Un viaje personal
Las vidas de las estrellas
Para hacer una tarta de manzanas...
...primero, hay que inventar el universo.
Muchas gracias.
Supongamos que corto un trozo...
...de esta tarta de manzanas.
Se desmigaja, pero es buena.
Y ahora cortamos este trozo en dos, o más o menos.
Y luego este trozo en dos...
...y así sucesivamente.
¿Cuántos cortes faltarán hasta llegar a un solo átomo?
La respuesta es alrededor de unos 90 cortes sucesivos.
Claro que este cuchillo no es suficientemente filoso...
...la tarta se desmigaja...
...y un átomo es demasiado pequeño para ser visto.
Pero hay una forma de hacerlo.
Fue aquí, en Inglaterra, en la Universidad de Cambridge...
...donde se entendió la naturaleza del átomo...
...en parte, disparando piezas de átomos contra átomos...
...y observando cómo rebotaban.
Un átomo típico está rodeado...
...por una especie de nube de electrones...
...que están eléctricamente cargados, como lo sugiere el nombre...
...y determinan las propiedades químicas del átomo.
Por ejemplo, el brillo del oro o...
...la transparencia de un sólido...
...compuesto de átomos de silicio y oxígeno.
Pero en lo profundo del átomo...
...oculto muy por debajo de la nube externa de electrones...
...está el núcleo, compuesto generalmente por protones y neutrones.
Los átomos son muy pequeños:
100 millones de ellos, alineados, serían de esta longitud.
Y el núcleo es incluso 100000 veces más pequeño. No obstante...
...la mayor parte de la masa del átomo está en su núcleo.
En comparación, los electrones son sólo...
...nubes de pelusilla en movimiento.
En su mayor parte, los átomos son espacio vacío.
La materia se compone, principalmente, de nada.
Cuando nos proponemos cortar esta tarta...
...hasta llegar a un solo átomo...
...nos enfrentamos con la infinidad de lo muy pequeño.
Y cuando observamos el cielo nocturno...
...nos enfrentamos con la infinidad de lo muy grande.
Estas infinidades son una de las más asombrosas ideas humanas.
Representan una regresión sin fin que continúa...
...no sólo para llegar lejos, sino para no tener nunca fin.
¿Alguna vez se pararon entre 2 espejos paralelos...
...como en una barbería...
...y vieron una gran cantidad de imágenes vuestras?
O podrían usar...
...dos espejos planos...
...y la llama de una vela...
...para ver un gran número de imágenes...
...cada una de las cuales es el reflejo de otra.
En realidad, no se pueden ver infinitas imágenes...
...porque los espejos no son perfectamente planos ni alineados.
También hay una vela, o su llama, en el medio...
...y la luz no viaja con rapidez infinita.
Cuando hablamos de infinitos verdaderos...
...hablamos de una cifra superior a cualquier número.
Por más grande que sea el número, el infinito es superior.
Hay una forma interesante de escribir grandes números.
Se puede...
...escribir el número 1000...
...como 10 elevado al cubo...
...lo que equivale a un uno, seguido de tres ceros.
O un millón puede escribirse como 10 elevado a la sexta potencia...
...lo que equivale a un uno seguido de seis ceros.
No existe el número superior. Si alguien lo propusiera...
...podríamos sumarle un número.
Pero, ciertamente, existen números muy grandes.
El matemático norteamericano Edward Kasner pidió una vez a su sobrino...
...que inventara un nombre para un número muy grande:
10 elevado a la potencia 100.
No lo escribo, pues sus ceros no entrarían en esta hoja.
El niño lo llamó "gugol".
Si creen que el gugol es grande, consideremos un "gugolple".
Es 10 elevado a la potencia de un gugol.
Es un uno seguido que no es seguido por 100 ceros...
...sino por un gugol de ceros.
En comparación...
...con estos números enormes...
...la cantidad de átomos de la tarta de manzana...
...es sólo de 10 elevado a 26.
Diminuto, en comparación con un gugol y...
...por supuesto, mucho más pequeño que un gugolple.
Las partículas elementales...
...protones, neutrones y electrones...
...del universo accesible...
...son aproximadamente 10 elevado a 80.
Un uno seguido de 80 ceros.
Aun así, es menos que un gugol...
...y mucho menos que un gugolple.
Aun así, estos números, el gugol y el gugolple...
...no se aproximan, ni remotamente, al infinito.
De hecho, un gugolple está tan lejos del infinito...
...como el número uno.
Empezamos a escribir un gugolple...
...pero no fue fácil.
Es un número muy grande.
Escribir un gugolple es un ejercicio inútil.
Una hoja de papel suficientemente grande como para escribir los ceros...
...de un gugolple, no cabría en el universo conocido.
