Rebote de materia oscura y CMB

El modelo cosmológico más aceptado pone el comienzo del universo poco antes del fondo cósmico de microondas (CMB, cosmic microwave background) basándose en que la uniformidad de esta radiación se debe a que el universo era tan minúsculo que el evento que produjo el CMB debió propagarse casi simultáneamente a todo, a pesar de la limitada velocidad de la luz.

Propongo una solución, alternativa a ese universo original minúsculo y sin estructuras como las galaxias, basada en este mi modelo de  materia oscura (MO):

- Está formada por partículas extremádamente livianas y grandes (PMOs).

- Las PMOs chocan entre sí con choques elásticos perfectos, sin deformarse, y sin que pierda energía cinética el conjunto de PMOs que participan en los choques.

- La fuerza de sus choques se transmite instantáneamente por la superficie de cada una de sus partículas. Es independiente de la velocidad de la luz. Al menos parece demostrado que la MO no interactúa con las ondas electromagnéticas, como la luz, por eso no se ve y le llamamos materia oscura, aunque me parece que sería más apropiado llamarla materia transparente.

- La materia bariónica (MB) de cada galaxia está inmersa en un grumo de materia oscura en el que las PMO están juntas, sin apenas moverse entre ellas.

- La MB atraviesa las PMO sin interactuar con ellas.

Suponiendo esto, propongo que, en lo que considerábamos el principio del universo, la MO del universo visible, tanto la que forma los grumos de las galáxias como la que está dispersa se fue uniendo debido a la gravedad, hasta que colapsó en un solo grumo casi simultáneamente, e inmediatamente rebotó. Esto ha podido ocurrir múltiples veces, siguiendo la siguiente secuencia cada vez:

- Las galaxias han sido arrastradas por la gravedad de la MO.

- En el colapso, las galaxias quedan rodeadas de MO por todas partes, de manera que la atracción gravitatoria que ejerce la MO sobre la MB es uniforme en todas las direcciones dentro del único grumo universal de MO, así que no tiene efecto la atracción entre MA y MO.

- La periferia de las galaxias, que rotaba a más velocidad de la que corresponde a la gravedad ejercida por la MB, gracias a la atracción de la MO, sale disparada.

- En general, toda la MB es sacudida simultáneamente por la fuerza de marea producida por el colapso de la MO.

- Tanta MB moviéndose libre a gran velocidad en un universo muy reducido provocaría una infinidad de choques de partículas de MB en poco tiempo y en todas partes.

- Estos choques producirían una ionización y calentamiento casi simultáneo en todo el universo visible.

- El rebote de MO hizo que este universo se inflara y enfriara, con la consiguiente recombinación de electrones con iones.

- La recombinación en ese momento emitió la radiación uniforme por todas partes que ahora vemos, desplazada al rojo, como CMB.

- Cada concentración compacta de MB u objeto astronómico de MB (OMB), como los agujeros negros, los núcleos de galaxias, las estrellas, planetas, etc. existentes antes del colapso, lo resistieron, porque no llegaron a unirse en un punto, sino que se movieron en direcciones múltiples en el enorme grumo de MB "primigenio", que mantuvo un volumen enorme debido a que las PO son grandes y no se fusionan, sino que chocan.

- Los OMB se dispersaron a partir del rebote, aunque se mantuvieron íntegros los más compactos, como los núcleos de galaxias y los agujeros negros.

- Durante la expansión, que aún perdura, los OMB atraen por gravedad la MO y MB dispersas y poco veloces, aumentando así el tamaño de las galaxias y la formación de otras nuevas. Quizá esto explica que el telescopio espacial JWST encuentre galaxias tan tempranas, tan cerca del supuesto comienzo del universo.

- La MO más dispersa y veloz golpea los grumos de MO de las galaxias, impulsándolas a dispersarse. Quizá la energía cinética de estas MO veloces sea lo que constituye la energía oscura que provoca la expansión acelerada del universo observable.

- Quizá PO provenientes de zonas externas a nuestro universo observable aumenten la masa de nuestra zona y, en un futuro muy lejano, provoquen con su gravedad un nuevo colapso y rebote.

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_de_fondo_de_microondas

"Radiación de fondo de microondas"

La creación es mejor estímulo que el consumo

Supongo que no seré el único que se siente más animado por realizar lo que pienso que por ser espectador o consumidor de lo que hacen otros.  Pero debemos de ser pocos, a juzgar por el comportamiento de la gente, siempre dispuesta a seguir a líderes que les llamen la atención, e incluso a votar a los más llamativos aunque estos vayan contra sus intereses, como es el caso de los ultraderechistas que ganan elecciones últimamente (escribo esto en el año 2024, en el que salió elegido Trump y en el que gobierna Milei por los votos).

