El Boletín Radio@stronómico es una publicación trimestral, donde se incluyen noticias
relacionadas con la Astronomía y más específicamente la Radioastronomía. Es un
vehículo de comunicación que nos permite dar a conocer las novedades y actividades
desarrolladas en el Instituto.
A partir del número 11 el Boletín cuenta con su número de ISSN. El International Standard Serial Number (ISSN) es un número internacional normalizado que se asigna a las publicaciones periódicas, o sea a todas aquellas publicaciones que aparecen a intervalos regulares o irregulares de tiempo, y a las que comunmente se las conoce como revistas. Este número identifica a la publicación en forma única y se tramita a través del Centro Argentino de Información Científica y Tecnológica (Caicyt). Es importante para nosotros seguir trabajando para hacerles llegar nuestro Boletín. Desde ya estamos agradecidos y los instamos a comunicarse con nosotros para plantearnos cualquier consulta o sugerencia. |
El concepto "Observatorio Virtual" fue diseñado como instrumento para proveer a la comunidad astronómica de centros de datos, herramientas de software, información de interoperatividad standard, y coordinación de recursos, a fin de lograr una mayor eficiencia y productividad en el acceso, manejo y análisis de observaciones astronómicas recabadas en múltiples longitudes de onda.
También puede ser consultado desde la página de nuestra biblioteca:
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El proyecto CART, acrónimo de "Chinese-Argentina Radio Telescope", es un proyecto de colaboración entre el Observatorio Astronómico Félix Aguilar (OAFA) de la ciudad de San Juan y la Academia de Ciencias de China. El objetivo del proyecto es instalar en suelo sanjuanino un radiotelescopio de 40 metros de diámetro que podrá operar entre las frecuencias de 1 GHz y 45 GHz.
El Director del OAFA, Dr. Carlos Mallamaci, ha invitado al IAR a participar activamente del mismo, tanto desde el punto de vista científico como del tecnológico. A los fines de definir esta colaboración, el día 15 de agosto de 2011 el Dr. Mallamaci y el Dr. J. Li (de la Academia Nacional de Ciencias de China) visitaron el IAR por espacio de varias horas. Durante esa visita, se llevó a cabo una reunión, en la que además de los investigadores mencionados, también tomaron parte los Drs. E.M. Arnal (Director del IAR) y R.Morras, y el Ingeniero J.J. Larrarte como Responsable Técnico del IAR. El Dr. G. Romero (Vice-Director) no pudo concurrir a la misma por razones de fuerza mayor. En dicha reunión, en la que el Dr. Li manifestó su interés en establecer una colaboración científico-tecnlógica con el IAR, se discutieron diversos aspectos inherentes al proyecto.
A los fines de formalizar la participacón del IAR, se acordó con el Dr. Mallamaci impulsar, a la brevedad, la firma de un convenio específico de colaboración entre la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), de la que depende el OAFA, y el CONICET, institución madre del IAR. Este Convenio Específico se rubricaría en el marco de un Convenio existente entre la UNSJ y CONICET.
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Durante un Acto llevado a cabo la mañana del martes 5 de julio en el Aula Germán Fernández, la Facultad de Ingeniería puso de manifiesto su reconocimiento al esfuerzo y compromiso de todos los que participaron en el Proyecto SAC-D/Aquarius, a quienes se les hizo entrega de un diploma.
Las palabras de bienvenida estuvieron a cargo del Decano de la Facultad. Dr. Marcos Actis, quien tuvo palabras de elogio y agradecimiento para toda la gente que participó en el Proyecto, "gente con la que trabajamos tanto tiempo -dijo- y con quienes deseábamos vernos una vez más".
Recordó que el "tema del satélite surgió hacia del 90 y todos los instrumentos del SAC-B pasaron por nuestras manos". Señaló que "anteriormente no se supo comprender lo que significaba trabajar en este proyecto y nos comprometimos a que no volvería a suceder lo mismo, generando un laboratorio y una línea de investigación que perdurara en el tiempo".
Expresó Actis que "haber estado en el lanzamiento fue como cumplir el sueño de mi vida, como decir misión cumplida". Agregó que "debemos transmitir esto a quienes están empezando y generar recursos humanos que sepan llevar adelante proyectos. De hecho -concluyó- estamos trabajando en más iniciativas".
