Termodinámica | El código del universo.

Bien es sabido que estás tres leyes, nombradas a continuación, se derivan de la termodinámica, pero perfectamente se pueden aplicar a todo el universo, lo que nos permite generar una especie de 'código del universo'.


Primera ley de la termodinámica:
"La energía siempre se conserva." "La energía ni se crea ni se destruye, tan solo se transforma." 
Cuando una estrella muere, toda su energía no desaparece, se expande por todo el universo, transformándose en una supernova, una gigante roja, una enana blanca, una estrella de neutrones o incluso un agujero negro.

Segunda ley de la termodinámica:
"Cuando dos cuerpos a distintas temperaturas se ponen en contacto, el calor siempre fluye del más caliente al más frío." "La entropía de un sistema solo puede permanecer constante o aumentar." "En cualquier transformación de energía una parte se disipa y no se puede aprovechar para producir trabajo." "Cualquier sistema tiende a evolucionar hasta el macroestado con más microestados."

Las estrellas son una gran fuente de energía, pero todo ese calor que emiten no es gratuito, dado que las estrellas consumen hidrógeno para emitir calor, entonces, una estrella muere cuando se queda sin hidrógeno.

Tercera ley de la termodinámica:
"Ningún sistema puede alcanzar una temperatura de cero grados absolutos."

Las estrellas cuando mueren no significa que se apaguen, es que han consumido todo su hidrógeno, pero nunca llegan a 0 K porque entonces, el proceso se detendría, y no se llevaría a cabo ningún fenómeno.

En conclusión, el código de la termodinámica se reduce a tres leyes:

1. No puedes ganar.
2. No puedes empatar.
3. No puedes abandonar.

Además de una ley cero: "Si un sistema A se encuentra en equilibrio térmico con otro sistema B, y a su vez, B se halla en equilibrio con un tercero, C, entonces A está en equilibrio térmico con C."

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Paradoja matemática | El asno de Buridán.

La paradoja del asno de Buridán debe su nombre al filósofo francés Jean Buridán, pero no fue originada por Buridán sino por Aristóteles, que exponía que el uso de la lógica, no puede hallar una solución en una situación con opciones en igualdad de condiciones.

Planteamiento:

Imagina un asno con un pensamiento puramente lógico, si tiene sed bebe, si tiene hambre come... Pero un día, dicho asno es colocado a la misma distancia de dos montones iguales de heno, entonces el asno se verá incapaz de tomar una decisión racional, dado que ambos montones están a la misma distancia, no sabrá hacia que montón ir, con lo cual, el asno ante la indecisión acabaría muriendo de hambre.

Conclusión:

La paradoja nos hace ver, que cuando no hay una razón suficiente para que una cosa suceda en vez de otra, entonces, no sucederá nada.
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Multiversos: ¿Existen los universos paralelos?

Alguien exactamente igual que usted, está leyendo este artículo en este mismo momento, sin embargo, esta copia suya se encuentra en otro universo.

 

Esta idea, así como otras, se derivan de teorías avanzadas sobre cosmología moderna.

Como es el caso de los multiversos:
El término multiverso es usado para definir un conjunto de universos en un solo universo.

Los multiversos son una consecuencia de la teoría de la inflación cósmica.

De acuerdo a la clasificación de Tegmark, los distintos tipos de multiversos se clasifican en los siguientes niveles:

Multiverso de nivel 1: Todos los universos se formaron tras el Big Bang, cumpliendo todos los universos con las mismas leyes físicas.
Imagina un vaso o una botella llena de cava o de un refresco con gas (imagen 1), siendo cada burbuja uno de los universos del espacio.

Imagen 1
En una burbuja, es decir en un universo, está usted, pero en otro universo esta  otra persona como usted pero en vez de por ejemplo con una camiseta de color rojo, la camiseta es de color verde, o en vez de leer este artículo por el móvil, lo está leyendo desde el ordenador, o el ordenador es de otra marca... Así hasta ocupar todas las opciones posibles.

Multiverso de nivel 2: El multiverso de nivel 1, representa tan solo uno de los multiversos que componen el nivel 2, es como si cada burbuja de la imagen anterior fuese un multiverso (con sus universos paralelos, como el del ejemplo)

Cada multiverso tendría unas constantes físicas diferentes, pero manteniendo las leyes fundamentales. Dentro de cada multiverso existirían universos cualitativamente diferentes, con lo cual, podrían existir universos donde no existen los electrones, o no existen las estrellas, universos con fuerzas desconocidas o incluso universos donde solo hay dos dimensiones espaciales, o incluso 4 dimensiones.