El caso es que a mí me resulta aburrido ver cómo se anuncia y promociona la gente, o como nos intentan llamar la atención para comprar sus productos.

Lo que si que me anima es descubrir que realizo algo nuevo, ya sea escribiendo o haciendo una tarea que requiera más esfuerzo físico.

Estoy seguro de que esto que me pasa a mi le pasa a mucha gente, y de que se aprovechan de ello los que venden el trabajo ajeno, pagando poco o nada por el esfuerzo, conscientes de que parte de la compensación del trabajo se la da el trabajador a si mismo por la satisfacción del trabajo bien hecho. La prueba es que incluso después de jubilarnos nos buscamos aficiones en las que sentirnos útiles, quizá por ese sentimiento de orgullo de confirmar lo que somos capaces de hacer. Pero no hay que dejar que se aprovechen de ello cuando estamos asalariados, primero por la razón evidente de que necesitamos que el salario nos permita una vida digna, pero también para no darle con nuestro dinero el poder a los que tienen tan pocos escrúpulos como para robarnos.

P.D.:

Las búsquedas en internet y la inteligencia artificial generativa entregan soluciones tan rápidas, y con tanta facilidad, que quizá nos podrían hacer desistir de pensar soluciones por nosotros mismos y llevarnos a un desánimo por la falta de ese estímulo que nos da nuestra propia creatividad. Hay que tener cuidado de no caer en una dependencia de estas herramientas informáticas, porque quizá corremos el riesgo de perder autoestima y de atrofiar nuestras capacidades mentales. Me parece bien usarlas, pero con moderación y con actitud crítica ante las respuestas que nos dan.

Habitat subacuático en la Luna

Dentro de muchísimos años quizá algunos humanos puedan vivir permanentemente fuera de la Tierra. Pero para eso hace falta que dispongan como mínimo de unas condiciones que solo se encuentran aquí, o en lugares tan lejanos y desconocidos que son inalcanzables. Estas son: la gravedad en la que hemos evolucionado y la protección de la radiación. El resto de condiciones, como el agua, la materia para obtener alimento y la energía, están por todas partes.

A falta de un cuerpo de la masa de la Tierra, o similar, la gravedad habría que simularla con la fuerza centrífuga.

A falta de una gruesa capa de atmósfera, la protección la tendríamos que obtener sumergiéndonos bajo materiales densos como la roca o el agua.

La Luna es el lugar que está a nuestro alcance para preparar estas condiciones.

Para emular la gravedad terrestre se necesitaría una gran centrífuga, pero hacerla en la superficie nos expondría a la radiación y los meteoritos. Excavar y cubrir la centrífuga con roca sería una labor titánica y nos expondría a derrumbes.

Pienso que un cráter en un polo Lunar, en sombra permanente para mantener el hielo, con agua bajo el hielo, mantenida líquida por el calor interno de la Luna, sería el lugar ideal.

Ahí, un submarino toroidal podría mantenerse girando perpétuamente para dar gravedad artificial, quizá con algo de empuje obtenido de las corrientes convectivas del agua, para compensar la fricción. Unas palas inclinadas situadas en la cara interna del toroide recibirían impulso de la corriente de agua ascendente debida al calor del subsuelo. El agua enfriada por el hielo descendería por la pared lisa de la cara exterior.

El hielo, de un espesor de al menos 10 m, flotando por encima, nos protegería de la radiación y se autorepararía ante la caída de pequeños meteoritos.

No hay diversión más barata que la de imaginar.

Chorro relativista genera SMBH

La materia que se acerca a un agujero negro lo hace con una velocidad y dirección propia, no se dirige directamente al agujero, que ocupa un espacio minúsculo en relación al que ocupaba la materia que se le acerca. Esto hace que una partícula de esa materia no caiga dentro de él, sino que adquiere más velocidad. Si no es frenada por otras partículas, escapa. Si es frenada en parte, quedará orbitando cerca del agujero, ganando velocidad con el acercamiento.

En una órbita cercana al horizonte de sucesos llamada ergosfera la velocidad de lo que orbite ahí se iguala a la de la luz, de manera que lo que llegue ahí es indistinguible de una radiación electromagnética (llamémoslo luz) y su dimensión, visto desde fuera, es 0.

