Homo sapiens han estado pisando este planeta por alrededor de 350,000 años. Con nuestras manos de primates y nuestros cerebros de primates, hemos expandido nuestra curiosidad más allá de los cielos azules de la Tierra, hacia los inimaginablemente vastos confines del espacio.
Nuestros descubrimientos a lo largo de milenios han sido increíbles: hemos retirado los eones y hemos contemplado el jirones de radiación sobrante del nacimiento del Universo tal como lo conocemos. Tenemos fórmulas y teoremas que describen matemáticamente casi todo en el ámbito físico. Sabemos cómo se mueven las estrellas sobre la cabeza, y qué hay dentro del vientre de nuestro planeta.
Pero es verdad, lo que dicen: estamos de pie sobre los hombros de gigantes. Cada momento de descubrimiento es mejor que el anterior, porque tenemos todos esos descubrimientos anteriores sobre los que construir.
En este momento, en el siglo XXI, podría ser el mejor momento para tratar de entender el cosmos. Eso se debe en parte al conocimiento acumulativo que hemos adquirido hasta ahora. Y en parte debido a la pura suerte de que los humanos estamos aquí en el Universo ahora, 13.8 mil millones de años después de la Big Bang.
Exoplanetas
Durante siglos, los astrónomos plantearon la hipótesis de la existencia de exoplanetas, planetas más allá de los límites de nuestro Sistema Solar. Pero había un problema: nuestra instrumentación aún no estaba lo suficientemente avanzada como para detectarlos.
Eso cambió en enero de 1992. Astrónomos Aleksander Wolszczan del Observatorio de Arecibo y Dale Frail del NRAO derribaron una ballena de papel: habían detectado lo que parecían exoplanetas, orbitando un púlsar a 2.300 años luz de distancia llamado PSR B1257 +12.
El descubrimiento se confirmó más tarde ese año, y fue oficial: encontramos los primeros exoplanetas.
Desde entonces, el campo ha explotado; hasta la fecha, más de 4,000 exoplanetas han sido confirmados en la galaxia Vía Láctea, con más de 5,000 candidatos más. (Todavía no hemos detectado exoplanetas extragalácticos, pero eso es probablemente solo una cuestión de tiempo).
Esos planetas incluyen gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno; planetas de hielo como Neptuno y Urano; y planetas rocosos, como la Tierra, Marte, Mercurio y Venus. Y también hay pecularidades. El tipo más común de exoplaneta, por ejemplo, es el mini-Neptuno, que no tenemos aquí en el Sistema Solar. Tampoco tenemos Júpiter calientes, gigantes gaseosos que orbitan peligrosamente cerca de sus estrellas.
Estos descubrimientos han avanzado en gran medida nuestra comprensión de los sistemas planetarios, a la vez que profundizan el misterio de las propiedades aparentemente únicas de la Tierra que dieron origen y sostuvieron la vida durante miles de millones de años.
Pero solo vamos a aprender más. Gracias a las técnicas en constante evolución, los astrónomos están encontrando nuevos exoplanetas todo el tiempo. Con la nueva generación de instrumentos, incluidos TESS
La luna cubre el sol
¿Alguna vez miras un eclipse solar y te maravillas de que, si bien el Sol es enorme y la Luna es pequeña, de alguna manera la Luna tiene el tamaño adecuado para cubrir perfectamente el Sol? Deberías, porque es bastante increíble.
Tiene que ver con el tamaño relativo y las distancias de los dos cuerpos. El diámetro del Sol es alrededor de 400 veces más grande que el diámetro de la Luna. Y la distancia de la Tierra al Sol es aproximadamente 400 veces mayor que la distancia de la Tierra a la Luna.
(Miloslav Druckmüller, Peter Aniol, Shadia Habbal)
Eso significa que el Sol y la Luna parecen tener aproximadamente el mismo tamaño en el cielo, pero no siempre. La órbita de la Luna alrededor de la Tierra es elíptica, lo que significa que a veces está un poco más cerca y otras más lejos; su distancia puede variar hasta 50,000 kilómetros en una sola órbita
Entonces, hay dos tipos de eclipse solar donde la Luna cruza completamente el Sol: el eclipse total, cuando la Luna está más cerca de la Tierra, parece un poco más grande y, por lo tanto, bloquea completamente la luz del Sol; y el eclipse anular más común, donde un anillo de Sol es visible alrededor del borde de la Luna.
Eso no es solo un espectáculo increíble, ya que la Luna oscurece perfectamente el brillo del disco del Sol, nos permite ver estructuras en la corona del Sol que no podemos ver normalmente, enseñándonos sobre la dinámica de las estrellas.
¿Por qué tenemos suerte? Bueno, la Luna no se quedará donde está. En realidad se está alejando de la Tierra a una velocidad de alrededor 3.82 centímetros (1,5 pulgadas) al año. Otro 600 millones de años y parecerá demasiado pequeño para eclipses totales.
Era 1783 cuando el polímato inglés John Michell Primero propuso la existencia teórica de una masa de la cual ni siquiera la luz podría alcanzar la velocidad de escape. La idea de la existencia de agujeros negros no se dio cuenta por más de un siglo. Incluso hasta hace relativamente poco, estos objetos misteriosos se consideraban posiblemente solo teóricos.
En 1978, el matemático francés Jean-Pierre Luminet simuló matemáticamente, basándose en relatividad general, cómo debería ser un agujero negro. Esa fue la primera vez que el mundo vio una representación visual real de estos ultradensos, para usar el término de Michell, 'estrellas oscuras'. Hubo otras simulaciones a lo largo de los años, de creciente sofisticación.
