Archive for 25 marzo 2010

Oscura materia ¿se ha detectado la materia oscura?

marzo 25, 2010

Recientemente ha habido bastante revuelo relacionado con la materia oscura. El motivo han sido sendos anuncios por dos grupos experimentales, CDMS 2 (cold dark matter search 2) y CoGeNT sobre una posible detección directa de la materia oscura.

A estas alturas asumo que todo el mundo ha oído hablar de l materia oscura. Si no es así pueden tener una primera toma de contacto con el tema con este excelente vídeo de documania TV. De hecho tampoco hay nada que prohíba ver el vídeo incluso si se tiene una licenciatura en físicas, especialmente si no es en física teórica y se tienen un poco oxidados los conocimientos ;).

Los que quieran ver un artículo técnico de review-centrado en la parte de física de partículas- pueden probar con las TASI 2008 Lectures on Dark Matter

Por si alguien no tiene tiempo, o ganas, de ver el documental haré un breve resumen de algunos argumentos que llevan a postular la existencia de esta materia oscura (también pueden probar a leerse la correspondiente entrada de la wikipedia):

1) Curvas de rotación de galaxias: Según las leyes de Newton (para esta situación no es necesario recurrir a la relatividad general pues debería dar el mismo resultado) las estrellas deberían tener una velocidad de giro dependiente de la distancia al centro galáctico del mismo modo que hacen los planetas en su giro alrededor del sol Sin embargo no es así, giran a la misma velocidad independientemente de la distancia.

2) Cúmulos de galaxias: Hay agrupaciones de galaxias girando en torno a un centro común. Dada la velocidad observada de su giro deberían haberse dispersado y no es asi.

3) Velocidad de expansión del universo: acorde a la cosmología FRW (friedman-robertson-walker) e universo debería expandirse mucho mas rápido de lo que se observa en función de la masa visible.

Hay algunas propuestas (teorías MOND: Modified newtonian dynamics, TEVES: Tensor-Vector-
Scalar gravity, etc) que intentan explicar estos fenómenos modificando las leyes gravitatorias, o apelando a efectos cuánticos extraños, pero tienen muy serios problemas y el consenso tiende a ser aceptar que simplemente hay mucha masa que esta en forma de materia no visible.

Una vez aceptado esto queda intentar averiguar que tipo de materia es esa que no puede ser observada.

Las primeras propuestas intentaron acoplar para ese fin materia de tipo conocido pero que no emitiera o reflejara luz. Esto iba desde polvo interestelar a estrellas marrones, pasando por cosas mas exóticas, como los neutrinos.

Observaciones y análisis teóricos han llevado a descartar muchas de esas propuestas y hoy día tiende a considerarse que la candidata ideal sería una partícula muy pesada, que se moviera a velocidades mucho menores que la de la luz y que interactue muy débilmente con la materia ordinaria (por ejemplo, mediante la interacción nuclear débil).

Con esas opciones se obtiene el concepto de WIMP (weakly interacting massive particle). Y eso es precisamente lo que se piensa que puede haber sido encontrado en los experimentos que mencioné al principio. Sobre el primero de ellos ya hablé en el otro blog: Dark matter live webcast

Desde entonces no ha habido novedades referentes a ese grupo experimental concreto. Pero si ha habido un anuncio por otro grupo, situado en la misma mina. Ese anuncio se produjo hace unas pocas semanas y afirmaba haber encontrado un gran número de eventos que esa gente no conseguía identificar con causas conocidas y que por tanto eran interpretados como posibles casos d observación de materia oscura. El número de eventos observados es muy grande y si se confirmase que es materia oscura podría considerarse estadísticamente mas que suficiente para considerarlo un descubrimiento firme (a diferencia de ls dos eventos de CDMS que estadísticamentte son poco fiables).

El problema es que cualquiera que no sea físico experimental no sabe muy bien cuanto crédito dar a ese experimento. EL primero en informar del paper fué Lubos Motl. Luego informó Jester, en su blog resonances (una gran fuente de información sobre la materia oscura y su estatus teórico-experimentall9, en la entrada : Another experiment sees dark matter?.

De manera un tanto sorprendente Jester no se moja demasiado en sus opiniones. No fué hsta que ví una tercera entrada en un blog famoso, Shores of the dirac shea, llevado por un conocido físico de cuerdas actualmente en activo (a diferencia de motl), D. bernstein. En concret a entrada es : Direct dark matter detection: are we there yet?.

En esa entrada se comenta como bernsein consultó a colegas suyos, trabajando en la parte experimental: Y le explicaron que había margen para que los eventos observados fuesen falsos positivos y estuvieran causados por fuentes terrestres no del todo bien aisladas. Informaba además de que tal vez en el futuro próximo haya mas resultados positivos de cuestionable certeza. El motivo es la extrema dificultad de la búsqueda y no que los investigadores sean unos chapuzas o unos atolondrados buscando una inmerecida fama efímera debida a un resultado mal establecido.

Dejo pues constancia de los hechos y en alguna ocasión ulterior intentaré explicar bien que es un WIMP, y sobre todo el mejor candidato a WIMP, el neutralino. Como quiera que eso me llevará a, entre oras cosas, hablar de supersimetría requerirá bastante espacio y de exponerlo en esta entrada la volvería demasiado grande. En cualquier caso en los links que doy hay mucha información para quien no quiera esperar.

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Olympo: Dioses en mundos-brana

marzo 12, 2010

Hace unos días terminé la lectura de la olympo de Dan Simmons.

Este autor de terror y CF es concido principalmente por la saa de hyperion, que posiblemente sea una de las mejores de CF de todos ls tiempos (eso sí, con altibajos).