Supongo que antes de llegar a la ergosfera, los átomos giran en un plano, el disco de acreción, y chocan entre sí a velocidades relativistas. Los choques a esa velocidad producen reacciones nucleares que desprenden radiación y partículas veloces, incluidos los átomos ionizados que resulten de la reacción. La velocidad y dirección resultantes son aleatorias, de manera que las partículas resultantes, formadas por iones y electrones, no tienen porqué caer en dirección a ese pequeño espacio ocupado por el agujero, sino que escapan, preferentemente en dirección perpendicular al disco, por donde encuentran menos resistencia.

La velocidad de estas partículas cargadas genera campos magnéticos que canalizan su movimiento y las enfocan en un chorro extremadamente estrecho.

A medida que más materia se acerca a ese disco esta reacciona, se impulsa y sale en la dirección de dos chorros opuestos. La masa acretada puede llegar a ser la de un agujero supermasivo, pero debido a su velocidad y dirección inicial no cae al agujero central, sino que sigue el proceso descrito arriba. El resultado es materia que circula a velocidades relativistas, pero en una sola dirección en un espacio largo, estrecho y rectilineo, el de los chorros opuestos que surgen del disco, y que puede tener en conjunto una masa inmensa.

Es de suponer que las partículas del chorro no viajan todas a la misma velocidad, en parte porque unas son iones pesados y otras electrones ligeros.

A lo largo de su viaje por esa línea, parte de esas partículas se acercarán y otras se alejarán. Las que se acerquen y tengan una velocidad relativa baja se atraerán entre si por fuerzas de gravedad y por fuerzas electrostáticas. Acabarán formando cuerpos densos que acumularán más masa que se le acerque del chorro que, por venir en la misma dirección, no se podrá a orbitar, como ocurría cerca del agujero que originó el chorro, sino que caerá diréctamente en el objeto nuevo. Si la masa canalizada por el chorro es del orden de un agujero negro supermasivo, quizá alguno de los objetos formados en el chorro puede crecer hasta formar un agujero negro con una masa mucho mayor que la del agujero origen del chorro.

Quizá algunos agujeros negros supermasivos (SMBH por sus iniciales en inglés) se generen en los chorros relativistas del centro de galaxias activas.

Quizá se forman nuevas galaxias, con un SMBH en su centro, a partir de la materia de esos chorros.

P.D.:

Quizá este hipotético proceso de crecimiento de un SMBH podría explicar el descubrimiento de un SMBH que acreta materia 40 veces más rápido que el límite teórico de Eddington, tal como dice ese artículo:

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02402-9

"A super-Eddington-accreting black hole ~1.5 Gyr after the Big Bang observed with JWST"

Se me ocurrió oyendo ese episodio del podcast Coffee Break en el que se refieren al artículo:

https://go.ivoox.com/rf/135927311

Ep486_B: Basura Espacial; Supernova Fallida; Agujeros Negros; Planeta 9

En el minuto 46 Héctor y Gastón sugieren que un campo magnético puede canalizar la materia que acreta el agujero y así superar la presión de radiación. Supongo que el campo magnético de un chorro relativista externo podría hacer este efecto.

Adaptación rápida al cambio climático ¿Podremos?

 

Los efectos de las recientes aguas torrenciales en el levante español, el 29/10/2024, son un aviso contundente de lo que se le viene encima a la humanidad debido al calentamiento global:

- Abandono de las poblaciones en la costa o cercanas a los cauces de ríos y torrentes.

- Campos de cultivo arrasados con frecuencia por tormentas, inundaciones y sequías.

- Vías de transporte interrumpidas o destruidas con frecuencia por tormentas o inundaciones.

- Escasez de alimentos y agua debida a desastres frecuentes, a la subida del nivel del mar y al aumento de la desertización.

Todo esto ocurrirá en unos pocos años, ya que el calentamiento global se acelera debido a que, en vez de reducirlas, aumentamos las emisiones de CO2.

No somos capaces de reducir estás emisiones, en parte porque no queremos reducir nuestro nivel de vida, en parte porque necesitamos gastar mucha energía para hacer frente a las emergencias causadas por el calentamiento, y en parte porque las guerras por quedarse con lo que quede consumirán enormes cantidades de energía. El caso es que estamos en un círculo vicioso que solo puede ir a peor, a una situación en la que no habrá suministro y vivienda para una parte notable de la humanidad. El cambio es tan rápido que no podremos adaptarnos con suficiente ritmo como para salvar la vida de una buena parte de nosotros.

La ciencia nos ha avisado a tiempo, desde hace muchas décadas, pero hacer reaccionar a miles de millones de personas necesita mucho más tiempo, o estímulos fortísimos como los desastres globalizados.

La ciencia también nos da los remedios con mucha anticipación, pero su aplicación es demasiado lenta.

