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MÉTODOS PARA DETECTAR EXOPLANETAS

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MÉTODOS PARA DETECTAR EXOPLANETAS

En siglos pasados nuestra visión del firmamento era distinta. Estábamos limitados a lo que nuestros ojos veían en el espectro visible. Gracias a los avances tecnológicos, que han permitido analizar el universo en otras longitudes de onda, y a la utilización de nuevas técnicas de detección indirecta el ser humano ha ido encontrando nuevos mundos extrasolares.

Se estima que aproximadamente una quinta parte de las estrellas tienen planetas en “zonas habitables”. La primera confirmación de la existencia de un exoplaneta no llegó hasta la década de 1990. Denominado técnicamente como 51 Pegasi b tiene una masa aproximada de la mitad de Júpiter, con un periodo orbital de tan solo cuatro días. Actualmente se piensa que los Júpiteres calientes fueron inicialmente gigantes gaseosos alejados, pero con el tiempo migraron hacia las cercanías de su estrella. Por otro lado el exoplaneta más cercano fue descubierto en el año 2016 en la región habitable de Próxima Centauri a tan solo 4,22 años luz de nuestro planeta. A pesar que las técnicas de detección de planetas han mejorado considerablemente y se han encontrado más de 5000 exoplanetas todavía desconocemos que tipo de sistema planetario es el más común. Actualmente se estima que las estrellas que destruyen su litio de forma eficaz suelen formar más sistemas planetarios

El principal problema que encontramos en la actualidad en la búsqueda de exoplanetas es la distancia. Las estrellas se encuentran demasiado lejos y son percibidas por nuestros mejores telescopios como una borrosa mota de luz. Otro de los problemas con lo que tropezamos es el brillo de las estrellas, que supera con creces al del cualquier planeta. Una estrella puede superar en brillo en miles de millones de veces a cualquier planeta que orbite a su alrededor. Por estos motivos el ser humano ha ido aplicando otros métodos de detección indirecta que con el paso de tiempo y el avance de los medios técnicos han permito descubrir nuevos mundos. Hasta la fecha se han  encontrado casi 3000 sistemas planetarios, que se extienden a distancias entre 4,2 y 27.700 años luz de nosotros, con unos radios estimados que van desde los 2000 hasta los 200.000 kilómetros. No obstante en casi un 40% de los exoplanetas confirmados no disponemos de su masa estimada.

Podemos utilizar dos formas para localizar exoplanetas. Una de ellas es mediante la observación directa, la cual ha mejorado considerablemente con la tecnología. Pero la más utilizada es la observación  indirecta de la que disponemos de diferentes métodos: La astrometría, velocidad radial, microlentes gravitacionales, los tránsitos y el cronometraje.

Observación directa

La exploración mediante imagen directa de planetas extrasolares se basa casi de modo exclusivo en el uso de observatorios terrestres y espaciales. Las fotografías, de luz visible o infrarroja, aportan mucha información para su detección. Sin embargo la diferencia entre el brillo de las estrellas y los planetas hace que este método sea técnicamente más difícil que los métodos indirectos. Las estrellas son miles de millones de veces más brillantes que los planetas por lo que se necesita de un detector potente para poder localizar exoplanetas. No obstante, con una tecnología adecuada, este método sería el más eficaz para explorar otros mundos.

Una observación directa, utilizando espectroscopios adecuados aportaría una enorme cantidad de información, como la presencia de una hipotética atmósfera o la existencia de biomarcadores indicadores de vida. A pesar que el ser humano solo percibe en el espectro visible, los avances tecnológicos han permitido observar el universo en otras longitudes de onda. La más adecuada para detectar exoplanetas es la que corresponde al  infrarrojo, donde la diferencia de brillo entre el planeta y la estrella no es tan acusada. Por ejemplo la luz visible que emite el Sol es unos diez millones de veces más intensa que la de nuestro planeta, en cambio se reduce a solo diez millones en el infrarrojo cercano.

El primer exoplaneta localizado mediante la observación directa en el infrarrojo tuvo lugar en 2004 con el descubrimiento de un planeta que orbitaba una enana marrón, conocida como 2M1207, ubicada a unos 170 años luz de distancia de nosotros. También la mejora técnica de los coronógrafos, que permiten bloquear artificialmente la luz de la estrella, ha permitido detectar exoplanetas mediante la observación directa en el espectro visible. Uno de los casos más llamativos fue el descubrimiento de Fomalhaut b en 2008 localizado a 25 años luz de distancia. Hasta la fecha, mediante la observación directa se han descubierto más de 60 exoplanetas, la mayoría con masas superiores a la de Júpiter y orbitando a grandes distancias de su estrella. Actualmente se dispone del buscador de exoplanetas SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instalado en el Very Large Telescope del ESO. Su objetivo es el estudio de nuevos exoplanetas gigantes orbitando alrededor de estrellas cercanas, utilizando el método de la imagen directa. SPHERE ha sido diseñado para superar el débil resplandor de los planetas, centrándose específicamente en la luz polarizada que se refleja desde la superficie del planeta.

Observación indirecta

 

Astrometría

La astrometría consiste en conocer la posición de un astro en el cielo, en un momento determinado y con la mayor precisión posible con el fin de establecer las coordenadas celestes, sus variaciones en el tiempo y reconstruir los movimientos de las estrellas. Las antiguas observaciones astronómicas fueron exclusivamente de carácter astrométrico. En la antigüedad se sirvieron de alineaciones de rocas o palos para poder efectuar las primeras mediciones sobre la posición del Sol, la Luna y los planetas. Estas mediciones aunque no son fielmente precisas permitieron confeccionar los primeros calendarios, imprescindibles para el desarrollo de la agricultura.