Multiverso de nivel 3: El tercer nivel de multiverso está a nuestro alrededor pero no lo vemos. 
Si lanzamos un dado, es obvio que nos mostrará un valor de seis, es decir uno de estos números (1, 2, 3, 4, 5 y 6), pero basándose en teorías sobre la física cuántica, el dado nos mostrará todo los valores, pero solo podemos ver un número, entones, ¿Qué sucede con los números que no vemos? Pues estos números aparecerán en un universo diferente. El multiverso es un lugar indefinido en el espacio, donde se encuentran todas las opciones posibles.

Multiverso de nivel 4: La realidad es más distinta de lo que podemos llegar a imaginar, en el multiverso de cuarto nivel, todas las leyes de la física pueden ser distintas, lo que nos llevaría a la existencia de unos universos completamente diferentes al nuestro.

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¿Fin del mundo por una tormenta solar?



La actividad magnética del Sol se acumula y se forman bucles de plasma en su superficie, que son las manchas negras que vemos en el Sol. Cuando esta es más fuerte, hay tantos bucles que chocan entre sí y provocan enormes explosiones de plasma, liberándose hacia el espacio, junto con gran cantidad de rayos X y gamma, denominándose, tormentas solares.



Las tormentas solares cuando llegan a la Tierra tienen tres fases:
En primer lugar, aparecen las erupciones solares: los rayos X y la luz ultravioleta ionizan la capa superior de la atmósfera, interfiriendo con las comunicaciones por radio. 

Segundo, llega la tormenta de radiación, que puede ser muy peligrosa para los astronautas, dado que están fuera de la protección de la atmósfera.

Tercero, partículas cargadas que tardan días en alcanzar la atmósfera terrestre pueden interactuar con el campo magnético de la Tierra, provocando fuertes fluctuaciones electromagnéticas.

Durante una tormenta solar se pueden llegar a registrar auroras boreales o australes (dependiendo de la localización)


Pero el peligro de las tormentas solares es el magnetismo que viaja en ellas. 
Si llega a impactar sobre la Tierra una tormenta de mayores dimensiones a las que impactan sobre la Tierra normalmente, las consecuencias serian catastróficas. 

Toda la tecnología eléctrica estaría en peligro, llegando a provocar un apagón mundial, llegando a causar chispas en los equipos eléctricos, originando grandes incendios. 

Aviones, satélites, así como también los sistemas GPS, suministros de agua controlados electrónicamente, computadores, entre otras cosas. Todo ello se vería afectado, pudiendo llegar a causar graves accidentes.

En conclusión, realmente una tormenta no acabaría con la vida en la Tierra pero si con toda la tecnología que hay en nuestro planeta, incluyendo todas sus consecuencias pertinentes.

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Teoría de juegos: Dilema del prisionero.


El juego del dilema del prisionero es uno de los problemas más famosos de la teoría de juegos.
El dilema puede formularse como un juego entre dos delincuentes que dudan entre no confesar o culpar a su cómplice, su formulación es la siguiente:


La policía arresta a dos sospechosos. No hay pruebas suficientes para condenarlos y, tras ser separados, la policía visita a cada uno y les ofrece el mismo trato a cada uno. 

Si uno confiesa y su cómplice no, el cómplice será condenado a la pena total, cinco años, y el primero será liberado. Si uno calla y el cómplice confiesa, el primero recibirá esa pena y será el cómplice quien salga libre. Si ambos confiesan, ambos serán condenados a tres años. Si ambos lo niegan, serán encerrados durante un año por un cargo menor.

La mejor situación para un sospechoso es intentar que el otro no hable y confesar él, así se libraría de la condena y el otro iría cinco años a prisión.

Sin embargo, lo mejor para los dos sospechosos es no confesar, así solo serán condenados un año, pero salvo que puedan confiar en que el otro no confiese, lo mejor será confesar, de ahí el dilema.

Por tanto, salvo que se tenga la certeza plena en tu compañero, lo más seguro es confesar.
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Ilusión de Ebbinghaus: Ilusiones ópticas increíbles.

