Bonus II. Exploración espacial

En donde los seres humanos empiezan a explorar el espacio exterior

"Elegimos ir a la Luna. Elegimos ir a la Luna en esta década y hacer otras cosas, no porque sean fáciles, sino porque son difíciles, porque ése objetivo servirá para organizar y medir el máximo de nuestras energías y habilidades, porque ese reto es uno que estamos dispuestos a aceptar, uno que no estamos dispuestos a posponer, y uno que tenemos intención de ganar."

John F. Kennedy,

Presidente 35º de los Estados Unidos

"Ya es hora de que la raza humana entre en el Sistema Solar"

J. Danforth Quayle,

Presidente 44º de los Estados Unidos

El 4 de octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó Sputnik I, el primer satélite artificial*. El primer satélite americano (Explorer I) se lanzó el 31 de enero de 1958, dando comienzo a ¡la carrera espacial! El 12 de abril de 1961, Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser humano en el espacio, realizando un vuelo de una órbita. John Glenn completó tres órbitas el 20 de febrero de 1962. Cientos de personas y miles de satélites han seguido a estos pioneros en órbita alrededor de la Tierra. Los satélites estudian la Tierra, transmiten llamadas telefónicas entre continentes, realizan observaciones del Universo, y permiten que, en cualquier rincón del globo, cualquiera con una antena parabólica y un descodificador pueda contemplar una telenovela y películas porno.

Se han enviado naves a estudiar la Luna, el Sol, Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, y los cometas y asteroides. Han aterrizado sondas en la Luna, Venus y Marte, una ha descendido a través de las capas más altas de la atmósfera de Júpiter, y otra ha tocado suelo en Titán, una luna de Saturno**.

¿Qué será lo siguiente?

¿Terminaremos la Estación Espacial Internacional y empezaremos a construir satélites propulsados por el sol a capturar energía solar y reflejarla hacia la superficie terrestre, de forma que disminuya o se elimine la necesidad de quemar combustibles fósiles para conseguir electricidad?

¿Cosecharemos asteroides cercanos? Con un asteroide de 10 kilómetros de lado se satisfaría la demanda mundial actual de aluminio, cromo y oro durante un periodo de veinte a treinta mil años. A los precios actuales, solamente el oro de uno de estos asteroides valdría unos 60 billones de dólares.

¿Invertiremos en un programa que detecte y desvíe cometas y asteroides potencialmente catastróficos para que podamos evitar el terrible destino de Malena Musaraña? Tales impactos ocurren en la Tierra cada 100 millones de años más o menos, y son muy capaces de destruir por completo la civilización humana. Es posible que la vida en la Tierra continúe mutando y evolucionando hasta que se desarrollen especies lo suficientemente inteligentes como para invertir en un programa que detecte y desvíe cometas y asteroides potencialmente catastróficos. Recuerda las sabias palabras de cierto vicepresidente de los Estados Unidos: "Si no tenemos éxito, corremos el riesgo de fracasar."

*El primer objeto artificial en el espacio podría haberse lanzado unos cuantos meses antes por accidente, cuando una placa de acero se quedó cubriendo un hoyo de 150 metros de profundidad durante una prueba nuclear. Los datos de las cámaras de alta velocidad sugieren que la velocidad de la placa superó los 60 kilómetros por segundo justo después de la explosión nuclear. Esta velocidad era lo suficientemente elevada como para que la placa (si es que consiguió traspasar la atmósfera de una pieza) escapara no sólo de la Tierra, sino también del Sistema Solar.

**Esta última hazaña ha sido añadida por la traductora por completitud: la fecha de publicación original (2004) no alcanzó a incluir los hitos más recientes en la exploración espacial del Sistema Solar.

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Disclaimer: This is a free-online translation from the book by Eric Schulman, "A Briefer History of Time" (1999-2004). No copyright infringement is intended.

Bonus I. Colisión de un cometa

En donde un cometa impacta contra la Tierra

Había una vez, en un cálido día de junio hace unos 65 millones de años, mientras Milena Musaraña estaba durmiendo bajo una gran hoja de árbol en una isla cerca de la península de Yucatán, en lo que es ahora Méjico, un cometa le golpeó en la cabeza, matándola al instante. El cometa (o puede que fuera un asteroide) medía 10 kilómetros y golpeó a Milena con una velocidad de unos 80 000 kilómetros por hora, creando un cráter de 180 kilómetros de ancho y liberando una cantidad de energía equivalente a 100 millones de megatones de TNT, que es 1000 veces más potente que todas las armas nucleares existentes en la actualidad combinadas.

