La Radiacion Cosmica de Fondo (I)

En esta entrada vamos a meternos en faena, así que relajaros que necesito vuestra atención...

La Radiación Cósmica de Fondo o CMB ("Cosmic Microwave Background") es uno de los elementos más importantes de la Cosmología moderna. Por esta razón se merece dos entradas ella solita! (La otra razón es para no soltaros un ladrillo a vosotros!)

En esta primera entrega intentaré explicaros qué es y cuando fue detectada, mientras que la próxima vez me concentraré en por qué es tan útil en Cosmología y las complicaciones que tenemos que superar para obtener toda la preciosa información que contiene dentro.

Probablemente un día os cuente las aventuras y desventuras de cómo se descubrió la CMB por primera vez (es una historia bastante interesante llena de guerra, aliens, palomas, política y religión!), pero por hoy simplemente me limitaré a decir que fue "oficialmente" detectada por astrónomos americanos llamados Arno Penzias y Robert Wilson en 1964. Por este descubrimiento recibieron el Premio Nobel en 1978. Su importancia es tal que en 2006 se volvió a dar otro Premio Nobel a George Smoot y John Mather (investigadores principales del satélite americano COBE) por conseguir las primeras medidas de precisión de la CMB.

Pero qué es esta radiación tan importante y que pinta tiene? Pues bien, últimamente la habéis visto por los periódicos y noticias (visitad esta entrada anterior si no entendéis que significa esta imagen):

Planck @ESA

En pocas palabras, la CMB es una fotografía casi perfecta del Universo cuando era joven (solo 379000 años o ~4 minutos si fuese una persona).

Momentos después de que se crease el Universo (hoy no me meto con esto así que meter aquí vuestra teoría preferida ;-) ), sabemos que toda la energía del mismo estaba concentrada en un volumen muy pequeño respecto al tamaño del Universo actual. Esto implica que había una presión muy alta, o lo que es casi lo mismo una Temperatura muy alta (para que os hagáis una idea, mucho peor que en el centro del Sol). No hay materia que soporte estas condiciones, así que lo que tenemos es una "sopa" de partículas elementales (protones, neutrones, electrones y fotones) que están continuamente interaccionando entre ellos: se unen, se separan, chocan, etc. Este estado se llama plasma (uno de los cuatro estados de la materia) y tranquilamente podéis imaginarlo como si fuese un liquido (por ejemplo, un lago).

Como en las ondas de un lago, el plasma primordial también tenia zonas mas calientes y mas frías que estaban cambiando continuamente. Estas son las zonas rojas y azules que vemos en la figura de la CMB.

Pero si estaban continuamente cambiando (es decir los fotones se emitían y se absorbían en un santiamen) como es que toda esa información (la imagen del CMB) ha llegado hasta nosotros?

Seguramente todos habéis escuchado alguna vez que el Universo está en expansión, es decir se hace cada vez más grande. Por lo tanto, cada vez las partículas están mas lejos unas de otras y eso significa que el universo se enfría poco a poco. Pues bien, a medida que el Universo se enfría, los electrones pasan mas tiempo unidos a los protones (formando átomos de Hidrógeno)  y mientras están unidos les cuesta mucho más relacionarse con los fotones... Llegado un cierto momento, cuando la temperatura del plasma baja por debajo de los 3000 K (un K corresponde a ~273 ºC), ya no hay suficiente temperatura para separar los átomos de Hidrógeno y, de repente, ya no hay nada que impida seguir moviéndose a los fotones (y por lo tanto viajar hasta nuestros instrumentos)!!

Por eso se dice que es una foto, porque los fotones que nos llegan nos muestran casi exactamente lo que pasaba en aquel instante (ni un poco antes, porque aquellos fotones ya habían chocado con algo antes, ni poco después porque como el Universo esta casi vacío no han encontrado prácticamente nada en su recorrido que los parase o modificase la información que llevan).

Y eso es todo! No era tan difícil, verdad? (Bueno, si no habéis entendido nada, por favor dejarme un comentario o mandarme un email, para que pueda tirarme por la ventana por incompetente!! :-) )

Para terminar os dejo con una curiosidad sobre la CMB, sabíais que ~1% del ruido blanco de las televisiones viejas era debido a la CMB? Todos hemos sido astrónomos sin saberlo!! Una pena que con la TV digital hemos perdido este "canal cosmológico".

Si queréis reíros un poco (y entendéis un poco de inglés) mirad este vídeo... 