La ilusión de Ebbinghaus fue descubierta por el psicólogo alemán Hermann Ebbinghaus (1850–1909). Edward B. Titchener popularizó la ilusión en un libro de texto de 1901, en inglés, razón por la cual la ilusión a veces se llama "círculos de Titchener"

La diferencia de tamaño de los círculos grises hacen que parezca que ambos círculos naranjas son de distinto tamaño, pero en realidad, ambos círculos naranjas son del mismo tamaño.
También conocido como círculos de Titchener.

Ambos círculos rojos están rodeados por un anillo rojo, pero el simple hecho de que los anillos sean de un tamaño diferente, hace parecer que ambos círculos son de distinto tamaño, pero realmente son iguales.

Las líneas del fondo nos hacen pensar que el hombre de la derecha es más pequeño que el de la izquierda.



Aunque no lo parece, en ambas imágenes, ambas líneas son iguales, pero nos confundimos por las líneas que hay alrededor de las mismas, conocido también como ilusión de Ponzo.

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Nuevas teorías sobre la formación del "corazón helado" de Plutón.


Los científicos están ofreciendo nuevas ideas para explicar la formación de una cuenca topográfica con forma de corazón congelado de Plutón, muchos científicos sospechan que dicho corazón se creó dentro de una cuenca creada hace mucho tiempo por el impacto de un meteorito, nuevas ideas plantean la posibilidad de que no fuese creado por ningún impacto. 

La investigación realizada por el profesor de astronomía de la Universidad de Maryland Douglas Hamilton y colegas de New Horizons, publicada en la revista Nature, muestra que esta capa de hielo de nitrógeno podría haberse formado desde el principio, cuando Plutón estaba girando rápidamente, sin la necesidad de una cuenca de impacto.

Otros científicos apoyan la idea de la cuenca de impacto, incluso de la presencia de un océano bajo la superficie de Plutón.

Francis Nimmo de la Universidad de California en Santa Cruz: "Un océano bajo la superficie puede sobrevivir durante miles de millones de años debido al calor producido por la desintegración radiactiva en el interior rocoso de Plutón, dijo, añadiendo que el lento proceso de volver a congelar un océano también puede explicar la red de fracturas observadas en la superficie de Plutón."

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El Bosón de Higgs: La partícula de Dios.


El bosón de Higgs es una partícula elemental que se encarga de originar toda la masa del universo. 
Desde los orígenes del universo toda la masa de la materia que nos rodea ha sido creada gracias al bosón de Higgs. Cabe añadir, que nuestro universo sería un lugar muy diferente sin masa, con lo cual, si el electrón no tuviera masa no habría átomos, entonces no existiría la materia como la conocemos, por lo que tampoco habría biología, ni química, ni existiríamos los seres humanos.


La confirmación de la existencia de esta partícula es uno de los logros del Gran Colisionador de Hadrones. El bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que cada vez que se produce, se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales.

El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un intocable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una "fricción" con el campo de Higgs, por lo que las partículas con mayor fricción tienen una mayor masa.

Además, dentro del campo de Higgs, hay diferentes tipos de bosones de Higgs, en los últimos años, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), confirmaron el descubrimiento de un bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones, pero aún no han confirmado que tipo de bosón han descubierto, no podemos saber si se trata de la "partícula de Dios", la partícula que crea la materia.

Finalmente, si se descubre y determina el bosón de Higgs comenzaría una nueva era en la física cuántica, y nos ayudaría a comprender uno de los mayores misterios de nuestro universo. La materia oscura.

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El mapa de la Vía Láctea.

Gracias a la ESA ya podemos ver un mapa de nuestra galaxia. 
El 19 de diciembre de 2013 la sonda espacial Gaia despegaba desde la Guayana francesa con el objetivo de hacer un censo de las estrellas de la Vía Láctea. La sonda espacial ha realizado casi 500000 millones de mediciones astronómicas (desde julio de 2014 a septiembre de 2015) determinando la posición exacta de 1142 millones de estrellas, además de determinar la velocidad y la distancia respecto al sol de 2 millones de estrellas.

En el mapa las regiones más brillantes albergan concentraciones más densas de astros y las más oscuras corresponden a áreas del cielo en los que se han observado menos estrellas.
Gaia revolucionará todo lo que sabemos sobre el universo.
Pero la sonda Gaia no solo estudia las estrellas, también nos ayudará a encontrar planetas aun por descubrir. Detrás de este descubrimiento hay 450 científicos e ingenieros de 160 institutos y 24 países, que trabajan para poder desentrañar el significado de la información que envía la sonda espacial.

