Cosmos la segunda parte de su segunda vida – Trailer.

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Carl Sagan se hizo muy popular en mi país (Argentina) por la serie Cosmos, en ella reflejaba la mayor parte de sus ideas sobre la vida, la ciencia y el escepticismo con que se debe encarar la visión del Universo. Sagan ya había expresado toda esta manera de pensar en muchos de sus libros, pero la serie de televisión le abrió la puerta al gran público. La belleza de sus imágenes y la música construyeron un marco ideal para contrastar las historias y las ideas que se presentaban. La serie fue la mejor de una larga época documentales científicos de autor, que poco tiempo después se extinguió.

Si bien las ideas de Sagan se pueden rastrear a otros científicos anteriores, por ejemplo Iosif Shklovski. De este último se publicó en español por editorial Mir (1977), Universo, Vida, Intelecto, que es un libro que al menos podría ser considerado como uno de los primeros libros serios sobre astrobiología. Sagan refrescó todas estos pensamientos e ideas y les dio un estilo único.

Hace un par de años la serie Cosmos fue continuada ahora por un astrónomo admirador de Sagan y excelente divulgador científico Neil deGrasse Tyson, además de la viuda de Sagan, Ann Druyan y gente asociado con las producciones originales.

Este semana se anunció la tercera temporada de la serie para nuestra primavera (Otoño en el Norte) y este que sigue es el trailer de la serie.

 

 

El mecanismo de Anticitera

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La máquina encontrada en Anticitera o el mecanismo de Anticitera es uno de los enigmas tecnológicos de la antigüedad más inquietantes que existen. Y esto por muchas razones que vamos a discutir en este artículo.

Pero primero veamos un poco de historia de como se descubrió este artefacto:

Descubrimiento

En abril de 1900 un grupo de buzos en al isla griega de Anticera, que es una pequeña isla situada al sur del Peloponeso y al noroeste de Creta. Estos buzos que vivían de recolectar esponjas se encontraron en las cercanías un tesoro inesperado: restos de un naufragio antiguo. En este había monedas, estatuas de bronce y mármol, vidriería, joyas y un mecanismo de engranajes muy extraño. Estos tesoros fueron enviados al Museo Arqueológico Nacional de Atenas. El mecanismo pasó  desapercibido durante un par de años, ya que parecía más un bulto de madera y bronce muy corroído por la sal marina.

El primer arqueólogo que le prestó atención fue Valerios Stais, que en ese bulto de rocas corroídas había engranajes incrustados, lo cual a primera vista indicaría que se trataría de un sistema moderno y no una antiguo, que quizás había caído al mar en las cercanías del naufragio mucho siglos después (en tiempos cercanos a los modernos) y que no se correspondía históricamente con los demás objetos encontrados. Hay que recordar que en la antigüedad, estamos hablando del período greco-romano no había mecanismo de engranajes que fuesen utilizados en la vida diaria de la gente. Si existían, pero eran considerados más curiosidades sin mucho uso práctico.

Parte del mecanismo

Muchos años después el mecanismo llamó la atención del arqueólogo Derek John de Solla Price quien junto a un físico griego Charalampos Karakalos en 1971 analizaron los restos con rayos X y rayos gamma y descubrieron una importante cantidad de engranajes internos del sistema.

Hay muchas opiniones de porque este mecanismo estaba en el barco que naufragó, pero la que más se considera como real es que se trataba de un botín de guerra romano tomado de las islas griegas que era llevado a la ciudad de Roma en los tiempos de Julio Cesar. Este naufragio se estima que sucedió en el año 60 antes de Cristo, pero el mecanismo parece ser todavía más antiguo construido entre las años 150 a 200 antes de Cristo.

 

¿Qué era este mecanismo?

En principio se pensó, ya que tenía una gran cantidad de engranajes que era un reloj complejo quizás hasta compacto. Los relojes de engranajes se comenzaron fabricar hacia el siglo 14, más de 1500 años después de la construcción del mecanismo de Anticitera. Con el estudio de las piezas y varias reconstrucciones que se hicieron el sistema se trababa no de un reloj aunque no estaba lejos, era una calculadora astronómica increíblemente compleja. En textos antiguos se nombra la existencia de ciertos mecanismos usados para predecir los fenómenos astronómicos relacionados al uso de astrolabios, este sistema supera a todos y marca quizás el punto culmine de la la tecnología de la civilización griega.

