NeoFronteras

Primeros datos de GLAST

Área: Espacio,Física — Jueves, 28 de Agosto de 2008

Foto
Imagen del cielo al completo en rayos gamma captada por GLAST. La Vía Láctea se sitúa en la horizontal central. Foto: NASA, DOE, International LAT Team.

El observatorio orbital de rayos gamma GLAST (Gamma-Ray Large Area Space Telescope) ya ha proporcionado su primer mapa en rayos gamma del cielo. Los científicos esperan descubrir nuevos púlsares, agujeros negros y otras fuentes de alta energía en nuestra galaxia gracias a este instrumento. También buscan pistas sobre una nueva Física.
La imagen revela en primer lugar el gas caliente de nuestra galaxia, que se muestra de canto sobre la horizontal de la imagen. Fue creada después de 95 horas de observaciones en lo que se pude definir como “primera luz” del telescopio LAT (Large Area Telescope’s), uno de los instrumentos con los que cuenta el observatorio. Con los observatorios anteriores se tardaron años en producir imágenes similares. Estos primeros resultados se han calificado como exitosos.
En el diseño, construcción y operatividad de este observatorio han colaborado y colaboran distintas instituciones. Fue puesto en órbita en junio pasado.
Ahora la NASA ha redenominado* el observatorio con el nombre Fermi Gamma-ray Space Telescope. El nuevo nombre es en honor a Enrico Fermi, pionero de la Física de Altas Energías. Fermi fue la primera persona en sugerir cómo las partículas cósmicas podrían se aceleradas hasta altas velocidades.
Durante estas semanas que han seguido al lanzamiento los científicos han estado calibrando este observatorio, único en su género, tanto el telescopio LAT como el Burst Monitor (GBM).
Los rayos gamma que emite el gas galáctico de la imagen se deben a las colisiones producidas por rayos cósmicos, que consisten en núcleos atómicos acelerados (generalmente protones). En la imagen también se ve como la nebulosa del Cangrejos y la de Vela, que son remantes de supernovas, brillan también en estas frecuencias. Se cree que en su interior hay estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones se manifiestan algunas veces como púlsares (como en estos dos casos) si se observan las radioemisiones. Se espera que este telescopio descubra más objetos de este tipo en el futuro, sobre todo estrellas de neutrones que no se manifiesten como púlsares.
Otro objeto brillante de la imagen se corresponde al blazar 3C 454.3, en la constelación de Pegaso y situado a 7100 millones de años luz de distancia de nosotros, fuera de la Vía Láctea. Se trata de una galaxia activa que tiene episodios en los que brilla fuertemente.
LAT puede tomar una imagen completa del cielo cada tres horas, algo que permite encontrar contrapartidas ópticas con telescopios en tierra de eventos de alta energía. Los telescopios terrestres pueden proporcionar la resolución espacial que GLAST no tiene. Como este tipo de eventos son breves, la rapidez en este tipo de investigación es fundamental.
Este instrumento puede detectar fotones en una gama que va de los 20 millones de electrónvoltios a 300000 millones de eV. El extremo de mayor energía es 5 millones de veces más energético que los rayos X utilizados en las radiografía dentales.
El otro instrumento, el GBM, ha revelado 31 estallidos de rayos gamma en el primer mes de observaciones. Se cree que los fenómenos más energéticos de este tipo se dan en explosiones de supernova o en colisión de estrellas de neutrones. La sensibilidad de este instrumento va de los 8000 a los 30 millones de eV.
Otra idea que se quiere poner a prueba con este observatorio es una predicción de los físicos teóricos según la cual quizás sea posible poner de manifiesto la escala de Planck de la Gravedad Cuántica. Si éstos tienen razón los fotones de alta energía deben de sentir el efecto acumulado de las fluctuaciones del espacio-tiempo a la escala Planck. El efecto sería muy pequeño, pero si el fotón viaja miles de millones de años luz el efecto se acumularía y se manifestaría como una velocidad diferente para fotones de distinta frecuencia (distinta energía). Esto sólo se notaría para fotones de alta energía como los gamma y se ha llamado “arco iris de gravedad”. La confirmación de esta predicción** también significaría que la Relatividad Especial debería de ser corregida a determinados regímenes para poder acomodar este efecto. Las teorías que lo hacen se denominan DSR y son una buena promesa al triste panorama de una Física Teórica empantanada en las teorías de cuerdas. Añaden un postulado según el cual la longitud de Planck debe de mantenerse igual para observadores en cualquier sistema de referencia inercial. Si la longitud de Planck es la mínima distancia posible por definición no puede encogerse por contracción relativista y que sea menor.
En todo caso la posibilidad de utilizar el Universo como un amplificador de efectos mecánico cuánticos no deja de ser fascinante.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Web de GLAST.
Web del GLAST en Stanford.
“The trouble with Physics” de Lee Smolin.