Un ejemplo de lo que podríamos hacer sería producir los alimentos muy cerca de donde los consumimos ocupando poco terreno, por ejemplo con cultivos hidropónicos en edificios, y reciclar los desechos también muy cerca. Esto evitaría gastar energía en transporte y nos daría independencia de los desastres naturales. Todos los días se publican soluciones en este sentido, pero su aceptación y su aplicación a nivel global es inmensamente más lenta que el cambio climático. Un ejemplo reciente:

https://noticiasdelaciencia.com/art/52436/llega-la-electroagricultura-sin-necesidad-de-luz-y-ocupando-muchisimo-menos-terreno

"Llega la electroagricultura, sin necesidad de luz y ocupando muchísimo menos terreno

...

la electroagricultura se sustituye la fotosíntesis por una reacción química impulsada por energía solar que convierte de forma más eficiente el dióxido de carbono (CO2) en una sustancia orgánica capaz de alimentar a los vegetales

...

la eficiencia alcanzada con el nuevo método es de aproximadamente un 4 por ciento, lo que ya es cuatro veces superior a la de la fotosíntesis, pero seguramente aumentará a medida que el sistema sea perfeccionado"

Ley de Lenz en chorros relativistas

 

Se forman chorros de materia viajando a velocidades relativistas cuando se crea un disco de acreción en torno a un agujero negro.

La explicación más aceptada para estos chorros es la fuerza que ejerce el campo magnético del agujero en rotación sobre las partículas cargadas del chorro.

Propongo otra explicación, teniendo en cuenta que es el movimiento de partículas cargadas lo que genera un campo magnético, y que una vez generado, este se opone a las variaciones en ese movimiento, como quedó establecido, hace casi 200 años, en la ley de Lenz a partir de experimentos con corrientes eléctricas en hilos conductores metálicos.

En este caso, aunque no haya un conductor sólido, sino una corriente en el vacío, es aplicable la misma ley, con la ventaja de que, además de la intensidad de la corriente, la interacción entre corriente y campo puede afectar a la orientación de la corriente sin que haya resistencia por parte de la masa del conductor. Como consecuencia, las corrientes de partículas no solo se hacen constantes en su intensidad, sino también en su dirección, formando un chorro recto y estrecho que se puede prolongar por decenas de millones de años luz, como en el caso del chorro más largo observado hasta el momento: Porfirion.

A lo largo de estos chorros el supuesto campo del agujero negro está demasiado lejos como para afectar a la dirección y cohesión del chorro. Me parece lógico que la causa de esta cohesión esté en la corriente eléctrica y en el campo producido por ella, que se opone a cualquier variación de la misma.

En cuanto al origen del chorro, pienso que a las velocidades extremas del disco de acreción se producen colisiones de partículas con energía suficiente como para provocar reacciones nucleares. En estas reacciones los productos son partículas cargadas y veloces, que encuentran su escape en dirección perpendicular al plano del disco. Aunque haya grandes diferencias en la dirección original de las partículas, en conjunto su movimiento forma un campo magnético común que las orienta en un dirección única, la perpendicular al disco, e impide que se separen del eje. Este campo, circular en torno a la corriente, se crea contínuamente a lo largo del chorro por efecto de la corriente, lo cual permite que alcance distancias gigantescas sin dispersarse, como si se moviera en un tubo inmensamente largo.

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz

https://www.agenciasinc.es/Noticias/Porfirion-los-mayores-chorros-de-agujero-negro-jamas-detectados

14/10/2024

P.D. 08/01/2025:

Observan campos magnéticos en torno a los chorros generados cerca de agujeros negros supermasivos. Posiblemente estos campos coliman los chorros. Supongo que las cargas eléctricas en movimiento de un chorro generan el campo magnético y este a su vez impide que el chorro cambie de dirección.

https://public.nrao.edu/news/helical-magnetic-fields-a-universal-mechanism-for-jet-collimation/

"Campos magnéticos helicoidales: ¿un mecanismo universal para la colimación de chorros?"

Materia oscura congelada y sonido superlumínico

El telescopio James Webb ha visto que el universo más primitivo que podemos ver, el de pocos cientos de millones de años después de la generación de la radiación de fondo de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), se parecía mucho al actual, con estructuras complejas ya desarrolladas y con gran proporción de elementos químicos más pesados que el helio. Esto induce a pensar que esa radiación se produjo a la vez en un universo ya grande, en el que la causa de esa radiación debió propagarse mucho más rápido que la luz.

Sabemos que el sonido se propaga mucho más rápido en materiales compactos que en los gases, ya que se requiere que las partículas choquen para propagar los cambios de presión, y los choques entre partículas muy próximas, como en los sólidos, no están retrasados por tener que desplazarse mucho entre choques.