Todo el mecanismo, a partir de las investigaciones y reconstrucciones, estaba alojado en una caja de madera no muy grande, con un tamaño de 34 cm x 18 cm x 9 cm. Es decir era una estructura rectangular no muy gruesa (9 cm de lado). En ambas caras había diales donde las agujas que se movían indicaban sobre inscripciones la información. Es decir, no parece muy diferente a un reloj moderno. Pero lo que llama la atención es la sofisticación del sistema.

Las imágenes de rayos X mostraron que el sistema poseía 37 engranajes de bronce que fueron diseñados para imitar el movimiento del Sol sobre el Zodíaco y la Luna. Pero en el caso del satélite de la Tierra, los hacía incluso simulado su órbita elíptica a través de un complejo mecanismo de dos engranajes. Al poder simular el Sol y la luna con precisión también servía para predecir los eclipses a través del sistema Babilónico de progresiones de ciclos aritméticos (períodos de Saros) en el cual cada 18 años y 11 días (son 223 ciclos lunares) la tierra y la luna se encuentran en la misma posición en la órbita y los eclipses y por lo tanto conociendo un eclipse se puede predecir otro igual en el futuro. El hecho de la sofisticación del movimiento lunar indica que probablemente haya sido construido en la época del astrónomo griego Hiparco (siglo 2 antes de Cristo) ya que él había estudiado las irregularidades de la órbita lunar y había construido una teoría para predecir este efecto.

Además el mecanismo de Anticitera podía predecir la posición de los 5 planetas conocidos en la época, Mercurio Venus, Marte, Júpiter y Saturno. El engranaje más grande (ver figura) mide aproximadamente 140 mm de diámetro y contaba con 223 dientes que son los necesarios para recorrer el período de Saros, necesario para predecir los eclipses.

El mecanismo no sólo predecía los fenómenos astronómicos, sino que tenía indicación para el cálculo de los certámenes deportivos  de Olimpia, los Juegos Píticos, los Ístmicos, los Nemeos, los de Dodona y los de la isla de Rodas. En el caso de los Juegos Dodónicos, estos eran certámenes locales de los griegos así que se supone que el mecanismo de Anticitera debería haber sido construido en Grecia. A su ves los nombres de los meses en la parte frontal están escritos en el dialecto de la ciudad de Corinto, lo que hace suponer que el fabricante o el que lo encargó era originario de esta ciudad o de alguna de sus colonias situadas en las costas del mar Jónico.

En la parte frontal del mecanismo había dos círculos uno fijo representaba la eclíptica (la órbita del Sol) en la cuál estaban representadas cada 30 grados las 12 constelaciones babilónicas (el zodíaco). El oro disco se podía rotar y era el calendario egipcio, que tenía indicado 12 meses de 30 días cada uno, más los 5 días en los que podía ser ajustado este calendario. El mecanismo se movía a través de una pequeña manija, que no fue encontrada y cada vuelta entera resultaba en un movimiento de 78 días. El calendario de 365 que podía corregirse por los años bisiestos, pudiéndose volver un día para atrás cada 4 años. El sistema indicaba la posición del Sol y la Luna en el cielo. Y en el caso de la Luna un mecanismo mas interno era capaz de indicar la fase. En la parte lateral había un botón que al girarlo ponía a funcionar una treintena de engranajes colocados sobre diez ejes que accionaban a su vez las manecillas de los dos círculos. Mediante este mecanismo y a partir de las posiciones planetarias en un momento concreto se podían predecir eclipses solares y lunares con hasta 19 años de antelación.

En la parte de atrás del sistema había 5 diales, los dos más grandes indicaban el período de Saros para predecir los eclipses, y el otro asociado era un calendario Metónico (este es un calendario relacionada a los períodos del Sol y la Luna). Los 3 diales más chicos indicaban un calendario Olímpico (un año es ese sistema vale 4 años), un calendario Calípico y el último un calendario de Exeligmos (que es para predecir los eclipses en el mismo lugar geográfico)

El mecanismo tiene dos puertas, frontal y otra trasera, en ambas se encuentran inscripciones. ​La puerta trasera parece ser el “Manual de Instrucciones”. En uno de los fragmentos se lee “76 años, 19 años”, que se refieren a los ciclos metónico y calípico. También se aprecia la inscripción “223” para los ciclos de Saros. En otro de los fragmentos está escrito, en las subdivisiones espirales, “235” para el disco metónico.