Afortunadamente...
...existe...
...un método más simple y conciso...
...para escribir un gugolple.
Así.
Y el infinito...
...puede representarse así.
Éste es el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge...
...donde se descubrieron los componentes del átomo.
El reino de lo muy pequeño.
Desde tiempos de Demócrito, en el siglo 5 A. C...
...se especuló acerca de la existencia de los átomos.
Apenas en los últimos cien años, hubo argumentos persuasivos...
...pero indirectos acerca de que toda la materia es de átomos.
Pero sólo en nuestro tiempo, hemos podido observarlo.
Aquí las burbujas rojas son los movimientos aleatorios...
...de átomos de uranio...
...ampliados 100 millones de veces.
Demócrito de Abdera hubiera disfrutado con esta película.
Estamos habituados a pensar que los átomos existen.
Y con todo, los hay de muchos tipos distintos...
...bellos y útiles a la vez.
Observen.
En la Tierra, existen 92 tipos de átomos...
...químicamente distintos.
Se les llama elementos químicos.
Virtualmente, todo lo que vemos y conocemos...
...toda la belleza del mundo natural...
...está hecha con estos distintos tipos de átomos...
...dispuestos en patrones químicos armoniosos.
Aquí los hemos representado a los 92.
A temperatura ambiente, muchos son sólidos.
Algunos son gaseosos.
Y dos de ellos...
...el bromo y el mercurio, son líquidos.
Se ordenan convencionalmente por complejidad.
El hidrógeno, el elemento más simple, es el elemento 1.
Y el uranio, el más complejo...
...es el elemento 92.
Algunos elementos son muy familiares.
Por ejemplo...
...el silicio, el oxígeno, el magnesio, el aluminio, el hierro...
...constituyen la Tierra.
El hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre...
...son esenciales para la vida.
Otros elementos son mucho menos familiares.
Por ejemplo, el hafnio.
El erbio.
El disprosio.
El praseodimio.
Elementos no muy frecuentes en la vida cotidiana.
En general, cuanto más familiar es un elemento, más abundante es.
Hay gran cantidad de hierro en la Tierra.
Y bastante poco itrio.
El hecho de que...
...los átomos tengan sólo 3 tipos de partículas elementales...
...protones, neutrones y electrones...
...es un hallazgo relativamente reciente.
El neutrón recién se descubrió en 1932.
Y, como el electrón y el protón, fue descubierto aquí...
...en Cambridge.
La fíisica y química modernas han reducido la complejidad...
...del mundo sensible a una simplicidad asombrosa:
3 unidades, reunidas de maneras distintas...
...conforman, esencialmente, todo.
El neutrón no tiene carga eléctrica...
...como lo sugiere su nombre.
El protón tiene una carga eléctrica positiva...
...y el electrón tiene una carga negativa igual.
Puesto que cada átomo es eléctricamente neutro...
...la cantidad de protones en el núcleo...
...debe ser igual a la de electrones, en la nube de electrones.
Juntos, los protones y neutrones forman el núcleo del átomo.
La química del átomo, la naturaleza de un elemento químico, depende...
...sólo del número de electrones...
...que es igual al número de protones, y que se llama número atómico.
La química no es más que números.
Una idea que habría atraído a Pitágoras.
Si eres un átomo...
...y tienes un solo protón...
...eres hidrógeno.
Dos protones, helio.
Tres, litio.
Cuatro, berilio. Con cinco protones, boro.
Seis, carbono, siete, nitrógeno. Ocho, oxígeno, y así sucesivamente.
Hasta llegar a los 92 protones...
...en cuyo caso, tu nombre es uranio.
Los protones tienen cargas eléctricas positivas...
...que se repelen entre sí.
Entonces, ¿qué mantiene unido al núcleo?
¿Por qué la repulsión eléctrica no hace...
...saltar por los aires al núcleo?
Porque hay otra fuerza en la naturaleza.
No es la electricidad, ni la gravedad...
...sino la fuerza nuclear.
Podemos imaginarla como unos ganchos de corto alcance...
...que empiezan a trabajar cuando...
...los protones o neutrones se acercan mucho entre sí.
La fuerza nuclear puede doblegar...
...la repulsión eléctrica entre los protones.
Como los neutrones ejercen fuerza nuclear...
...pero no eléctrica...
...son una especie de pegamento que mantiene unido al núcleo.
Un conglomerado de 2 protones y 2 neutrones forman el núcleo...
...de un átomo de helio...
...que resulta ser muy estable.
3 núcleos de helio, reunidos por las fuerzas nucleares...
...forman carbono.
4 núcleos de helio forman oxígeno.
No hay diferencia entre 4 núcleos de helio...
...unidos por la fuerza nuclear y un núcleo de oxígeno. Son lo mismo.