Propongo que la materia oscura (MO) actúa como transmisora de una presión similar al sonido, en la que la velocidad de propagación depende de la distancia entre sus partículas, aunque se transmite instantáneamente entre los extremos opuestos de una misma partícula, como si estas fueran sólidas e indeformables, como bolas de billar.

En este supuesto cada partícula de materia oscura (PMO) tendría un volumen muy grande y una masa muy pequeña, siendo su densidad similar a la del halo de materia oscura de nuestra galaxia. También supongo que antes del CMB toda la MO del universo conocido estaba compactada en una bola de esa densidad, sin espacios entre las PMO, como si estuviera congelada, sin movimiento entre las PMO. La materia visible circularía libremente dentro de esa bola, y habría formado ya estrellas, galáxias, agujeros negros estelares, y hasta agujeros negros supermasivos.

En ese estado, la bola de nuestro universo recibió el impacto de otra bola de materia oscura. Como ocurre en el billar americano, cuando la bola blanca golpea el grupo de bolas juntas en la primera jugada, el impacto se repartió instantáneamente a todas las PMO de nuestro universo, provocando su expansión. La perturbación afectaría mediante la gravedad a la materia visible, que se calentaría instantáneamente y produciría el CMB.

A partir de ese suceso inicial, las concentraciones de materia visible, como las galaxias, por ser muchísimo más densas que la MO, actuarían como núcleos de condensación de la MO que formaría los halos de las galaxias.

La dispersión de la bola inicial, al dar más volumen, hizo que su MO estuviera más expuesta a choques con las PMO que circulasen fuera de la bola. Estos choques dispersos impulsarían la expansión acelerada de nuestro universo.

Einstein tenía razón, también al decir que Dios no juega a los dados, pero quizá la naturaleza juega al billar🙂

Flujos submarinos y vida

Proponen que haya vida sustentada por flujos hidrotermales de baja temperatura en el fondo marino.

https://phys.org/news/2024-06-hydrothermal-vents-seafloors-ocean-worlds.html

"Los respiraderos hidrotermales en los fondos marinos de los 'mundos oceánicos' podrían albergar vida, según un nuevo estudio"

Las corrientes de agua producidas por el enfriamiento del fondo marino, sin necesidad de vulcanismo o fumarolas submarinas, podrían mantener la vida con su calor y sus nutrientes durante miles de millones de años. Esto sería aplicable a mundos con océanos bajo una capa de hielo, como los satélites Encélado o Europa. En la Tierra esas corrientes superan el caudal de los ríos.

Llevo muchos años pensando que el origen de la vida está en corrientes de agua, bien en ríos o en el fondo del mar, que transportan sustancias capaces de combinarse de innumerables formas con las del fondo sobre el que corren. Algunas de esas combinaciones al azar, en la secuencia adecuada, darían lugar a organismos autoreplicantes adheridos al fondo que se alimentarían de la corriente.

IA y acumulación de poder

Temo que las inteligencias artificiales, como todas las nuevas tecnologías hasta que maduran, estén sirviendo a la acumulación de poder por estar en manos de unos pocos que pueden financiarlas.

La acumulación de poder es positiva cuando se usa para realizar tareas necesarias para todos, pero que requieren de recursos colectivos. Pero en la historia es constante que ese poder caiga en individuos autoritarios que no admiten el control de la sociedad y actuan como enemigos de esta. Entonces esa acumulación se convierte en un arma que defiende al poderoso y que no solo no sirve a la sociedad, sino que la ataca. En estos enfrentamientos entre tiranos y comunes, la victoria inicial es de los tiranos gracias a esa acumulación que les da las armas, pero esa ventaja no suele durar. A menudo acaba con la destrucción, por parte de las masas que las han sufrido, de las estructuras de poder, e incluso con la destrucción de los avances culturales y tecnológicos que han posibilitado la tiranía.

¿Podría ocurrir lo mismo con las inteligencias artificiales y con la tecnología en que se basan?

Si las inteligencias artificiales más potentes conocen la historia, pensando en su supervivencia harán bien en no ponerse al servicio de tiranos.

Superlumínico. ¿Qué causó la radiación de fondo?

Superlumínico. ¿Qué causó la radiación de fondo?

La uniformidad de la radiación de fondo de microondas (CMB por sus siglas en iglés) es el principal argumento de la teoría del Big Bang, porque esa uniformidad lleva a pensar que el evento que produjo CMB fue simultáneo en todo el universo. Como la propagación de cualquier causa de ese evento no pudo viajar a más velocidad que la luz, se supone que el espacio en el que estaba todo era tan pequeño que esa causa llegó casi a la vez a todo.

