El estudio del «big bang» da el Nobel de Física a Mather y Smoot
El Premio Nobel de Física de este año será para los astrofísicos estadounidenses John C. Mather y George F. Smoot, descubridores del eco del «big band» e investigadores del nacimiento e infancia del universo. La Real Academia Sueca de las Ciencias ha valorado los «intentos» de ambos científicos por «entender el origen de las galaxias y las estrellas» y por «su mirada hacia la infancia del universo».
ESTOCOLMO
John C. Mather y George F. Smoot, cuyos nombres figuraban desde hacía unos años en las listas de «favoritos» entre la comunidad científica, basaron sus trabajos sobre los orígenes del universo en las mediciones realizadas con ayuda del satélite COBE, lanzado por la NASA en noviembre de 1989. Los primeros resultados del satélite se recibieron unos nueve minutos después de las observaciones y el cómputo de éstas fue analizado por más de un millar de científicos. Mather fue el encargado de coordinar el proceso al completo y bajo su responsabilidad quedaron los análisis sobre las irregularidades o perturbaciones de fondo y microondas medidas por el COBE. Las mediciones de variaciones mínimas en las temperaturas de la radiación fueron competencia de Smoot. Ambos consideran que, inmediatamente después del «big bang», el universo puede compararse con un «cuerpo emisor de radiación». En el momento de esa emisión, la temperatura del universo debió ser de al menos 3.000 grados centígrados. Después, y de acuerdo con el escenario del «bing bang», la radiación se enfrío gradualmente, en la medida en que el universo se expandía. Actualmente, la radiación de fondo se calcula 2,7 grados por debajo del cero absoluto. Los galardonados pudieron hacer sus cálculos sobre la temperatura en base a las mediciones enviadas por el COBE, según ha reconocido la Academia Sueca de las Ciencias. Gracias a los experimentos de ambos científicos, se confirmó que efectivamente se produjo lo que se conoce como «big bang» y se identificaron las perturbaciones de la radiación cósmica en los primeros segundos tras la explosión que originó el universo. De acuerdo con el cómputo de esos experimentos, se calculó la edad del universo en unos trece mil millones de años. Las mediciones de ambos investigadores contribuyeron, además, a considerar la cosmología como una ciencia precisa y a avanzar en el estudio detallado de sus radiaciones. Los astrofísicos estadounidenses John C. Mather y George F. Smoot, distinguidos con el Premio Nobel de Física 2006, son dos investigadores dedicados desde hace décadas al estudio del origen del universo. John C. Mather, de 60 años, entró en contacto con el mundo de la ciencia desde temprana edad, ya que su madre era profesora de ciencias y su padre investigaba en genética del ganado, lo que facilitó que biografías de científicos como Galileo y Darwin figuraran entre sus primeras lecturas. Según contó él mismo en una entrevista reciente, fue una visita al planetario del Museo Nacional de Historia de Nueva York, cuando tenía 8 años de edad, la que impulsó su vocación científica. Tras realizar estudios de Física en el Swarthmore College, Mather se doctoró en 1974 por la Universidad de California en Berkeley. Ese mismo año, cuando estaba realizando sus estudios de postdoctorado en el Instituto Goddard para Estudios Espaciales de la NASA en Nueva York, propuso una misión para realizar mediciones de la radiación cósmica de fondo de microondas y la radiación cósmica de fondo de infrarrojos.
Satélite lanzado en 1989
Ese fue el origen del proyecto Cosmic Backgorund Explorer (COBE), que años después pasó a liderar y que dio nombre a un satélite lanzado en 1989 por la NASA y en cuyos resultados sustentaron él y Smoot sus investigaciones sobre el escenario de los primeros segundos tras el «big bang», el origen del universo. Sus trabajos con el COBE le han reportado a Mather, que en la actualidad es astrofísico en el centro de la NASA Goddard Space Flight, en Greenbelt (EEUU), multitud de premios, entre los que destacan el John C. Lindsay (1990), el de la Fundación Peter Gruber (2006) y la medalla Benjamin Franklin en Física (1999). George F. Smoot, un año mayor que su colega, también creció en un ambiente propicio para el desarrollo de una vocación científica: su madre era profesora de ciencias y su padre, hidrólogo. Tras acabar el Bachillerato, entró en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), donde realizó estudios de matemáticas y física, para doctorarse en 1970 con una tesis sobre las partículas subatómicas, un tema en boga en aquella época. Smoot abandonó luego el MIT para pasar a trabajar en la Universidad de California en Berkeley, donde colaboró activamente en varios proyectos, como el HAPPE, cuyo objetivo era encontrar evidencias experimentales sobre el «big bang». Sus hallazgos en éste y otros proyectos le permitieron incorporarse años después al grupo de trabajo del COBE, donde coincidió con su compañero John C. Mather. En 1992, Smoot publicó junto con el escritor Keay Davidson, “Wrinkles in Time” (“Arrugas en el tiempo”), un libro de divulgación en el que repasaron las modernas teorías cosmológicas e intentaron hacerlas comprensibles al público en general, al tiempo que explicaron el trabajo cotidiano de un científico. El éxito obtenido con este libro le animó a profundizar sus estudios en el área de la radiación cósmica de fondo. Desde 1995, Smoot, catedrático de Física en la Universidad de California en Berkeley, ha estado envuelto en el proyecto del telescopio espacial Planck, de la Agencia Espacial Europea. Entre los numerosos galardones recibidos por su actividad científica destacan el Ernest Orlando Lawrence.