5 núcleos de helio forman el neón.
Seis, forman magnesio.
Siete, silicio.
Ocho, azufre, y así sucesivamente.
Aumentamos los números atómicos por pares...
...y siempre obtenemos un elemento familiar.
Cada vez que...
...agregamos o restamos un protón y...
...suficientes neutrones para mantener unido...
...el núcleo, formamos un nuevo elemento.
Consideremos el mercurio.
Si restamos un protón al mercurio...
...y tres neutrones, lo convertimos en oro.
El sueño de los antiguos alquimistas.
Más allá del elemento 92, más allá del uranio...
...hay otros elementos.
No existen naturalmente en la Tierra.
Son sintetizados por los hombres y...
...se fragmentan rápidamente.
Uno de ellos, el elemento 94, se llama plutonio...
...y es una de las sustancias más tóxicas conocidas.
¿De dónde provienen los elementos químicos que existen naturalmente?
¿Quizás de una creación separada para cada elemento?
Los elementos están hechos de las mismas partículas...
...elementales. Todo el universo, en todas partes...
...es un 99.9% de hidrógeno y helio.
Los 2 elementos más simples.
De hecho...
...el helio se detectó en el Sol antes que en la Tierra.
¿Los otros elementos químicos habrán evolucionado...
...de algún modo, a partir del hidrógeno y el helio?
Para evitar la repulsión eléctrica...
...protones y neutrones deben estar muy juntos para que los ganchos...
...que son las fuerzas nucleares...
...estén enlazados.
Sólo sucede a altas temperaturas. Allí, las partículas...
...se mueven tan rápido que no hay tiempo para que actúe la repulsión...
...eléctrica. Son temperaturas de decenas de millones de grados.
Tales temperaturas son corrientes en la naturaleza.
¿Dónde?
Dentro de las estrellas.
Los átomos se forman dentro de las estrellas.
En gran parte de las estrellas, los núcleos de hidrógeno se comprimen...
...formando núcleos de helio.
Al formarse un núcleo de helio, se genera un fotón de luz.
Por eso brillan las estrellas.
Las estrellas nacen en grandes nubes de gas y polvo.
Como la Nebulosa de Orión, a 1500 años luz...
...algunas de cuyas partes están colapsando por la gravedad.
Por choques entre átomos, la nube se calienta hasta que, en su interior...
...el hidrógeno empieza a fusionarse en helio...
...y las estrellas se encienden.
Las estrellas nacen en lotes.
Luego, dejan la guardería para...
...buscar su destino en la Vía Láctea.
Estrellas adolescentes, como las Pléyades...
...aún están rodeadas de gas y polvo.
Con el tiempo, viajarán lejos de su hogar.
En algún lugar, hay estrellas hechas en la misma nube que el Sol...
...hace 5 mil millones de años.
Pero no sabemos cuáles son.
Hasta donde sabemos...
...las hermanas del Sol podrían estar al otro lado de la galaxia.
Quizás también calienten a planetas cercanos, como lo hace el Sol.
Quizás también presidieron...
...la evolución de vida e inteligencia.
El Sol es la estrella más cercana. Una esfera resplandeciente de gas...
...que brilla por su calor, como un hierro al rojo vivo.
La superficie que vemos en la luz ordinaria visible, está a 6000°C.
Pero en su interior oculto...
...en el horno nuclear en el que se genera la luz solar...
...la temperatura es de 20 millones de grados.
Con rayos X...
...vemos una parte del Sol que normalmente es invisible...
...un halo de gas a millones de grados...
...la corona solar.
Con luz visible normal, las regiones más frías y oscuras...
...son las manchas solares.
Se asocian con grandes oleadas de gas llameante...
...lenguas de fuego que devorarían a la Tierra si estuviera cerca.
Estas prominencias son guiadas por sendas determinadas...
...por el campo magnético del Sol.
Las regiones oscuras, vistas en rayos X...
...son huecos en la corona solar...
...por donde fluyen los protones y electrones del viento solar...
...más allá de los planetas hacia el espacio interestelar.
Todo este poder agitador es conducido por el interior solar...
...que convierte 400 millones de toneladas de hidrógeno en helio...
...por segundo.
El Sol es un gran reactor de fusión, en el que...
...nuestro planeta cabría un millón de veces.
Afortunadamente, estamos a salvo...
...a 150 millones de km. De distancia.
El destino de las estrellas es el colapso.
De las miles de estrellas que vemos en el cielo nocturno...
...cada una está viviendo el intervalo entre 2 colapsos.
El colapso inicial de...
...una oscura nube interestelar de gas para formar una estrella...
...y el colapso final de una estrella luminosa...
...hacia su destino último.