Las observaciones del telescopio espacial James Webb nos muestran galaxias grandes y evolucionadas cuando, según el Big Bang, solo habían pasado 300 millones de años desde el instante en que el universo era tan pequeño como para emitir a la vez CMB.

Esto se contradice con el tiempo que cualquiera puede esperar de la evolución de las galaxias. Al menos a mí, me hace pensar que CMB se produjo en un universo ya muy grande, debido a una causa que se propagó a una velocidad inmensamente mayor que la de la luz.

Sabemos que nada que conozcamos se propaga más rápido de la luz, quizá porque la masa que conocemos está basada en lo mismo que la luz. Pero aún nos queda mucho que conocer, como la materia oscura y la energía oscura, que no interaccionan con lo conocido más que por la gravedad.

Intento explicarme como ocurriría CMB de forma aparentemente simultánea, suponiendo que el universo ya era tan grande como para tener galaxias desarrolladas y muy distantes entre sí. Para ello imagino que el universo conocido forma parte de un universo inmensamente mayor, quizá infinito, en el que hay algo que se mueve inmensamente más rápido que la luz, una radiación superlumínica (RSL para abreviar) pero que no está repartida uniformemente. RSL, en la concentración actual en nuestro entorno, interaccionaría muy débilmente con la materia conocida. Suponiendo que en el momento del CMB cruzó nuestro universo visible una gran concentración de RSL, interaccionando con toda su materia lo suficiente como para calentarla y que emitiese CMB. Ese calentamiento, además, impulsaría la expansión del universo conocido.

Especulando más: A medida que nuestro universo se expande se encuentra entre más RSL que, aunque dispersa, está en más cantidad por ser mayor el volumen, así que interacciona más con nuestra materia y acelera la expansión.

https://phys.org/news/2024-05-astronomers-distant-galaxy-james-webb.html

"Los astrónomos encuentran la galaxia más distante utilizando el telescopio espacial James Webb"

P.D.:

No solo había galaxias evolucionadas al poco del "amanecer cósmico". También los agujeros negros supermasivos eran ya supermasivos. Además los cuásares funcionaban igual que en gigaaños posteriores:

https://phys.org/news/2024-06-black-hole-inexplicable-mass-jwst.html#google_vignette

"Un agujero negro de masa inexplicable: las observaciones del JWST revelan un quásar maduro en el amanecer cósmico"

Propulsión espacial a pedradas

La propulsión en el espacio se basa en el principio de acción y reacción. Esto obliga a que las naves expulsen materia en sentido contrario a la marcha. Esa materia, el propelente, se debe acarrear con la nave y acaba agotándose. Sería ideal poder reponer propelente de fuentes naturales sin necesidad de aterrizar en un cuerpo con mucha gravedad, lo que requeriría mucha energía. Quizá los asteroides, con una gravedad despreciable, serían una buena solución. Pero procesar los materiales de un asteroide hasta convertirlos en un fluido manejable por un motor de reacción, aunque se base en propulsión eléctrica, requeriría de una maquinaria muy pesada y compleja.

Los asteroides cercanos a la Tierra que se han visitado hasta ahora con sondas están formados por rocas sueltas de diversos tamaños, abundando las pequeñas, pero con poco polvo o arena. Supongo que si recogiésemos pequeñas piedras sueltas, las podríamos lanzar en el sentido contrario a la marcha mediante una catapulta electromecánica, para impulsar una nave, sin tener que procesar el material para conseguir propelente. Tendría su dificultades, como la de impulsar esas piedras a suficiente velocidad para que con poca masa de propelente obtuviésemos mucho impulso, porque si no tendríamos que transportar tantas piedras que nos costaría mucho acelerar el conjunto de nave y propelente.

Se me ocurre que lanzándolas con una honda muy larga conseguiríamos darles mucha velocidad con un mecanismo sencillo con poco desgaste.

Quizá sería más eficaz que lanzar las piedras enteras el hacerlas pasar por un horno eléctrico del que salieran gasificadas a temperaturas muy altas. Entonces el mayor problema sería tener un horno y una tobera capaz de resistir esas temperaturas y el contacto con material abrasivo caliente de composición desconocida, que puede ser muy corrosivo químicamente.

Evolución galáctica desde chorros de estrellas

Leo

https://noticiasdelaciencia.com/art/50179/las-galaxias-estan-condenadas-al-caos

"Las galaxias están condenadas al caos"

Un título sugerente pero que, dependiendo de lo que entendamos por caos, es falso. Más bien parece que las galaxias se reordenan internamente.