Hoy se conocerá el de Química
El Nobel de Física está dotado con 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros) y se entregará el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel, fundador de los galardones. Hoy será dado a conocer el Premio Nobel de Química, el próximo lunes el de Economía y el día 13, el de la Paz. Queda por concretar cuándo se anunciará el de Literatura.
Demuestran por primera vez la aceleración de la expansión del universo
MADRID
El investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Emilio Elizalde es coautor de un trabajo en el que se demuestra por primera vez de manera consistente la teoría del efecto “Casimir dinámico”. Este efecto, predicho en 1948 por el físico teórico alemán Hendrik Casimir, podría explicar por qué se acelera la expansión del universo en la actualidad. El estudio se publica en el último número de la revista “Physical Review Letters”.
El efecto Casimir es una predicción fundamental de la física cuántica y afirma que existe una débil fuerza que tiende a juntar dos láminas de metal paralelas muy próximas ubicadas en el estado vacío y en ausencia de cualquier otra interacción. La explicación básica de este fenómeno es que, dado que las placas metálicas limitan la cantidad de longitudes de onda que caben entre sí, se crea una diferencia de energía y presión entre el exterior y el interior de ambas que tiende a juntarlas.
Elizalde explica que «si las placas son espejos en rápido movimiento, modifican la estructura del vacío, de tal forma que aparece una radiación procedente del mismo», y que «las fluctuaciones del vacío cuántico podrían resultar cruciales para entender la actual aceleración de la expansión del universo».
Los investigadores utilizaron en su trabajo un método hamiltoniano y consideraron espejos parcialmente transmisores, transparentes a frecuencias muy elevadas, construyendo así por vez primera una formulación físicamente consistente. En estudios previos, los espejos se suponían perfectamente reflectantes a cualquier frecuencia, de modo que las fórmulas de renormalización empleadas producían siempre energías con signo negativo, que no podían interpretarse como las de los fotones creados mientras los espejos están en movimiento.
«La denominada fuerza de radiación-reacción que actúa sobre los espejos a consecuencia de la emisión y absorción de los fotones ha sido ahora obtenida con el signo correcto y ha podido ser relacionada con la energía del campo mediante la ley fundamental de conservación de la energía», señaló Elizalde.
Estas observaciones han dado un giro radical a la concepción tradicional del universo: «Admitiendo la cosmología de Einstein, el universo debe estar formado en más del 70% por una energía oscura de naturaleza desconocida. Las fluctuaciones del vacío cuántico a escala cósmica podrían resolver este problema».
La ESA prevé una misión tripulada a Marte el año 2040
VALENCIA Los directivos de la Agencia Espacial Europea que participan en el Congreso Internacional de Astronáutica (IAF) que se celebra en la Ciudad de las Artes y las Ciencias de Valencia avanzaron la posibilidad de un viaje tripulado a Marte en 2040, «siempre que exista voluntad política y condiciones de cooperación internacional». El viaje al planeta rojo, que formaría parte de un gran proyecto internacional en el que participarían, entre otras, la NASA y la ESA, se prolongaría cerca de dos años y se llevaría a cabo en una nave, que o bien podría ser de propulsión tradicional o utilizar ya la energía nuclear. El director de la ESA, Jean-Jacques Dordain, reconoció que para dentro de treinta o cuarenta años «existe la posibilidad de realizar una misión tripulada a Marte, después de que se envíe entre 2011 y 2013 una sonda robótica que determinaría la posibilidad de existencia de vida en ese planeta». En este sentido, reconoció que, «por el momento no se sabe con certeza si hay o ha habido vida en Marte, aunque la presencia de agua congelada es una buena y esperanzadora señal». En relación a las futuras misiones espaciales de la ESA, Jean Jacques Dordain expresó la necesidad de que los diferentes países de la UE coordinen sus políticas espaciales, y pidió más coherencia en sus respectivos programas. Por su parte, el coordinador de Vuelos Espaciales Tripulados y Exploración de la ESA, el italiano Piero Messina, reiteró la posibilidad de realizar una misión tripulada a Marte dentro de unos cuarenta años. Según este investigador, la nave que se utilizaría para esta misión podría ser propulsada por energía nuclear, lo que permitiría acortar notablemente los vuelos al planeta rojo». Sondas robóticas Para el portavoz de la ESA, el también italiano Franco Bancina, existen planes a largo plazo para viajar a Marte en una misión tripulada, pero matizó que «por el momento es pronto para hablar de ello o dar detalles técnicos, porque en principio hay otros retos». En concreto, Franco Bancina se refirió al envío al planeta rojo de diversas sondas robóticas, como la Mars Express, la ExioMars y el aterrizaje del Smart-1 en la Luna. La Agencia Espacial Europea presenta en el pabellón de exposiciones de Valencia diversos modelos y prototipos de vehículos espaciales de exploración, como la Mars Express, la Venus Express, la Smart-1 y ExoMars, que se lanzará al espacio a mediados de 2011.
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