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Ciencia

Simuladores astronómicos: un viaje por los confines del Universo, a la velocidad de la luz

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A través de mapas interactivos, varios sitios Web permiten entender cómo funciona la dinámica planetaria, recorrer agujeros negros y visitar galaxias.

Con la puntualidad de un reloj atómico, los simuladores astronómicos recrean en diferentes escalas, los movimientos de los sistemas solares más próximos, el campo gravitatorio de los agujeros negros, las galaxias con su acumulación de gas y polvo, hasta un recorrido por el Universo a la velocidad de la luz. Algunos se descargan a la computadora y otros se ejecutan desde la página.

Para entender como funciona la dinámica planetaria, algunos exhiben un mapa interactivo en tres dimensiones, en donde se reproduce el plano orbital de los cuerpos celestes. Otros, considerados más avanzados, ofrecen información cosmológica sobre la evolución del Universo. Aunque son gratuitos, algunos tienen complementos pagos.

Con un catálogo integrado por 100 mil estrellas, planetas con sus lunas, asteroides, cometas e incluso, satélites artificiales, Celestia (https://celestia.es) es la opción más didáctica para descubrir el engranaje astral. Incluso, tiene un buscador de eclipses y permite recrear los próximos eventos.

Para simular la posición y el desplazamiento de las piezas del Sistema Solar en tiempo real, en cualquier escala de tiempo y espacio, aplica las Variaciones de Órbita Planetaria (VSOP), un modelo matemático que predice los cambios a largo plazo de las posiciones de los astros.

Un juego demasiado real para ser cierto

Para explorar el universo sin límites ni repeticiones de paisajes


Para acentuar el realismo, al encuadrar un planeta, se detalla su radio, la distancia al Sol, la duración del día, la temperatura media y su atmósfera. Hay 20 GB en formato de extensiones, como los exoplanetas ya catalogados o nuevas texturas en alta definición del Sistema Solar.

A mitad de marcha entre la realidad y la invención, SpaceEngine -desarrollado por el astrónomo ruso Vladimir Romanyuk- es una simulación con toques lúdicos, que contiene catálogos astronómicos verdaderos y generación procesal. Esto garantiza una exploración ilimitada y que no haya repeticiones en los paisajes.

El catálogo de viaje consta de 10.000 galaxias, 130.000 estrellas y 1.800 mundos extrasolares. Todos los cuerpos siderales respetan la clasificación suministrada por el satélite Hipparcos.

Los millones de objetos procesales son construidos con las proporciones de dicho catálogo y con algoritmos de generación realistas. A nivel detalle, se puede observar desde la huella luminosa de un bólido hasta los cúmulos galácticos.

Cómo se formaron las galaxias tras el Big Bang

Simulador para especialistas en cosmología y curiosos


Con las naves disponibles los pilotos se desplazan a través del espacio en cualquier dirección o velocidad (limitado a 100 megaparsecs por segundo) y pueden avanzar o retroceder en la escala temporal. La última versión es paga, pero las anteriores, se pueden probar gratis.

En el proyecto TNG50 (www.tng-project.org), científicos del Instituto Max Planck de Astrofísica y Astronomía de Alemania, lograron la simulación más precisa a gran escala de la formación de las primeras galaxias tras el Big Bang.

El trabajo emuló la evolución de 20.000 millones de partículas que representan a la materia oscura, estrellas, gas cósmico, campos magnéticos y agujeros negros supermasivos, durante un periodo de 13.800 millones de años.

El producto, reservado para expertos, es la simulación de un Universo de 230 millones de años luz de lado, con la capacidad de discernir acontecimientos con una resolución temporal de un millón de años.

Este avance requirió la contribución de 16.000 núcleos del supercomputador Hazel Hen, durante 24 horas, a lo largo de un año entero. Para acceder a la información técnica, hay que registrarse.

Un recorrido por el planeta rojo enganchado del rover Curiosity, un proyecto de la NASA junto con Google.

Un recorrido por el planeta rojo enganchado del rover Curiosity, un proyecto de la NASA junto con Google.

Para seguir la ruta de los robot marcianos, la NASA se asoció con Google para modelar Access Mars (https://accessmars.withgoogle.com). La idea del sitio es visitar mesetas y colinas erosionadas en 360 grados como Pahrump Hills, Marias Pass y Murray Buttes.