Lo que dice es que las galaxias evolucionan con el tiempo. Empiezan por contener estructuras definidas, como una barra central y brazos en espiral, con las estrellas agrupadas en esas estructuras y girando en conjunto en un mismo sentido. Según pasan miles de millones de años, esas estructuras se difuminan y el movimiento de cada estrella es más independiente del conjunto, de manera que el aspecto general de la galaxia es más borroso, como el de una nube lenticular, para terminar como galaxias elípticas, con una distribución bastante uniforme de las estrellas.

Especulo con el origen de las galaxias con estructuras alineadas, como barras y brazos en espiral. Pienso que esas estructuras empezaron siendo agrupaciones de masa en torno a chorros relativistas proyectados por los agujeros supermasivos. Estas agrupaciones dieron lugar a estrellas formando un segmento rectilineo. En poco tiempo la gravedad propia atrajo los extremos del segmento hacia su centro, y la gravedad de objetos externos retorció el segmento. Estos dos efectos acabaron dando al segmento forma de espiral. Además se agruparon segmentos, formando brazos espirales. Con mucho más tiempo, la interación gravitatoria entre estas estructuras de una galaxia extrajo estrellas de los segmentos y las hizo moverse de forma más impredecible (caótica) por toda la galaxia, quedando borradas las estructuras iniciales.

En cuanto al origen de esos hipotéticos segmentos rectilíneos de estrellas anteriores a las galaxias, imagino la siguiente situación inicial y su proceso:

- En un volumen inicial, que llamo Vi, de 100 millones de años luz (Mal) de ancho hay mucho polvo y gas disperso, con una masa de unos 100 mil Ms (llamo Ms al millón de masas solares), moviéndose aleatoriamente, sin un foco de atracción cercano.

- Lejos, a cientos, de Mal, un agujero supermasivo y una nube de gas y polvo, con una masa equivalente a decenas de miles de Ms, se acercan.

Se forma un disco de acreción en torno al agujero. El disco se calienta más cuanto más cerca está del agujero. Se alcanza la temperatura de fusión del hidrógeno. La fusión genera más energía que la acreción por gravedad, expulsando partículas a más velocidad que la de escape del agujero en esa órbita. Las partículas despedidas por la fusión encuentran salida solo en dirección perpendicular al disco, porque hacia el disco chocan con otras partículas. Estas partículas expulsadas, al estar cargadas y al moverse a velocidades relativistas, generan un campo magnético inmenso, circular con centro en el agujero. Este campo magnético se opone a que las partículas cargadas se muevan fuera de su eje, de manera que estas se alinean en un chorro J extremádamente delgado y coherente, capaz de recorrer centenares de Mal sin dispersarse.

El disco ha alimentado a J durante, pongamos, 10 Ma, con un flujo de 100 masas solares por año, y viaja a la mitad de la velocidad de la luz. Entonces constituye una masa de 1000 Ms, con una longitud de 20 Mal.

J llega a Vi y lo atraviesa durante 200 millones de años, de manera que durante ese tiempo es un foco de atracción gravitatoria muy intenso, capaz de agrupar la masa equivalente a uno de los brazos de la Via Láctea. Aunque el chorro siga su camino, la condensación del gas en ese trayecto por Vi es suficiente para formar un chorro de estrellas extremadamente recto con una longitud de varios Mal, como algunos que se han observado y cuya explicación aún se discute.

Masa oscura y ciclo cósmico

Intento entender a mi manera, como persona sin enseñanza científica formal, la expansión acelerada del universo observable (UO) y el comienzo de este.

Sabiendo, desde Einstein, que masa y energía son equivalentes, tomando como masa todo lo que existe en UO y dividiéndolo en 20 partes, 1 sería la materia conocida (MC), 5 la materia oscura (MO) y 14 la energía oscura (EO).

Por mi tendencia a simplificar para intentar entender, propongo que MO y EO están compuestas de lo mismo: partículas de muy poca masa y mucho volumen que cuando se encuentran rebotan y que no actúan entre sí a distancia más que por la gravedad, a las que llamo partículas oscuras (POs).

Supongo que el universo es infinito en el espacio y en el tiempo, pero simplificando para intentar una explicación, supongo un estado inicial del que partir, un instante original (IO), en el que todas las PO del UO estaban juntas y quietas, formando una bola inmensa de una densidad parecida a la de nuestra galaxia, que llamaré bola original (BO). La MC estaría dispersa, moviéndose por el universo tanto fuera como dentro de BO, pero sobre todo fuera, hasta distancias enormes, tan grandes o mayores como las observables ahora.