Luego de las palabras del Decano, hablaron varios participantes del proyecto, convirtiéndose el encuentro en una amena reunión en la que no faltaron las explicaciones sobre detalles técnicos, las anécdotas y las emociones.
Tras la proyección de un video que mostró las distintas etapas del trabajo, el Decano y la Secretaria de Investigación y Transferencia de la Facultad, Ing. Liliana Gassa, procedieron a la entrega de diplomas a quienes participaron del proyecto SAC-D/Aquarius.
El listado del personal de nuestro Instituto que recibió en mencionado diploma es: Ing. Daniel Rocca, Ing. Martín Benítez, Ing. Javier Pariani, Ing. Gastón González, Ing. Dante Colantonio, Ing. Nicolás Casco, Ing. Juan José Larrarte, Ing. Leandro García, Martín Semegone, Guillermo Gancio, Julián Galván, Martín Salibe, Rubén Morán, Cristian Riccomini y Esteban Facundo Aquino.
Más información: Información Institucional - Facultad de Ingenieria (UNLP)
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Por medio de la resolución 1161 de fecha 2 de mayo de 2011 el CONICET ha seleccionado a los candidatos en condiciones de ser designados como miembros de la Carrera del Personal de Apoyo a la Investigación y Desarrollo.
El personal designado en esta oportunidad es el siguiente:
Por otra parte el CONICET tambien ha designado un cargo Administrativo (Contratado Art.9):
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(Más información: http://ipl.uv.es/bexrb2011/index.php/home.html Tambien en el mes de julio dio un curso en la Universidad de Dublin (Irlanda), sobre Objetos Estelares Jóvenes y su emisión no térmica. Entre el 5 y el 9 de Setiembre participó del IAU Symposium 284: "SED2011" realizado en la Universidad Central de Lancashire, Preston, Reino Unido, donde dio una charla sobre física de jets extragalácticos titulada "The non-thermal broadband spectral energy distribution of radio galaxies".
Más información: http://www.mpi-hd.mpg.de/sed2011/pages/news.php
Más información: http://hea-www.harvard.edu/~gluna/cospar/index.html
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Por la Lic. Maria Victoria del Valle
Las estrellas se forman a partir de material interestelar que se condensa por efectos gravitatorios; se forman en grupos, en regiones de formación estelar. Las estrellas pueden clasificarse, a grandes rasgos, en dos amplias clases: estrellas de gran masa (M ≥ 8 Msol1) y estrellas de baja masa (M ≤ 8 Msol); bajo esta clasificación el sol es una estrella de baja masa. La evolución y la formación de las estrellas dependen fuertemente de su masa.
Cuando una estrella no es lo suficientemente densa su núcleo no tiene la temperatura necesaria para quemar hidrógeno eficientemente. A las estrellas que queman eficientemente hidrógeno en su núcleo se las llama estrellas de Secuencia Principal (Ver Figura 2). El sol es una estrella de Secuencia Principal. Las estrellas de baja masa deben atravesar varios estadíos evolutivos desde su formación hasta alcanzar un estado como el del sol actual. Antes de ser una estrella de Secuencia Principal las estrellas como el sol son estrellas T Tauri2. Es decir que las estrellas T Tauri son estrellas de baja masa en sus estadíos tempranos de evolución.
Las estrellas T Tauri se encuentran en las llamadas regiones de formación estelar, rodeadas de gas y polvo. La Figura 1 muestra algunas regiones de formación estelar donde se encuentran estrellas T Tauri.
Estas estrellas son de especial interés ya que están rodeadas de discos protoplanetarios, donde se cree que se forman los planetas de los sistemas solares similares al nuestro.
Las estrellas T Tauri son estrellas de tipo solar en estado evolutivo temprano, es decir que son estrellas de pre Secuencia Principal . Por lo tanto son estrellas jóvenes, aún en el proceso de contracción gravitatoria, evolucionando hacia la Secuencia Principal (ver Figura 2).
Las estrellas se forman a partir del material interestelar abundante en las regiones de formación estelar. Una nube de gas se torna inestable y comienza a colapsar gravitacionalmente debido a su propia masa. A medida que se contrae se forma un núcleo cada vez más denso, opaco a la radiación. Como la radiación no puede escapar del núcleo, dado que es opaco, el núcleo se calienta. Mientras tanto el material circundante sigue cayendo gravitatoriamente, y como el núleo esta rotando se forma un disco de acreción4 en torno a él. El material que es acretado calienta la superficie del núcleo y se forma la protoestrella.
