El invento que le cambió la vida a Newton

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Cuando nos aproximábamos a los últimos días del año, muchos apasionados por la ciencia recordaron el legado de uno de los más grandes científicos de la historia. El gran Isaac Newton nació el 25 de diciembre del año 1642 en Inglaterra, y dos décadas más tarde ya profundizaba sobre el trabajo de importantes personajes como Galileo y se codeaba con reconocidos profesores de la Universidad de Cambridge, como su tocayo Isaac Barrow.

Barrow era un reconocido matemático que había sigo elegido en 1663 primer profesor Lucasiano de matemáticas en esta reconocida institución – prestigioso cargo académico que desde entonces han ocupado científicos tan destacados como el propio Newton o más recientemente el mediático Stephen Hawking. 

Newton, un joven veineañero con muchas inquietudes en torno a la óptica, las matemáticas y la astronomía, y rápidamente comienza a mostrarle a los que lo rodeaban todo su potencial para revolucionar la ciencia. A sus escasos 25 años fabrica el primer telescopio reflector (que usa espejos), el primero de este tipo que se construía satisfactoriamente. Su invento no era una simple ocurrencia, y respondía a sus arduos intentos por entender las propiedades de la luz blanca.

El instrumento usado entonces para observar el cielo usaba lentes, el llamado telescopio refractor que había popularizado Galileo y con el cual había descubierto cosas tan fascinantes como los cráteres de la Luna. El problema era que tales lentes generaban imágenes alteradas, al distorsionar los colores en el objeto observado, lo que se conoce como aberración cromática,

Para entonces, Newton había experimentado con prismas y sospechaba que era el cristal, el mismo usado para las lentes, el responsable de separar los colores que estaban contenidos en la luz blanca y alterar la imagen a través del telescopio. Mientras que muchos pensaban que tales colores eran producidos mágicamente por el prisma, Newton proponía que la luz blanca era de hecho la unión de todos ellos.  Si tenía razón, un telescopio que usara espejos, en vez de lentes, no debería generar la tal aberración cromática. Y para sorpresa de muchos, esto fue justo lo que consiguió al fabricar y probar su telescopio reflector, cuya idea había sido planteada años atrás por otros, incluido el propio Galileo, pero sin llegar a su exitosa fabricación. El primer telescopio newtoniano, construido enteramente por el genio inglés, tenia un espejo de 33 milímetros de diámetro hecho de una aleación de estaño y cobre.

Newton envía su nuevo telescopio a la Real Sociedad de Londres, la sociedad científica más importante de la época, causando gran interés. En 1672 es admitido como miembro de la sociedad, y catapultado a la fama, fortalecida con sus incontables aportes a la física. Newton es el miembro más reconocido de la Real Sociedad, y ejerce como su presidente desde 1702 hasta su muerte en 1727.

Fly me to the moon

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El título de la famosa canción que popularizara el cantante Frank Sinatra en los años sesenta, sigue siendo de gran actualidad, si a la exploración del espacio nos referimos. Este año la luna fue la gran protagonista. Por una parte, los amantes de las ciencias del espacio y toda la humanidad en general, conmemoraron una de las mayores hazañas de nuestra especie, la llegada de seres humanos al satélite natural hace 50 años.  Centenares de eventos a lo largo y ancho del planeta recordaron a Armstrong, Aldrin y Collins, los héroes del Apolo 11, y sus nervios de acero para lograr algo que parecía imposible.

Mientras estas celebraciones ocurrían, se anunciaron los planes de la Casa Blanca y un aporte extra de 1.600 millones de dólares al presupuesto de la Nasa, para regresar a la luna con la misión Artemisa. El nombre proviene de la mitología griega, siendo una de las deidades más veneradas, hija de Zeus, y hermana melliza de Apolo.  El objetivo según Jim Bridenstine, el administrador de la agencia espacial norteamericana, es construir un programa que nos lleve a la luna lo antes posible.

En los planes iniciales se prevé que para el 2024 una mujer sea la primera persona que regrese a la luna, desde que el comandante Eugene Cernan lo hiciera por última vez el 14 de diciembre de 1972 en la misión Apolo 17. Para conseguirlo, el programa tendría tres etapas. Artemisa 1 enviará a una misión no tripulada alrededor de la luna para finales del 2020 usando el primer cohete del nuevo sistema de lanzamiento de Nasa denominado SLS (por sus siglas en inglés). En el 2022, Artemisa 2 haría lo propio, pero con una misión conformada por cuatro astronautas. Ese mismo año se espera el lanzamiento de un cohete comercial con el primer elemento de la futura estación espacial Gateway, que orbitaría la luna. 