Hasta el próximo tortu! 

Es gratis, OIGA!

Una entrada rápida, para comentaros un par de fenómenos astronómicos que suceden en los próximos días.

No son de los fenómenos mas espectaculares que podemos contemplar durante el año, pero como muchas oportunidades que nos brinda la naturaleza, son gratis! Estoy hablando de un eclipse parcial de luna y de una lluvia de meteoritos (más conocida como "lluvia de estrellas").

Pero antes de daros cuatro instrucciones para verlos, voy a aprovechar para empezar a trasmitiros lo que sentimos los astrofísicos cuando  miramos este tipo de fenómenos (una preguntan que me suelen hacer muy a menudo). A los que levantéis la cabeza para intentar verlos, os pediría que pensarais no sólo a la belleza natural del fenómeno, sino también a que ambos nos muestran que nuestra nave espacial Tierra se esta moviendo continuamente en su viaje a través del universo. Ahora sabemos las causas físicas de estos fenómenos (gracias a la ciencia), pero intentar imaginar lo que sentiría una persona hace ~1000 años: mirar de repente a la luna que has visto cada noche de tu vida y que esta cambia de color o empieza a desaparecer poco a poco! O que vas de noche por un camino y en una dirección del cielo empiezan a aparecer lucecitas! Imaginad el impacto psicológico o religioso que recibiríais!
Ese es el poder que tiene (o mas bien tenía) el cosmos en nuestra vida...

Y para finalizar, la información para poder ver el eclipse y la lluvia de meteoritos:

• Eclipse parcial de luna (25 abril). Se trata de un eclipse de corta duración, que comenzará a las 19.54 y finalizará a las 20.21 de Tiempo Universal (TU). Es decir que hay que sumarle 2 horas para tenerlo en nuestro tiempo actual. El eclipse de penumbra (o cambio de color sin cambio de forma) empezará a las 18.04 y terminará a las 22.11 TU. Su oscurecimiento será limitado, de ahí que se hable de eclipse penumbral, y el fenómeno se podrá contemplar sin necesidad de ningún instrumento óptico.
• Líridas (lluvia de meteoros/"lluvia de estrellas"). Los meteros provienen del cometa Thatcher y los vemos cuando la Tierra choca a alta velocidad con los residuos polvorientos (del tamaño de un grano de arena) de dicho cometa. Han empezado el 16 de Abril y tienen su máximo (alrededor de 20 meteoros por hora) el 22 de Abril. Probablemente, la mejor hora será antes del amanecer ya que la luna limitará la visibilidad.

Hasta el próximo tortu...

El Universo tiene forma de huevo?

Después de pensarlo un poco, me he dado cuenta que saltar directamente a comentaros los últimos resultados de la astrofísica moderna igual es un poco complicado. Así que primero iré poco a poco explicando algunos conceptos claves para entender mas en profundidad lo que vendrá mas adelante.

Empecemos por uno sencillo, pero que me llamó mucho la atención cuando vi que un montón de comentarios de los lectores de Scientific American lo preguntaban.
El comentario típico era: "Cómo nos decís que el Universo es plano, si luego se ve claramente que tiene forma de huevo!"
Se referían a imágenes parecidas a la siguiente que seguramente habréis visto últimamente por los periódicos:

Planck@ESA

Pues bien, esta imagen (que si que tiene forma de huevo! ojo no lo niego...)  representa un cartografiado del cielo, es decir un mapa! Esta imagen, sin ninguna explicación adicional o leyenda explicando las coordenadas, es un claro ejemplo del problema de comunicación entre el mundo científico y el resto de lectores como os comentaba en la primera entrada de este blog.

Este tipo de proyección para representar mapas (técnicamente su nombre es "mollweide") estáis cansados de verla en los libros de geografía y enciclopedias. La diferencia es que representa algo que vuestro cerebro sabe perfectamente identificar (los continentes) y no tenéis problema para entenderla.

Si miráis de nuevo la primera imagen comenzáis a entender la lógica de lo que esta representando: un mapa de las observaciones realizadas en las distintas posiciones del cielo (en este caso por el satélite Planck, ESA).