El disco de acreción emite radiación en el infrarrojo producida cuando es iluminado y calentado por la radiación de la estrella central. El material acretado en el disco rota a distintas velocidades y el roce entre capas de distinta velocidad produce que el material se caliente y que emita radiación en el ultravioleta.
En estas fuentes se producen flujos bipolares de materia altamente colimados o jets. Si bien se cree que el campo magnético que conecta el disco con la estrella juega un rol determinante en la formación y colimación de estos jets, el mecanismo que los forma continúa siendo un tema de investigación. Estos sistemas poseen variabilidad a escalas de tiempo relativamente cortas, como muestra la Figura 3.
A medida que la protoestrella se contrae la acreción del material continúa. Antes de que la quema del hidrógeno comience en el núcleo como principal fuente de energía, se desarrolla un fuerte viento estelar. Eventualmente, una cantidad suficiente del material circumestelar se ha acretado o se ha dispersado por la acción de los jets y del viento estelar, y la estrella se torna visible en el óptico5. Estas estrellas poseen una abundancia alta de Litio, lo cual da cuentas de su juventud, ya que el Litio es una de los elementos que más rapidamente se quema en el interior de las estrellas. Esto último se debe a que necesita una temperatura relativamente baja para fusionarse.
Las estrellas T Tauri emiten poderosamente en rayos X. Actualmente las teorías indican que existen dos componentes distintas de esta emisión. Una componente corresponde a un gas a muy alta temperatura. Esta emisión esta altamente relacionada con los campos magnéticos que existen en la fuente, y es variable en forma de fulguraciones. Los procesos físicos que producen estas fulguraciones son de naturaleza similar a las observadas en el sol, pero a mayor escala. La otra componente, la componente en rayos X blandos (por ej. menos energéticos), se cree que es producida por un material más denso. Este material produce shocks que se forman por el impacto del material acretado con la supeficie de la estrella.
Existen dos grandes tipos de estrellas T Tauri de acuerdo a su estado evolutivo; esta clasificación esta basada en las características espectroscópicas de sus discos: las estrellas T Tauri clásicas (CTT) y las estrellas T Tauri de líneas débiles (WTT). Las CTTs tienen discos extensos y su espectro presenta líneas intensas. Las WTTs estan rodeadas por un disco que es muy débil o que casi no existe y su espectro es simple.
Las estrellas T Tauri también estan clasificadas en clases, muy emparentadas con las características de sus discos. La luz visible es absorbida por el gas y el polvo. Debido a que los objetos protoestelares estan embebidos en su nube parental no son visibles en el óptico. La luz infraroja-milimétrica no es absorbida por el material presente en estos sistemas. Por lo tanto, estas clases estan agrupadas de acuerdo a las propiedades de la emisión observada en el infrarojo-milimétrico.
Las fases evolutivas de los objetos estelares jóvenes se clasifican en las siguientes clases, según sus distribuciones espectrales de energía en el infrarrojo-milimetro:
La pérdida del disco entre las fases Clase II-III es acompañada por la formación de planetas. Se estima que cerca de un tercio de las CTTs tienen discos suficientemente masivos como para producir una nebulosa similar a la nebulosa de la cual se formó el sistema solar. Tales discos se observan con el HST (ver Figuras 6 y 7).
Algunos discos protoplanetarios tienen masas de 0.01 a 0.1 masas solares, más de 10 veces la masa necesaria para evolucionar en un sistema planetario como el nuestro. Mucho de este material se vuela eventualemente por el viento estelar fuerte de la estrella central. El disco esta formado por gas y polvo. El polvo corresponde al 1% de la masa inicial del disco, el resto de la masa corresponde al gas, mayormente hidrógeno y helio.
A medida que la acreción continúa dentro de un disco protoplanetario, el material se condensa formando objetos de considerable tamaño conocidos como planetesimales. Los planetesimales después de varios millones de años dan lugar a pequeños planetas rocosos cercanos a la estrella caliente. En las regiones mas lejanas a la estrella, donde la temperatura es lo suficientemente baja como para que se forme hielo en el disco, esta disponible material más sólido para la formación de planetas. Los gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno, se forman como núcleos de roca y hielo de alrededor de 10 masas terrestres6 y barren grandes cantidades de gases livianos para formar sus atmósferas. El barrido del material produce una cavidad central dentro del disco circumestelar, del tamaño del sistema solar, y produce además el agotamiento drástico del contenido de gas del disco.
