Wonders of the Universe - Falling (III)

Wonders of the Universe
Presentado por Prof. Brian Cox
BBC
[2011]

Fotogramas: BBC

...simplemente cayendo a la misma velocidad del avión, por unos breves instantes, nos vemos libres del control de la gravedad. Pero esto no es sólo un paseo. Aquí hay algo muy profundo, porque aunque estoy cayendo hacia el suelo, como podéis ver, la gravedad ha desaparecido por completo. (...)

Si entendéis eso, entonces entenderéis la gravedad.

La gravedad también juega un papel en el mayor de los escenarios, porque a través del Universo, desde la más pequeña mota de polvo hasta la estrella más masiva, la gravedad es la gran escultora que ha creado el orden partiendo del caos.

El primer científico que realmente pensó en ello fue Isaac Newton en la década de 1680, y dijo, "La gravedad es una fuerza de atracción entre todos los objetos".

Ahora bien, la fuerza de atracción entre estas dos piedras es obviamente muy pequeña, casi imposible de medir, y eso es porque la fuerza es proporcional a las masas de los objetos. (...) Pero hay una roca mucho más masiva por aquí. Es sobre la que estoy, la Tierra.

Los radiotelescopios, como el Very Large Array de Nuevo México, son capaces de mirar en el espacio profundo y de revelar el increíble poder de atracción de la gravedad.

Mirad eso. Es una simulación de la galaxia de la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda colisionando, y todas esas briznas de humo que son expulsadas son estrellas. Son sistemas estelares siendo arrancados de la galaxia y lanzados al espacio interestelar. Estas dos islas de cientos de miles de millones de soles han volado una contra la otra, y la gravedad ha ejercitado su atracción y las ha vuelto a unir.

Pero aún más magnificente es la enorme escala del abrazo gravitacional. Mantiene juntas a galaxias a cientos de miles de millones de kilómetros de distancia y, haciéndolo, crea las más magníficas estructuras. Nuestra propia Vía Láctea es parte de una de ellas, el cúmulo de Virgo. (...) Hay 2.000 galaxias en este cúmulo, y todas se mantienen juntas por la gravedad, haciendo de él la mayor estructura de nuestro vecindario intergaláctico.

- ¿Qué dice de sus pulmones, inhalación, exhalación, respiración?

- Se hace muy difícil. No puedo levantar mi mano de mi pierna.

- Ok.

- ¿Y eso es a 4G?

- Sí

- Bueno, siento mi cabeza y mi cara muy, muy pesadas. Es una sensación bastante desagradable.

...se cree que esa pintura es el registro de uno de los más espectaculares y mágicos acontecimientos del Cosmos. El 4 de julio de 1.054 D.C., apareció una brillante nueva estrella, y eclipsó con su brillo a todas las demás estrellas del cielo nocturno durante tres semanas. Era tan brillantes que era visible a plena luz del día, y se cree que esta pintura es el registro del pueblo del Chaco de un acontecimiento astronómico.

(...) Sabemos ahora que esa nueva estrella era de hecho la muerte explosiva de una vieja estrella, una explosión de supernova, una estrella, literalmente, deshaciéndose al final de su vida.

Eso es una estrella de neutrones, una imagen tomada por el satélite de rayos X Chandra. La mancha del centro sólo tiene unos 20 kilómetros de diámetro, pero tiene la masa de nuestro sol, una estrella del tamaño de una ciudad. (...)

Si estuviera en su superficie, la atracción gravitacional hacia mí sería cien mil millones de veces mayor que la que siento en la Tierra. Eso significa que si yo fuera a saltar desde lo alto desde esa pantalla de proyección, en el momento en el que tocase el suelo, estaría viajando a más de 6,5 millones de kilómetros por hora. Eso es un montón de gravedad.

Si esto fuera un núcleo, la nube de electrones se extendería a aproximadamente un

kilómetro de distancia. Es decir, como desde aquí hasta aquella roca. Y los electrones a esta escala son increíblemente pequeños. (...) Eso significa que la materia es casi en su totalidad espacio vacío. (...)

Pero en el púlsar del Cangrejo la fuerza de la gravedad es tan extrema que el espacio vacío dentro de los átomos se comprime hasta su desaparición, así que todo lo que queda es una materia increíblemente densa.

Pero podemos calcular la órbita de Mercurio con gran precisión utilizando sólo las leyes de la gravedad de Newton. (...) Lo predecían una vez y otra y otra, y cada vez que ocurría, lo habían calculado ligeramente mal, lo cual era una vergüenza inmensa. (...) la auténtica explicación, era incluso más interesante que la invención del planeta Vulcano, porque necesitó una modificación, de hecho, una completa re-escritura de la Ley de la gravedad (...) casi 200 años tras la muerte de Newton, surgió una nueva teoría. La nueva teoría, llamada relatividad general, fue publicada en 1915 por Albert Einstein tras diez años de trabajo, y se mantiene hasta el presente como uno de los grandes logros de la historia de la física.

De acuerdo a Einstein, el espacio no es sólo un escenario vacío... es un tejido llamado espacio-tiempo. Este tejido puede ser combado, torcido y curvado por la enorme masa de los planetas, estrellas y galaxias. Veréis, toda la materia del Universo se curva. El mismo tejido del universo, la materia, curva el espacio.

(...) Pero cuando nos ponemos en la escala de planetas, estrellas y galaxias, entonces ellos curvan y tuercen el tejido del Universo realmente en gran cantidad. Y aquí está la idea clave. Todo se mueve en línea recta sobre el curvado paisaje del espacio-tiempo.

Esta es una de las más fascinantes e importantes películas hechas en astronomía durante los últimos diez o 20 años. Se trata de datos reales. Cada punto de luz en esta película es una estrella orbitando alrededor del centro de la galaxia.(...)

Una de estas estrellas S tarda solo 15 años en dar la vuelta al centro de la galaxia. Viajan a 3.000 o 4.000 kilómetros por segundo. Pues bien, mediante el seguimiento de las órbitas, es posible calcular la masa del objeto del centro. (...) es cuatro millones de veces más masivo que el Sol, y encaja en un espacio más pequeño que nuestro sistema solar. Actualmente sólo sabemos de una cosa que puede ser tan pequeña y a la vez tan masiva, y eso es un agujero negro.

Nuestra mejor teoría del espacio y del tiempo, la teoría de la relatividad general de Einstein, dice que el espacio y el tiempo se curvan infinitamente, que el centro del agujero se hace infinitamente denso. Ese lugar recibe el nombre de singularidad, y es el lugar donde nuestro conocimiento del Universo se detiene.