Nuestro lugar en el mundo 

Cambiará radicalmente en lo próximos 50 años 

Nuestro Lugar en el Universo Cambiará Dramáticamente en los Próximos 50 Años. En 1900, el destacado físico Lord Kelvin acudió a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia con estas palabras: «No hay nada nuevo que descubrir en física en este momento». Qué equivocado estaba. El siglo siguiente puso la física completamente del revés.

Una multitud de descubrimientos teóricos y experimentales han cambiado nuestra comprensión del universo y nuestro lugar en él. No esperes que el próximo siglo cambie. El universo todavía tiene muchos acertijos por descubrir, y las nuevas tecnologías nos ayudarán a resolverlos en los próximos 50 años. El primer acertijo se refiere a los fundamentos de nuestra existencia.

Nuestro lugar en el Universo cambiará radicalmente: La física predice que el Big Bang produjo la misma cantidad de materia en la que tú y yo estamos formados, y algo llamado antimateria. 

La mayoría de las partículas de materia tienen un gemelo antimateria que es idéntico a la carga eléctrica opuesta. Cuando los dos se encuentran, se aniquilan entre sí, convirtiendo toda su energía en luz. Pero el universo está hecho casi por completo de materia. Entonces ¿dónde queda toda la antimateria?

El acelerador de partículas «Gran Colisionador de Hadrones» (LHC) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) ha abierto algunas ideas sobre esta cuestión. Aquí, los protones colisionan a velocidades inimaginables, produciendo materia pesada y partículas de antimateria que se desintegran en partículas más ligeras, algunas de las cuales nunca antes se habían visto. El LHC ha demostrado que la materia y la antimateria se descomponen de manera ligeramente diferente. De esta manera, aunque lejos de ser completamente comprendido, explica por qué vemos la asimetría de la materia y la antimateria en la naturaleza.

El problema radica en el hecho de que los protones mismos consisten en partículas aún más pequeñas. Cuando chocan, estas entrañas se rocían en todas las direcciones. Esto hace que sea muy difícil encontrar nuevas partículas entre estos desechos y medir con precisión sus propiedades para obtener más pistas sobre por qué y cuánta antimateria ha desaparecido.

Tres nuevos aceleradores de partículas ya están en la etapa de planificación y cambiarán la investigación en las próximas décadas. El más importante de ellos es el «Future Circular Collider» (FCC): un túnel de 100 km de largo que rodea Ginebra y utiliza el LHC de 27 km de largo existente como una grada. En lugar de protones, los electrones y sus antipartículas, los positrones, colisionarán y se romperán a velocidades mucho más altas de lo que pueden alcanzar con el LHC.

 

Nuestro Lugar en el Universo Cambiará Dramáticamente en los Próximos 50 Años

 

A diferencia de los protones, los electrones y los positrones son indivisibles, por lo que sabemos exactamente con qué estamos colisionando. De esta forma, podremos variar la energía con la que chocan para producir partículas antimateria específicas y medir con mayor precisión sus propiedades, en particular la forma en que se descomponen.

Estas investigaciones podrían proporcionar ideas físicas completamente nuevas. Una posibilidad es que la desaparición de la antimateria esté relacionada con la existencia de materia oscura, esas partículas indetectables que constituyen la friolera del 85% de la masa en el universo. La ausencia de antimateria y la propagación de la materia oscura probablemente se deben a las condiciones durante el Big Bang, por lo que estos experimentos también examinan los orígenes de nuestra propia existencia.

Todavía hoy es imposible predecir cómo los descubrimientos previamente ocultos de estos experimentos cambiarán nuestras vidas. La última vez que miramos al mundo con una lupa aceleradora de partículas más potente, descubrimos partículas subatómicas y el mundo de la mecánica cuántica, que actualmente estamos utilizando para revolucionar las computadoras, la medicina y la energía, etc.

 

¿Estamos solos en el universo?

Hay tanto por descubrir en el nivel cósmico. Por último, pero no menos importante, todavía queda la vieja pregunta de si estamos solos en el universo. A pesar del reciente descubrimiento de agua líquida en Marte, todavía no hay evidencia directa de vida microbiana allí. Incluso si se encuentra, el duro ambiente del planeta probablemente significa que es increíblemente primitivo.

Además, la búsqueda de vida en planetas en otros sistemas estelares hasta ahora no ha dado sus frutos. El lanzamiento del telescopio espacial James Webb (JSWT) en 2021 revolucionará la forma en que descubrimos exoplanetas potencialmente amigables con la vida.

A diferencia de los telescopios anteriores, que miden la incidencia de la luz de una estrella mientras pasa un planeta en órbita (en un llamado tránsito frente al «disco solar» de su estrella), el JWST utilizará un llamado coronoinjerto para cubrir la luz de una estrella. Esto es como usar tu mano para evitar que la luz del sol entre en tus ojos. Con esta técnica, el telescopio puede observar directamente pequeños planetas, que generalmente se mezclan con el resplandor de su estrella.

El telescopio espacial James Webb

El telescopio espacial James Webb no solo puede detectar nuevos planetas, sino también determinar si podrían estar vivos en ellos: cuando la luz de una estrella cae a través de la atmósfera de uno de sus planetas, se absorben ciertas longitudes de onda y se crean espacios en los reflejos. espectro de luz. Similar a un código de barras, estos espacios pueden leerse como una firma de los átomos y moléculas que componen la atmósfera del planeta.

El JWST puede leer estos «códigos de barras» para determinar si la atmósfera de un planeta tiene las condiciones de vida necesarias. En 50 años, podríamos tener objetivos para futuras misiones espaciales interestelares para determinar qué o quién podría vivir allí.

Sin embargo, gracias a la luna de Júpiter Europa ya ha sido identificado un lugar en nuestro propio sistema solar que está mucho más cerca de nuestro hogar que los exoplanetas lejanos y, sin embargo, podría albergar vida extraterrestre. A pesar de sus bajas temperaturas de menos 220 ° C, las fuerzas gravitacionales del planeta masivo orbitado por esta luna pueden calentar el agua debajo de la superficie hasta el punto de que no se puede congelar, de modo que tal vez incluso la vida acuática microbiana o incluso más avanzada pueda vivir aquí.

Una nueva misión llamada «Europa Clipper»

Una nueva misión llamada «Europa Clipper», cuyo lanzamiento está programado para 2025, tiene como objetivo confirmar la existencia de un océano subterráneo e identificar una plataforma de aterrizaje adecuada para una misión posterior. Además, las fuentes de hielo de agua deben consultarse desde la superficie de hielo del planeta para determinar si hay moléculas orgánicas presentes en el agua que alimenta estas erupciones similares a los géiseres.

Ya sean los elementos más pequeños de nuestra existencia o la inmensidad del espacio exterior, el universo aún guarda una serie de secretos sobre su funcionamiento y nuestro lugar en él. No va a revelar sus secretos tan fácilmente, pero es probable que veamos nuestro universo fundamentalmente diferente en 50 años de lo que lo estamos haciendo hoy.

– Este artículo está basado en un ensayo de Robin Smith , profesor de física en la Universidad Sheffield Hallam, y fue publicado originalmente en TheConversation.com 

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