A pesar que la astrometría es una disciplina científica muy antigua, ha ido ganando precisión a lo largo de los siglos gracias a los avances tecnológicos. Actualmente para poder determinar la posición de cualquier objeto utilizando esta técnica se toma como referencia las distancias angulares, estableciendo las coordenadas del objeto para el momento en que se efectuó la toma de la imagen. Repitiendo este proceso durante un período de tiempo se obtiene las posiciones del objeto para calcular la órbita del mismo. La actual astrometría utiliza métodos fotográficos y otros instrumentos que permiten medir las posiciones estelares directamente sobre la película utilizando la interferometría óptica para los objetos débiles y muy próximos entre sí. La astrometría aplicada para detectar planetas extrasolares está basada en el giro del planeta y la estrella en torno al centro de masas común. Al encontrarse el centro de masas mucho más cerca de las estrellas es percibido como un pequeño bamboleo en estas. El efecto del planeta depende del producto de su masa por la distancia a su estrella, es decir, cuanto mayor sea el radio de la órbita del planeta, más alejado estará el centro de masas por lo que el efecto de bamboleo será mejor percibido por los telescopios. El problema lo encontramos en la duración de las orbitas planetarias. En ocasiones hay que esperar años o incluso décadas para detectarlos.  El primer exoplaneta confirmado con esta técnica fue HD176051 b, en el año 2010

 

Velocidad radial

Está basado también en el giro del planeta y la estrella en torno al centro de masas común. El método de velocidad radial mide las variaciones en la velocidad de la estrella debido a la influencia de un planeta en órbita. Consiste en observar el espectro de luz emitido por una estrella con el objetivo de encontrar pequeñas variaciones periódicas que pueden ser indicadores de una alteración en la velocidad radial de la estrella por la presencia de los planetas que la orbitan. Esto provoca que la longitud de onda de las líneas espectrales aumente o disminuya regularmente en un período de tiempo determinado.

Un medio muy eficaz es utilizar el efecto Doppler. Las variaciones de velocidad de la estrella a lo largo de nuestra línea de visión se traducen, gracias al efecto Doppler, en ligeros desplazamientos de la longitud de onda del espectro aparente de la estrella. Observando con el tiempo en las líneas del espectro los cambios débiles de su longitud de onda se puede deducir la presencia de una perturbación gravitacional producida por otro cuerpo. Cuando la estrella se acerca a nosotros las líneas de su espectro se desplazan al azul, mientras que cuando se alejan se desplazan hacia el rojo. Estas fluctuaciones son siempre muy débiles pero tiene gran éxito detectando planetas extrasolares masivos en orbitas cortas y próximas a sus estrellas debido a que existe una mayor influencia gravitaroria del planeta sobre la estrella. La frecuencia del cambio nos indica el periodo orbital del planeta. Por ejemplo un planeta como Júpiter que orbitase una estrella como el Sol a una distancia 20 veces más cerca que la que tiene Mercurio produciría una variación en la velocidad de la estrella algo menor que la velocidad de un avión comercial. Si estuviera orbitando más lejos la velocidad sería mucho más débil. La mejor detección se produce cuando la órbita se encuentra en el mismo plano que la línea que une la estrella con nuestro planeta. Si la órbita es perpendicular a esta línea no habría ni alejamientos ni acercamientos.

Cuando un planeta extrasolar es detectado, su masa puede ser determinada a partir de los cambios en la velocidad radial de la estrella. Un gráfico de la velocidad radial medida con el tiempo dará lugar a una curva característica. No obstante en algunas ocasiones la actividad estelar puede crear en el espectro de una estrella la misma señal que la provocada por un planeta en órbita, creando falsos positivo y es especialmente  problemático en el caso de las enanas M. En estas estrellas los periodos de rotación estelar coinciden con los periodos orbitales de sus zonas habitables, con lo que es posible obtener detecciones falsas de planetas. Tal vez un estudio de las velocidades radiales estelares en el infrarrojo cercano permitiría solventar este problema en el futuro.

El primer planeta localizado utilizando esta técnica llegó en 1989 con el descubrimiento de un planeta, 11 veces más masivo que Júpiter, orbitando la estrella HD 114762, situada a 130 años luz de nosotros. Desde entonces los medios tecnológicos han mejorado considerablemente, lo que ha permitido construir espectroscopios de alta precisión capaces de medir la velocidad estelar con una incertidumbre menor a 1m/s, como es el caso de HARPS.  Los futuros  espectrógrafos de alta precisión como ESPRESSO o CODEX serán incluso capaces de bajar la barrera de 0,1m/s, lo que permitirá aumentar el descubrimiento de nuevos mundos ocultos hasta la fecha.

 

Tránsitos

Mide el descenso de brillo de la estrella, por bloqueo de la luz, cuando un objeto pasa por delante de ella. Para ello se utilizan fotómetros de alta precisión capaces de medir esas diferencias de brillo. Una disminución de brillo de forma periódica nos podría indicar el periodo de rotación de un planeta. Para detectar planetas utilizando este método hay que tener en cuenta el ángulo existente entre el plano orbital y la línea que nos une a la estrella. Cuando la órbita del planeta se encuentra en diferente plano orbital respecto a nuestra línea de visión, los tránsitos de los planetas no son detectados. De promedio, solo uno de cada varios miles de exoplanetas produce un tránsito visible desde la Tierra.

Una gran ventaja que tiene esta técnica es que permite estimar el tamaño del planeta, cosa que no se puede hacer con los otros métodos de observación indirecta En cambio para estimar su masa es necesario aplicar otras técnicas, como el de la velocidad radial. El principal problema que encontramos en este método es el breve tiempo que dura el tránsito en comparación con su periodo orbital, por ello es necesario seguir a un gran número de estrellas durante largos periodos de tiempo. Los planetas con g periodos de traslación cortos, son los más adecuados. Por ejemplo para un planeta con un periodo orbital de 20 años se necesitaría por lo menos 40 años para confirmar la presencia de un segundo tránsito y descartar variaciones de brillo debido a otras causas.

Un tránsito planetario, medido en una curva de luz de una estrella, queda mayoritariamente descrito por tres parámetros: El período de recurrencia del tránsito, la duración del tránsito y el cambio proporcional de brillo de la estrella. Gracias a ello nos permite conocer la distancia a la estrella, el tamaño y el periodo orbital del planeta. Una variación sobre el método del tránsito es el llamado VTT (variación sobre el método del tránsito) donde los cambios en el tránsito de un planeta pueden ser utilizados para detectar otro. Este nuevo método es potencialmente capaz de detectar planetas del tamaño de la Tierra, exolunas o incluso planetas con órbitas de gran tamaño alrededor de  sistemas de estrellas dobles eclipsantes. El planeta puede ser detectado a través de pequeñas variaciones en el momento  que las estrellas se eclipsen entre sí.  Por ejemplo los planetas Kepler-16b, Kepler-34b y Kepler-35b han sido detectados por este método.