Los discos protoplanetarios (proplyds) han sido observados por diversos instrumentos, ver Figuras 6 y 7 .
Las estrellas T Tauri son sistemas físicos complejos, formados principalmente por la estrella central y el disco de acreción. En estos sistemas ocurren una gran cantidad de procesos físicos. Al ser sistemas cercanos y muy abundantes se cuenta con una gran cantidad de observaciones en varias longitudes de onda.
A partir de los discos de estas estrellas se forman sistemas planetarios. Las estrellas T Tauri son de especial interés para el estudio de la evolución de tales discos y en consecuencia para mejorar el entendimiento en el proceso de formación de sistemas planetarios como el sistema solar.
Con el progreso de la astronomía de rayos X en las últimas décadas el entendimiento de muchos de los procesos físicos y de los mecanismos que operan en estos sistemas ha mejorado notablemente. Existen en la actualidad modelos muy complejos que explican la emisión observada de estas estrellas.
Se cree que estos objetos pueden ser emisores de rayos gamma (los fotones más energéticos del espectro electromagnético). Estas estrellas podrían ser fuentes gamma aún no identificadas. Los nuevos instrumentos de rayos gamma podrían detectar e identificar estas fuentes en un futuro cercano. Si esto ocurre, los modelos existentes podrán ser mejorados y ampliados a la región más energética del espectro electromagnético.
1 La masa del sol es de 1.98 × 1030 kilogramos.
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Por el Dr. Gustavo E. Romero
Muchos de los conflictos epistemológicos entre la ciencia y la religión, o más específicamente, entre el discurso científico y el religioso, podrían resolverse si existiese una misma metodología de asignación de valor de verdad a los enunciados formulados en ambos discursos. En ese sentido, la teología natural ha realizado grandes esfuerzos por dotar de una base empírica a sus teodiceas. Esto no es un fenómeno nuevo, sino que puede rastrearse hasta la alta escolástica y los argumentos a posteriori de la existencia de Dios, como ser el Argumento Cosmológico y el Argumento Teleológico o argumento por diseño. Es, sin embargo, en años recientes que estos argumentos han desarrollado nuevas formas y cobrado renovado ímpetu, en especial a la luz de descubrimientos y formulaciones recientes en Cosmología (ver, por ejemplo, Rowe 1998 y Craig 2000).
La Cosmología es un conjunto de teorías científicas sobre el origen y la evolución del Universo. Hay una enorme variedad de estas teorías, pero desde el descubrimiento de la radiación de fondo cósmico por Penzias y Wilson en 1965, la mayoría de ellas ha evolucionado hacia alguna forma de teoría evolutiva, abandonando el Principio Cosmológico Perfecto1. El llamado Modelo Estándar del Big Bang (ver, por ejemplo, para una exposición reciente, Rich 2001) parece ofrecer un cuadro compatible con la mayoría de las observaciones astronómicas actuales. Aunque hay versiones singulares y no singulares del Big Bang, en general estos modelos ofrecen una imagen del Universo en evolución a partir de un evento explosivo ocurrido hace una decena de miles de millones de años. Esta explosión habría dado lugar al Universo, o al menos a su fase de expansión acelerada actual.
Lo que aquí nos interesa es indagar si es científicamente sostenible el intento de establecer que el evento original del Big Bang tuvo una causa única, a la que se suele llamar "Dios" y que suele ser identificada con el Dios del discurso religioso. En otras palabras, lo que pretendemos investigar es si el término "Dios" puede figurar como valor de variable ligada en las cuantificaciones lógicas que ocurren en las teorías cosmológicas contemporáneas.
Una variable lógica es un argumento no especificado en un enunciado. Por ejemplo, x es una variable en el esquema 'x tiene una temperatura T'. En forma abreviada podemos escribir 'Temp(x)=T'. Si reemplazamos la variable por algún valor, por ejemplo 'x= el sol', obtenemos un enunciado: 'El sol tiene una temperatura T'. Esta variable se llama libre, ya que puede tomar cualquier valor. La variable se llama, en cambio, ligada, si está cuantificada lógicamente. Los cuantificadores lógicos son el cuantificador existencial ('Ex P(x)', que se lee 'existe x tal que tiene la propiedad P'.) y el cuantificador universal ('(x) P(x) → Q(x)', que se lee 'todo x tal que tiene la propiedad P tiene también la propiedad Q'). El dominio de la variable ligada al cuantificador está dado por el conjunto de todos los valores que hacen que el enunciado resultante sea verdadero.