* Desde que hace unos pocos años la NASA adquirió el vicio, juega al despiste con el personal cambiando el nombre de sus misiones. Recordemos que se tardan años en diseñar, desarrollar y construir un de estas sondas, por lo que tienen tiempo de sobra para escoger un buen nombre desde el principio.

** Hay físicos teóricos que siguen haciendo ciencia y que no juegan demasiado con cuerdas.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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6 Comentarios

  1. Gerardo Sánchez:

    “…y son una buena promesa al triste panorama de una Física Teórica empantanada en las teorías de cuerdas…”.

    En neofronteras no pueden ocultar la aversión que les causa las teorías de las cuerdas. Cierto, no está comprobada, y hasta ahora no hay manera de comprobarla, y cierto, ella misma se pone trabas para su comprobación, pero es tan verdadera o falsa como cualquier otra teoría que no haya sido comprobada o refutada.
    Mientras otra teoría no de luces de ser la correcta, no podemos negar la existencia de la teoría de las cuerdas, tal vez en el futuro otras teorías como la de la gravedad cuántica finalmente sean comprobadas y aceptadas, pero yo no me rasgaría las vestiduras negando de antemano la teoría de las cuerdas, solo por que es “fea”, no conozco otra razon para rechazarla que no pueda ser aplicada a cualquier otra teoría.

  2. lluís:

    Pues si a altas energias, la RE se viniese abajo, no parece que la mayoria de teorías de cuerdas soportaran ese hundimiento puesto que dependen fundamentalmente de la RE. En última instancia lo que está en juego es la simetría del espacio-tiempo, anclada basicamente en la Relatividad de Einstein. Como sea, será muy interesante si se puede meter la nariz en la Escala de Planck; podría ayudar mucho a tener una teoría de la gravedad cuántica y ahí sin duda empezaría una nueva física. Saliendo de esta manera de los “pantanos” cordados y bucleados. Aunque desde luego resulta un tanto fuerte cargarse eso de que es imposible distinguir el “reposo” del movimiento uniforme en línea recta y a velocidad constante. Hasta Galileo se removeria en su tumba. Pero la Física es esto.

  3. Jose M Piñeiro:

    El problema de la teoría de cuerdas es que se parece enormemente al dragón que tenía en su garaje Carl Sagan.
    No hace ni una sola predicción comprobable. Por tanto ¿en que se diferencia una cuerda intangible, invisible e inapreciable de una cuerda inexistente?