El impacto produjo al menos seis tsunamis, algunos de los cuales tenían más de 100 metros de alto, un terremoto de magnitud 12, una inundación de lluvia ácida, una enorme cantidad de dióxido de carbono liberada a la atmósfera que aumentó la temperatura global durante un millón de años, un incendio mundial que incineró cerca de un 25 por ciento de la biomasa viva y una enorme nube de polvo que bloqueó la luz del Sol durante meses y contribuyó a la extinción de casi toda la vida animal terrestre cuyas formas adultas pesaran más de 25 kilos, incluyendo a los dinosaurios.

En conjunto, fue un mal día para Milena y uno no particularmente bueno para la Tierra, tampoco.

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15. Expulsión de gas volatil

En donde se produce la atmósfera de la Tierra

Un planeta en formación:
Grandes impactos destruyen la
Atmósfera inicial.

Al nuevo planeta,
Asteroides y cometas dan
Gases volátiles.

Los volcanes emiten
Agua, dióxido de carbono,
Y otros gases.

La luz ultravioleta
Disocia parte del agua,
Generando oxígeno.

El dióxido de carbono,
En exceso, calentará la Tierra,
Se necesita equilibrio.

CO₂ se disuelve
Formando ácido carbónico,
H₂CO₃.

H₂CO₃
En las rocas produce caliza,
CaCO₃.

La caliza que se hunde
Alimenta volcanes que liberan
Dióxido de carbono.

Las altas temperaturas implican
Más evaporación y
CO₂ disuelto.

Mientras el CO₂
Se trasnforma en caliza,
La temperatura baja.

Las bajas temperaturas implican
Menos evaporación y
formación de CO₂.

Entonces el CO₂
Actúa calentando la atmósfera:
Elevando las temperaturas. 

El ciclo continúa
Durante millones de años; observa
Cómo el Sol ahora brilla más.

Un Sol brillante implica que
Hace falta menos calentamiento: Más
CO₂ en las rocas.

En la Tierra primigenia
Había miles de veces más
Dióxido de carbono.

Nuestra atmósfera tiene
Una temperatura muy agradable:
Agradéceselo a nuestras amigas, las rocas.

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Podcast: La Ciencia de moda es... Cosmología

Breve noticia sobre el descubrimiento de la primera prueba directa de la inflación cósmica:



Sintonía: "virtuAlnaja lubOv" (amor virtual), de Tanim Jazz.


Bibliografía:
- Press release: http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-05

- Paper original: http://arxiv.org/pdf/1403.3985.pdf

- La web del experimento:
http://www.cfa.harvard.edu/CMB/bicep2/science.html

- Noticias de prensa generalista:
http://www.bbc.com/news/science-environment-26605974
http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/03/17/actualidad/1395070473_494711.html

- Blogs de divulgación:
http://esmateria.com/2014/03/17/un-experimento-capta-el-primer-eco-del-big-bang/
http://cuentos-cuanticos.com/2014/03/18/el-universo-saca-bicep2/
http://francis.naukas.com/2014/03/17/la-inflacion-cosmica-y-el-multiverso-inflacionario/
http://www.astromia.com/astronomia/teoinflacionaria.htm

- Una explicación muy gráfica en dos minutos (en inglés):
http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/big-bang-ondas-gravitacionales-inflacion-cosmica.html

14. Diferenciación planetaria

En donde se forma el planeta Tierra

“Bienvenidos como cada semana a la Noche de los Planetas en el Canal del Precio Galáctico. Al teléfono tenemos a Marcia, que acaba de comprar P-21668, Júpiter. ¡Hola, Marcia! ¿Qué tal te ha ido el día hasta el momento?”

“¡Estupendo, simplemente estupendo, Tammi! ¿Qué tal el tuyo?”

“¡Fantástico! Dime, Marcia, ¿qué te hizo decidirte por Júpiter?”

“Pues te diré que, cuando vi que se estaba formando en el exterior del sistema solar donde la temperatura es baja y el agua podría condensarse formando planetesimales helados, sabía que acabaría siendo lo suficientemente masivo como para retener todo su hidrógeno y helio, y que sería lo suficientemente grande como para convertirse en un fantástico nuevo básico de moda. Que tuviera tantas lunas fue una ventaja extra para mí. Además, no dispongo de mucho tiempo para esperar a que me lo envíen, así que el hecho de que sólo tarde unos 10 millones de años en formarse era importante para mí.”

“Bueno, Marcia, ha sido un placer hablar contigo, y estoy segura de que disfrutarás de tu nuevo planeta.