Freeth y Jones en el año 2012 publicaron un trabajo en el que muestran como deberían ser los engranajes perdidos que indicarían la posición de los planetas, indicando que con la tecnología que que ya se ve el mecanismo era muy fácil de construir. Estos cálculos planetarios incluirían como ya se vio en el caso de la Luna, correcciones por la elipticidad de la órbita planetaria.

Referencias a dispositivos como este en la antigüedad

El modela de este mecanismo es claro que no fue construido como prototipo ya que era un modelo funcional compacto. Otros dispositivos seguramente existieron en la antigüedad, pero entonces. ¿No sobrevivió ninguno? Además, lo que es realmente inquietante de la tecnología encontrada es que la humanidad no utilizó los engranajes en dispositivos mecánicos hasta los relojes en el siglo 14.

Pero hay referencias a estos dispositivos en la antigüedad en  La República,  escrito por Marco Tulio Cicierón  (siglo I) se mencionan que dos  mecanismo construidos por Arquímedes habrían sido llevados a Roma por el General Marco Claudio Marcelo y que en la época de este autor, uno de tales sistemas era propiedad del sobrino del General. En La república figura la siguiente descripción de un mecanismo similar al Anticitera:

    He oído a menudo sobre este globo celestial o esfera mencionado acerca de la gran fama de Arquímedes. Su apariencia, aun así, no parecía ser particularmente sorprendente. Hay otro, más elegante en forma y más generalmente conocido, moldeado por el mismo Arquímedes y depositado por el mismo Marcelo en el templo de Virtus en Roma. Pero tan pronto como Galo ha empezado a explicar, con su sublime ciencia, la composición de esta máquina, sentí que el geómetra siciliano debió poseer un genio superior a cualquier cosa que usualmente concibamos perteneciente a nuestra naturaleza. Galo nos aseguró que el sólido y compacto globo era una invención muy antigua que el primer modelo fue presentado por Tales de Mileto. Que posteriormente Eudoxo de Cnidus, un discípulo de Platón, trazó en su superficie las estrellas que aparecen en el cielo y que muchos años después, tomando prestado de Eudoxo este bello diseño y representación, Arato los ilustró en sus versos, no por ninguna ciencia de astronomía sino por el ornamento de la descripción poética. Añadió que la figura de la esfera, que mostraba los movimientos del Sol y la Luna y los cinco planetas o estrellas errantes, no podía ser representados por el globo sólido primitivo. Y que en esto, la invención de Arquímedes fue admirable, porque calculó cómo una simple revolución mantendría desiguales y diversas progresiones en movimientos disimilares.

Cuando Galo movió este globo mostró la relación de la Luna con el Sol y hubo el mismo número de vueltas en el dispositivo de bronce como el número de días en el verdadero globo del cielo. Así mostró el mismo eclipse del Sol como en el globo [del cielo], al igual que mostró la Luna entrando en el área de sombra de la Tierra cuando el Sol está en línea …

También se ha mencionada en escritos de Pappus de Alexandría que Arquímedes había escrito un texto sobre la construcción de mecanismos de este tipo llamado “Sobre hacer esferas”. Pero ese texto se encuentra perdido en la actualidad.

 

 

Primeras imágenes de un planeta bebé

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Los astrónomos suelen tomar imágenes de toda clase de cosas del Universo: desde galaxias y estrellas hasta de la radiación proveniente de agujeros negros. Sin embargo, es muy difícil obtener imágenes de planetas recién formados, pues la luz proveniente de su estrella suelen ser opacada o tapadas por las nubes de polvo en las cuales se forman.

Disco protoplanetario alrededor de PDS 70. Los colores en esta imagen indican la luminosidad de la luz infrarroja; el área en blanco tiene la radiación infrarroja más intensa, mientras que en la parte azulada es más débil. Crédito: NAOJ

Aún así, eso es justamente lo que acabamos de hacer. Hace apenas unos días, un equipo de astrónomos publicó la primera imagen confirmada de un planeta “bebé”, y tenemos mucho para aprender de ella. El planeta se llama PDS 70b, un nombre raro para dar a un recién nacido pero así son los gustos de los astrónomos. Tiene probablemente menos de 5.4 millones de años (lo cual lo hace más de 1000 veces más joven que la Tierra) y orbita alrededor de una estrella a aproximadamente 370 años luz del Sol, llamada PDS 70.