Finalmente Artemisa 3 llevará seres humanos, probablemente dos, a posarse sobre la luna, entre ellos estaría primera mujer. A partir del 2025 se realizarían viajes tripulados cada año, aprovechando la estación Gateway, que abre además grandes posibilidades para futuros viajes turísticos a la luna. Según la propia descripción de la Nasa, Artemisa como la ‘portadora de la antorcha’, iluminará nuestro camino hacia Marte, el objetivo más deseado para las próximas décadas.

Así las cosas, el próximo año será decisivo para saber si los ambiciosos planes pueden llegar a feliz término y nuestra especie sigue en su camino de exploración que hace miles de años nos llevó a poblar el planeta Tierra y en el futuro nos llevará a recónditos parajes en otros mundos distantes.

¿Está entrando el Sol en un nuevo ciclo ?

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Uno de los mayores interrogantes cuando hablamos del Sol, es entender como va a comportarse, por ejemplo saber cuando va a estornudar grandes cantidades de material caliente y muy veloz, que podría ir dirigido hacia nuestro planeta y causar, desde vistosas auroras hasta daños en satélites y apagones.

Tal situación podría provocar sin duda un caos generalizado, y las probabilidades de tener intensas emisiones del Sol aumentan cuando la estrella se acerca a su máxima actividad dentro del llamado ciclo solar. Durante cada ciclo, el Sol pasa por momentos donde hay más “acción”, y el rasgo más destacado de esa actividad son unas manchas oscuras que salen en su superficie, como enormes pecas que pueden tener varias veces el tamaño de la Tierra. Muchas de ellas se podrían incluso ver a simple vista, pero no lo hagas porque dañarías tus ojos irreversiblemente. 

Se sabe que Galileo, entre otros, pudo observarlas y asociarlas, erróneamente, a una especie de nubes flotando sobre la superficie solar que bloqueaban su luz. Pasaron más de dos siglos antes de que Heinrich Schwabe, un farmacéutico aficionado a las astronomía, se diera cuenta en 1843 de un hecho sorprendente que tenía que ver con estas misteriosas estructuras. Schwabe encontró por casualidad que el número de manchas en el Sol aumentaba y disminuía en un ciclo casi regular que duraba alrededor de 11 años.

Se estableció que el primer ciclo solar sería el que va desde 1755 hasta 1766, teniendo en cuenta que a partir de entonces el registro de manchas solares se hace de manera confiable y precisa. Es posiblemente el registro experimental más antiguo que sigue realizándose de forma continuada. 

Una pieza importante del rompecabezas fue descubrir que las manchas solares son causadas por el campo magnético que, atrapado en el interior solar, brota a la superficie. Al hacerlo enfría esa porción del Sol creando manchas oscuras que emiten menos luz, al ser más frías que el resto, pero que pueden causar fenómenos muy explosivos en capas más externas del Sol – los estornudos que se describieron al comienzo.

Otra característica crucial del campo magnético que tiene que ver con el ciclo solar, es que en cada ciclo el campo magnético en el interior del Sol se pone patas arriba; el polo norte y sur magnéticos se invierten. 

En la actualidad la evidencia apunta a que el nuevo ciclo solar, el número 25, ha comenzado, y el Sol está saliendo de un letargo en donde las manchas han sido escasas en él. A comienzos de noviembre, la alerta la dio la aparición de unas pequeñas manchitas que reflejaban el hecho de que la polaridad magnética ya se invirtió, pues no siguen la característica magnética que tenían las del ciclo 24.

Así las cosas, hasta el año 2030 estaremos siendo testigos de un nuevo ciclo de nuestra sorprendente estrella, lo que representa una nueva oportunidad para investigar la actividad solar y su influencia en nuestro planeta.

¿ Pueden existir planetas que no giren alrededor de una estrella ?

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Cuando pensamos en un planeta, inevitablemente lo imaginamos dando vueltas alrededor de una estrella, como una reproducción de lo que sucede en nuestro sistema solar, en donde varios de ellos giran alrededor del Sol, incluyendo al planeta Tierra. Parecería muy extraño pensar en un planeta vagando por la galaxia sin recibir la luz de una estrella que lo ilumine. No obstante, por insólito que parezca, el universo nos muestra una gran diversidad de posibilidades. Algunos planetas no tienen una estrella que los acoja, aunque aun no esta muy claro que provoca que sean planetas errantes.