Los registros utilizados para confeccionar este “tour virtual” proceden de las fotos enviadas por el laboratorio robótico Curiosity, que estudia la superficie marciana desde 2012.

A modo de complemento, el Mars Exploration Program (https://mars.nasa.gov) brinda acceso a las últimas investigaciones sobre el planeta Rojo, los descubrimientos recientes y la tecnología utilizada en cada misión pasadas y venideras.

Imagen de los orbitadores Viking de la NASA, en el WorldWide Telescope, con  la cámara Mars Orbiter proporciona una vista del Gran Cañón de Marte.

Imagen de los orbitadores Viking de la NASA, en el WorldWide Telescope, con la cámara Mars Orbiter proporciona una vista del Gran Cañón de Marte.

El propósito del WorldWide Telescope (WWT), desarrollado por Microsoft Research (http://worldwidetelescope.org) es convertir la computadora hogareña en un telescopio digital. El proyecto recopila imágenes de diferentes observatorios y los combina para crear una vista interactiva del cielo con un alto nivel de acercamiento.

El espectro electromagnético (EM) es el rango de longitudes de ondas en la cual la energía de la luz se puede trasmitir. Para captar los procesos físicos que ocurren en el Universo se pueden utilizar determinados instrumentos que captan y enfocan la luz.

Así, para un registro similar al de nuestros ojos (luz visible) se usan los telescopios ópticos. Para atraer rayos gamma se usan los telescopios espaciales y para las ondas de radio se aplican los radiotelescopios.

Para quienes se inician en la contemplación del cosmos, antes de apuntar con el telescopio al vacío es mejor recurrir a Stellarium (https://stellarium.org/es), que permite conocer desde la posición en la que se encuentra el aficionado, las opciones esterares que se extienden en su campo visual y los satélites que cruzan por encima de su cabeza.

Sondas que hicieron historia

Permite trazar el recorrido de las Voyagers y Rosetta


El programa abre su bóveda para localizar 600.000 estrellas y permite ampliar la colección con una base de datos que contiene 117 millones. Además, calcula la posición del Sol, la Luna, planetas, constelaciones y estrellas y simula fenómenos astronómicos, como lluvias de meteoros y eclipses lunares y solares.

Para entender cómo el efecto de la gravedad deforma el tejido del espacio-tiempo, Solar System Scope (www.solarsystemscope.com) propone un recorrido por el Sistema Solar en donde los planetas y sus lunas están apoyados sobre una cuadrícula elástica que se curva ligeramente por el peso las esferas.

Sus mapas celestiales se basan en datos de elevación e imágenes de la NASA. Los colores y matices de las texturas se ajustan a las fotos en color realizadas por las sondas Messenger, Viking, Cassini y New Horizon, y el Telescopio Espacial Hubble.

Con información técnica del planeta, su estructura interna y externa e información de sus lunas. Incluso puedes seleccionar el modo “cielo nocturno” para ver cómo se ve desde la Tierra. También, permite variar la velocidad del tiempo para observar cómo se mueven las órbitas.

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Hallazgo revelador: confirman la existencia de una capa oculta en el núcleo de la Tierra

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Es un descubrimiento digno de una novela de Julio Verne. De acuerdo a los expertos, se trata de un “núcleo más interno” ubicado en el centro de nuestro planeta.

Investigadores de la Australian National University (ANU) confirmaron con el rastreo de miles de modelos numéricos la existencia de un “núcleo más interno” en las profundidades la Tierra.

La autora principal del estudio, la investigadora Joanne Stephenson, dice que si bien esta nueva capa es difícil de observar, sus propiedades distintivas pueden apuntar a un evento dramático y desconocido en la historia de la Tierra.

“Encontramos evidencia que puede indicar un cambio en la estructura del hierro, lo que sugiere quizás dos eventos de enfriamiento separados en la historia de la Tierra”, explicó Stephenson en un comunicado.

Las capas de la Tierra como las conocíamos hasta hoy. Foto: Wikipedia

Las capas de la Tierra como las conocíamos hasta hoy. Foto: Wikipedia

Y detalló: “Los detalles de este gran evento son todavía un poco misteriosos, pero hemos agregado otra pieza del rompecabezas cuando se trata de nuestro conocimiento del núcleo interno de la Tierra”.