El primer exoplaneta detectado utilizando esta técnica fue observado en 1999. Se trataba del planeta HD 209458 b, con una órbita 8 veces más cercana que la distancia que separa al Sol de Mercurio. Tiene un radio estimado de un 40% superior al de Júpiter. Otro ejemplo del éxito del método de tránsito, fue el descubrimiento en 2017 de 7 planetas rocosos, de un tamaño similar a la Tierra, orbitando la enana roja TRAPPIST-1. Los periodos orbitales de estos exoplanetas oscilaban entre 1,5 y 13 días. Con este método también se han podido descubrir los planetas extrasolares más distantes encontrados hasta la fecha como son el caso de los exoplanetas SWEEPS-04 y SWEEPS-11 situados a 27.700 años luz de nosotros. Gracias a la misión Kepler se han descubierto más de 2000 exoplanetas utilizando este método. Empezó a funcionar en 2009 y tras una avería en 2013 se consiguió reactivar con la misión K2. Estudia continuamente los posibles tránsitos de unas 15.000 estrellas situadas entre 500-3000 años luz de distancia. Posiblemente el observatorio espacial PLATO( (Planetary Transits and Oscilationsof stars) supere con creces el número de planetas detectados por la misión Kepler usando esta técnica.

Los nuevos avances en Inteligencia Artificial también ha mejorado la eficiencia de la detención de exoplanetas utilizando este método. En 2017 se descubrieron nuevos exoplanetas en el sistema solar Kepler-90 utilizando la IA. Para ello aplicaron una red neuronal a los datos del satélite Kepler y utilizaron los algoritmos que la IA de Google  utiliza para el aprendizaje automático. La Inteligencia Artificial de Google solo examinó 670 estrellas de las 200.000 observadas por el telescopio Kepler y fue capaz de predecir la existencia de exoplanetas. Seguramente en un futuro próximo la IA nos ayude a iniciar una nueva era en la exploración astronómica.

 

Lente gravitacional

Está basado en layes de la relatividad general de Einstein. En un espacio-tiempo sin masas la luz sigue una trayectoria recta. Sin embargo cuando se desplaza por un espacio-tiempo que contiene masas, el tejido espacio-temporal se deforma, desviando la luz en trayectorias curvas. Einstein predijo que el valor del ángulo de desviación de la luz debería ser el doble que el calculado usando la física newtoniana. Esta teoría fue confirmada al observar las posiciones de estrellas cercanas al limbo solar durante un eclipse en 1919 y comparar los resultados  6 meses después.

Cuando una estrella (estrella lente) se sitúa entre nuestro planeta y otra estrella más lejana (estrella fuente) los rayos de esta última se desvían ligeramente produciendo un débil aumento de brillo. En el momento que la estrella lejana se alinea con la estrella lente se produce una magnificación muy regular de la señal luminosa debida al efecto de microlente gravitacional. La existencia de un exoplaneta orbitando una estrella que actúe con efectos de lente gravitatoria produce unos picos muy finos de intensidad luminosa y una elevada magnificación, lo que permite su detección.

Se estima que una de cada millón de estrellas observadas podría ser en realidad una imagen producida por lente gravitacional. Es decir, ahora mismo podríamos estar observando distintas imágenes de un mismo objeto. El número total de imágenes del mismo objeto viene determinado por la forma de la fuente lente y de la precisión de la alineación. Cuando la alineación entre dos cuerpos es perfecta, la imagen del objeto lejano puede tomar forma de un anillo luminoso rodeando la imagen del objeto cercano, es el denominado anillo de Einstein.

En esta técnica se utilizan búsquedas automatizadas de millones de estrellas para aumentar las probabilidades de éxito y se ha convertido en los últimos años en una importante herramienta en Astrofísica.

Sin embargo se trata de un método de detección complicado, pues la estrella lejana y el exoplaneta deben estar perfectamente alineados para que surta efecto. Como los planetas se mueven por el espacio, se dispone de un tiempo muy corto para confirmar el descubrimiento, lo que complica el proceso. El primer exoplaneta confirmado con esta técnica tuvo lugar en 2004 con el descubrimiento de OGLE235-MOA53 b. Se trataba de un planeta 2,6 veces más masivo que Júpiter situado a 17.000 años de nosotros. La mayoría de los planetas descubiertos con esta técnica se encuentran situados a miles de años luz, principalmente en la dirección del núcleo galáctico. El más lejano descubierto fue KMT-2015-1b situado a 27.700 años luz de nosotros

La inteligencia artificial también está ayudando a detectar planetas utilizando algoritmos basados en las  llamadas «redes neuronales convolucionales. El objetivo final es eliminar por completo cualquier inspección visual previa en la utilización de este método. También cabe destacar la propuesta de Leon Alkalai, del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA. Consiste en usar el Sol, en lugar de una estrella lejana, como lente gravitacional.  Para utilizar el Sol como lente, los instrumentos de detección deben de estar colocados en un punto distante en el espacio para que  la gravedad del Sol enfoque la luz de las estrellas distantes. Esto permitiría obtener imágenes de 1.000 x 1.000 píxeles en exoplanetas situados a unos 100 años luz de distancia en lugar de tan solo un píxel o dos que se obtiene actualmente. Con esta propuesta también sería posible identificar las atmósferas de los exoplanetas mediante la espectroscopia. No obstante esta propuesta presenta varios inconveniente. Uno de ellos es que los instrumentos del plano focal del telescopio tendrían que estar por lo menos a 550 unidades astronómicas, es decir a una distancia 4 veces más lejana que la alcanzada por la Voyager 1, la sonda espacial que más lejos ha llegado construida por el hombre y que fue lanzada en 1977. El otro problema destacable es que se requiere que el sistema de estrella-planeta observado, el Sol y la Tierra estén exactamente alineados. Esto dificulta una segunda observación de confirmación debido a que sería necesario que se repitiera  esta peculiar alineación.