Pero, finalmente, el año pasado, la culminación de un proyecto enormemente ambicioso se concretó. Event Horizon Telescope, una colaboración global que requirió años de trabajo, finalmente produjo el primera imagen directa de un agujero negro supermasivo, en el centro de una galaxia llamada M87, a 55 millones de años luz de distancia.
¿Y no lo sabrías? La simulación de Luminet fue correcta. Al igual que las predicciones de relatividad general de Einstein, hechas hace más de un siglo. Se ve bastante borroso, pero puedes distinguir claramente un haz relativista, por lo que la luz que viene hacia nosotros es más brillante que la luz que se aleja. Esto significa que el material está orbitando el agujero negro.
Todavía queda mucho por aprender, pero esto es todo. Existen agujeros negros, y podemos verlos. Este proyecto fue extremadamente difícil de lograr, pero ahora la tuerca se ha roto, y sabemos cómo obtener el núcleo.
El próximo proyecto para el equipo es un película del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. No podemos esperar a verlo.
Los anillos de Saturno
Nuestro Sistema Solar tiene alrededor de 4.500 millones de años, y no siempre se veía como ahora. De hecho, algunos de los cambios que podemos ver con nuestros propios ojos. Según los datos de Cassini, los anillos de Saturno están lloviendo en el planeta a una velocidad asombrosamente rápida.
(NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales)
"Estimamos que esta 'lluvia de anillos' drena una cantidad de productos de agua que podrían llenar una piscina olímpica de los anillos de Saturno en media hora", dijo el científico planetario James O'Donoghue, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. el año pasado.
"Solo por esto, todo el sistema de anillos desaparecerá en 300 millones de años, pero a esto se agrega que la nave espacial Cassini midió el material del anillo detectado cayendo en el ecuador de Saturno, y los anillos tienen menos de 100 millones de años de vida".
Su investigación también sugirió que los anillos son jóvenes, solo tienen alrededor de 100 millones de años, lo que significa que se habrían formado durante el Cretácico. Eso es una cuestión de debate, pero sigue siendo una locura para pensar. En escalas de tiempo cósmicas, es apenas un abrir y cerrar de ojos.
Los científicos planetarios también creen que Júpiter una vez tuvo anillos gruesos, exuberantes, de estilo Saturno que desde entonces se han agrupado en el Lunas galileanas. Ahora solo le quedan unos pocos anillos finos, como los fantasmas de los anillos.
No sabemos cómo se forman los anillos planetarios, pero estar aquí en la Tierra en este momento, cuando varias etapas de la vida útil de los anillos todavía están en el Sistema Solar, es una coincidencia increíble que nos está ayudando a desentrañar lentamente sus secretos.
Astronomía de ondas gravitacionales
En su teoría de la relatividad general publicada en 1915, Albert Einstein predijo que los eventos masivos enviarían ondas de velocidad de la luz a través del tejido del espacio-tiempo, como las ondas que se extienden a través de la superficie de un estanque cuando se cae una roca (pero en tres dimensiones).
En ese momento, nuestra tecnología aún no estaba en un nivel que pudiera detectar estas perturbaciones minúsculas … pero, avance rápidamente 100 años y el 14 de septiembre de 2015 la humanidad hizo su primera detección de ondas gravitacionales de dos agujeros negros que chocan, no solo demostrando la existencia de ondas gravitacionales, sino también de agujeros negros.
Ese primer descubrimiento dio inicio a un nuevo campo de onda gravitacional astronomía. Desde entonces, se han detectado muchas más colisiones de agujeros negros, y una colisión espectacular entre dos estrellas de neutrones.
Y hay más en la lista de deseos. Los astrónomos piensan que a principios de este año detectaron la colisión de una estrella de neutrones y un agujero negro por primera vez, lo que podría decirnos todo tipo de cosas, como confirmar la existencia de sistemas binarios de estrellas de neutrones y agujeros negros, y la rotación y la inclinación axial de ambos cuerpos, lo que nos puede decir cómo se formaron.
Los astrónomos también buscan con avidez lo que se llama un evento de "brecha de masa", donde uno o ambos cuerpos en colisión se encuentran entre el límite de masa superior de las estrellas de neutrones (2,5 veces la masa del Sol) y el límite inferior de negro agujeros (5 veces la masa del sol).
Nunca hemos encontrado un cuerpo en esta brecha de masa, por lo que el jurado aún no sabe si serían grandes estrellas de neutrones o pequeños agujeros negros diminutos.
Como puede ver, apenas estamos comenzando a desentrañar los misterios que la astronomía de ondas gravitacionales puede revelar.
Adelante y hacia arriba
El futuro se ve aún más brillante. Estamos en el proceso de caer en un vasto pozo de conocimiento de gravedad. Las próximas generaciones de instrumentos espaciales y terrestres son mucho más potentes que sus predecesores, desde el observatorio de ondas gravitacionales basadas en el espacio. LISA, El sucesor del Hubble, el Telescopio espacial James Webb, CHEOPS, WFIRST y ATENA, a observatorios terrestres como el Telescopio gigante de Magallanes y el Matriz de kilómetros cuadrados.
(NASA)
También estamos intensificando nuestra exploración del Sistema Solar. Estamos enviando más sondas y misiones de retorno de muestra a los asteroides. La NASA es enviando una sonda a Europa para buscar signos de vida. Los humanos van a regresar a la Luna.
Y planes genuinos están en marcha para enviar humanos a Marte.
En este momento de nuestro tiempo en este Universo, somos como un buzo a punto de caer en un precipicio, o un pájaro a punto de volar, elevado por una escalera entera de gigantes. El espacio está ahí afuera, y es enorme, y está lleno de potencial y descubrimiento. Es una maravilla absoluta e impresionante, y nos sentimos honrados de experimentarla.