Stephenson dice que investigar la estructura del núcleo interno puede ayudarnos a comprender más sobre la historia y la evolución de la Tierra.

“Tradicionalmente nos han enseñado que la Tierra tiene cuatro capas principales: la corteza, el manto, el núcleo externo y el núcleo interno. La idea de otra capa distinta se propuso hace un par de décadas, pero los datos no han sido muy claros -aclara la experta-. Solucionamos esto mediante el uso de un algoritmo de búsqueda muy inteligente para rastrear miles de modelos del núcleo interno. Es muy emocionante, ¡y podría significar que debamos volver a escribir los libros de texto!”.

La investigación fue publicada en el Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

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Científicos de MIT lograron que plantas de espinaca envíen correos electrónicos

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La universidad estadounidense desarrolló un sistema que permite a las plantas verdes avisar vía mail cuando adviertan la presencia de ciertos químicos en el agua subterránea y así alertar sobre la contaminación y otras condiciones medioambientales

Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) diseñaron un experimento que permite a plantas de espinaca enviar correos electrónicos a científicos cuando adviertan la presencia de nitroaromáticos en el agua subterránea y así alertar acerca de la contaminación y otras condiciones medioambientales.

Los nitroaromáticos son compuestos que suelen utilizarse para la fabricación de explosivos, como aquellos que se encuentran en campos minados y municiones sepultadas. Cuando las raíces los detectan, los nanotubos de carbono de las hojas de espinaca emiten una señal, leída por una cámara de infrarrojos, que genera una alerta que luego les llega por correo electrónico a los investigadores.

La técnica podría usarse en antiguas zonas de guerra para monitorear el agua subterránea en busca de químicos que se filtran de municiones enterradas sin tener que excavar. Es parte de un campo de investigación más amplio en el que se agregan sistemas eléctricos a las plantas para darles nuevas habilidades.

“Las plantas son muy buenos químicos analíticos”, dijo el profesor Michael Strano del MIT, el investigador principal del proyecto.

El MIT estuvo a cargo del experimento. Joe Raedle / Getty ImagesEl MIT estuvo a cargo del experimento. Joe Raedle / Getty Images

“Tienen una extensa red de raíces en el suelo, están constantemente tomando muestras de agua subterránea y tienen una forma de autoalimentar el transporte de esa agua hacia las hojas”, afirmó.

“Esta es una demostración novedosa de cómo hemos superado la barrera de comunicación entre plantas y humanos”, señaló el ingeniero químico estadounidense.

En declaraciones a la BBC, Strano expresó que “las plantas podrían usarse para aplicaciones de defensa, pero también para monitorear espacios públicos en busca de actividades relacionadas con el terrorismo”.

Si bien este experimento se inició para detectar materiales explosivos, Strano y otros científicos creen que esta tecnología puede usarse para advertir a los investigadores sobre la contaminación y otros factores ambientales.

“Las plantas son muy sensibles al medio ambiente”, sostiene Strano. “Saben que va a haber una sequía mucho antes que nosotros. Pueden detectar pequeños cambios en las propiedades del suelo y el potencial hídrico. Si aprovechamos esas vías de señalización química, hay una gran cantidad de información a la que podemos acceder”, agregó.

(Itock)(Itock)

En diciembre, el profesor Strano aseguró que había diseñado un helecho para detectar arsénico en la tierra. El metal pesado tóxico puede contaminar los cultivos de arroz y las aguas subterráneas.

El helecho biónico pudo encontrar niveles de arsénico tan bajos como 0,2 partes por mil millones, en comparación con las 10 partes por mil millones capaces de detectar en los sistemas existentes.

El laboratorio del profesor Strano también está interesado en detectar el estrés en las plantas, para ofrecer una alerta temprana a las que sufren de hongos, sombra excesiva o calor.

Para eso, ya se han colocado implantes en las hojas de una variedad de plantas, incluidas las fresas y la rúcula.

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Descubren un raro fenómeno en el manto terrestre que ensancha sin parar el Océano Atlántico

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Científicos descubrieron que las placas de la Tierra se distancian a un ritmo preocupante. La clave está en una cordillera en medio del mar.

Un aumento de materia desde las profundidades de la corteza terrestre parece estar alejando los continentes de América del Norte y América del Sur de Europa y de África.