Cronometraje

Esta técnica permite detectar planetas mediante el estudio de las anomalías en el periodo de rotación de los púlsares, analizando los tiempos de llegada de los pulsos emitidos en función de las separaciones angulares de esta clase de estrella de neutrones. También es aplicable en algunas enanas blancas (ZZ Ceti) y subenanas B cuya luminosidad varía de forma regular. En 1992 se descubrió el primer planeta utilizando el cronometraje en el púlsar de milisegundos denominado PSR 1257+12. Hasta la fecha se han descubierto poco más de 20 exoplanetas utilizando esta técnica.


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El Escudo Conmutador de la realidad

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Hace 2,6 millones de años algo cambio, nuestros antepasados ​​se volvieron más precisos y hábiles con las piedras, fueron nuestras primeras herramientas. Actualmente la tecnología y los avances científicos son los instrumentos que utilizamos para adentrarnos en el universo y nos ha permitido descubrir un mundo oculto hace unas décadas.

A lo largo historia encontramos científicos que han intentado adelantarse a la tecnología del momento para describir maquinas hipotéticas capaces de aprovechar al máximo la energía de las estrellas, como la esfera de Dyson, mecanismos para viajar en el tiempo como los cilindros rotatorios de Tipler o las cuerdas cósmicas de Gott o incluso viajar por espacio a velocidades superlumínicas como la  nave de Alcubierre.  Algunas de estas ideas todavía permanecen latentes a la espera de disponer de la tecnología adecuada,  otras serán olvidadas, pero también nacerán nuevas propuestas que nos acercaran, aunque sea con nuestra imaginación, a un futuro no muy lejano. En esta ocasión nos adentramos en una nueva máquina que propongo que sería capaz de modificar la realidad que percibimos.

Las leyes que gobiernan el mundo que observamos no permiten, en principio, la simulación de universos. Las leyes de la relatividad, que detallan muy bien lo que ocurre en el universo, presenta al espacio-tiempo como infinitamente divisible, es decir cualquier parte por pequeña que sea contiene una cantidad infinita de información. Esto nos lleva a la conclusión que es imposible reproducir el universo por medio de operaciones de unos y ceros. Entre el número 1 y el numero 2 encontramos infinitos números decimales y aunque cada cifra ocupara tan solo 3 bits de información nunca tendríamos espacio suficiente en nuestras computadoras. Por este motivo los ordenadores nunca usan todos los decimales de un número y se limitan a establecer aproximaciones. Por lo tanto para simular un universo sería necesario almacenar una cantidad de información infinita y esto no es posible.

A nivel cuántico también  existen unos límites teóricos sobre el número de operaciones por segundo que se puede realizar en un espacio determinado. Estos límites están basados en resultados de la computación cuántica y en una granularidad en el espacio que impide tener unidades de procesamiento infinitamente pequeñas. Con una argumentación parecida el físico estadounidense Seth Lloyd calculó que con un kilogramo de materia se podría realizar un máximo de 1051 operaciones por segundo.

Pero, si no es posible simular el universo ¿Podríamos manipular la realidad que observamos sin contradecir las leyes de la física? ¿Podríamos vivir en una realidad modificada?

En el vacío la velocidad de luz es constante, unos 300.000km/s, pero su valor puede variar al atravesar un material . Teniendo en cuenta este concepto los físicos Alexander Gaeta y Moti Fridman fueron capaces de demostrar que también se puede abrir un intervalo de tiempo en una onda óptica manipulando localmente la velocidad de la luz. El experimento que realizaron consistió en disparar un láser apuntando a un haz de luz que posteriormente atravesó una fibra de cristal. Esto provocó que el haz de luz se dividiera en dos partes con diferentes longitudes de onda, es decir una parte se aceleró y la otra se frenó, creando entre ambas una brecha de unas 40 trillonésimas de segundo que fue invisible para cualquier observador. Finalmente la luz terminó traspasando otra lente de tiempo que volvió a unificar el haz de luz como si nada hubiera pasado.

 

Pero,  ¿Qué pasaría si en esa brecha de oscuridad agregáramos información? Estaríamos construyendo un escudo conmutador de la realidad. Este escudo podría controlar las propiedades de la luz, darle forma o distorsionar el tiempo. Los lapsos de tiempo de oscuridad podrían ser aprovechados para  insertar información que posteriormente sería transmitida por universo al unir de nuevo el haz de luz. La información añadida no podría ser detectada y quedaría oculta para siempre para cualquier civilización. La Tierra podría ser ocultada para evitar ser observada por otras civilizaciones o convertirla en un planeta árido, sin atmósfera y sin vida. Pero tan solo estaríamos enviando una información manipulada que no correspondería a la realidad.

 

Con la tecnología actual para crear lapsos de un segundo de duración sería necesario crear un escudo conmutador de la realidad de aproximadamente 300.000 km, es decir 20 veces el diámetro de la Tierra. Aunque existen métodos sofisticados para reducir aún más la velocidad de la luz, posiblemente serán las futuras investigaciones las que permitan ampliar el intervalo temporal de ocultamiento.

Pero,  ¿En la actualidad podría una civilización extraterrestre estar ocultando su presencia en el universo. ¿Sería posible encontrar indicios de la presencia de un escudo conmutador de la realidad?

En el universo existen cuatro interacciones fundamentales, el electromagnetismo, la gravedad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. De estas cuatro interacciones tan solo la gravedad y el electromagnetismo nos proporciona datos del cosmos a grandes distancias. No obstante la principal información que recibimos del universo es gracias al espectro electromagnético, aunque en los últimos años ha mejorado nuestro conocimiento por medio de  la gravedad gracias a las ondas gravitacionales

Pero el escudo conmutador solo sería capaz de alterar la información que recibimos del  electromagnetismo, por ejemplo del espectro visible, y podríamos encontrar indicios de su presencia por las anomalías dejadas en la información que recibimos del universo. Es decir los datos que recibiríamos del universo, gracias al electromagnetismo, estarían aportando una información que no coincidiría con los datos obtenidos por la información transmitida por la gravedad ¿Existe esta anomalía en el universo? Pues sí, la materia oscura. Denominamos materia oscura a la supuesta materia que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada de forma directa pero que sabemos de su existencia por los efectos gravitaciones que provoca en la materia visible, manifestándose a través de la atracción gravitatoria sobre otros cuerpos celestes. En el universo  solo el 15% de la materia es ordinaria, el 85% restante es un gran misterio, es la llamada materia oscura. Podríamos resumir que existe una anomalía en la  información que recibimos del universo, algo que no vemos y que es muchísimo más de lo que podemos ver

¿Podría ser parte de la materia oscura provocada por un escudo conmutador de la realidad?

