(c) CERN

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) creó una sustancia supercaliente que es lo más denso que se ha observado nunca jamás, además de los hoyos negros. Se trata del llamado plasma de quarks-gluones, un estado primordial de la materia que, según los científicos, es la forma que tenía el universo inmediatamente después del big bang.

El material es unas 100.000 veces más caliente que lo que existe dentro del sol, y es más denso que una estrella de neutrones – una de las cosas más densas que se conocen. “Además de los hoyos negros, no hay nada más denso que lo que estamos creando”, afirmó el físico David Evans, a cargo del equipo del detector ALICE que está trabajando en el plasma. “Si tuvieras un centímetro cúbico de esta cosa, pesaría 40.000 millones de toneladas”, dijo.

Para crear esta sustancia, los físicos gatillaron cientos de miles de colisiones por segundo dentro del LHC casi a la velocidad de la luz, esperando partir las partículas subatómicas en formas más básicas de materia. Lo que se busca es estudiar cómo era el universo justo después del Big Bang.

Se cree que a medida que el universo se fue enfriando, el plasma se transformó en la materia que conocemos hoy. El material creado en el LHC está casi el doble de caliente que el plasma que se había creado previamente usando el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en Estados Unidos. Aún así, ambos plasmas son bastante parecidos – los dos se comportan como líquido, casi sin fricción, señalaron los científicos.

“Si revuelves una taza de té con una cuchara y después sacas la cuchara, el té se mueve por un rato y después se detiene. Si tuvieras un líquido perfecto y revolvieras, seguiría dando vueltas para siempre”, explicó Evans.

Algunos teóricos creen que, bajo el calor extremo que existía en el inicio del universo, los quarks y los gluones deberían haber estado más espaciados, creando un plasma que se comportara como gas, y no como líquido. Los investigadores de ALICE están ahora tratando de probar si algo así puede pasar. Pero para eso se necesitan temperaturas todavía más altas que las que se lograron en el LHC.

Comparando el plasma del RHIC y el del LHC, los científicos esperan aprender mejor cómo se comporta y porqué al enfriarse la sustancia cambia. El LHC todavía no está operando a máxima potencia, de modo que se espera que ALICE cree versiones todavía más densas del plasma en el futuro.

Link: Densest matter created in Big-Bang machine (National Geographic vía CHW)

Un grupo de estudiantes de la Purdue University crearon una máquina Rube Goldberg que busca retratar toda la evolución del universo, desde el big bang hasta el apocalipsis (y lo que vendría después).

Los estudiantes presentaron su máquina en el torneo nacional de máquinas Rube Goldberg donde fueron descalificados, luego de que fallaran algunas partes del recorrido. Después de la competencia la rearmaron y funcionó perfecto (el video de arriba).

La llaman “la máquina más ineficiente del mundo”, porque tiene 244 pasos para finalmente echarle agua a una planta. Lo interesante es cómo va mostrando la historia, desde el big bang (representado por una pistola que dispara un cartel que dice “bang”), pasando por la construcción de las pirámides de Egipto y la segunda guerra mundial, hasta la llegada al apocalipsis, con los tres jinetes: Britney Spears, Paris Hilton y Lindsay Lohan.

Después del salto, otro video de la máquina, aunque esta vez está editado para mostrar todos los pasos en primer plano.

Click aqui para ver el video.

Link: Rube Goldberg Machine Goes From Big Bang to Apocalypse (Mashable)

Jacob Barnett

Jacob fue diagnosticado con el síndrome de Asperger desde una edad temprana, sin embargo posee un IQ de 170 – más alto que el de Albert Einstein. El niño prodigio aprendió por sí mismo cálculo, álgebra, geometría y trigonometría en dos semanas. A los 8 años había dejado la secundaría para tomar clases de astrofísica avanzada en la Universidad de Indiana, donde actualmente ayuda a sus compañeros de clase y esta postulado para un doctorado en investigación.

De acuerdo con sus padres,  su hijo tiene problemas para dormir dado a que constantemente ve números en su cabeza. Pero lejos de quejarse, Jacob utiliza su inteligencia y las noches en vela para tratar de desacreditar la teoría del Big Bang.

En algún momento su madre no estaba segura si su hijo estaba diciendo tonterías o de verdad era un genio, así que envió un video al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton para su evaluación. El mismo Scott Tremaine confirmó la autenticidad de la teoría y en un correo electrónico a la familia, escribió: “Estoy impresionado por su interés en la física y las cosas que ha aprendido hasta ahora. La teoría en la que está trabajando involucra varios de los problemas más difíciles de astrofísica y física teórica. Cualquier persona que los resuelva estará en línea para un Premio Nobel”.