”Ahora ha llegado el momento de nuestro precio especial del día, P-62164, la Tierra, y creo que puedo garantizar que no durará mucho. Es un planeta rocoso, que como sabéis encabeza la lista de los tipos de planeta más vendidos en nuestra colección CPG. Primero, dejadme mostraros su extensión. Como podéis ver, viene en casi 12 000 kilómetros de diámetro. La Tierra y los otros planetas rocosos se forman cerca del sol a partir de trozos de roca del tamaño de kilómetros. Como la temperatura en el interior del sistema solar es muy alta para que sobreviva el hielo, los planetas rocosos sólo tienen un 10 por ciento de los planetesimales disponibles para los planetas exteriores, y por tanto no se convertirán en lo suficientemente masivos como para retener hidrógeno y helio. Será una bella mezcla de marrón y azul, con cerca de un 70 por ciento de su superficie cubierta de agua. ¿No es maravilloso? Simplemente imagínese relajándose en su propio océano tras un largo día. Los océanos grandes como éste son perfectos para el entretenimiento: ¡podría invitar a todo el Vecindario Solar!

”¡Oh, esto es increíble, el precio especial del día se acaba de agotar! Saben, cuando vi que estaba en el programa de hoy, supe que se vendería rápido. Hablemos con su comprador. Hola, Charlene, y bienvenida a la Noche de los Planetas. ¿Cómo estás?”

“Bien. ¿Y tú?”

“¡Genial! Dime, Charlene, ¿por qué te decidiste por este planeta?”

“Bueno, ya sabes que es tan versátil, y cuando vi que tenía un precio especial sabía que sería mío, aunque tardase 100 millones de años en formarse completamente. Quedé especialmente impresionada por la forma en que el hierro fundido se filtrará a través del manto de silicatos para producir un núcleo metálico que gire. Me gusta que mis planetas tengan campos magnéticos, ¿sabes?, y ésta es una de las mejores maneras de conseguir uno.”

“Efectivamente. Charlene, cuéntanos, por favor, cómo vas a usar tu nuevo planeta.”

“Bueno, tiene una pinta tan impresionante que será un hermoso complemento a mis otros planetas. Tras completar el proceso de formación, espero la formación de una atmósfera a partir de la emisión de gases volátiles de los volcanes, así como de los impactos de cometas. Puede que incluso decida evolucionar algo de vida allí abajo.”

“Ya sabes, Charlene, que si lo que buscas es tener vida en tu planeta, quizás te interesaría mirar nuestra opción con luna gigante, que ayudará a mantener constante el balanceo del eje de giro de tu planeta y de esta manera proporcionar un medio ambiente más estable para tus organismos. Es un poquito más caro, sin embargo.”

“¿Cómo es eso, Tammi?”

“Para conseguir una luna de tales proporciones tendríamos que estrellar un protoplaneta un par de veces más masivo que Marte contra la Tierra. Pero creo que el coste extra te merecería la pena.”

“Eso suena estupendo. Definitivamente, me decido por la opción con luna gigante.”

“Muy bien, gracias por comprar en CPG, Charlene, y ¡disfruta de tu nuevo planeta!”

“Oh, gracias, Tammi. Adiós.”

“Hasta otra. Cuídate.”

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13. Formación estelar

En donde se forma el Sol

El siguiente mensaje te lo ofrece AGAEL, la Asociación Galáctica de Agentes Estelares con Licencia

□

“Porque nunca confiarías tus planetas a cualquier estrella.”

“Estamos encantados de haber elegido un agente particular de AGAEL para que encontrara la estrella perfecta para nosotros. Mi marido y yo queríamos una estrella con una zona habitable suficiente como para albergar vida en al menos un planeta, pero no teníamos demasiados recursos. El agente particular nos mostró siete estrellas entre las 0,8 y las 0,9 masas solares, pero no nos convencían.”

“Como estaban buscando en el rango de las 0,8 a las 0,9 masas solares, sabía que la temperatura de la superficie de estas estrellas sería insuficiente para sus propósitos. Las estrellas estarían emitiendo sólo entre un 30 y un 60 por ciento de la energía que una estrella de una masa solar emite. Pero dado que ellos me especificaron el rango de masas con el que se sentían a gusto, tenía que confiar en que sabían lo que querían, de modo que sólo les enseñé estrellas en ese rango.”

“El agente de AGAEL no nos presionó en absoluto para aumentar el rango de masas que queríamos, incluso después de no encontrar nada que nos gustara. Pero mi marido y yo lo hablamos de nuevo y decidimos que podíamos obtener los suficientes recursos para subir a una masa solar, después de todo.”