Los científicos buscan soluciones más plausibles en los WIMP,  partículas masivas débilmente interactuantes, o en partículas hipotéticas como los neutrinos estériles, los neutralinos o el axión. Incluso algunos se aventuran a proponer una modificación de la segunda ley de Newton para explicar el problema de la materia oscura.  Tal vez la respuesta a este enigma lo encontremos en las futuras investigaciones, no obstante tampoco podemos descartar, que detrás una pequeña parte de la materia oscura, se esconda la presencia de un escudo conmutador realidad.

Bibliografía:

https://blogs.scientificamerican.com/observations/time-cloak-hides-very-brief-events-animation/

https://www.nature.com/articles/481035a

https://www.nature.com/articles/nature10695


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El Proyecto Espacio Tiempo y la Precognición

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La precognición es la capacidad de conocer hechos con anterioridad a su acontecimiento, pero en la actualidad, como muchos otros fenómenos psíquicos, todavía se escapa a nuestra comprensión. Son hechos que desafían por completo a la ciencia y del que se dispone de poco aval experimental.

¿Está nuestro destino escrito en el tejido espacio-tiempo?¿Podríamos tener acceso a la información del futuro a través de las premoniciones? ¿Existe una relación temporal entre que se percibe la premonición y sucede el evento? Para dar respuestas a estas preguntas nace el Proyecto Espacio tiempo. Pero antes es necesario disponer de una amplia base de datos de sueños premonitorios que posteriormente serán analizados. Pero para ello necesitamos de vuestra colaboración.
Si has tenido una premonición puedes enviar un correo a proyectoespaciotiempo@gmail.com con la siguiente información:

*Información detallada de la premonición en formato de texto

*Fecha en que se percibe la premonición

*Lugar donde va a suceder el evento

*Lugar desde donde se ha percibido la premonición

*Síntomas físico producido después de la premonición

https://www.ivoox.com/proyecto-espacio-tiempo-precognicion-…


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LAS 5 ESTRELLAS MÁS MISTERIOSAS DEL UNIVERSO

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El conocimiento de nuestro universo discurre por un camino tortuoso de un territorio misterioso. Uno de los cuerpos que encontramos en este desconocido paisaje son las estrellas. Algunas de estas esferas luminosas de plasma presentan comportamientos enigmáticos, emiten señales extrañas que no tienen explicación confirmada por la ciencia actual. Cuando hablamos de señales provenientes de las estrellas es recomendable ser muy cuidadosos, es necesario transmitir una información fiel a la realidad, de lo contrario nuestra imaginación podría llevarnos al desconocimiento.

Las señales que provienen de las estrellas son misteriosas cuando:

  • Son persistentes. Aparecen en el mismo punto del cielo en múltiples observaciones.
  • Vienen de un único punto del cielo.
  • La frecuencia no corresponde con las interferencias conocidas.
  • Sus propiedades indican un origen no natural.

Los avances tecnológicos nos ha permitido disponer de una mejor perspectiva del universo, pero en otras ocasiones lo que ha provocado es aumentar nuestro desconocimiento. Uno claro ejemplo son las 5 estrellas mas misteriosas del universo.

 

KIC 5520878

 

 

Es una estrella RR Lyrae con un brillo que puede variar un 200% en tan sólo 12 horas. Tiene al menos 10.000 millones de años de antigüedad y está localizada a unos 16.000 años luz de distancia de nuestro planeta, en la constelación de Lyra.

Su enigmático comportamiento fue descubierto por un equipo de investigadores de la Universidad de Hawaii, utilizando la información recogida por el Telescopio Espacial Kepler, con el objetivo de trazar el brillo de la estrella, en intervalos de 30 minutos durante un lapso de 4 años. En los análisis encontraron un comportamiento nunca visto hasta la fecha. Unas débiles oscilaciones de brillo que se ajustaban bastante al “número áureo” y que seguía un patrón fractal.  Por este motivo KIC 5520878 fue denominado “el faro extraterrestre”

La estrella tiene, dentro de su cambio de brillo general, dos variaciones sutiles cada 4,05 y 6,41 horas, detallando un ratio de 1’58h entre ambas (6’41/4’05) cerca del numero áureo (1,618). El análisis de la estrella muestra que la singularidad del número primo se origina a partir de dos periodos de pulsación simultáneos, con  frecuencias que se ajustan a patrones fractales. Este tipo de variación es conocido como atractor extraño no caótico. Los investigadores localizaron además otras cinco estrellas pulsantes de este tipo, tres de las cuales también muestran frecuencias de pulsación cercanas a la proporción áurea y evidencias de patrones fractales.

 

 

Para que exista un atractor, el conjunto de valores de un determinado sistema debe evolucionar siguiendo trayectorias suficientemente próximas, aunque sean ligeramente perturbadas con el tiempo​. La mayoría de fenómenos naturales tienen atractores caóticos, como es el caso de los péndulos o de la meteorología . Pero en el caso de la estrella es extraño (sigue un patrón fractal) no caótico (el patrón no es completamente aleatorio sino más bien ordenado, a medio camino entre el orden y el caos). Este comportamiento nunca se había observado en la naturaleza, solo se la había observado en el laboratorio, en descargas electroquímicas o en luces de neón.

Años atrás del descubrimiento de este misterioso patrón de la estrella, el físico de partículas John Learned y su equipo presentaron un estudio donde sugerían que una civilización extraterrestre suficientemente avanzada podría modificar el brillo de las  RR Lyraea y de las variables Cefeidas. Learned planteó que un chorro de neutrinos dirigido hacia una de estas estrellas en el momento adecuado podría modificar su pulsación, acortando su ciclo de expansión y contracción. De este modo las estrellas alteradas podrían equivaler a los ceros y unos de un código binario, lo que permitiría cifrar la información y transmitirla a grandes distancias. Esto convertiría a las RR Lyraea y a las Cefeidas en balizas para transmitir información a través de la galaxias. Aunque el comportamiento de esta estrella sería parecido al propuesto en el estudio, el equipo de Learned descartó a KIC 5520878 como una estrella modificada, apuntando como causa más probable una variación de brillo natural.