En el siguiente video podemos ver al pequeño Jake enseñando Cálculo.

Click aqui para ver el video.

No es el único niño genio de estos tiempos, recientemente Victoria Cowle de 11 años ha marcado 162 en una prueba de cociente intelectual, asegurándole un lugar en Mensa.

Link: This 12-year-old could be our next Einstein, solve the Big Bang (Dvice)

(c) Nasa

El telescopio espacial Hubble sigue entregándonos sorpresas. Astrónomos que estudiaban las imágenes ultra profundas del espacio capturadas por el instrumento localizaron lo que parece ser la galaxia más distante vista hasta la fecha, a unos 13.200 millones de años luz de nosotros – tan lejos, que la luz que vemos es aparentemente de cuando el universo era un bebé de 480 millones de años.

El descubrimiento es notable porque en esa época el universo estaba sufriendo muchos cambios en cortos periodos de tiempo. La información recolectada por la cámara WFC3 del Hubble muestra algunos de estos cambios ocurriendo entre 480 millones y 650 millones de años después del Big Bang.

En este periodo de 170 millones de años (una nimiedad en términos cósmicos) el nacimiento de estrellas aumentó 10 veces. Las galaxias se poblaron, formando la base del universo como lo conocemos hoy, alimentado por la influencia gravitacional de materia oscura que se formó durante estos tempranos años – o al menos eso es lo que se cree.

Esta antigua galaxia se ve como una cosa borrosa de estrellas en las imágenes del Hubble, y es unas 100 veces más pequeña que la Vía Láctea. Lamentablemente el Hubble no puede hacer todos los cálculos, y se espera que cuando se lance el telescopio James Webb (en 2014 supuestamente) se pueda averiguar más sobre esta galaxia.

Link: Hubble peers 13,2 billion years back in time to capture the most distant galaxy ever seen (PopSci)

El descubrimiento ocurrió en ALICE, una de las secciones del LHC, que intenta recrear los inicios del universo. Las pruebas comenzaron el 7 de noviembre, haciendo chocar iones de plomo dentro del túnel para producir bolas de fuego subatómicas sobre 10 billones de °C.

La materia normal no puede existir a esas temperaturas ridículamente altas. En lugar de ello, la materia se derrite y forma una extraña sustancia parecida a una sopa conocida como plasma de quark-gluones.

Los científicos todavía están investigando exactamente qué pasa cuando aparece este plasma, pero los primeros resultados parecen confirmar la teoría de que el plasma actúa como un líquido, no un gas. Muchos modelos hasta ahora sugerían que las partículas producidas tras las colisiones a alta velocidad debían actuar como gas, no líquido.

El astrofísico de la Universidad de Birmingham, David Evans, afirmó que este descubrimiento “sugiere que el universo se comportó como un líquido supercaliente inmediatamente tras el Big Bang”.

“Demostrar sin lugar a dudas que podemos producir y estudiar el plasma de quark-gluones traerá importantes conocimientos respecto de la evolución de los inicios del universo y la naturaleza de la ‘Fuerza fuerte’ que une a los quarks y gluones en protones, neutrones y finalmente a todos los núcleos de la tabla periódica de los elementos”, señaló el CERN.

La recopilación de información con los iones de plomo continuará hasta el próximo 6 de diciembre. Luego, el LHC detendrá operaciones hasta febrero de 2011 por mantenimiento.

Links:
- LHC experiments bring new insight into primordial universe (CERN)
- Early universe recreated in LHC was superhot liquid (New Scientist)
- Large Hadron Collider proves the universe was once a liquid (io9)

Lo que se ve en la foto es una versión miniatura de lo que ocurrió una millonésima de segundo después del Big Bang – o al menos eso es lo que los científicos creen. La imagen fue capturada en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que creó exitosamente un “mini Big Bang” al hacer chocar iones de plomo en lugar de protones.

Hasta ahora, el LHC había hecho chocar protones tratando de buscar los orígenes del Universo, y esta es la primera vez que se hace colisionar iones. Las colisiones de protones podrían ayudar a encontrar el supuesto bosón de Higgs y señales respecto de posibles leyes de la física que no sean conocidas aún.

Las colisiones de iones, en cambio, permitirían conocer más del plasma del que se formó el Universo hace 13.700 millones de años.

El experimento causó temperaturas un millón de veces más intensas que las que hay en el centro del sol — sin destruir el planeta.

“Estamos emocionados con el logro. Este proceso se llevó a cabo en un ambiente seguro y ccontrolado, generando bolas de fuego subatómicas increíblemente calientes y densas con temperaturas sobre los 10 billones de grados”, explicó el investigador David Evans.