Hemos sabido de la existencia de esta estrella por unos cuantos años, e incluso se han tomado imágenes de la misma que sugieren la existencia de un planeta formándose alrededor suyo. Sin embargo, estas nuevas imágenes son mucho más claras. Fueron tomadas usando un dispositivo llamado SPHERE (Spectro-polarimetric high-contrast exoplanet research; sí, a los astrónomos les gusta mucho jugar con acrónimos) el cual forma parte del VLT (o Very Large Telescope) y fue construido para tomar imágenes de exoplanetas en el rango de longitudes de onda del visible y del infrarrojo cercano. Y no es exageración decir que es muy bueno en lo que hace.

Una de las características más destacables de este detector es que es muy eficiente en filtrar la luz proveniente de la estrella alrededor de la cual orbita el exoplaneta. No es ninguna novedad decir que las estrellas son muy brillantes y tienden a opacar la luz proveniente de cualquier objeto cerca suyo, incluidos los planetas que orbitan en su  alrededor. El SPHERE soluciona este obstáculo al tomar múltiples imágenes de un sistema estelar a lo largo de varias horas, lo cual le da tiempo a los planetas para moverse un poco. Luego, usando un conjunto de algoritmos, las computadoras del telescopio filtran todo en la imagen que no se haya movido, como la estrella central. Así es como obtenemos una imagen en la cual puede observarse el planeta muy claramente.

Estos tres discos protoplanetarios fueron observados con el instrumento SPHERE. Las partes centrales de las imágenes aparecen oscurecidas porque el SPHERE bloquea la luz proveniente de la estrella central a modo de hacer visibles las estructuras más tenues que la rodean

Las habilidades fotográficas del SPHERE no son solo para tomar imágenes bonitas y subirlas a Instagram. El instrumento también es capaz de tomar imágenes de un sistema estelar en múltiples longitudes de onda, como en el infrarrojo cercano el cual puede brindarnos información acerca de cuánto calor un objeto está emitiendo. De esta manera, las observaciones también pueden contarnos algo acerca de cómo es este nuevo planeta.

De lo que hemos podido observar, se cree que 70b es un gigante gaseoso (al estilo de Júpiter) a una distancia de aproximadamente 3 billones de kilómetros de su estrella (parecido a la distancia de Urano al Sol). Sin embargo, su masa es varias veces mayor a la de Júpiter, y es un planeta muy caliente, con temperaturas en su superficie cercanas a los 1000ºC. Las observaciones también parecen sugerir que el planeta bebé tiene una atmósfera densa y llena de nubes, aunque todavía no podemos estar seguros sobre su composición (de modo que tal vez la sensación térmica sea de 999ºC, ¿quién sabe?)

Antenas del telescopio ALMA, en Chile. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Observar y tomar imágenes de nuevos planetas es importante para los astrónomos porque todavía hay mucho que no sabemos acerca de cómo se forman. Por lo tanto, cuanto antes podamos echar un vistazo y comenzar a juntar información, mejor estaremos en esta prometedora rama de la astronomía. El próximo paso podría ser tomar nuevas imágenes de 70b con otros telescopios, como el telescopio ALMA (otra vez los astrónomos y sus acrónimos) en Chile, el cual podrá obtener información acerca de su composición y temperatura en incluso mayor detalle.

Pero considerando que SPHERE acaba de tomar una de las mejores imágenes de un planeta bebé hasta el momento, es seguro decir que el futuro parece prometedor.

Fuentes:

Cassini: el gran final

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El 19 de Julio de 2013, en un evento celebrado en todo el mundo, la sonda Cassini pasó por la sombra de Saturno, tomando esta imagen en la cual se ve el planeta, siete de sus lunas, los anillos internos y, en el fondo, la Tierra, nuestro hogar. Crédito: NASA/JPL-Caltech[/caption]

Esta semana el mundo de la astronomía fue conmovido cuando, llegando al fin de su vida útil, la sonda Cassini-Huygens de la NASA hizo su última actuación, cayendo en picada sobre la atmósfera de Saturno. En los 20 años que duró, la misión Cassini ha revelado muchos misterios sobre el “Señor de Los Anillos” del Sistema Solar, así como aportado muchísima información que mantendrá a los astrónomos entretenidos por mucho tiempo.