Una posibilidad es que no sean del todo planetas, sino más bien lo que se conoce como enanas marrones. Conocidas también como estrellas fallidas, corresponden a objetos que no alcanzaron a acumular la cantidad de materia suficiente en su proceso de formación para iniciar en su interior la generación de energía por fusión nuclear que les permita brillar como lo hacen las estrellas.

Otra posibilidad es que los planetas errantes hayan pertenecido en el pasado a un sistema planetario y que por alguna razón, que no está muy clara, hayan sido expulsados de su sistema y lanzados a vagar por el medio interestelar.

Algunos pudieron incluso haber sido expulsados de nuestro propio sistema solar, en sus etapas tempranas de formación, y en este caso parece que Júpiter pudo haber sido el culpable, por su efecto desestabilizador dada su enorme atracción gravitacional.

Aunque no giren alrededor de una estrella, los planetas errantes lo harían en torno al centro de la galaxia, aunque todos ellos no están estrictamente condenados a hacerlo hasta el fin de su existencia. En determinadas situaciones, un planeta errante podría ser capturado por una estrella y comenzar a hacer parte de un sistema planetario. 

En los próximos años se confirmaran los candidatos actuales a ser planetas errantes, y varios descubrimientos comenzaran a llenar las noticias, con las observaciones que nos esperan gracias a la nueva generación de telescopios espaciales y telescopios gigantes en tierra. No se descarta la posibilidad de que estos planetas puedan desafiar el hecho de no tener una fuente cercana de energía – una estrella – como ingrediente crucial para el desarrollo de al vida, y que sea su propio calor interno la fuente requerida.

Según esta cautivadora posibilidad, la vida podría haberse desarrollado en cálidos océanos líquidos bajo la superficie de planetas vagabundos.

El tránsito de Mercurio, un evento que no se repetirá hasta el año 2032

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Hay fenómenos celestes bastante conocidos y que no pasan desapercibidos. El más célebre por su espectacularidad es tal vez el eclipse de Sol, en donde la Luna se interpone entre la estrella y nosotros, bloqueando su luz parcial o totalmente.

Entre los eventos menos populares están los tránsitos planetarios, que podemos observar desde la Tierra  cuando un planeta del sistema solar es el que se interpone entre nuestro planeta y el Sol.  Esto solo sucede con los planetas interiores, es decir Mercurio y Venus, y requiere una perfecta alineación entre el Sol, la Tierra y alguno de los dos planetas.

Justamente el 11 de noviembre desde varias regiones del mundo se pudo disfrutar de la observación de Mercurio, el planeta rocoso menos explorado del sistema solar, pasando frente al imponente disco solar. El llamado tránsito de Mercurio es un evento poco frecuente, dado que aunque Mercurio pasa entre la Tierra y el Sol al menos tres veces al año, su órbita se encuentra inclinada y no es fácil que se produzca la perfecta alineación. Los tránsitos de Mercurio solo ocurren unas 13 veces por siglo, en intervalos que oscilan entre 3,5 años como mínimo y 13 años como máximo.

Históricamente, estos tránsitos han sido de gran importancia ya que han ayudado a calcular las dimensiones del sistema solar, entre ellas la unidad astronómica, nombre con el que se designa a la distancia media entre la Tierra y el Sol, equivalente a unos 150 millones de kilómetros. Uno de los más reconocidos astrónomos, Edmund Halley – el mismo que calculó la órbita del famoso cometa que lleva su nombre – fue el primero que se dio cuenta de las posibilidades de estas observaciones para comenzar a darle dimensiones a nuestro vecindario cósmico. Un tránsito de Venus en 1761, por su parte, permitió observar un arco de luz rodeando a Venus, lo que significó el descubrimiento de la atmósfera de ese planeta.

Durante los tránsitos, al igual que en los eclipses, hay varias fases denominadas contactos. En el más reciente el primer contacto de Mercurio y el Sol se dio a las 7:35 am, y el último a la 1:04 pm, lo que significa que durante 5 horas, 29 minutos y 12 segundos se pudo observar al pequeño planeta danzando frente al Sol, aunque únicamente podia ser visto con telescopios o binoculares potentes, equipados con un filtro solar. No está de más recordar que siempre hay que protegerse la vista al observar estos fenómenos igual que cuando se observa un eclipse, y que no sirven las radiografías, gafas oscuras, vidrios ahumados, CDs, y otros elementos caseros.

 Si te perdiste la oportunidad de verlo, tendrás que esperar hasta el 13 de noviembre de 2032. Y los siguientes serán el 7 de noviembre de 2039 y el 7 de mayo de 2049.