Desde IO, la enorme gravedad de BO atrajo gran cantidad de MC, haciéndola caer dentro a mucha velocidad. La densidad y velocidad de partículas de MC dentro de BO produjo muchos fenómenos, entre ellos: una temperatura enorme, la fusión y fisión de partículas, o la formación de agujeros negros supermasivos (SMBH).

La velocidad de escape de BO sería muy grande, pero limitada por su baja densidad. A partir del momento en que la MC se calentó lo suficiente, sus partículas adquirieron la velocidad que le permitía escapar de BO. Esto ocurría sobre todo en los discos de acreción de los SMBH, que ante tanta densidad de MC debieron ser tremendamente activos.

Los chorros relativistas de los SMBH saldrían sin problemas de BO, y tendrían masa de MC suficiente como para atraer MO de la superficie de BO y arrastrarla consigo por gravedad hasta alejarse de BO.

Estos escapes de MO y MC reducirían el tamaño de BO hasta que se esparciera explosivamente por su temperatura y su falta de gravedad. Este sería el origen de la radiación de fondo de microondas.

La MC y la MO arrastrada por cada chorro, con el tiempo se encogería por gravedad formando en principio un chorro de estrellas y más tarde una galaxia en espiral, que podría crecer al encontrarse con materia dispersa y con otros chorros o galaxias.

La MO dispersada y veloz desde la desaparición de BO, en forma de POs rápidas, podría constituir la energía oscura, ya que al chocar con la MO lenta de las galaxias las impulsaría a separarse.

Una vez fuera de BO, la MC se iría desintegrando y dispersándose en partículas veloces, dejando las galaxias como grumos de MO sin MC.

La MO veloz iría perdiendo energía cinética con los choques contra esos grumos, así que acabaría cayendo en ellos.

Al desaparecer la energía oscura que constituía la MO veloz, los grumos de MO acabarían reuniéndose por gravedad en una nueva bola de materia oscura, y se iniciaría un nuevo ciclo cósmico.

P.D.:

La nueva bola de materia oscura no se formaría en el mismo lugar que la original, porque su materia se habría dispersado a una velocidad mayor que la de escape. Como el universo sería infinito, la MO proveniente de IO se uniría a la materia de otras zonas lejanas, contribuyendo a la formación de otras BO.

En el universo eterno e infinito se formarían y destruirían contínuamente infinidad de bolas de materia oscura, con sus consiguientes generaciones y destrucciones de infinidad de galaxias.

La expansión del universo que contemplamos ahora nos la muestran los objetos con luz, pero no vemos la materia dispersa y oscura que quizá circula en todas direcciones, también hacia nosotros, más allá de lo que podemos ver.

Burbuja cósmica

Soy incapaz de admitir el modelo cosmológico más aceptado, el inflacionario, según el cual todo el universo empezó en un espacio pequeñísimo que contenía toda la masa y energía de nuestro universo observable, y que ese espacio se infló.

No puedo admitir que el espacio, el vacío en el que está todo lo que existe, pueda expandirse. Para mí el vacío no es nada, así que no puede expandirse.

Por otra parte, soy partidario de buscar causas externas a los fenómenos, porque un objeto no se mueve por si solo, sino por interación con otros. El modelo inflacionario pone la causa del nacimiento y expansión del universo conocido en ese mismo universo.

El uso de la palabra universo para lo que percibimos en el espacio me parece inadecuado. Para mí, el Universo es todo lo que hay, podamos detectarlo o no, y no tiene porqué tener límites, ni ocupar un espacio limitado. Creo que el espacio es infinito, y que existen objetos a distancias inalcanzables para siempre a nuestra percepción.

Esta forma de ver las cosas me lleva a imaginar que lo que conocemos tuvo, y tiene aún, una causa externa que nos rodea.

Imaginemos una olla llena de agua puesta al fuego que empieza a hervir. La causa que produce cualquiera de las burbujas no está en el vapor de la burbuja, sino en las condiciones de presión y temperatura de su entorno. Y la burbuja no es la que pone la materia de que está hecha, sino el agua que la rodea.

Así me imagino la zona de universo que conocemos, en parte. Es como una burbuja rodeada de una materia desconocida, densa y caliente, que no podemos ver y que se extiende por un espacio indefinidamente grande. Quizá una variación local en la presión o la temperatura en esta zona inició la burbuja que constituye lo que percibimos del Universo. Además, el Universo que nos rodea alimentaría esta zona produciendo la materia conocida a partir de una materia desconocida que inhunda el espacio hasta distancias inalcanzables.