El primer universo era líquido

Físicos del LHC recrean los primeros microsegundos tras el Big Bang a 10 billones de grados y se llevan algunas sorpresas

Como prometía, la «máquina de Dios» continúa de sorpresa en sorpresa. Los físicos del Gran Acelerador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de la Organización Europa para la Investigación Nuclear (CERN), han llegado a una insólita conclusión tras realizar un experimento a altos niveles de energía, en el que recrearon los «primeros microsegundos después del Big Bang». Tras acelerar una serie de partículas, el equipo cree que, en esos primeros momentos, el Universo no solo era muy caliente y denso, sino que, y aquí viene la novedad, se comportaba como un líquido.

Los científicos, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), aceleraron y chocaron entre sí núcleos de plomo en las más altas energías posibles en el detector Alice del LHC, el anillo circular situado a cien metros bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia. De esta forma, generaron unas «bolas de fuego» subatómicas muy calientes y densas, recreando los primeros microsegundos después del Big Bang a temperaturas de 10 billones de grados.

En estas altísimas temperaturas, la materia normal se mezcla en una exótica sopa primordial conocida como plasma quark-gluón. Varios modelos de la física teórica predicen que ese plasma se comportaría como un gas a estos altos niveles de energía, pero los primeros resultados de los científicos del LHC los echan por tierra. No es precisamente un gas lo que han descubierto los investigadores. «Estos primeros resultados parecen sugerir que el Universo se comportó como un líquido muy caliente inmediatamente después del Big Bang», afirma David Evans, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham. Aunque tampoco es la primera vez que se sugiere esta idea, los experimentos anteriores, realizados en EE.UU., habían sido realizados a bajas energías, y se desconocía lo que ocurriría cuando se subiera el pistón. Ahora ya no hay duda.

Sobre el origen de los océanos

Hay una característica que diferencia a nuestro planeta de cualquier otro planeta conocido: la Tierra tiene océanos de agua líquida. Es un mundo maravilloso debido a esta característica, está poblado de vida que está basada en este precioso líquido. Pero, ¿de dónde procede toda esta agua?

El sistema solar interior fue un lugar poco hospitalario al comienzo de nuestro sistema solar, además nuestro planeta debía estar también muy caliente en esa época, por esta razón se creía que todo el agua que había en esa época, en lo que sería nuestro planeta, habría desaparecido. Se propuso que vino un tiempo después a bordo de cometas durante una época de bombardeo intenso, hace 3900 millones de años.

Los análisis isotópicos del vapor de agua de los cometas reveló que, contrariamente a lo se creía, nuestro agua no parecía proceder de los cometas. Si los cometas nos surtieron del preciado líquido su cantidad la cantidad aportada no tuvo que ser muy elevada.

Un estudio reciente propone que casi todo el agua que disfrutamos en la actualidad estaba aquí ya desde un principio, con lo que se proporciona mayor margen temporal para la aparición de vida en la Tierra, tal y como otros estudios isotópicos han revelado recientemente y que apuntan a una aparición muy temprana de la vida. Parece, por tanto, que todas las piezas empiezan a encajar entre sí.

Linda Elkins-Tanton del MIT ha realizado un estudio de las propiedades químicas y físicas de los meteoritos y los ha usado como análogos de cómo sería nuestro planeta al comienzo de los tiempos. Luego ha utilizado esos datos obtenidos para alimentar un modelo computacional. El modelo predice que existía un alto porcentaje de agua en las rocas fundidas que formaban nuestro planeta, agua que enriqueció fuertemente la atmósfera de la época con vapor. El vapor se condensó en océanos en un proceso que duró decenas de millones de años, por lo que la Tierra ya contaría con océanos hace 4400 millones de años. Incluso el manto terrestre con una humedad menor que la arena del desierto del Sáhara podría producir océanos de cientos de metros de profundidad.

Desde hace tiempo los astrobiólogos se vienen sorprendiendo de lo rápido que apareció la vida en la Tierra, en sólo unos 600 millones de años después de su formación. Este resultado ayudaría a explicar ese hecho.

Si este resultado se confirma podremos por fin decir de dónde procede el agua que bebemos, en la que nos bañamos, el agua que constituye el 70% de nuestros cuerpos. El agua sobre la que navegaron los barcos fenicios cargados con ánforas llenas de aceite de oliva recogido en las colinas de Delfos. Estaba ya aquí desde el origen de los tiempos y permitió la aparición de la vida al poco de formarse la Tierra, cuando ésta todavía no se había enfriado del todo.

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Encuentran patrones matemáticos para predecir terremotos

La investigación, que publica este mes la revista Expert Systems with Applications, parte de los datos recogidos por el Instituto Geográfico Nacional sobre 4017 terremotos, de magnitudes entre 3 y 7 en la escala Richter, ocurridos en la Península Ibérica y mares que la rodean entre 1978 y 2007.

Los científicos aplicaron sobre los registros técnicas matemáticas de clustering o agrupamiento, lo que permite encontrar similitudes entre ellos y descubrir patrones que ayuden a predecir un terremoto.