Cuando revisamos el domino de las variables ligadas que aparecen en distintas teorías cosmológicas, encontramos términos como "materia oscura", "galaxias", "cúmulos de galaxias", "radiación cósmica", etc. El término "Dios" no aparece explícitamente en ninguna formulación. Se ha argumentado, sin embargo, que está implicado por la mayoría de las teorías del Big Bang, en el sentido de que éstas sostienen que el pasado es finito y por tanto el Universo comenzó a existir. El argumento, basado a su vez en argumentos del filósofo árabe Algazel, puede formularse como sigue (Craig 2000)2:
1. Todo lo que comienza a existir tiene una causa de su existencia.
2. El Universo comenzó a existir. 3. Por tanto, el Universo tiene una causa de su existencia. Desde un punto de vista lógico, la verdad de la conclusión depende de la verdad de las premisas (1) y (2). Se argumenta que (1) es un enunciado auto-evidente (ver, sin embargo, Romero 2004) y que (2) es apoyado por las teorías cosmológicas actuales. Si (2) es un enunciado que puede derivarse de teorías científicas ampliamente aceptadas, entonces (suponiendo que (1) sea verdadero) el Universo tendría una causa, y esa causa se podría llamar "Dios". En otras palabras, Dios pasaría a ser parte de la ontología aceptada por las teorías científicas, al menos en la medida de que se lo entienda como "causa del Universo".
El hecho de que el Universo tenga una edad finita, no parece necesariamente apoyar (2). Las teorías tradicionales del Big Bang, donde las llamadas condiciones de energía son satisfechas, predicen una singularidad en el comienzo del Universo. Eso significa que predicen divergencias (valores infinitos) para todas las variables relevantes de las ecuaciones. En particular, para la métrica del espacio-tiempo. Esto implica que el espacio-tiempo continuo, tal como lo conocemos hoy y es descripto por la teoría de la Relatividad General, no existía en el "instante" inicial del Universo. El conjunto de los eventos temporales sería, pues, un conjunto infinito abierto. La "causa" del Universo habría operado en t=0, creando simultáneamente al tiempo y al Universo. Esto coincide con la visión de San Agustín, de un Dios que crea mundo y tiempo desde la eternidad. Sin embargo, ¿estamos autorizados a inferir que el Universo comenzó a existir? Adolf Grünbaum (1989, 1996, 2000) ha argumentado enérgicamente que no. Su punto principal es que para todo instante de tiempo, el Universo existía a ese instante. ¿Qué sentido tiene entonces decir que comenzó a existir? No hay un instante en el cual el Universo no existiera y luego otro a partir del cual comenzó a existir. El Universo existe desde siempre, esto es, siempre que hubo tiempo hubo Universo.
William Lane Craig (1992, 1994) ha replicado que o bien el acto de creación puede ser simultáneo con la creación, o bien Dios puede existir en un "tiempo" diferente (digamos un "tiempo metafísico") o bien, finalmente, Dios podría existir fuera del tiempo y realizar el acto de creación sin que interviniese el tiempo en absoluto.
Una valoración de estos argumentos a favor y en contra de la aceptación de Dios como causa del Universo requiere un análisis del concepto de "causa". Ciertamente, si el argumento descripto más arriba en forma silogística ha de ser válido, el significado de la palabra "causa" debe ser el mismo en la premisa (1) y en la conclusión (3). Una causa que está fuera del tiempo no es ciertamente lo que tenemos en mente cuando aceptamos como verdadera la generalización (1). Pero, ¿es posible que una causa actúe el mismo tiempo que ocurre el efecto? Para responder, debemos entender mejor qué es una causa. Una causa no es una cosa, ni una propiedad, sino un proceso: el proceso X en la cosa A desencadena (causa) el proceso Y en la cosa B. Así, lo que es (podría ser) causado es el origen del Universo, no el Universo. El agente causal podría ser Dios, pero la causa sería un acto divino. ¿Pero cómo puede haber un acto divino si no hay tiempo, ya que todo acto implica un cambio? Si se argumenta que Dios puede hacerlo por ser omnipotente, se esquiva el problema, ya que la omnipotencia no permite realizar imposibilidades lógicas. Pero, ¿es una acción sin cambios una imposibilidad lógica? Todas las acciones que conocemos ocurren en el espacio-tiempo e implican cambio. El peso de la prueba, pues, debe caer sobre quien clame posible una acción sin cambio.