Según ha descubierto una nueva investigación publicada en la revista ‘Nature’, las placas adheridas a las Américas se están alejando de las adheridas a Europa y África en cuatro centímetros por año. Entre estos continentes se encuentra la Cordillera del Atlántico Medio, un sitio donde se forman nuevas placas y una línea divisoria entre las placas que se mueven hacia el oeste y las que se mueven hacia el este; debajo de esta cresta, el material se eleva para reemplazar el espacio dejado por las placas cuando se separan.

Siempre se ha pensado que este proceso normalmente es impulsado por fuerzas de gravedad distantes a medida que las partes más densas de las placas se hunden nuevamente en la Tierra. Sin embargo, la fuerza impulsora detrás de la separación de las placas atlánticas sigue siendo un misterio porque el océano Atlántico no está rodeado por placas densas que se hunden.

Ahora, un equipo de sismólogos, dirigido por la Universidad de Southampton, en Reino Unido, ha encontrado evidencia de un afloramiento en el manto, el material entre la corteza terrestre y su núcleo, desde profundidades de más de 600 kilómetros por debajo de la cordillera del Atlántico Medio, lo que podría estar empujando las placas desde abajo, lo que hace que los continentes se separen más.

Treinta y nueve sismómetros fueron desplegados en el fondo del océano a través de la Cordillera del Atlántico Medio como parte del experimento. Foto: DPA

Treinta y nueve sismómetros fueron desplegados en el fondo del océano a través de la Cordillera del Atlántico Medio como parte del experimento. Foto: DPA

Se cree que normalmente las afloramientos debajo de las crestas se originan en profundidades mucho más someras de alrededor de 60 kilómetros.

Los hallazgos brindan una mayor comprensión de la tectónica de placas que causa muchos desastres naturales en todo el mundo, incluidos terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas.

Durante dos cruceros de investigación en RV Langseth y RRV Discovery, el equipo desplegó 39 sismómetros en el fondo del Atlántico como parte del experimento PI-LAB (Imágenes pasivas del límite de la litosfera-astenosfera) y EURO-LAB (Experimento para desenterrar el Límite geológico oceánico litosfera-astenosfera). Los datos proporcionan la primera imagen a gran escala y de alta resolución del manto debajo de la Cordillera del Atlántico Medio.

Este es uno de los pocos experimentos de esta escala realizados en los océanos y permitió al equipo obtener imágenes de variaciones en la estructura del manto de la Tierra cerca de profundidades de 410 km y 660 km, profundidades que están asociadas con cambios abruptos en las fases minerales. La señal observada era indicativa de un surgimiento profundo, lento e inesperado del manto más profundo.

El autor principal, Matthew Agius, ex becario postdoctoral en la Universidad de Southampton y actualmente en la Università degli studi Roma Tre, explicó en un comunicado: “Esta fue una misión memorable que nos llevó un total de 10 semanas en el mar en medio del Océano Atlántico. Los increíbles resultados arrojan nueva luz en nuestra comprensión de cómo el interior de la Tierra está conectado con la tectónica de placas, con observaciones nunca antes vistas“, añade.

La doctora Kate Rychert y el doctor Nick Harmon, de la Universidad de Southampton, y el profesor Mike Kendall, de la Universidad de Oxford, dirigieron el experimento y fueron los principales científicos de los cruceros.

El doctor Harmon resalta que “existe una distancia cada vez mayor entre América del Norte y Europa, y no está impulsada por diferencias políticas o filosóficas, ¡es causada por la convección del manto!”.

Además de ayudar a los científicos a desarrollar mejores modelos y sistemas de alerta para desastres naturales, la tectónica de placas también tiene un impacto en el nivel del mar y, por lo tanto, afecta las estimaciones del cambio climático en escalas de tiempo geológico.

Esto fue completamente inesperado -asegura Rychert-. Tiene amplias implicaciones para nuestra comprensión de la evolución y habitabilidad de la Tierra. También demuestra lo crucial que es recopilar nuevos datos de los océanos. ¡Hay mucho más por explorar!”.

Por su parte, Kendall agregó: “este trabajo es emocionante y refuta las suposiciones de larga data de que las dorsales oceánicas podrían desempeñar un papel pasivo en la tectónica de placas. Sugiere que en lugares como el Atlántico Medio, las fuerzas en la cresta juegan un papel importante papel en la separación de las placas recién formadas”.

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