Olyympo es la 2ª parte de una saga en la que se nos plantea, entre otras tramas, a una reconstrucción de la guerra de troya y de los dioses griegos en clave de ciencia ficción.

La primera parte, titulada Illon -editada en España en dos libros separados, al igual que la segunda-nos mostraba el escenario básico. Un académico, catedrático universitario de lenguas clásicas, especialista en la illiada de homero es resucitado por unos seres que mimetizan la apariencia y poderes de los dioses griegos del olympo. Estos dioses le han encargado la misión de verificar que la guerra de troya transcurre conforme a narrado en el poema de homero.

Las otras dos tramas principales involucran a unos seres robóticos, los moravecs, que viven en el cinturón de asteroides y que hn detectado actividad anómala en marte. Acuden a investigar y se encuentran el tinglado montado por los dioses, y alguna cosilla más.

La otra parte de la trama implica a unos descendientes de la raza humana que viven ignorantes y felices, asistidos por unos seres, los voynix, que cuidan de ellos. Son jóvenes, hasta los 100 años, visitas a un sistema de rejuvenecimiento cada 20 años mediante. A los 100 años se supone que se convierten en posthumanos. En su vida fácil y autocomplaciente uno de sus entretenimientos es ver mediante un “paño de turín” la guerra de Troya.

En illion hay mucho misterio, y los dioses tienen un carácter épico muy logrado.

Las explicaciones científicas son decentes. El teletranspporte es cuántico. Y nadie hace nada que no tenga una explicación razonable en física básica. Cuando pasan cosas muy extravagantes se nos avisa de ello y queda como misterio abierto.

Teniendo en cuenta que Simmons no es científico hace un trabajo muy apañado y si bien la física implicada e l que se enseña en licenciatura (más o menos, y por supuesto siempre a nivel descriptivo) todo esta muy cuidado, y es consistente.

En esta segunda parte, Olimpo, se continua la historia y se dan muchas explicaciones. Se pierde parte del caracter épco y el peso de a historia recae en personajes shakesperianos ya presentes en lla primera parte (es un encaje bastante rocambolesco e mezclar a Shkespeare, y algún autor clásico mas en la trama. Además resulta que juegan un papel importante, de manera indirecta, en todo lo que acontece. Puede decirse que, tería de multiversos (entendidos como realidades cuánticas alternativas) Simmons le da a la creación literaria un carácter casi literal. Ciertamente una propuesta esperable de alguien con su gusto por la literatura pura. y no especialmente descabellada desde e punto de vista científico.

Quizás lo que mas gratamente me sorprende en esta 2ª parte es el atrevimiento que tiene Simmons al incluir elementos de teoría de cuerdas en sus exxplicacines. Hay “agujeros brana” (se supone que agujeros de gusano que conectan regiones del espacio-tiempo incluidas en branas distintas). No llegaa explicar que es na brana (alg así como el lugar dónde puede fijar sus extremos una cuerda abierta, y que hace que el universo parezca tener 4 dimensiones en vez de las 10 en las que viven las cuerdas- en realidad es mas complicado que eso, pero valga para ls propósitos de este post esa explicación-).

También nos habla de Calabi-Yaus, de agujeros negros y unos cuantos elementos de física mas avanzada que la que usaba en Illion. Ciertamente se nota que simmons no es físico, pero suple bien sus carencias con buenas dosis de sentido común. Cómo el sentido común es difícil de alcanzar sospecho que detrás de él hay una buena dosis de documentación y reflexión. Sea como sea se agradece mucho que se haga ese esfuerzo por incorporar física realmente moderna en la trama. Y que, además, juegue un papel relevante y natural.

Por cierto, hay un detalle que posiblemente podría tildarse de error. Los posthumanos jugaron con agujeros negros artificiales. En un momento dado nos enteramos de que hay por ahí rondando unos miniagujeros negros de n mucha masa y el tamaño de un balón de futbol. Se supone que si se les deja sueltos se terminarían tragando la tierra. El error es el tamaño. La tierra, una vez convertida en agujero negro tendría el tamaño de un guisante. Un agujero negro del tamaño de un balón de futbol así a ojo diría que debería tener la masa de Júpiter. Podemos ser tolerantes y pensar que tal vez algún fenómeno cuántico modifica muy drásticamente las características de esos miniagujeros. Pero me parece una gran concesión. Afortunadamente la esencia de lo que plantea es correcta y unos miniagujeros con masa suficiente para n evaporare por radiación hawkings (un fenómeno descrito teóricamente, pero no oservado aún en experimentos) se tragarían la tierra mas o menos como lo describe.

En fin, muy interesante todo. Alguna gente le ve unas pegas a el final con las que no coincido demasiado. Y es muy gratificane que un autor de CF proveniente del mundo de las letras se atreva, con un resultado my dino, con física avanzada. Hay físicos que escriben CF usando conceptos físicos mucho mas elementales. SIn duda los dominan tecnicamnte mejor que simmons, para eso son profesionales. Pero no deja de ser interesante que alguien de letras les “moje la oreja” en lo que debería ser su campo

EN cualquier caso muy recomendables, posiblemente casi obras maestras, estas dos entregas.El que consiga encontrarlas que no dude en adquirirlas.Se supone que están reeditadas así que no debería ser imposible.

Pr cierto, yo siempre he tenido mas querencia por los dioses nórdicos. No puedo pues evitar el recomendar la lectura de el relato corto “thor vs capitán américa”, de Larry Niven.Esta editado en España en la recopilación de ucronias titulada “hitler victorioso”.