Por otra parte, la causalidad no parece ser otra cosa que una forma de transferencia de energía. La energía, a su vez, es la propiedad más genérica de las cosas: su capacidad o potencialidad para cambiar (Bunge 1977, 1979b, 1982). La hipótesis creacionista parece implicar, entonces, que Dios, el "agente de creación", inyectó la energía del Universo en la singularidad inicial. Esto implica una violación de una de las leyes básicas de la Cosmología Física: la ley de la conservación de la energía en toda interacción espacio-temporal3 .
Otro punto a tener en cuenta en este análisis es que Dios sólo podría pertenecer a la ontología de las teorías cosmológicas si de alguna forma es una entidad espacio-temporal. Si está en relación con las cosas del Universo, de alguna forma debería serlo. Cuál es la forma temporal de la divinidad, sin embargo, ha sido y continúa siendo un tema de debate entre teólogos.
En conclusión, si una acción divina causó el Universo, Dios debería ser una entidad espacio-temporal cuya acción fue contemporánea a la aparición del Universo. Que ésta sea una concepción inteligible, es algo que puede ser discutido (ver Grünbaum 2000, por ejemplo).
Otra línea de argumentación en teología natural consiste en introducir a Dios a través de un argumento teleológico, que en su forma moderna se llama Argumento Antrópico4 . En el contexto de la Cosmología actual el mismo fue introducido por Brandon Carter (1998) en 1970 y publicado por primera vez en 1974. Pequeñas variaciones en los valores de las constantes fundamentales de la naturaleza darían lugar a universos que no podrían sustentar vida inteligente. Por ejemplo, universos en los cuales las estrellas se formarían muy rápidamente, o universos donde éstas nunca tendrían lugar. La probabilidad a priori de un universo que tenga justo los valores de las constantes que tiene el nuestro, y donde las leyes de la Física sean como las conocemos, parece ser extremadamente pequeña. La conclusión que Carter sacó de esto es que deberían existir muchos universos, con leyes y constantes fundamentales cubriendo todo el rango posible, y el nuestro es sólo uno de ellos, donde las condiciones son tales que la vida inteligente ha podido formarse.
La idea de un Universo Múltiple o Multi-Universo, como suele llamársele, no es la única alternativa para enfrentar a las bajas probabilidades. Richard Swinburne (1998) y otros han argumentado que una bajísima probabilidad a priori para que el Universo sea como es, evidencia un diseño inteligente. Esa inteligencia sería Dios.
En este caso no estamos frente a una implicación lógica como en el caso del Argumento Cosmológico defendido por W. Craig, sino ante una explicación plausible. Cuán plausible es esa explicación, una vez más, es tema discutible. Considere el lector la unicidad de su carácter, la irrepetible conjunción de factores que ha dado lugar a su existencia. Si cualquier evento hubiese impedido que el espermatozoide original que aportó parte de su ADN hubiese fecundado el óvulo, el lector no estaría aquí, deslizándose junto a esta línea hacia su incierto futuro. ¿Hubo una mano inteligente que dirigió el espermatozoide o que fijó las condiciones de su tránsito? ¿O hubo, en cambio, millones de espermatozoides de los cuales sólo uno llegó? Como vemos, el diseño inteligente no es la única posibilidad lógica, lo cual ciertamente no lo descarta como posibilidad.
Hay algo también insatisfactorio en un Universo Múltiple, y es que los otros universos, diferentes del nuestro, no interaccionan y por tanto no están en el mismo espacio-tiempo. Según la definición sintética de ontología no pueden pertenecer a la ontología de nuestro Universo: son por siempre inaccesibles. Su status ontológico no parece ser muy diferente del Dios atemporal.
Sin embargo, ¿cuán bajas son realmente las probabilidades de que exista un universo como el nuestro? ¿Es posible hacer un estudio cuantitativo de las mismas? ¿Cuáles son los presupuestos de este tipo de investigaciones?