“A esta temperatura, los protones y neutrones, que forman el núcleo de los átomos, se derriten formando una densa sopa de plasma de quark-gluones“, agregó.

Se cree que este plasma es lo que existió luego del Big Bang.

Al estudiar el plasma, los físicos esperan aprender más sobre la llamada “Fuerza fuerte”, es decir, eso que mantiene unido al núcleo de un átomo y que es responsable del 98% de la masa del mismo.

Links:
- Large Hadron Collider (LHC) generates a ‘mini Big Bang’ (BBC News)
- CERN completes transition to lead-ion running at the LHC (CERN)

Paralelos, meridianos e hipermeridianos de una hiperesfera (cc) Wikimedia Commons

Hay muchas teorías que contradicen al Big Bang, pero todas tienen inconsistencias y cabos sueltos que merman su aceptación en la comunidad científica. La teoría de la que habla esta noticia, en cambio, puede correr mejor suerte.

Se trata del trabajo del profesor Wun-Yi Shu, de la Universidad Nacional Tsing Hua de  Taiwan, y en él se plantea que el tiempo y el espacio pueden ser transmutados el uno en el otro según un factor de conversión que equivale a una velocidad de la luz variable. La masa y la distancia también pueden convertirse la una en la otra, y su factor de conversión viene siendo una “constante gravitacional”  y la velocidad variable de la luz. Ojo que la constante gravitacional en realidad también es variable.

A medida que el universo se expande, el tiempo se va convirtiendo en espacio, y la masa se va convirtiendo en distancia. Cuando el universo se contrae pasa justo lo contrario. Al final, según este planteamiento, la velocidad de la luz y la constante gravitacional son simplemente  factores de conversión, simples propiedades de la geometría espaciotemporal que van cambiando a medida que el universo evoluciona.

En este planteamiento, además, se sugiere que el tiempo no ha tenido inicio ni tendrá fin, que la sección espacial del universo es una hiperesfera (esfera en cuatro dimensiones) y que el universo experimenta fases de aceleración y deceleración.

Ahora cabe preguntarse ¿Por qué esta teoría podría ser mejor que la del Big Bang? Básicamente porque elude con elegancia las inconsistencias de ésta. A fines de los noventa, la observación de una supernova reveló a la comunidad científica que los confines del universo no sólo se estaban expandiendo sino que además estaban acelerando. Esto último no sería posible sin introducir un responsable de esa aceleración, que actualmente es lo que se ha denominado “energía oscura”. Sin embargo, el planteamiento de la “Navaja de Occam” sugiere que la explicación más probable para un fenómeno suele ser la que requiere de menos agentes extra. En este caso particular, la teoría del profesor Shu no requiere de la existencia -no demostrada, por cierto- de la supuesta energía oscura.

Por otro lado, la teoría del Big Bang plantea un universo plano, pero Robert Dicke demostró en los años 60 que para que eso haya resultado de tal manera se tendrían que haber dado unas condiciones particularmente infrecuentes durante los primeros segundos del Big Bang. Este dilema se conoce como Flatness Problem y la teoría de Shu la soluciona de un plumazo al negar el universo plano y sustituirlo por uno hiperesférico.

Finalmente, la teoría del Big Bang no logra explicar lo que se llama el Problema del Horizonte, el hecho de que sectores del universo que no pueden haber estado nunca en contacto tengan las mismas condiciones de densidad de masa y energía. Lo anterior parte de la base que ningún fenómeno ocurrido sobre un sector puede influir en un sector aledaño antes de lo que la luz se demoraría en viajar entre ambos, pero la interrogante se solucionaría si aceptamos una velocidad de la luz variable como plantea el profesor Shu.

El paper ha sido publicado hace pocos días como Cosmological Models with No Big Bang en arXiv, por lo que todavía no ha habido tiempo para que surjan reacciones ni menos refutaciones de su planteamiento. Lo importante es que estamos muy lejos aún de comprender tan siquiera la forma y comportamiento del universo que nos rodea, y lo que hoy damos por explicación plausible el día de mañana puede ser negado de un plumazo por una teoría mejor.

Link: Model describes universe with no big bang, no beginning, and no end (Physorg)

(c) M. Brice / CERN

El próximo martes 30 de Marzo el LHC (“la máquina de dios”), realizará uno de los experimento más importantes desde que se encuentra operativo.

Ese día los científicos e ingenieros a cargo del proyecto esperan poder realizar una colisión de partículas en el más alto nivel de energía alcanzado hasta ahora, por lo que podríamos estar en presencia de un micro Big Bang.

