino bolsas de espacio aisladas que no interactúan dentro de una estructura continua de espacio-tiempo, como múltiples barcos en el mar, lo suficientemente lejos alejados unos de otros para que sus horizontes circulares no se crucen. En lo que respecta a cualquier barco (sin más datos), es el único barco en el océano, pero todos comparten la misma masa de agua.
El radiotelescopio más grande del mundo, terminado en 2016, se llama radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros, o “FAST” para abreviar. Fue construido por China en su provincia de Guizhou, y tiene un área más grande que treinta campos de fútbol. Si los extraterrestres alguna vez nos llaman, los chinos serán los primeros en
En este caso, al menos cincuenta ráfagas de estos destellos emanan diariamente cerca de la parte superior de las nubes de tormenta, una fracción de segundo antes de que caigan los relámpagos ordinarios.
El espacio interplanetario no está tan vacío que la Tierra, durante su viaje orbital de 30 kilómetros por segundo, atraviesa cientos de toneladas de meteoros por día, la mayoría de ellos no más grandes que un grano de arena. Casi todos arden en la atmósfera superior de la Tierra, golpeando el aire con tanta energía que los escombros se vaporizan al contacto. Nuestra frágil especie evolucionó bajo esta manta protectora. Los meteoros más grandes, del tamaño de una pelota de golf, se calientan rápido pero de manera desigual, y a menudo se rompen en muchos pedazos más pequeños antes de vaporizarse. Los meteoros aún más grandes chamuscan su superficie, pero por lo demás llegan intactos hasta el suelo.
lo más probable es que la Luna surgiera de la corteza y el manto pobres en hierro de la Tierra después de una colisión con un protoplaneta caprichoso del tamaño de Marte.
La mayoría de los asteroides del sistema solar viven y trabajan en el cinturón de asteroides principal, una zona aproximadamente plana entre las órbitas de Marte y Júpiter.
Los de más de aproximadamente un kilómetro de diámetro chocarán con suficiente energía para desestabilizar el ecosistema de la Tierra y poner a la mayoría de las especies terrestres en riesgo de extinción.
El Sol pierde material de su superficie a una velocidad de más de un millón de toneladas por segundo. A esto lo llamamos el “viento solar”, que toma la forma de partículas cargadas de alta energía. Viajando hasta mil millas por segundo, estas partículas fluyen a través del espacio y son desviadas por campos magnéticos planetarios.