La gravedad las hace contraer, a menos que intervenga otra fuerza.
El Sol es una inmensa bola de hidrógeno radiante.
El gas caliente de su interior trata de que el Sol se expanda.
La gravedad trata de que el Sol se contraiga.
El estado actual del Sol es el balance de estas 2 fuerzas...
...un equilibrio entre gravedad y fuego nuclear.
En esta larga etapa intermedia, entre colapsos...
...las estrellas brillan sostenidamente.
Cuando se acaba el combustible nuclear, el interior se enfría...
...la presión no puede soportar las capas externas...
...y se reanuda el colapso inicial.
Las estrellas tienen 3 formas de morir.
Están predestinadas.
Todo depende de su masa inicial.
Una estrella típica con una masa como la del Sol...
...continuará un día con su colapso...
...hasta que su densidad sea muy alta.
Se detendrá la contracción...
...por repulsión mutua...
...entre los electrones aglomerados de su interior.
El colapso de una estrella dos veces mayor que el Sol...
...no para por la presión de los electrones.
Continúa desmoronándose hasta...
...que entran a jugar las fuerzas nucleares...
...y sostienen el peso de la estrella.
Pero el colapso de una estrella 3 veces mayor que el Sol...
...no es detenido por las fuerzas nucleares.
No se conoce fuerza que pueda resistir esta enorme compresión.
Y esa estrella tendrá un destino asombroso.
Continúa su colapso...
...hasta desvanecerse por completo.
Las estrellas se caracterizan por su fuerza contra la gravedad.
La estrella sostenida por la presión de gases...
...es una estrella común y corriente como el Sol.
La estrella sostenida por la fuerza de electrones...
...se llama enana blanca.
Es un sol que se reduce hasta el tamaño de la Tierra.
La estrella sostenida por fuerzas nucleares...
...se llama estrella neutrón.
Es un sol reducido hasta el tamaño de una ciudad.
Y la estrella de mucha masa que en su colapso final...
...desaparece por completo...
...se llama agujero negro.
Es un sol que no tiene ningún tamaño.
Pero en el camino hacia sus destinos separados...
...todas las estrellas experimentan una premonición de la muerte.
Antes del colapso gravitatorio final...
...la estrella se sacude y expande brevemente como...
...en una parodia grotesca de sí misma.
Con su último suspiro, se convierte en una gigante roja.
Dentro de unos 5 mil millones de años...
...habrá un último día perfecto en la Tierra.
Luego, el Sol cambiará lentamente...
...y la Tierra morirá.
Sólo existe cierta cantidad de hidrógeno en el Sol.
Cuando se haya convertido en helio...
...el interior solar continuará con su colapso original.
Las temperaturas más altas en su núcleo expandirán su exterior...
...y la Tierra se calentará lentamente.
Finalmente, la vida se extinguirá...
...los océanos hervirán y se evaporarán...
...y nuestra atmósfera se escapará al espacio.
El Sol se convertirá en un gigante rojo hinchado...
...cubriendo el cielo...
...y envolviendo y devorando a los planetas Mercurio y Venus.
Y probablemente también a la Tierra.
El sistema solar interior residirá dentro del Sol.
Quizás para entonces, nuestros descendientes...
...se habrán aventurado a otro lugar.
En su agonía final, el Sol latirá lentamente.
Para entonces, su núcleo estará tan caliente...
...que temporalmente convertirá el helio en carbono.
La ceniza de la fusión nuclear de hoy será el combustible...
...que impulse al Sol, hacia el final de su vida como gigante rojo.
Entonces, grandes capas de su atmósfera externa...
...volverán al espacio...
...llenando el sistema solar con un extraño gas brillante.
El fantasma de una estrella, rumbo al exterior.
Quizás así, se pierda la mitad de la masa solar.
Visto desde otro lugar, nuestro sistema se asemejará...
...a la nebulosa anular de Lira...
...al expandirse la atmósfera solar como una pompa de jabón.
Y justo en su centro, habrá una enana blanca.
El núcleo solar caliente y expuesto...
...con su combustible nuclear agotado, enfriándose lentamente...
...para convertirse en una estrella fría y muerta.
Así vive una estrella común.
Nace en una nube de gas, madura como un sol amarillo...
...decae como un gigante rojo...
...y muere como enana blanca envuelta en su mortaja de gas.
Supongamos que al viajar por el espacio interestelar...
...en nuestra nave imaginaria...
...pudiéramos tomar muestras del frío y tenue gas interestelar.
Hallaríamos gran preponderancia de hidrógeno...
...un elemento tan antiguo como el universo.
Hallaríamos carbono, oxígeno, silicio.
Los átomos más abundantes del cosmos, aparte del hidrógeno...
...son los que se fabrican más fácilmente en las estrellas.