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Paradoja de los gemelos.

Imagina un coche en marcha por la carretera a una cierta velocidad, si lanzamos una pelota desde el coche en la misma dirección y sentido, la velocidad de la pelota será la velocidad de lanzamiento más la velocidad que llevase el coche. Pero con la luz no ocurre lo mismo, siempre viaja a la misma velocidad. (3·108 m/s)

La paradoja de los gemelos, propuesta por Einstein, es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento.

Explicación:

Como muestra el nombre de la paradoja, los protagonistas son dos hermanos gemelos, uno de ellos realiza un viaje por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, mientras tanto, el otro hermano gemelo, se queda en la Tierra. Cuando el hermano gemelo que viajó regresa a la Tierra, este es mucho más joven que el hermano gemelo que se quedó en la Tierra.



Esto sucede por que nuestra percepción del tiempo es distinta a velocidades diferentes, cuanto mayor sea la velocidad a la que nos movemos cercana a la luz, el tiempo correrá más lento.

Pero la paradoja surge cuando desde la perspectiva del gemelo que va dentro de la nave hacia el espacio, el que se está alejando, es el gemelo que está en la Tierra y, por tanto, su hermano en la Tierra sería quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz. Con lo cual, el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido.

Más tarde, cuando Einstein formuló la teoría de la relatividad general, demostró que es el gemelo de la Tierra quien envejece más deprisa.
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Los misterios del número pi.


El número irracional pi (π), se define como la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro.
El día internacional del número Pi se celebra el 14 de marzo, ya que en notación anglosajona ese día se representa como 3/14.

demostración visual de como hallar el valor de pi

Número pi. Papiro Rhind.
La primera referencia que se conoce de pi se remonta a la época del escriba egipcio Ahmes en el año 1800 a.C. en papiro Rhind. 


Dicho valor se aproximaba al valor real de pi.


Leonhard Euler adoptó el conocido símbolo π  para representar el número pi en 1737 e instantáneamente se convirtió en una notación estándar hasta hoy en día.

El número pi al ser un número irracional su valor no puede calcularse numéricamente con total precisión, puesto que sus decimales son infinitos.
En la actualidad, 2016, se conocen unos 13,3 billones de decimales del número pi.
A continuación se muestran los primeros 1000 decimales de Pi:

3.1415926535897932384626433832795028841971693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679821480865132823066470938446095505822317253594081284811174502841027019385211055596446229489549303819644288109756659334461284756482337867831652712019091456485669234603486104543266482133936072602491412737245870066063155881748815209209628292540917153643678925903600113305305488204665213841469519415116094330572703657595919530921861173819326117931051185480744623799627495673518857527248912279381830119491298336733624406566430860213949463952247371907021798609437027705392171762931767523846748184676694051320005681271452635608277857713427577896091736371787214684409012249534301465495853710507922796892589235420199561121290219608640344181598136297747713099605187072113499999983729780499510597317328160963185950244594553469083026425223082533446850352619311881710100031378387528865875332083814206171776691473035982534904287554687311595628638823537875937519577818577805321712268066130019278766111959092164201989

Como el número pi es irracional, y no se sabe su valor exacto, es imposible hallar con exactitud algunos problemas. En ingeniería, calcular con exactitud es primordial, de ahí, que el número pi para los ingenieros sea un verdadero quebradero de cabeza.

Cuestiones aún sin respuesta sobre π.

Cada uno de los dígitos decimales 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9, ¿Tiene una aparición infinita en los decimales de π?

¿Existe alguna posición donde exista una sucesión de mil ceros consecutivos?

¿Tiene cada uno de los diez dígitos del sistema decimal la misma probabilidad de aparición en una expansión decimal?

No se sabe si π+e, π/e, ln(π) son irracionales.

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La materia oscura. El mayor misterio del universo.

Todo lo que podemos ver del universo (materia, gas, estrellas...) compone tan solo el 5% del universo, el 95% restante corresponde a materia invisible (materia y energía oscura).


En los años sesenta, Rubin y Ford, formaron un equipo de astrónomos para estudiar la dinámica de las estrellas en las galaxias espirales. Pero lo que se encontraron fue sorprendente.