En general, cuando se habla de que pequeñas variaciones de las constantes fundamentales cambiarían por completo el universo, lo que se hace es estudiar el rango de valores de un parámetro dado, como por ejemplo la llamada constante de estructura fina, con el fin de determinar cuánto afectan los cambios en el parámetro la evolución del universo, la formación de estrellas, y procesos similares. Nuestro universo tiene estrellas, y éstas se han formado en un lapso no mayor de unos 12000 millones de años. Si tal formación es posible sólo para unos pocos valores de la constante de estructura fina, y en ausencia de una razón para preferir un valor a otro, se concluye que la existencia del universo es incompatible con el azar. Esto se ilustra en la Figura 2, basada en un trabajo de Daniela Pérez, del Instituto Argentino de Radioastronomía (Pérez 2009), donde se muestra el resultado de la simulación de la evolución de un gran número (1000) de universos que sólo difieren en los valores de la constante de estructura fina, que es asignada al azar.
Ahora bien, ¿porqué debería variar sólo la constante de estructura fina y no otras constates? En principio no hay ninguna razón para ello: el único universo que conocemos funciona con los valores medidos ciertas constantes y es de esperar que si cambiamos alguno de ellos el resultado sea algo totalmente diferente. ¿Qué sucede si cambiamos al azar los valores de todas las constantes? La respuesta está en la Figura 3 (Pérez 2009): la distribución de las vidas medias de las estrellas en los universos simulados tiene un máximo cerca del valor que corresponde a las estrellas del único universo real que conocemos. En otras palabras, nuestro universo es exactamente lo que surgiría si todos los valores de las constantes fueran resultado del azar.
La conclusión que parece emerger de todo esto es la que famosamente expresara Richard Dawkins:
"The universe we observe has precisely the properties we should expect if there is, at bottom, no design, no purpose, no evil and no good, nothing but blind pitiless indifference."
["El universo que observamos tiene precisamente las propiedades que deberíamos esperar si, el fondo, no hay diseño, no hay propósito, no hay mal ni bien, nada, excepto indiferencia ciega y despiadada."]
Pocos campos de la ciencia se prestan a tantos malentendidos semánticos y ontológicos como la cosmología. No es de extrañar, por tanto, que en esta disciplina abunden los conflictos epistemológicos. A continuación se discutirán brevemente algunos tópicos que usualmente son objeto de confusión, tanto entre especialistas como entre legos.
El concepto de creatio ex nihilo es usualmente malinterpretado. Creatio ex nihilo implica origen temporal a partir de ningún objeto, evento o cosa pre-existente. Por objeto o cosa entendemos un individuo concreto con propiedades. Por evento, un cambio en una cosa. Como se señala en una nota de pie de página del presente trabajo, la creatio ex nihilo del Universo todo no puede violar las leyes de la física. En particular, no viola la conservación de la energía. La ley de la conservación de la energía afirma que en todo proceso donde interaccionan sistemas físicos (cosas) el valor de la propiedad llamada energía se conserva. Esta ley, como toda ley, es una restricción a espacio de estados de las cosas existentes. Si no hay cosas, no hay espacio de estados ni restricciones, y por tanto no hay leyes ni nada que violar. Si se asume que existe una creatio ex nihilo de todo el Universo, la misma implica la generación espontánea no sólo del total de las cosas, sino también de sus propiedades y las leyes que las limitan.
En lo que antecede, el Universo no debe ser entendido como el "conjunto de todas las cosas". El Universo no es un conjunto, esto es un objeto matemático, sino una cosa concreta, formada por otras cosas: partículas, animales, planetas, estrellas, materia oscura, etc. Estrictamente hablando, el Universo es el sistema de todas las cosas (ver Bunge 1979a). El Universo tiene propiedades, como temperatura y masa, que los conjuntos no tienen.
Otro concepto usualmente mal interpretado es el de "nada". La "nada" no es una cosa. Decir que "hay nada" no es afirmar que hay algo. Por el contrario, es decir que el dominio de cuantificación existencial es vacío. Luego, decir que "la nada" tiene propiedades es una contradicción semántica. Expresiones como "la nada es inestable", "la nada tiene energía", y otras similares carecen literalmente de significado. Al usarlas se está reificando5 un concepto.