“Una vez que subieron su umbral a 1,0 masas solares, podía ofrecerles un número mucho mayor de estrellas más adecuadas. Escogieron cinco de ellas para examinarlas en detalle.”

“Las primeras tres estrellas estaban bien, pero nada más, y la cuarta le gustó a mi marido porque estaba en un buen vecindario, pero yo me enamoré de la quinta estrella que miramos. Tenía exactamente una masa solar y había ocho planetas formándose alrededor, uno de los cuales estaba a la distancia de 150 millones de kilómetros de la estrella. Las estrellas producen más energía con el tiempo, así que el lugar donde se sitúa la zona habitable cambia, pero calculamos que este planeta sería habitable durante al menos seis mil millones de años, y para entonces nosotros ya estaríamos jubilados. En ese momento, cualquier forma de vida que hubiéramos decidido tener debería ser lo suficientemente mayor como para cuidar de sí misma.”

“Me alegro de que pudieran encontrar una estrella que les hiciera feliz, y me alegra haberles podido ayudar. Hago muchos grandes negocios por toda la Galaxia, pero que jóvenes parejas encuentren su primer sistema solar siempre me recuerda la principal razón por la que estoy en el negocio de los sistemas solares.”

“Como estamos planeando tener descendencia, realizamos las inspecciones habituales de plomo y radón. Encontraron sólo 1 parte por 10 mil millones de plomo y no detectaron radón en toda la estrella, lo que nos tranquilizó enormemente. Tras conseguir una hipoteca a nuestra medida, firmamos los papeles y el sistema solar era nuestro. Y todo se lo debemos a nuestro agente particular de AGAEL.”

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12. Explosión de supernova

En donde la vida de una estrella masiva termina en explosión

“Hum Parsec a Mando Estelar, adelante, Mando Estelar. Aquí Hum Pársec informando desde la galaxia Vía Láctea. Acabo de empezar mi investigación y ya he encontrado algo interesante. ¡Adelante, Mando Estelar!”

“Aquí Mando Estelar, Pársec, le recibimos. ¿Cuál es su informe?”

“¡He encontrado una estrella a punto de explotar, Mando Estelar! Según mi detector de neutrinos, la quema de silicio está casi completada. Ahí está, ¡el núcleo ha colapsado! La densidad en el interior de la estrella es tan alta que los electrones se combinan con los protones para dar neutrones, lo que está liberando un millón de millones de millones de millones de millones de millones de millones de millones de millones de neutrinos.”

“¡No se confíe, Pársec! Aunque los neutrinos apenas interactúan con la materia de forma individual, tal cantidad de neutrinos podrían freírle con facilidad. Recuerde, ¡necesitamos su informe!”

“Por suerte, la densidad en el núcleo es tan alta que los neutrinos no pueden escapar inmediatamente, así que estoy a salvo de momento. Según mis mediciones, las regiones internas de la estrella están colapsando ¡a casi el 15% de la velocidad de la  luz! Están a punto de chocar con la estrella de neutrones recién formada. ¡Guau, menuda onda de choque! El material ha rebotado y vuela en sentido opuesto al centro de la estrella, pero mientras, las altas densidades y los flujos de neutrinos han reactivado la fusión en el material y han creado un batallón de elementos más pesados que el hierro.”

“¡Salga de ahí inmediatamente, Pársec! ¡Esa supernova será pronto más luminosa que el resto de las estrellas de la Galaxia combinadas!”

“Recibido. ¡Me largo de aquí!”

“Adelante, Mando Estelar, aquí Hum Pársec de nuevo. Estoy a una distancia prudencial de la supernova y puedo informar de los efectos que está teniendo en los alrededores. La fuerza de la explosión está comprimiendo las nubes de gas de hidrógeno y helio cercanas, y los elementos pesados que ha creado se están mezclando con las nubes. Algunas de estas nubes son suficientemente densas como para convertirse en protoestrellas, pero la cantidad de metales disponible probablemente no permita la creación de planetas. Un par de ciclos más de formación estelar y explosiones de supernova, en cambio, conseguirán con toda seguridad que esta galaxia se llene de estrellas con sistemas planetarios.”

“Realice un informe completo de sistemas planetarios potenciales y asegúrese de avisarnos si encuentra alguno capaz de albergar vida. ¡La Galaxia depende de usted, Hum Pársec!”

“De acuerdo. Aquí Hum Pársec, corto y fuera.”

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