 

 

Hipótesis natural

Los modelos físicos actuales pueden explicar el contenido de las frecuencias y asimetrías encontradas en la curva de luz de KIC 5520878. Aunque la proporción aurea y los fractales suponen una novedad en cuanto a estrellas variables se refiere, la presencia en la naturaleza y en el universo es bastante normal. La proporción aurea se encuentra tanto en figuras geométricas como en la propia naturaleza. No tiene mucho sentido enviar mensajes por el espacio utilizando brillos fractales que podrían confundir al posible receptor con algo natural. Por lo tanto lo más probable es que se trate de un proceso natural nunca antes observado en una estrella variable.

 

 

ESTRELLA DE TABBY

 

 

KIC 8462852, también conocida como la estrella Tabby, esta localizada entre las constelaciones de Cygnus y Lyra, aproximadamente a unos 1500 años luz de la Tierra. Aunque no puede ser vista a simple vista, puede ser visible con un telescopio. Es una estrella tipo espectral F3 con una temperatura aproximada de unos 6750 K y una velocidad radial de 84 ± 4 km/s. Tiene un tamaño de 1,58 Radios solares, y una masa de 1,43 masas solares.

Fue descubierta por el Telescopio Espacial Kepler, al inspeccionar más de 150.000 estrellas, pero esta estrella contaba con una peculiaridad que la hacía única. La atenuación de la luz medida era muy acusada y los tiempos de tránsito que se midieron  ni eran cíclicos ni regulares, convirtiéndola en una de las estrellas más enigmáticas de nuestra galaxia.

 

 

Para ser más concretos la curva de luz de la estrella KIC 8462852 presentó  una caída de brillo de casi un 15% cerca del día 800 (entre los días 788 y 795) y una serie de caídas de brillo tras el día 1500 (entre los días 1510 y 1570) de casi un 22%. Llamaremos a estos sucesos D800 y D1500. La curva de luz muestra pequeñas fluctuaciones con un periodo de 0,88 días (1,14 ciclos/día). Estas reducciones de brillo están muy por encima del oscurecimiento que provoca, por ejemplo, el paso de un planeta masivo como podría ser Júpiter, que es de alrededor del 1%.

Posteriormente estudios de la Universidad Estatal de Luisiana, al observar  la colección de 500.000 fotografías de los archivos del Observatorio de Harvard que cubren el período de 1890 a 1989, descubrieron que el brillo de la estrella también había caído un 19% en un periodo de 100 años. Algo sorprendente para una estrella clase F en un periodo de tiempo tan corto. La estrella se ha oscurecido a un ritmo medio de 0,165±0,013 magnitudes por siglo de 1890 a 1989, algo inusual en este tipo de estrellas que son muy estables en su brillo, con una evolución natural y con cambios en escalas de tiempo de millones de años. Los datos de Harvard demuestran que KIC 8462852 tiene variaciones fotométricas únicas y de gran amplitud con un comportamiento desconocido hasta la fecha.

 

¿Qué está provocando estos oscurecimientos?

Hipótesis cometaria.

La primera explicación que dieron los científicos para el oscurecimiento fue la  hipótesis cometaria. Para ello era necesario al menos 36 cometas gigantes cuyas órbitas deberían estar perfectamente orquestadas para pasar por delante de la estrella. Para crear el mismo oscurecimiento a lo largo de un siglo, se necesita al menos 648.000 cometas gigantes con un diámetro de 200 kilómetros. Cada uno de ellos tendría una masa equivalente a 0,4 veces la masa de la Tierra. Para hacernos una idea de la magnitud de estos objetos estelares, el mayor cometa conocido en nuestro Sistema Solar es el cometa Hale-Bopp  que tiene un diámetro de 60 kilómetros. También podemos compararlo con la masa total del Cinturón de asteroides, localizado entre Marte y Júpiter, que es de apenas un 4 % de la masa de la Luna.

 

 

Hipótesis planeta gigante y enjambre de asteroides troyanos

Astrónomos españoles han propuesto futuros episodios de oscurecimiento en la misteriosa estrella KIC 8462852, basándose en un modelo que incluye un planeta gigante y un enjambre de asteroides troyanos. La presencia de un cuerpo anillado de gran tamaño sería el responsable de producir el primer oscurecimiento y el enjambre de objetos troyanos el causante del segundo período de múltiples oscurecimientos. El período orbital resultante es de 12 años, con un eje semi-mayor de 6 unidades astronómicas por lo que se espera que el enjambre de objetos troyanos pase frente a la estrella durante los primeros meses de 2021 y el tránsito del objeto principal durante el primer semestre de 2023.

 

 

Hipótesis objetos en colisión

La astrónoma Tabetha S. Boyajian, que fue quien inicialmente investigó la enigmática estrella  y por este motivo se la llama en forma epónima estrella de Tabby, también ha propuesto como responsables a las caídas de brillo, a objetos con órbitas muy excéntricas en proceso de colisión que producen gran cantidad de polvo y escombros. Las simulaciones numéricas que proponen este proceso parece que podrían explicar las curvas de luz observadas. Sin embargo, la ausencia de un exceso en la señal de infrarrojos va en contra de esta explicación.

Hipótesis planeta devorado por la estrella

Astrónomos de la Universidad de California Berkeley han ofrecido otra explicación sugiriendo que el extraño parpadeo de la estrella podría ser el resultado de un planeta devorado por la estrella en algún momento del pasado. El estudio determinó que este evento tuvo que ocurrir  hace unos 10.000 años. Esto habría provocado un gran estallido de brillo y en la actualidad la estrella está volviendo a la normalidad. Los restos del planeta podrían estar transitando frente a la estrella causando las caídas periódicas. Según las estimaciones el planeta debía de tener un tamaño parecido al de Júpiter, o que fuera un gran número de objetos más pequeños, de masa lunar de un kilómetro de diámetro.

Hipótesis oscurecimiento gravitatorio.