Hay, sin embargo, una pequeña sutileza entre ambos tipos de mapas: mientras que en el mapa de la Tierra vemos los continentes como si nosotros estuviésemos situados fuera o por encima del planeta, en el primer mapa tenemos que imaginar que nosotros estamos en el centro y es la imagen del cielo la que nos envuelve. El siguiente vídeo creo que ilustra perfectamente el cambio de perspectiva que intento aclararos:

Planck @ ESA

El vídeo os muestra como a medida que el satélite va girando, observa franjas del cielo hasta que lo completa. Al final ese cielo observado viene proyectado en un mapa para poder estudiarlo más fácilmente. Como es un satélite puede ver el cielo completo ya que no tiene montañas o el horizonte que lo limiten y le impidan observar algunas partes. Este problema es uno de los mayores limites de las observaciones realizadas desde la Tierra (pero este tema ya os lo comentaré otro día...)

Para finalizar, os dejo una última imagen para rematar el tema. Es un mapa con las posiciones de los objetos mas brillantes observados por el satélite WMAP (NASA). A partir de esta imagen es fácil obtener las coordenadas de uno de estos objetos (en este caso coordenadas llamadas Galácticas, que ya os contaré en otro momento...) y usarlas para buscar mayor información en alguno de los catálogos/paginas web/observatorios virtuales que existen en internet (yo siempre tengo esta imagen a mano para orientarme con las coordenadas!) .

Por ejemplo, me interesa obtener mayor información de Centaurus A (CenA). A partir de la imagen, me es fácil averiguar que sus coordenadas son longitud -47º (cada meridiano son 15º) y latitud +20º (cada paralelo son 10º). Y ya podría buscarlo en cualquier base de datos.

Espero que os haya quedado un poco claro! Pero si no, ya sabéis, dejadme un comentario y trataré de responderos aclarando vuestras dudas!

Hasta el próximo tortu...

Presentación

Si estas leyendo este blog es porque o eres parte de mi familia y amigos, o te interesa la astrofísica. En ambos casos gracias y espero que te sea útil!

Me presento: mi nombre es Joaquín González-Nuevo González y soy Astrofísico! (jejeje parece una sesión de alcohólicos anónimos!).

La razón por la que empiezo este blog es porque hace ya un tiempo que noto que la gente tiene un mayor interés por la ciencia gracias al acceso a internet, redes sociales, etc. Sin embargo, también he visto que gran parte del esfuerzo hacia una mayor divulgación científica, viene muchas veces desperdiciado por usar términos demasiado técnicos, dar conceptos claves come sabidos por el lector y/o ofrecer explicaciones demasiado "oscuras". Me he cansado de leer comentarios a noticias sobre nuevos resultados científicos donde la gente pide ayuda para entender conceptos de la noticia o incluso el significado de dichos resultados: pero no era eso, precisamente, el objetivo de estas noticias? es decir, de la divulgación científica?
La gota que colmó el vaso sucedió hace 3 semanas cuando se publicaron los primeros resultados cosmológicos de la misión Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA), para el cual trabajo. En esa ocasión preparamos un comunicado de prensa donde resumíamos los resultados principales y su importancia. Dicho comunicado fue usado por varios periódicos nacionales y paginas de internet (por ejemplo, link). El comentario posterior que recibí de mi orgulloso padre (una persona de amplia cultura, pero no de carácter científico) fue el siguiente:
"Enhorabuena hijo, se nota que habéis trabajado un montón! Parecen resultados importantes, aunque es una pena que no lo hayáis explicado para las personas de a pie..."
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Se me abrieron los ojos!
Después de criticar a otros durante tanto tiempo, yo había cometido el mismo error en mi propio campo! Para mi el comunicado de prensa era claro y sencillo, sin "tecnicismos". Pero al leerlo de nuevo después de la conversación con mi padre, me di cuenta que eso sólo era verdad para un lector con una buena cultura de la astrofísica moderna!

Así que aquí me tenéis, intentando aportar mi granito de arena para acercar la belleza de la astrofísica (en mi caso) a las personas de mi alrededor. No quiero que este blog se vuelva en un curso de astrofísica, sino mas bien que todos vayamos entendiendo los grandes y maravillosos descubrimientos que estamos encontrando casi a diario sobre el cosmos que nos rodea.

Por ultimo, mi madre siempre me apoyo en mi carrera aunque prácticamente no entendiera nada del mundo en el que trabajo. Dado que ya no está a mi lado, este blog se lo dedico a ella. Cuando escribiré las siguientes entradas utilizaré el mismo lenguaje que habría usado con ella charlando sentados delante de un tortu con leche...

Hasta el próximo tortu!