El equipo se centró en las dos zonas sismogénicas con más datos (el Mar de Alborán y el área Azores Occidental-Falla de Gibraltar) y analizó tres atributos: la magnitud del seísmo, el tiempo transcurrido desde el último terremoto y lo que varía de un movimiento sísmico a otro un parámetro denominado ‘b-value’ (refleja la tectónica de la región analizada).

Un valor alto de ‘b-value’ significa que predomina el número de terremotos de pequeña magnitud y, por tanto, el terreno tiene una baja resistencia. Por el contrario, un valor bajo indica que el número relativo de seísmos grandes y pequeños es similar, lo que implica una mayor resistencia del suelo.

Una probabilidad de acierto superior al 80%
“Hemos descubierto la fuerte relación que existe entre los seísmos y el parámetro ‘bvalue’, llegando a alcanzar tasas de acierto superiores al 80%”, destaca Antonio Morales Estaban, otro de los autores y profesor en la US. “Una vez realizados los cálculos, si se dan las circunstancias y secuencias que hemos determinado como patrones precursores, la probabilidad de acierto que obtenemos es significativa”.

La técnica sintetiza las predicciones en dos factores: la sensibilidad (probabilidad de que ocurra un terremoto tras suceder los patrones detectados) y la especificidad (probabilidad de que, no habiendo ocurrido el patrón, no haya un terremoto).

Los resultados reflejan una sensibilidad del 90% y una especificidad de 82,56% para la zona del Mar de Alborán, y del 79,31% y 90,38% respectivamente para el área sismogénica Azores Occidental-Falla de Gibraltar.

Es decir, en estas regiones los terremotos suceden justo después de los patrones descubiertos con una gran probabilidad (sensiblidad alta) y, además, la mayoría de las veces que ocurren, lo hacen sólo después de los patrones descubiertos (especificidad también alta).

En la actualidad el equipo está analizando los mismos datos mediante algoritmos propios basados en ‘reglas de asociación’, otras técnicas matemáticas que se usan para descubrir sucesos comunes o que cumplen condiciones concretas dentro de un conjunto de registros.

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Los diez grandes descubrimientos de la física en 2010

El Instituto de Física Británico, a través de su sección Physicsworld hizo su selección de los mejores hallazgos de este año. La antimateria encabeza la lista, que incluye el CERN, un planeta extrasolar y la mecánica cuántica a escala visible

El Instituto de Física Británico realizó su selección anual destinada, en este caso, a destacar los mejores descubrimientos de 2010. La misma estuvo a cargo de expertos de varias instituciones y revistas especializadas de todo el mundo.

La clasificación destaca la labor del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), con su nuevo acelerador llamado LHC y los dos experimentos realizados en ese centro con antimateria, informa el diario El País.

La lista completa:
1. Éxitos con antihidrógeno
Si bien el antihidrógeno no es novedad, sí lo es la nueva tecnología que permite contener esos átomos.Científicos del CERN lograron retener 38 átomos de antihidrógeno durante el tiempo suficiente para medir sus propiedades. La investigación podría arrojar luz sobre una cuestión: por qué en el planeta hay más materia que antimateria.

2. Atmósfera de exoplaneta
Con un grupo de telescopios, Astrónomos de Canadá y Alemania este año lograron medir la atmósfera y obtener espectros de luz de un planeta fuera del Sistema Solar. Se trata del planeta HR8799, que está a 130 años luz de la Tierra

3. Efectos cuánticos a simple vista
Esta creación consiste en un aparato que, si bien simple, ante muy bajas temperaturas adquiere un estado de superposición, vibrando mucho y poco a la vez. Este objeto a escala macroscópica fue creado por Andrew Cleland y John Martins.

4. La capa de invisibilidad
Científicos de los EEUU y Singapur anunciarpn que fueron capaces de generar una capa de invisibilidad capaz de esconder objetos bidimensionales de considerable tamaño. Científicos de Reino Unido y Dinamarca afirman haberlo logrado incluso con objetos tridimensionales.

5. Láser acústico
Similares al láser convencional, el acústico emite fonones, en forma de ondas acústicas coherentes. El objeto de este invento es lograr penetrar en materiales para obtener imágenes 3D.

6. Superfotón
Científicos alemanes han creado un condensado Bose-Entein de fotones, al que llamaron superfotón. Dicho hallazgo resulta interesante para diversas aplicaciones, entre ellas, la fabricación de nuevos chips.

7. Relatividad
Un grupo de científicos de los EEUU realizaron un experimento con relojes ópticos, que se propuso demostrar que el tiempo transcurre más rápido en un reloj que está sólo 33 cm más arriba que el otro. Y que el tiempo corre más despacio en un reloj que se desplaza a 35 km/h respecto del otro.

8. Telepresencia
Investigadores de la Universidad de Arizona inventaron una pantalla hecha de un polímero fotorefractivo que reacciona velozmente a la luz láser. De este modo se consigue proyectar una escena en movimiento con la técnica de holograma, en 3 dimensiones y en tiempo real.

9. Pequeño protón
Un equipo de físicos liderado por el Instituto Maz Planck de Óptica Cuántica en Alemania, afirman que el protón es aproximadamente un 4% más pequeño de lo que se creía.

10. El nuevo acelerador
Los expertos del CERN generaron el pasado marzo las primeras colisiones de protones a energía de 7 teraelectronvoltios, la más alta alcanzada hasta ahora.