  4. NeoFronteras:

    Estimado Gerardo Sánchez:
    Es que en ningún momento se pretende disimular la necesidad de retirar el prestigio absolutamente inmerecido que tienen las teorías de cuerdas. Incluso es excesivo denominar a esos entes intelectuales teorías, y mucho menos científicas.
    En 25 años los expertos en cuerdas no han conseguido nada que no sea el desarrollo de las matemáticas. No hacen predicciones, y no explican el mundo en el que vivimos. De hecho el mundo entra en clara contradicción con estos entes teóricos (energía del vacío, constante cosmológica, etc).
    Hay muchos estilos de estas teorías y cada una de ellas contiene un número interminable de vacíos. No se ha demostrado que no contengan infinitos. Hay muchos aspectos técnicos que sería largo enumerar aquí que a cualquier persona sensata le harían dudar de su viabilidad.
    Estas “teorías” recuerdan muchísimo a los modelos geocéntricos de epiciclos. No hay que preocuparse si en el LHC se encuentra algo que las contradiga porque ya se encargarán de añadir más “epiciclos” o dimensiones extras compactas si hace falta.
    Casi el único argumento que las apoya es su supuesta belleza que, además, es del todo muy discutible.
    Ni siquiera dicen nada interesante sobre la génesis del espacio-tiempo, sino que éste viene dado como hipótesis flexible de partida, a elegir según las necesidades.
    Recurrir, además, como han hecho, al principio antrópico como último recurso es, como mínimo, muy pobre y revela la desesperación de aquel que se ha encerrado en un callejón sin salida.
    En este tiempo se ha dilapidado una ingente cantidad de recursos económicos e intelectuales que se podrían haber utilizado para hacer avanzar la Física.
    Campañas de propaganda o evangelizadoras basadas en libros y documentales de Green y compañía es algo que ninguna teoría científica ha necesitado. Sólo las religiones y las cuestiones de fe necesitan de ellas.
    La arrogancia de sus seguidores, por último, recuerda a los iluminados fanáticos y dice poco de ellos como personas. La ciencia necesita de la humildad, porque en cualquier momento la realidad, a través de un experimento, puede dar un vuelco a la situación. Se les ha olvidado lo que es la ciencia.
    Haber puesto los huevos en solo cesto ha hecho además que la Física Teórica en general no se haya desarrollado en estos últimos 25 años.
    Gracias al monocultivo de las cuerdas ahora todos sabemos menos. Una pena.

  5. Gerardo Sánchez:

    Estoy de acuerdo con los administradores de neofronteras en casi todo, solo difiero en que no se han perdido 25 años por culpa del “monocultivo” de la teoría de las cuerdas, simplemente no ha aparecido la “mente genial” que “de en el clavo” con la teoría correcta. Se ha trabajado en la teoría de las cuerdas por 25 años simplemente a falta de algo mejor.
    Vale la pena recordar que Albert Einstein creó la teoría de la relatividad sin tener un background de teorías previo, me atrevo a afirmar que “la creo de la nada”. También las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell fueron creadas así, casi de la nada (sin estudios previos). Yo pienso que la solución a este estancamiento va a venir de una idea genial que pruebe o refute finalmente la teoría del todo, llámese cuerdas, gravedad cuántica o como se llame.
    Yo simplemente trato de decir que no vale la pena decir de antemano que las teorías de las cuerdas son falsas, ya que tampoco hay pruebas de su falsedad. Y es tan verdadera o falsa como cualquier otra candidata a teoría del todo no probada.
    El único “pecado” de las teorías de las cuerdas es que se volvió famosa, una celebridad en el publico, y la tomaron los metafísicos para explicar sus propias teorías. Pero igual pienso que esa no es una prueba de su falsedad.

  6. NeoFronteras:

    Muchas teorías de cuerdas predicen supersimetría sin romper, algo que no se observa en el mundo real. Las que no lo hacen predicen un número infinito de fuerzas.
    Predicen una constante cosmológica negativa cuando observamos que es positiva.
    Otras contienen taquiones, necesitan de 26 dimensiones espaciales, son inconsistentes, tienen infinidad de parámetros libres, etc.
    Todo eso son pruebas de sospecha de falsedad o al menos de una gran debilidad.
    Básicamente con el número adecuado de dimensiones y la elección de la geometría se puede hacer casi cualquier cosa y ni así se llega a una teoría coherente. Cuando tienen un problema simplemente se tiene esperanza en solucionarlo en el futuro, pero llevan así 25 años, y son muchos.
    Predicen cierta unificación, pero el modelo estándar ya lo hace si exceptuamos la gravedad. La gravedad es incorporada a las cuerdas de muy mala manera, básicamente gravitones que son perturbaciones sobre un fondo fijo. Es decir, pierden toda la rica dinámica de la RG que sabemos que existe (y medimos) .

    Las ideas felices no aparecen si no hay nadie pensando en ellas. Las plazas universitarias en Física Teórica se las llevan la gente de cuerdas, con lo que se produce una comunidad que se retroalimenta a sí misma. Las becas, dinero de proyectos y demás también van a esa comunidad. Sin nadie está andando otros caminos o no s eles financia y apoya será difícil que surja un Einstein.

    Básicamente la comunidad de cuerdas está sobredimensionada. No hace falta que todos abandonen ese campo, quizás sólo el 50% de ellos. Un poco de humildad por parte de esos físicos tampoco estaría mal.

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