Un error muy extendido en cosmología es igualar nada a vacío. El vacío en cosmología no es ausencia de sistemas físicos sino que se identifica con el estado fundamental de un campo, que es una cosa concreta. El campo presenta "fluctuaciones de vacío" de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica6. Puede incluso asociarse una energía al vacío, porque es una cosa y no nada. El que esté sometido a leyes muestra su estatus ontológico. Ningún modelo que pretenda explicar el origen del Universo a partir de un estado de vacío puede considerarse completo, ya que tiene presupuestos ontológicos. Explicar el origen del Universo en forma completa implicaría explicar el origen del vacío y de las leyes que obedece. En ese sentido, los modelos de fluctuaciones cuánticas seguidos de inflación, populares en los tempranos años 1980s y hoy casi abandonados7, son modelos de creatio ex materia. Sólo abordan el origen de la fase actual del Universo, en forma similar a como lo hacia la vieja teoría termodinámica de Boltzmann.
Muchos físicos tienden a reificar no sólo conceptos sino también propiedades. El caso más típico es el de la energía. Expresiones como "energía pura" no tienen sentido. La energía es una propiedad de las cosas. No puede haber propiedades sin individuos que las posean. Así, no puede haber sonrisas sin rostros que sonrían, ni digestiones sin estómagos que digieran. Tampoco puede haber energía sin sistemas concretos. La energía es simplemente la capacidad de cambiar que tiene un dado sistema físico. Un error notable es confundir energía con radiación. La radiación está formada por partículas. En el caso de la radiación electromagnética, por fotones. Por citar un lugar común, cuando una partícula se aniquila con su antipartícula, no se "libera energía", sino que ocurre un cambio en la naturaleza de las partículas, que pueden ser transformadas en fotones, neutrinos, etc. De hecho, la cantidad de energía del sistema se conserva durante la interacción.
Quizás las mayores confusiones se producen alrededor de la sencilla expresión deducida por Einstein en 19058: E=mc2. Esta expresión indica que el valor de la energía E de un cierto objeto (una propiedad) es igual al valor de su masa en reposo (otra propiedad) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Es una relación entre las propiedades de una cosa dada. Ciertamente, la expresión no puede ser interpretada como la "equivalencia entre la energía y la materia", lo cual es un error ontológico que identifica sustancia y atributo.
Materia es todo aquello cuyo espacio de estados admite más de un elemento, esto es, todo lo que es susceptible de cambio. Los números, conjuntos y otros entes abstractos no son materia, ya que no cambian. En general, materia son las partículas y campos que forman la ontología básica del mundo. La energía es una propiedad de la materia. Una confusión similar identifica masa con materia. La masa es una propiedad de algunos sistemas materiales (en general partículas y sistemas físicos que se mueven a velocidades inferiores a la de la luz). La luz misma, formada por fotones, tiene energía pero no masa. Los fotones pueden cambiar y producir partículas con masa, a partir de interacciones bien conocidas, que conservan la energía.
A modo de conclusión, podemos decir que al tratar de comprender el Universo, debemos estar seguros primero de que comprendemos el lenguaje que usamos en nuestros intentos por describirlo.
BARROW, John D. y TIPLER, Frank J. The Anthropic Comological Principle, Oxford, Oxford University Press, 1986.
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1 Principio Cosmológico Perfecto: El Universo debe ser homogéneo e isótropo en el espacio y en el tiempo.
2 Para una discusión detenida del argumento ver Romero (2004). 3 Sin embargo, es importante notar que si no hay cosas, tampoco puede haber leyes, ya que éstas no son más que restricciones al espacio de estado de las cosas. La Creatio ex nihilo, por tanto, no puede violar las leyes de la Física. 4 Para una historia detallada del Argumento Antrópico consultar Barrow y Tipler (1986). 5 Reificar: asignar el estatus ontológico de cosa. 6 En particular, de acuerdo con las relaciones de indeterminación de Heisenberg. Notar que las relaciones en cuestión hacen referencia a sistemas cuánticos y no a la ignorancia de las personas, no siendo, por tanto, "relaciones de incertidumbre", como muchos las llaman. 7 Por ejemplo, Tryon (1973), Vilenkin (1982), Vilenkin (1983). Para una crítica, ver Copan & Craig (2005) y las referencias allí citadas. 8 Einstein (1905b). Notar que la famosa ecuación E=mc2 no figura en el trabajo original sobre la relatividad especial publicado en junio 1905 (Einstein 1905a). |
El Área de Divulgación del IAR continúa su labor llevando a cabo las tradicionales visitas guiadas por el Instituto. Estas visitas guiadas para establecimientos educacionales consisten en proyección de material audiovisual, charla explicativa y recorrida por sus instalaciones.
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