Para entenderlo mejor, recordemos esta ecuación:

Velocidad de un cuerpo en órbita.

La velocidad de las estrellas debería ser menor cuanto mayor sea su distancia respecto al centro de la galaxia, pero no es lo que se encontraron Rubin y Ford.

Lo que encontraron fue que la velocidad de las estrellas distantes parecía ser siempre aproximadamente la misma.


Como se puede apreciar en la imagen, la línea A corresponde a la distribución de velocidades esperada mientras que la línea B muestra lo que realmente midieron. Como se puede apreciar, la velocidad apenas varía con la distancia, lo que supuso un descubrimiento revolucionario, donde además de la materia visible, existe una materia invisible, (nombrada materia oscura) con mucha más masa que la materia visible.

De esta forma, tomando la ecuación anterior, vemos que el aumento de la distancia, r, se ve compensado por el aumento de masa de dicha materia hasta entonces desconocida, M. Así se explica que la velocidad apenas varíe con el aumento de la distancia.

En la actualidad conocemos muy poco sobre la materia oscura, no sabemos que elementos componen la materia oscura, (sabemos que existe gracias al efecto que causa en los objetos que la rodea), lo más probable es que esa partícula X que forma la materia oscura sea un axión o un neutralino, pero solo es una suposición, la búsqueda de dicha partícula X no ha hecho nada más que empezar.

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Ordenador cuántico. ¿El ordenador del futuro?


Cualquier ordenador o computador responde al lenguaje binario (carga eléctrica que puede ser traducida en forma de ceros y unos) dicho lenguaje es el responsable de que los ordenadores almacenen información y puedan realizar operaciones, de hecho, la unidad mínima de información es llamada bit, y puede adoptar solo un valor, cero o uno.
Con lo cual, para aumentar la potencia de un ordenador basta con aumentar el número de bits con los que puede trabajar.


Pero... ¿Qué pasaría si la unidad mínima de información no pudiese ser cero o uno sino ambos a la vez? A eso los científicos lo han llamado cubit (el bit cuántico).

El cubit ofrece muchas más ventajas que un bit normal, puede realizar muchísimas más operaciones, además de poder realizar cálculos de un modo completamente distinto. Lo que ayudaría a resolver grandes problemas de la ciencia aún por resolver.

Pero el problema de trabajar con cubits es que hay que usar átomos en lugar de chips, y trabajar con átomos no es una tarea sencilla. Cómo hemos dicho anteriormente para aumentar la potencia de un ordenador normal basta con aumentar el número de bits, pero para aumentar la potencia de un ordenador cuántico habría que aumentar el número de cubits, y para aumentar el número de cubits algunos investigadores recurren a los iones cuyos estados cuánticos pueden ser controlados por láseres, el método no es eficaz al 100%, pero ha permitido crear los primeros computadores cuánticos programables.


Como es el caso del ordenador cuántico diseñado en Estados Unidos.

D-Wave, el ordenador cuántico de Google y la NASA, comprado por 15 millones de dólares.
Por último, destacar el ordenador cuántico de IBM, disponible para todo aquel interesando en usarlo de forma remota. 

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El Curiosity Rover fotografía las montañas de Marte.



La NASA ha publicado las fotografías realizadas por el Rover de las formaciones rocosas de Marte.


El borde del cráter Gale es visible desde la distancia, desde la ladera del Monte de Sharp.


Las nuevas imágenes representan la última parada del Curiosity Rover en el "Murray Buttes" donde el vehículo ha estado conduciendo y fotografiando durante algo más de un mes.


El Curiosity Rover aterrizó cerca del Monte de Sharp en 2012. Llegó a la base de la montaña en 2014, después de encontrar con éxito las llanuras circundantes de los antiguos lagos marcianos, donde se pudieron ofrecer las condiciones favorables para los microbios, si Marte alguna vez ha albergado vida.


En el monte Sharp, El Curiosity Rover está tratando de entender si Marte en algún momento ha tenido entornos capaces de soportar formas de vida simple.


Realmente, las imágenes que podemos observar de Marte, guardan relación con las formaciones rocosas que podemos encontrar en Utah y Nuevo México.

Landscape Arch, Arches National Monument, Utah.
Shiprock, Nación Navajo, Nuevo México.

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