En la actualidad los haces dobles de partículas circulan por el túnel de 27 kilómetros a una energía de 3,5 TeV. Durante los próximos días esta se irá incrementando hasta alcanzar este martes 30 los 7 TeV.

Recordemos que el LHC esta diseñado para alcanzar una energía máxima de 14 TeV, pero diversos problemas desde su puesta en marcha han ido retrasando la fecha programada para alcanzarla.

Por lo anterior los ingenieros a cargo del acelerador fijaron un nuevo calendario de operaciones, con aumentos progresivos de la energía que permitieran medir el correcto funcionamiento de todos los sistemas.

Una vez que el LHC alcance los 7 TeV se mantendrá operativo durante 18 a 24 meses (con una pequeña pausa programada para fines de año). Una vez concluido este plazo el LHC será sometido a una serie de arreglos que permitan operarlo con su máxima energía.

Link: First attempt at 7 TeV collisions scheduled for 30 March (Vía US News)

(cc) solarnu - Flickr

No sé ustedes, pero cuando leí el titular de esta noticia vi “LHC rompe…” me empecé a asustar. Menos mal que sólo rompieron un récord y no el tejido de la realidad.

Resulta que desde su retorno a las operaciones el 21 de noviembre, el LHC ha estado funcionando con un nivel de energía bastante discreto: nada más 450.000 millones de electronvoltios [eV], una unidad de medida equivalente a la energía cinética de un electrón acelerado por una diferencia de potencial de 1 volt en el vacío. Al mismo tiempo, han estado experimentando con choques de protones de baja energía, tan baja que son más bien choquecitos o topones.

Este fin de semana, los científicos a cargo estaban algo más entusiastas y le subieron levemente la potencia al rayo conductor, alcanzando un nivel de energía de nada menos que 1.18 billones de electronvoltios y rompiendo con esto el récord mundial, que desde el año 2001 estaba en manos del acelerador Tevatron de Illinois, el cual había marcado 980.000 millones de eV.

Si les parece poco llamativo haber superado el récord por tan poco, no olviden que el LHC está recién calentando motores. Su proyección para cuando alcance el régimen permanente es operar con un nivel de energía de 7 billones de eV.

Link: Large Hadron Collider sets world energy record (BBC)

Después de problemas técnicos y un avance lento, los científicos del CERN pueden brincar de gusto pues han logrado recrear las condiciones del Universo que le siguieron al Big Bang. Las colisiones de baja energía de protones se dieron cuando dos rayos de 27 kilómetros circulaban por el tunel el pasado lunes.

Este se trata del primer éxito que ha tenido el colisionador después un accidentado y sufrido comienzo desde septiembre del 2008. Al momento se han producido dos colisiones de protones y se está usando muy baja potencia para evitar posibles accidentes. Se espera que en los próximos meses se realicen colisiones con gran energía en donde el objetivo sigue siendo el mismo: recrear las condiciones casi instantáneas después del Big Bang, que supuestamente para los científicos, es el origen del Universo como lo conocemos.

Link: Large Hadron Collider produces first proton collisions in Big Bang mission (Telegraph.co.uk)

¿Cómo nació el universo?, es una de las preguntas más recurrentes en el hombre, y hasta ahora sigue siendo una incógnita. Sin embargo, tenemos algunas teorías, la principal de ellas es la del Big Bang.

En esta ocasión, la profesora de astronomía y física de la Universidad de Columbia, Janna Levin, nos explica en forma muy sencilla el Big Bang. Sin duda un imperdible para todo geek, ya sea con fines de entretenimiento o para, quienes como yo, sólo podemos describirlo como una gran explosión.

Link: Interesting: Video Explaining The Big Bang (Geekologie)

El proyecto Sloan III pretende graficar las posiciones de las galaxias más luminosas, hasta una distancia de 8 millones de años luz.

Para lograr su objetivo utiliza un telescopio de 2.5 m, ubicado en Sunspot (Nuevo México); equipado con dos intrumentos: Una cámara de 125 Mega píxeles (MP) y espectrógrafos que pueden observar 640 objetos al mismo tiempo (y yo con mi humilde Polaroid).

Al obtener las localizaciones de millones de galaxias en un mapa de gran escala, el equipo a cargo del proyecto espera obtener un patrón subyacente. Buscan una reliquia de un patrón más antiguo, visto en la radiación de fondo de microondas que fue emitida 380.000 años luego del Big Bang.

Se espera que el proyecto tenga una duración de seis años.

Link: Biggest 3D galaxy map to probe dark energy’s history (NewScientist)