Se llama oscurecimiento gravitatorio a un fenómeno astronómico producido por estrellas con rotaciones muy rápidas que tienen forma achatada . Al no ser la estrella esférica, tiene un diámetro mayor en el ecuador que en los polos. Como consecuencia de ello, los polos tienen mayor gravedad superficial, y por tanto mayor temperatura y brillo. Esto provoca que en los polos sean brillantes y el ecuador se encuentre más oscurecido. Este fenómeno ha sido observado en estrellas como Regulus y Altair o en el oscurecimiento del planete Kepler-13b

La curva de luz observada en KIC 8462852  podría ser producida por un tránsito a través de un disco de oscurecimiento gravitatorio, que  posteriormente transitó por zonas más  iluminadas. La objeción a la hipótesis del oscurecimiento gravitatorio lo encontramos en que los dos grandes eventos observados son demasiado grandes para ser causado por planetas.

 

Hipótesis de fallos en la instrumentación

Según un equipo investigador de la Universidad Vanderbilt la caída de brillo fue causada por los cambios en la instrumentación. En la base de datos DASCH se han encontrado muchas estrellas que experimentaron una caída similar en intensidad en la década de 1960. Eso indica que los cambios fueron causados por los cambios en la instrumentación

Hipótesis variaciones de luz intrínsecas a la estrella

Científicos de la Universidad de Illinois también han ofrecido otra solución. Sugieren que las variaciones de luz pueden ser intrínsecas a la estrella misma. El equipo de Illinois aplicó un análisis estadístico a las variaciones irregulares más pequeñas de la curva de luz. Lo que encontraron es un patrón matemático cuyos resultados sugieren que los eventos de oscurecimiento pueden ser intrínsecos a la estrella. Es decir podría ser posible que la estrella de Tabby se encuentre cerca del punto crítico de una transición de fase continua subyacente.

Hipótesis de disco protoplanetario

Los discos protoplanetarios son propios de sistemas solares de estrellas jóvenes, pero este astro tiene demasiada edad  para conservar todavía uno de estos discos.

Hipótesis distanciamiento de la estrella respecto a nosotros

El flujo de brillo que recibimos de la estrella es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentra la estrella. Haciendo los cálculos para  esas caídas de brillo la estrella debe haberse movido a una velocidad 6  veces superior a la de la velocidad de la luz. Por lo tanto se trata de una hipotesis improbable.

 

Hipótesis extraterrestre

Las fluctuaciones irregulares de luminosidad son compatibles con megaestructuras producidas por civilizaciones alienígenas. Para ser más exactos se especuló que sus enigmáticas caídas de brillo podrían ser pcausadas por una esfera de Dyson, una megaestructura hipotética propuesta por el físico Freeman Dyson en 1960, la cual podría permitir a una civilización avanzada aprovechar al máximo la energía lumínica y térmica de las estrellas.

Para investigar esta posibilidad el instituto SETI dirigió el conjunto de radiotelescopios Allen Telescope Array durante más de dos semanas hacia la estrella. Para ello analizaron las señales tal y como se esperaría que generaran las civilizaciones extraterrestres. Los datos obtenidos no mostraron pruebas de ningún tipo de señal entre las frecuencias de 1 GHz y 10 GHz.

 

EPIC 204278916

 

 

Se trata de una estrella enana roja de unos cinco millones de años de edad con un tipo espectral M1, localizada en la Constelación de Escorpio, a unos 1480 años luz de la Tierra. Tiene aproximadamente el tamaño del Sol, pero con sólo la mitad de su masa y una fracción de su luminosidad

En agosto de 2016, un equipo de astrónomos del  Instituto Max Planck de Física Extraterrestre informaron que había una estrella que presentaba cambios enigmáticos de luminosidad, de hasta un 65% durante 25 días consecutivos, en observaciones que duraron 78 días en total. Las caídas de brillo tan acusadas, sugieren que el material de ocultación debe tener un tamaño enorme en comparación con el tamaño de la estrella. Entre las posibles hipótesis dadas por los científicos encontramos el tránsito de objetos en órbitas excéntricas o circulares o que ha sido causado por un disco interno deformado.

 

 

También se especuló con la presencia de una megaestructura construida por una civilización extraterrestre ubicada al lado del astro. Sin embargo, se necesitan más observaciones para comprender el misterioso comportamiento de EPIC 204278916

 

 

HD 164595

 

 

 

HD 164595 es una estrella con un tamaño parecido al de nuestro Sol, localizada aproximadamente a 94,4 años luz de la Tierra, en la constelación de Hércules. Tiene una edad estimada de 6.300 millones de años y una  metalicidad muy parecida a la de nuestro astro rey. Puede ser observada con prismáticos o con un pequeño telescopio cerca de la constelación de Lyra.

 

Alrededor de la estrella encontramos al menos un planeta que tiene un período orbital de 40 días terrestres y un tamaño aproximado de unas 16 veces la masa de la Tierra. Debido a la cercanía con su estrella no se encuentra en la llamada zona de habitabilidad.

La desconcertante señal de radio se detectó con el radiotelescopio ruso Ratan-600, uno de los más grande del mundo, en el mes de  Mayo del año 2015, sin que se haya vuelto a detectar en las 39 posteriores ocasiones que se ha escaneado la estrella en busca de la señal.

 

 

La falta de comunicación de los rusos, quienes no alertaron a la comunidad científica en el momento de su descubrimiento, fue criticada por los miembros del  SETI. De acuerdo con el Protocolo SETI y las buenas prácticas, si una señal parece ser de origen extraterrestre, se debe informar a la comunidad científica para reunir a más investigadores e intentar confirmar las observación.  En este caso no se hizo así y se tardó más de un año en hacerse público el descubrimiento.

La señal detectada no fue persistente y desapareció cuando se intentó observar de nuevo.  Su frecuencia, período y latencia no pudieron ser determinados y la tasa de desplazamiento Doppler es desconocida. Pudo haber muchas fuentes de interferencias en el momento de la observación, como la de los satélites que están presentes en la banda observada. Ademas cabe destacar que los métodos de observación usados por los rusos no fueron los más adecuados.

Posiblemente puede que se tratara de una señal de radio natural (núcleo de galaxias, una llamarada estelar, un púlsar) o una interferencia de un satélite pasando junto al campo de visión del telescopio.