También hallaríamos pequeñas proporciones de elementos raros.
Por ejemplo, praseodimio u oro.
No se fabrican en las gigantes rojas.
Son producidos en uno de los gestos más impresionantes...
...de los que es capaz una estrella.
Una estrella superior una vez y media al Sol...
...no se convierte en enana blanca.
Terminará su vida explotando...
...en una explosión estelar colosal llamada "supernova".
No hubo tales explosiones en nuestra región de la galaxia...
...desde la invención del telescopio...
...y el Sol no se convertirá en una supernova.
Pero con la imaginación...
...podemos cumplir el sueño de muchos astrónomos...
...y presenciar de cerca, y a salvo, la explosión de una supernova.
La evolución estelar tarda millones o miles de millones de años.
Pero el colapso interior que detona una explosión de supernova...
...sólo lleva segundos.
De pronto, la estrella se torna más brillante que todas las otras...
...estrellas juntas.
EXPLOSIÓN ACTIVA
Si una estrella cercana deviniera en...
...supernova, sería una calamidad para los habitantes de ese sistema.
Pero si su propio sol, se convirtiera...
...en supernova, sería una catástrofe sin precedentes.
Los mundos se calcinarían y evaporarían.
La vida, aun en los planetas externos, se extinguiría.
En nuestra nave, nos alejamos de la estrella. Pero los fragmentos...
...de la explosión...
...viajando casi a la velocidad de la luz, nos alcanzan.
Los núcleos atómicos individuales, acelerados a grandes velocidades...
...se convierten en rayos cósmicos.
Ésta es otra forma en que las estrellas devuelven al espacio...
...los átomos que sintetizaron.
La onda de los gases en expansión...
...calienta y comprime el gas interestelar...
...originando una posterior generación de estrellas.
En este sentido...
...las estrellas son un fénix levantándose de sus cenizas.
Originalmente, el cosmos era todo de hidrógeno y helio.
Elementos más pesados surgieron de gigantes rojas y supernovas...
...y se esparcieron en el espacio...
...donde estuvieron disponibles para nuevas generaciones...
...de estrellas y planetas.
Probablemente, el Sol sea una estrella de 3ª generación.
Salvo el hidrógeno y el helio...
...cada átomo en el Sol y la Tierra se sintetizó en otras estrellas.
El silicio de las rocas, el oxígeno del aire, el carbono del ADN...
...el oro en los bancos, el uranio en los arsenales...
...todos se originaron a miles de años luz de distancia...
...y hace miles de millones de años.
Nuestro planeta, nuestra sociedad y nosotros mismos...
...estamos hechos de materia estelar.
Estamos en un tubo de lava.
Una gruta cavada en la Tierra...
...por un río de roca derretida.
Para hacer una pequeña prueba...
...trajimos un contador Geiger...
...y un trozo de mineral de uranio.
El contador es sensible a las partículas cargadas de alta energía...
...como protones, núcleos de helio, rayos gamma.
Si lo acercamos al mineral de uranio...
...el recuento, el número de señales, aumenta espectacularmente.
También tenemos un frasco de plomo.
Si echo el mineral de uranio...
...en el frasco, que absorbe la radiación, y lo cierro...
...la lectura desciende sustancialmente...
...pero no llega a cero.
¿Cuál es el origen de estas señales remanentes?
Algunas provienen de la radioactividad de las paredes de la cueva.
Pero hay algo más que eso.
Algunas se deben a partículas cargadas de alta energía...
...que penetran por el techo de la cueva.
Estamos escuchando rayos cósmicos.
A cada segundo, penetran en mi cuerpo...
...y en los vuestros.
No causan daño. Estos rayos han bombardeado la Tierra...
...durante toda su historia.
Pero causan algunas mutaciones...
...y afectan la vida terrestre.
Los rayos cósmicos, principalmente protones...
...están penetrando a través de los metros de roca que hay sobre mí.
Para ello, deben tener mucha energía y, de hecho...
...viajan casi a la velocidad de la luz.
Piénsenlo.
Una estrella explota en el espacio...
...a miles de años luz...
...y produce rayos cósmicos que...
...giran a través de la Vía Láctea durante...
...millones de años hasta que, por accidente...
...algunos de ellos repercuten en la Tierra...
...penetran en esta cueva, llegan a este contador Geiger...
...y a nosotros.
La evolución de la vida terrestre es impulsada en parte por mutaciones...
...por la muerte de estrellas lejanas.
En un sentido muy profundo...
...estamos unidos al cosmos.
Nuestros ancestros lo sabían bien.
Los movimientos del Sol, la Luna, y las estrellas...
...servían a los versados en tales artes para predecir las estaciones.
Los antiguos astrónomos de todo el mundo...
...estudiaban el cielo nocturno...
...memorizando y registrando la posición de cada estrella visible.
La aparición de una nueva estrella habría sido significativa.
¿Qué hubieran pensado de la aparición de una supernova...
...más brillante que cualquier otra estrella?
El 4 de julio del año 1054, los astrónomos chinos registraron...
...algo que llamaron una "estrella invitada" en...
...la constelación de Tauro, el Toro.
Una estrella nunca antes vista hizo explosión...
...tornándose casi tan brillante como la luna llena.
A medio mundo de distancia, aquí en el sudoeste de EE. UU...
...existía una cultura elevada, rica en tradición astronómica.
Ellos también debieron ver esta nueva y brillante estrella.
Por la prueba del carbono 14 en los restos...
...de una fogata de carbón, sabemos que en este preciso lugar...
...hubo un pueblo viviendo en el siglo 11.
Eran los Anasazi, los ancestros de los actuales Hopi.
Y parece que uno de ellos, dibujó...
...en esta saliente protegida del clima...
...una imagen de la nueva estrella.
Su posición en relación con la luna creciente habría sido esto que vemos.
La huella de la mano quizás sea...
...la firma del artista.
Hoy, esta estrella notable se llama Supernova Cangrejo.
"Nova" significa "nueva" en latín y "Cangrejo" porque...
...fue lo que le pareció ver a un astrónomo, siglos después...
...al mirar los restos de explosión con un telescopio.
El Cangrejo es una estrella que explotó.
La explosión fue vista durante tres meses.
Era fácilmente visible a plena luz del día.
Y con su luz, se podía leer de noche.
Imaginen la noche en que...
...esa colosal explosión estelar...
...estalló de pronto.
Hace mil años...
...la gente contempló con asombro la nueva estrella brillante...
...y se preguntó qué era.
Somos la primera generación que conoce la respuesta.
Con el telescopio, hoy hemos observado qué hay...
...en aquel punto visto por los antiguos astrónomos.
Una gran nube luminosa, los restos de una estrella...
...dispersándose violentamente, regresando al espacio interestelar.
Sólo las gigantes rojas se convierten en supernovas.
Cada supernova alguna vez fue una gigante roja.
En la historia de la galaxia...
...cientos de millones de gigantes rojas se convirtieron en supernovas.
Las partes que no se dispersan, colapsan bajo la gravedad...
...girando cada vez más rápido, como una patinadora...
...que recoge sus brazos.
La estrella se convierte en un núcleo atómico de gran masa...
...una estrella de neutrones.
La de la Nebulosa Cangrejo gira 30 veces por segundo.
Emite un patrón de luz...
...que se asemeja a un parpadeo de sorprendente regularidad.
Tales estrellas de neutrones se denominan pulsares.
Una cucharadita de té de materia...
...de una estrella de neutrones, pesa como una montaña.
Tanto que si tuviera un trozo aquí y lo soltara...
...no podría impedir que cayera.
Pasaría fácilmente a través de la Tierra como...
...un cuchillo por la mantequilla tibia.
Cavaría su propio agujero a través de la Tierra...
...y saldría por el lado opuesto, quizás en China.
La gente podría estar caminando cuando un diminuto pedazo...
...de estrella de neutrones saldría disparado del suelo y luego...
...y volvería a caer de nuevo.
El incidente sería...
...un agradable recreo dentro de la rutina cotidiana.
La materia de la estrella de neutrones atraída por la gravedad...
...se hundiría repetidamente en la Tierra...
...realizando con el tiempo centenares de miles de huecos...
...antes de que la fricción del interior del planeta la detuviera.
Para cuando reposara en el centro...
...terrestre, el interior de nuestro mundo se parecería a un queso gruyere.
Hay lugares en que una estrella de neutrones y una gigante roja...
...están enlazadas por un abrazo gravitatorio mutuo.
Mechones de la gigante roja fluyen en...
...espiral hacia el disco de acumulación de materia...
...centrado en la caliente estrella de neutrones.
Cada estrella vive en un estado de tensión...
...entre la fuerza que la sostiene...
...y la gravedad, que la haría caer.
Si prevaleciera la gravedad, ocurriría una locura estelar...
...más extraña que cualquier hecho del país de las maravillas.
Alicia y sus amigos se sentirían, más o menos...
...en casa, en la fuerza gravitacional terrestre...
...llamada 1 g, "g" de gravedad terrestre.
¿Qué sucedería con mayor o menor gravedad?
A menor gravedad, todo es más liviano.
Cerca de 0 g, el menor movimiento envía a nuestros...
...amigos a dar tumbos por el aire.
Hay burbujas de té líquido por todas partes.
Curioso.
Si volvemos la gravedad a 1 g...
...llueve té, y nuestros amigos caen de nuevo a la Tierra.
He estado en un par de fiestas como ésta.
A mayor gravedad, por ejemplo 2 ó 3 g, las cosas...
...realmente reposan.
Todos se sienten pesados, como de plomo.
Con una única y especial excepción...
...el Gato de Cheshire.
Por compasión, borramos a nuestros amigos.
A miles de ges, los árboles se aplastan.
A 100000 g, las rocas se aplastan por su propio peso.
Estas gravedades no afectan al rayo de luz...
...que continúa en línea recta.
Pero a miles de millones de ges...
...hasta el rayo de luz siente la gravedad y se repliega en sí.
Más y más curioso.
Un lugar en el que hay tanta gravedad que la luz no puede escapar...
...se denomina agujero negro.
Es una estrella en la que la luz está atrapada.
Los agujeros negros fueron conceptos...
...teóricos sobre los que se especuló desde 1783.
Pero en nuestra época, hemos verificado lo invisible.
Esta estrella brillante tiene una compañera que no se ve.
Según los observatorios satelitales, la compañera es una intensa fuente...
...de rayos X, llamada Cygnus X-1.
Estos rayos X son como la huella...
...de un hombre invisible que camina sobre la nieve.
Se cree que los rayos X se generan por fricción...
...en el disco de acumulación que rodea al agujero negro.
La materia del disco desaparece lentamente...
...por el agujero negro.
Agujeros negros de gran masa, producidos por colapsos de soles...
...pueden existir en el centro de otras galaxias.
Curiosamente, producen grandes chorros de radiación...
...que se derraman en el espacio.
A una densidad suficientemente alta, la estrella se apaga...
...y desaparece del universo, dejando detrás sólo su gravedad.
Se desliza por la grieta que generó en el continuo espacio tiempo.
Un agujero negro es un lugar donde alguna vez hubo una estrella.
Aquí tenemos una superficie plana bidimensional...
...con una cuadrícula, como un papel de gráfica.
Tomamos una pequeña masa y...
...la lanzamos en la superficie. Vemos cómo la superficie se distorsiona...
...o se frunce en una tercera dimensión fíisica.
La gravedad puede entenderse como una curvatura del espacio.
Si nuestra bola se acerca a una distorsión estacionaria...
...rueda como un planeta alrededor del Sol.
En esta interpretación de Einstein, la gravedad es sólo un pliegue...
...en el tejido del espacio que encuentran los objetos móviles.
El espacio es deformado por la masa dando una dimensión física adicional.
A mayor masa local, mayor gravedad local...
...y también será más intensa la distorsión...
...o pliegue, o deformación del espacio.
Entonces, por analogía...
...un agujero negro es una especie de pozo sin fondo.
¿Qué pasa si caemos en él?
Si sobreviviéramos a las mareas gravitatorias...
...y al intenso flujo de radiación, quizás sería posible que...
...al hundirnos en un agujero negro...
...emergiéramos en otro espacio y tiempo.
Algún otro lugar en el espacio...
...algún otro momento en el tiempo.
Desde ese punto de vista...
...el espacio tendría una red de agujeros como los...
...que hace un gusano en una manzana.
A pesar de que no hay medios para demostrarlo...
...es una idea simplemente excitante.
Si es cierto...
...entonces quizás existan túneles de gravedad...
...una especie de "metros" interestelares o intergalácticos...
...que permitirían viajar...
...mucho más rápidamente que de forma normal.
Una especie de sistema cósmico de tránsito rápido.
No podemos generar agujeros negros...
...nuestra tecnología es demasiado débil...
...para trasladar esas cantidades de materia.
Pero quizás un día, sea posible viajar cientos...
...o miles de años luz a un agujero negro como el Cygnus X-1.
Nos sumergiremos para emerger...
...en algún lugar y tiempo inimaginablemente exóticos.
Nuestras nociones de la realidad se ven severamente desafiadas.
Quizás el cosmos esté plagado de esos agujeros...
...túneles a otros lugares.
Quizás otras civilizaciones, con tecnología mucho más avanzada...
...estén viajando hoy en el expreso de la gravedad.
Incluso es posible que un agujero negro sea el portal...
...a otro universo, muy diferente.
La vida y muerte de las estrellas...
...parece algo muy lejano a la experiencia humana...
...y sin embargo, estamos muy ligados a sus ciclos vitales.
La materia que nos forma...
...se generó hace mucho tiempo en lejanas y gigantes estrellas rojas.
Como dijo Walt Whitman, una brizna de hierba es...
"...un día de trabajo de una estrella".
La formación del sistema solar...
...pudo originarse por la explosión de una supernova cercana.
Al encenderse el Sol...
...la luz ultravioleta se derramó en nuestra atmósfera.
Su calor generó el relámpago.
Y estas fuentes de energía originaron la vida.
Las plantas cosechan la luz del Sol...
...convirtiendo la energía solar en química.
Nosotros y los otros animales somos parásitos de las plantas.
Así pues, todos nosotros, necesitamos la energía del Sol.
La evolución de la vida se impulsa por mutaciones...
...que en parte, son causadas por la radiactividad y los rayos cósmicos.
Pero ambos se generan en la muerte de estrellas de gran masa...
...a miles de años luz de distancia.
Piensen en el calor del Sol sobre vuestros rostros...
...en un despejado día estival.
A 150 millones de km. De distancia...
...reconocemos su poder.
¿Qué sentiríamos en su ardiente superficie luminosa...
...o inmersos en su corazón de fuego nuclear?
Y sin embargo, el Sol es una estrella común, incluso mediocre.
Nuestros ancestros adoraban al Sol y no eran nada tontos.
Tiene sentido reverenciar al Sol y las estrellas.
Puesto que somos sus criaturas.
Hemos presenciado el ciclo vital de las estrellas.
Nacen, maduran y luego mueren. Según pasa el tiempo...
...aparecen más enanas blancas...
...más estrellas de neutrones, más agujeros negros.
Los restos de estrellas se acumulan...
...mientras pasan las épocas.
El espacio interestelar se enriquece con elementos pesados...
...con los que se forman nuevas estrellas y planetas...
...vida e inteligencia.
Lo que sucede en una estrella puede influir a media galaxia de distancia.
Y a mil millones de años en el futuro.
Las vastas nubes interestelares de gas y polvo...
...son cunas estelares.
Aquí empieza el inexorable colapso gravitatorio...
...que domina la vida de las estrellas.
Soles de gran masa pueden devenir gigantes rojos en millones de años.
Mueren jóvenes, y nunca abandonan la nube en que nacieron.
Otros soles, de mayor vida, abandonan la guardería.
Nuestro sol es una de esas estrellas...
...como la mayor parte de las que hay en el cielo.
En su mayoría, forman sistemas binarios o múltiples...
...y procesan su combustible nuclear en miles de millones de años.
La galaxia tiene 10000 millones de años de edad.
Muy antigua para haber...
...desovado sólo unas pocas generaciones de estrellas ordinarias.
Todo lo que vemos en el viaje por la Vía Láctea...
...son etapas en el ciclo vital de las estrellas.
Algunas son brillantes y nuevas...
...y otras son antiguas como la galaxia misma.
Alrededor de la Vía Láctea hay un halo de materia...
...que incluye cúmulos globulares.
Cada uno contiene hasta un millón de estrellas ancianas.
En el centro de los cúmulos globulares y de la galaxia...
...puede haber grandes agujeros negros latiendo y ronroneando...
...el tema de una futura exploración.
Aquí en la Tierra nos maravillamos y con razón...
...con el diario regreso de nuestro único sol.
Pero a un planeta de un lejano cúmulo globular...
...lo espera un alba más gloriosa.
No una salida de sol, sino de galaxia.
Una mañana con 400000 millones de soles...
...la salida de la Vía Láctea.
Una enorme forma en espiral con nubes de gas en colapso...
...super gigantes luminosas, sistemas planetarios condensándose...
...estrellas estables de mediana edad...
...gigantes rojas, enanas blancas, nebulosas planetarias, supernovas...
...estrellas de neutrones, pulsares, agujeros negros y...
...hay razones para creer, que hay otros objetos...
...exóticos, que aún no se descubrieron.
Desde un mundo así, por encima del disco de la Vía Láctea...
...se vería con claridad, como empieza a serlo en nuestro mundo...
...que estamos formados por los átomos de las estrellas...
...que nuestra materia y forma son determinadas...
...por el cosmos, del cual formamos parte.
COSMOS SUPLEMENTO
Tengo poco tiempo pero quiero que vean una imagen de Betelgeuse...
...en la constelación de Orión.
La 1ª imagen de la superficie de otra estrella.
Pero el más excitante descubrimiento estelar...
...ha sido una supernova cercana...
...en una galaxia que acompaña a la Vía Láctea.
Aquí vemos los elementos químicos en el proceso de síntesis...
...y vimos por primera vez una supernova...
...gracias a una nueva disciplina: La neutrino-astronomía.
Y ahora vemos, alrededor de estrellas vecinas...
...discos de gas y polvo como los que explican...
...el origen de los planetas en nuestro sistema solar.
Aquí puede haber mundos en formación.
Es como una foto instantánea del pasado del sistema solar.
Y se están encontrando tantos discos, que los planetas...
...pueden ser muy comunes entre las estrellas de la Vía Láctea.