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Lo más asombroso del Universo

En 1957 Margaret Burbidge, Geoffrey Burbidge, William Fowler y Fred Hoyle publicaron un artículo que ha pasado a la historia como uno de los más citados de la historia de la astrofísica, Síntesis de los elementos en las estrellas.

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En la publicación los cuatro autores proponen y analizan una serie de procesos que ocasionarían la formación de átomos pesados a partir de otros más ligeros y explicarían la abundancia relativa de elementos en el Universo. Las ideas teóricas venían acompañadas de extensas observaciones y datos experimentales que las apoyaban.

En esta breve entrada simplemente quiero rendir un pequeño homenaje a este trabajo que es el mayor regalo que la astrofísica ha dado a la cultura humana.

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El Premio Nobel concedido a Einstein

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En noviembre de 1922 se anunció que el Premio Nobel de Física correspondiente al año 1921 sería otorgado a Albert Einstein por sus aportaciones a la Física Teórica, en especial por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico.

Tras revolucionar la física durante los primeros compases del siglo XX, parecía evidente que Einstein sería galardonado un día con el Premio Nobel. Sin embargo resulta chocante que este reconocimiento tardara tanto tiempo en llegar y que además le fuera otorgado especialmente por su descubrimiento del efecto fotoeléctrico.

Para explicar este efecto, Einstein postuló que la luz se transporta en diminutos paquetes, aportando así una semilla que contribuiría al desarrollo de la física cuántica. La introducción de este revolucionario concepto supone de por sí suficiente mérito para recibir el prestigioso premio, aunque parece extraño que el Comité Nobel no aprovechara la ocasión para reconocer el mayor de sus aportes: introducir un cambio radical en la forma que tenemos de concebir el espacio, el tiempo y la energía. ¿Por qué se llegó a esta situación?

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Cómo construir un agujero negro usando elefantes

Sí amigos, los agujeros negros son puro espectáculo. Todavía recuerdo cuánto me impresionaron la primera vez que escuché hablar de ellos y cómo este concepto (junto a otros) contribuyó a que desarrollara un interés casi obsesivo por la física teórica. ¿Cómo no sentir curiosidad por el horizonte de sucesos? ¿Y por la espaguetización?

Ya hemos escrito en varias ocasiones sobre estos objetos, por lo que en esta entrada seremos algo escuetos en la descripción de agujeros negros en sí y nos centraremos en la parte que nos interesa. Si queréis más información podéis usar el buscador de cuentos que tenemos en la columna de la derecha.

Volviendo al tema… ¿se puede construir un agujero negro usando elefantes? En principio un título así es lo suficientemente ridículo y sensacionalista como para plantearse presentarlo en las oficinas del diario ABC. ¿Conseguiría compartir un hueco en sus archivos junto al posible descubrimiento de vida en Marte? Por suerte o por desgracia nunca lo sabremos. Sin embargo hay una importante diferencia entre esta entrada y la noticia de Marte: lo que aquí publicamos se basa en conocimientos aceptados por la comunidad científica. Durante el resto de la entrada intentaremos explicar por qué el título de la entrada no es tan ridículo ni sensacionalista.

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Sobre la influencia de la gravedad en la propagación de la luz

Hace algún tiempo un compañero me dijo que bueno, que podía aceptar que el tiempo es relativo y que los relojes de dos observadores con velocidad relativa entre sí marquen cosas diferentes. Lo que sí que le rompía los esquemas es el salto a la relatividad general y la idea de que los rayos de luz son “atraídos” por la gravedad.

En esta entrada vamos a intentar trazar una serie de pasos para ir desde una idea hasta la otra evitando meternos en fórmulas, parafraseando sobre un artículo que publicó el gran Albert en 1911, siguiendo la sugerencia que nos hizo en un comentario Javier Matos (@ThMathos). El artículo hay que leerlo en un contexto de transición desde la relatividad especial a la general, con lo que no todo lo que se dice en él es estrictamente correcto, especialmente en el aspecto matemático. Lo interesante son las ideas que en él se exponen, que sí aportan conceptos novedosos.

El principio de equivalencia

El principio de equivalencia representa un axioma situado en la misma base de la física moderna. Esta hipótesis se puede enunciar de la siguiente manera:

Un sistema de referencia sometido a una aceleración de módulo ‘a’ es físicamente equivalente a otro estático situado en un campo gravitatorio de intensidad ‘a’

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Del efecto Doppler a los cuantos de Planck

En los primeros compases del siglo XX se produjo el mayor salto intelectual en la historia de la ciencia con el desarrollo tanto de la teoría de la relatividad como de la mecánica cuántica. Ambas teorías introdujeron cambios radicales en nuestra forma de entender del universo, desde las partículas más elementales (mecánica cuántica) hasta las galaxias (relatividad general).

Bohr y Einstein

Una de las primeras cosas que nos cuentan cuando nos presentan estas teorías es que a primera vista parecen no ser compatibles entre sí, siendo la búsqueda de una teoría de unificación una de las principales preocupaciones de los físicos (puedes encontrar aquí un análisis más detallado).

Ante este panorama resulta realmente sorprendente que sea posible deducir el principio más básico de la mecánica cuántica a través de los postulados de la relatividad especial. Sí, has leído bien. Un análisis del efecto Doppler relativista conduce a la necesidad de que la energía esté cuantizada.

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