 

 

Ross 128

 

 

La ultima señal enigmática reciba de una estrella procede de Ross 128. Es una tenue enana roja que tiene una temperatura de unos 2966 K, una masa de 0,17 masas solares y un radio del 22 % de nuestro sol. Es la décimo-segunda estrella más próxima al sistema solar, localizada en la constelación de Virgo, a unos 11 años luz de distancia. Tiene una luminosidad en torno al 0,029 % con una magnitud aparente  de +11,16 por lo que no es visible a simple vista a pesar de su cercanía.

La misteriosa señal fue captada el 12 de mayo de 2017 por un equipo de investigadores del Observatorio de Arecibo, con motivo de una campaña de observación de enanas rojas cercanas, que tenia como objetivo recabar información sobre la radiación y el entorno magnético de estas estrellas.

Las señales consistían en una serie de pulsos de banda ancha entre los  4 y 5 GHz cuasi-periódicos con características de dispersión muy fuertes, similares a las que emiten algunos de nuestros satélites. El equipo buscó la misma señal en las estrellas cercanas pero no pudo observar nada parecido, por lo que  tal vez  la señal proceda únicamente de Ross 128. No obstante, debido a que el campo de visión del observatorio de Arecibo es lo suficientemente amplio, cabe la posibilidad que estas  señales sean causadas por otro objeto  que estuviera en la misma línea de visión.

 

 

 

Podemos encontrar diferentes hipótesis para estas misteriosas señales de radio:

Hipótesis de llamaradas Tipo II

Podría tratarse de emisiones procedentes de llamaradas del Tipo II de la propia estrella. No obstante este tipo de llamaradas ocurren normalmente en frecuencias mucho más bajas. También la dispersión de las señales sugieren un origen mucho más difuso, como el originado en las atmósferas de la estrellas.

Emisiones de otro objeto en el mismo campo de visión.

Esta posibilidad también ha sido contemplada por lo investigadores a pesar que han sido localizados muy pocos objetos en el mismo campo de visión de Ross 128.

Fogonazo de los motores de un satélite construido por el hombre en una órbita muy alta.

Las órbitas bajas han sido descartadas porque saldrían casi de inmediato del campo de visión del telescopio. Pero el problema lo encontramos en que nunca se había observado a ningún satélite emitiendo de esta forma tan peculiar.

Hipótesis señal extraterrestre

Los científicos  tampoco descartan que la emisión pueda ser intencionada y proceda de una inteligencia extraterrestre, a pesar de no haber  localizado a ningún planeta alrededor de Ross 128.

Por desgracia, la intensidad de las señales era muy baja y el único que podría detectarlo es el FAST chino, que en estos momentos se encuentra en un periodo de revisión y calibración. Por otra  parte los  astrónomos del SETI, tampoco han descartado utilizar su potente telescopio para buscar anomalías en la estrella. Una nueva señal justo en la ubicación de la estrella añadiría más misterio a las señales.

*Finalmente se confirmó que la supuesta señal recibida de Ross 128 no procedía de la estrella, procedía de satélites geoestacionarios ubicados en órbitas altas.

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Modificación de la Ecuación de Drake.

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En esta nueva modificación que planteo se añaden nuevos factores, como la posibilidad de existencia de vida postbiológica (inteligencia artificial), otros universos y dimensiones ocultas a la percepción sensorial humana. La formulación es la siguiente:

N = E* · Fz · Df* ·Uf*

E*= (Fu·R·Fp·Np·Fi·Fc·L)    
Df*= D·(1+Fz)    
Uf*= U·(Rm·Fu)    

N = Número de civilizaciones que se podrían detectar.

Fu = Fracción de tiempo del universo donde se dan las condiciones para la vida (La fracción de tiempo equivale a T/13800 millones de años, donde T es el tiempo que lleva el universo con condiciones aptas para la vida.

R = Ritmo medio anual de formación de estrellas aptas para la vida durante ese periodo.

Fp = Fracción de esas estrellas que tienen planetas y satélites en su órbita.

Np = Número de planetas y satélites en cada una de esas estrellas donde es posible la vida biológica y post-biológica (inteligencia artificial)

Fi = Fracción de esos planetas y satélites donde la vida inteligente biológica o post-biológica se ha desarrollado.

Fc = Fracción de esos planetas y satélites donde la vida inteligente quiere comunicarse. Si una civilización inteligente quiere ocultar sus señales, no podremos contactar con ella

L = Años que una civilización inteligente puede existir.

Fz = Fracción del universo cuya distancia no supera la mitad de años que una civilización puede existir, es la zona de contacto. Esta zona depende de la ubicación de la civilización en el universo. La distancia no puede superar la mitad de años que una civilización puede existir. Si una civilización existe durante 1000 años, necesitará como máximo 500 años para enviar una señal a una supuesta civilización situada a esa distancia en años luz y otros 500 años para recibir la respuesta.

D = Dimensiones que percibe la civilización

Valor 4:  5D espaciales + tiempo.

Valor 2:  4D espaciales + tiempo.

Valor 1:  3D espaciales + tiempo.

Valor 0,5 2D espaciales + tiempo.

1 + Fz = Fracción del universo cuya distancia no supera la mitad de años que una civilización puede existir. La civilización debe percibir más de tres dimensiones espaciales para aplicar este parámetro. A este resultado se le suma el número entero 1 porque utilizamos como referencia el valor dado a las 3D espaciales + el tiempo que percibe el ser humano. En el caso que la civilización no perciba más dimensiones que las tres dimensiones espaciales el valor de Fz será 0. La fórmula está planteada de tal forma que si solo existen tres dimensiones + 1 temporal su valor se multiplica por 1 y por tanto el número de civilizaciones es el mismo. En caso de percibir cuatro dimensiones + 1 temporal el número civilizaciones que podemos encontrar aumenta dentro de la zona de contacto. En cambio si una civilización solo puede percibir en dos dimensiones se reduce considerablemente el número de civilizaciones que puede encontrar.

U = Número de universos percibidos.

Rm = Resultado medio de E, de todos los universos percibidos

Fu = Fracción de los universos extra percibidos que se encuentran dentro de la zona de contacto. Este parámetro también depende de la “zona de contacto” donde son visibles los nuevos universos.