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Esta imagen combina fotos tomadas por Cassini a medida que hizo su descenso final hacia Saturno. En ella, podemos ver con gran detalle las bandas y tormentas de la atmósfera saturniana. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

La decisión de dejar enviar a Cassini en trayectoria hacia el interior de Saturno no fue solamente para dar un final dramático a una de las misiones de mayor duración de la NASA, sino que tenía como objetivo evitar que la sonda pudiera colisionar y contaminar alguno de los más de 62 satélites de Saturno, algunos de los cuales se especula podrían ser potenciales reservorios de vida.

Sin embargo, como bonus agregado, esta última maniobra también nos ha permitido acercarnos a Saturno como nunca lo habíamos hecho antes. Como resultado, ha aportado nueva y valiosa información acerca de la composición de la atmósfera saturniana y de los anillos más internos, con mayor detalle que lo obtenido hasta el momento.

Los astrónomos solían pensar que los característicos anillos de Saturno eran tan antiguos como el planeta mismo. Sin embargo, de acuerdo a las mediciones más recientes de Cassini, pareciese que estábamos equivocados.

Uno de los más ambiciosos objetivos de este acercamiento es calcular la masa de los anillos. Para ello, los astrónomos usaron dos datos: la trayectoria exacta de Cassini, y la frecuencia de las señales de radio provenientes de la sonda. Ambas de estas cosas son afectadas por la atracción gravitatoria provenientes de las diferentes partes de Saturno y, cuanto más masiva la fuente, mayor la atracción gravitatoria.

Esta imagen del hemisferio norte de Saturno, tomada el 13 de Septiembre de 2017, está entre las últimas imágenes tomadas por la sonda espacial. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Como ya nos dijo Newton, la fuerza depende de cuánta masa tenga un objeto, así como de su aceleración. Por lo tanto, los astrónomos pueden usar estos datos enviados por Cassini para calcular cuánta de la masa de Saturno está en el planeta mismo y cuánta en los anillos.

Conocer la masa de los anillos también puede darnos una idea de su edad si tenemos en cuenta su composición. Se cree que los anillos de Saturno estaban originalmente hechos de hielo puro, pero al ser impactados a lo largo del tiempo por polvo y rocas espaciales fueron cambiando su composición. Los anillos más masivos deben haber tomado más tiempo en contaminarse, y podrían haber sobrevivido a este bombardeo por más tiempo. Por tanto, cuando más másivo y contaminado, más viejo el anillo.

Algunos astrónomos solían pensar que los anillos se formaron al mismo tiempo que Saturno, aproximadamente hace 4.6 billones de años, durante la etapa denominada de acreción del Sistema Solar. Sin embargo, la última información proveniente de Cassini parecería apuntar a que los anillos son menos masivo y, por ende más jóvenes, de lo que pensábamos. De hecho, podrían ser tan jóvenes como 100 millones de años (apenas bebés, en la escala de tiempo del Sistema Solar), formados tal vez a partir de un objeto compuesto de hielo, el cual se partió por la atracción gravitatoria de Saturno al acercarse demasiado al planeta.

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El gran final: esta imagen de la atmósfera de Saturno es la última imagen tomada por las cámaras de la sonda Cassini. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

La larga lista de descubrimientos que le debemos a Cassini no se detiene allí. Ésta incluye haber tomado cientos de imágenes de Saturno, sus lunas y anillos, confirmado la teoría de la relatividad general de Einstein, descubierto lunas cuya existencia desconocíamos, y haber realizado detallados estudios del campo magnético y de las tormentas en Saturno. Así que por esto y mucho más, gracias Cassini.

Fuentes:

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Marte el Planeta que nos atrae – Podcast

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Marte ha desarrollado la imaginación humana como ningún otro cuerpo del Sistema Solar ¿Pero que es lo qué sabemos de este planeta? ¿Y que cosas nos hemos imaginado de él?

Marte Observado por OSIRIS

Muchas de estas respuestas pueden encontrarse en el podcast que sigue a continuación:

Este podcast se realiza en el marco de un proyecto de extensión de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP).