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martes, 29 de mayo de 2012

Grandes científicos 9: Werner Heisenberg


Werner Heisemberg

Werner Karl Heisenberg nació el 5 de diciembre de 1901 en Würzburgo y estudió en la Universidad de Múnich. En 1923 fue ayudante del físico alemán Max Born en la Universidad de Gotinga, y desde 1924 a 1927 obtuvo una beca de la Fundación Rockefeller para trabajar con el físico danés Niels Bohr en la Universidad de Copenhague. En 1927 fue nombrado profesor de física teórica en la Universidad de Leipzig. Después fue profesor en las universidades de Berlín, Gotinga y Múnich. En 1941 ocupó el cargo de director del Instituto Kaiser Wilhelm de Química Física, que en 1946 pasó a llamarse Instituto Max Planck de Física.


Estuvo a cargo de la investigación científica del proyecto de la bomba atómica alemana durante la II Guerra Mundial. Heisenberg realizó sus aportaciones más importantes en la teoría de la estructura atómica. En 1925 comenzó a desarrollar un sistema de mecánica cuántica, denominado mecánica matricial, en el que la formulación matemática se basaba en las frecuencias y amplitudes de las radiaciones absorbidas y emitidas por el átomo y en los niveles de energía del sistema atómico.

El principio de incertidumbre desempeñó un importante papel en el desarrollo de la mecánica cuántica y en el progreso del pensamiento filosófico moderno. En 1932, Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física. Entre sus numerosos escritos se encuentran Los principios físicos de la teoría cuántica, Radiación cósmica, Física y filosofía e Introducción a la teoría unificada de las partículas elementales.

Inclinado desde joven hacia las matemáticas, y en menor medida por la física, intenta en 1920 empezar un doctorado en matemática pura, pero Ferdinand von Lindemann lo rechaza como alumno porque está próximo a jubilarse. Le recomienda hacer sus estudios de doctorado con el físico Arnold Sommerfeld como supervisor, quien lo acepta de buen grado. Tiene como compañero de estudios a Wolfgang Pauli.

Durante su primer año toma esencialmente cursos de matemática con la idea de pasarse a trabajar en teoría de números apenas tenga la oportunidad, pero poco a poco empieza a interesarse por la física teórica. Intenta trabajar en la Teoría de la Relatividad de Einstein y Pauli le aconseja que se dedique a la Teoría Atómica en la que todavía había gran discrepancia entre teoría y experimento.

Obtiene su doctorado en 1923 y en seguida viaja a Gotinga, donde trabaja como asistente de Max Born. En 1924 viajó a Copenhague y conoció a Niels Bohr.
Durante sus estudios en la Universidad de Múnich, Heisenberg se decantó decididamente por la física, sin renunciar a su interés por la matemática pura. En aquellos momentos, no obstante, la física se consideraba esencialmente una ciencia experimental y la falta de habilidad de Heisenberg para los trabajos de laboratorio complicarían el proceso de su doctorado. Arnold Sommerfeld, su director de tesis, reconocía sus extraordinarias capacidades para la física matemática pero había una cierta oposición a su graduación por causa de su inexperiencia en física experimental. Finalmente, Heisenberg se doctoró en 1923, presentando un trabajo sobre turbulencia de los fluidos. En estos años de doctorado conoció a Wolfgang Pauli, con quien colaboraría estrechamente en el desarrollo de la mecánica cuántica.

De Múnich, Heisenberg pasó a la Universidad de Gotinga, en donde enseñaba Max Born y en 1924 pasó al Instituto de Física Teórica de Copenhague dirigido por Niels Bohr. Allí Heisenberg conoció entre otros prominentes físicos a Albert Einstein e inició su período más fecundo y original, que dio como resultado la creación de la mecánica de matrices. Este logro se vería reconocido con la consecución del Premio Nobel de Física del año 1932.

En 1925, Heisenberg inventa la mecánica cuántica matricial. Lo que subyace en su aproximación al tema es un gran pragmatismo. En vez de concentrarse en la evolución de los sistemas físicos de principio a fin, concentra sus esfuerzos en obtener información sabiendo el estado inicial y final del sistema, sin preocuparse demasiado por conocer en forma precisa lo ocurrido en el medio. Fue Max Born quien se dio cuenta de que esa forma de trabajar ya había sido estudiada por los matemáticos y no era otra cosa que la teoría de matrices. 
La teoría cuántica tiene un éxito enorme y logra explicar prácticamente todo el mundo microscópico. En 1932, poco antes de cumplir los 31 años, recibe el Premio Nobel de Física por «La creación de la mecánica cuántica, cuyo uso ha conducido, entre otras cosas, al descubrimiento de las formas alotrópicas del hidrógeno».
En 1935 intenta reemplazar a Sommerfeld que se jubila como profesor en Múnich, pero los nazis quieren eliminar toda teoría física «judeizante», y en esa categoría entran la mecánica cuántica y la relatividad (teorías que Heisenberg enseñaba en sus clases), cuyos referentes, Max Born y Albert Einstein son judíos, de manera que se impide su nombramiento.

A pesar de esto, en 1938, Heisenberg acepta dirigir el intento nazi por obtener un arma atómica. De 1942 a 1945, dirigió el Instituto Max Planck de Berlín. Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó con Otto Hahn, uno de los descubridores de la fisión nuclear, en un proyecto de reactor nuclear. Durante muchos años subsistió la duda acerca de si este proyecto fracasó por impericia de parte de sus integrantes o porque Heisenberg y sus colaboradores se dieron cuenta de lo que Hitler podría haber hecho con una bomba atómica.

En septiembre de 1941 Heisenberg visitó a Niels Bohr en Copenhague. En un acto que solo puede ser clasificado como traición y que ponía seriamente su vida en peligro, Heisenberg habló con Bohr sobre el proyecto de bomba atómica alemán e incluso le hizo un dibujo de un reactor. Heisenberg sabía que Bohr tenía contactos fuera de la Europa ocupada y le propuso un esfuerzo conjunto para que los científicos de ambos bandos retrasaran la investigación nuclear hasta que la guerra acabara. En junio de 1942 otro científico alemán, J. Hans D. Jensen, le dijo a Bohr en Copenhague que los científicos alemanes no estaban trabajando en una bomba nuclear, solo en un reactor.

Heisenberg y otros científicos alemanes como Max von Laue siempre afirmaron que por razones morales no intentaron construir una bomba atómica y que las circunstancias no se dieron para hacerlo. Estas declaraciones fueron amargamente denunciadas por científicos que participaron en el Proyecto Manhattan, aduciendo que Heisenberg había errado en su cálculo de la cantidad necesaria de Uranio-235 y de la masa crítica para sostener la reacción.

Al final de la guerra en Europa como parte de la Operación Epsilon, Heisenberg junto con otros nueve científicos, incluyendo a Otto Hahn, Carl Friedrich von Weizsäcker y Max von Laue, fue internado en una casa de campo llamada "Farm Hall" en la campiña inglesa. Esta casa tenía micrófonos ocultos que grababan todas las conversaciones de los prisioneros. El 6 de agosto de 1945 a las seis de la tarde Heisenberg y los demás científicos alemanes escucharon un informe de radio de la BBC sobre la bomba atómica de Hiroshima. A la noche siguiente Heisenberg dio una lectura a sus compañeros, a manera de informe, que incluía un estimado aproximadamente correcto de la masa crítica y de Uranio-235 necesarios, además de características del diseño de la bomba. El hecho de que Heisenberg haya podido hacer estos cálculos en menos de dos días, le da credibilidad a su afirmación de que la razón por la que no sabía cual era la masa crítica necesaria para una bomba atómica durante la guerra, se debía única y exclusivamente al hecho que no había intentado seriamente resolver el problema.

Al igual que Einstein, acabada la Segunda Guerra Mundial centró sus esfuerzos en el desarrollo de una teoría no lineal del campo unificado, aunque no obtuvo el resultado buscado en su empeño, tal como le sucedió a su ilustre colega. Falleció en Munch en 1976.

Fuente: Wikipedia

domingo, 27 de mayo de 2012

Astronautas 1: Neil Armstrong


Neil Armstrong
Neil Armstrong nació el 5 de agosto de 1930 en Wapakoneta, Ohio. Hijo de Stephen Koenig Armstrong y Viola Louise Engel, familia de origen alemán, su infancia transcurrió en diferentes localidades debido a que su padre era auditor del Estado de Ohio; de esta manera, Neil Armstrong creció en Warren, Jefferson, Ravenna, St. Marys, y Upper Sandusky, antes de que la familia se instalara definitivamente en Wapakoneta.

Armstrong desarrolló gran interés en volar a una edad muy temprana, cuando su padre lo llevó a las Carreras Nacionales Aéreas de Ohio. Su interés se intensificó a los seis años cuando realizó su primer vuelo en un aeroplano Ford Tri-Motor, o “Ganso de Lata”, como lo llamaban informalmente. Desde ese momento, tuvo una gran fascinación por la aviación.

A la edad de quince años, Armstrong empezó a tomar lecciones de vuelo en un aeropuerto situado al norte de la población de Wapakoneta, donde realizaba varios trabajos en el pueblo y en el aeropuerto para ganar dinero y pagar así las lecciones en un Aeronca Champion. A la edad de 16 años, antes incluso de haber pasado el examen de conducir, ya era estudiante de piloto. Recibió la licencia antes de graduarse de la Secundaria Blume en Wapakoneta en 1947.

Tan pronto Armstrong se graduó de los estudios secundarios recibió una beca de la Marina de los Estados Unidos. Posteriormente se inscribió en la Universidad Purdue y comenzó sus estudios de ingeniería aeronáutica. En 1949 la Marina lo llamó para cumplir con los deberes militares, se convirtió en aviador y en 1950 fue enviado a la guerra de Corea. Allí voló en 78 misiones de combate partiendo desde el portaaviones USS Essex.

Después de haber reunido suficiente experiencia en la Marina, en 1952 Armstrong se unió al Comité Consultivo Nacional (NACA). Su primera tarea la desarrolló en el Centro de Investigaciones Lewis, cerca de Cleveland, Ohio. En los siguientes 17 años trabajó de ingeniero, piloto de pruebas, astronauta y administrador de la NACA y su agencia sucesora, la Administración Nacional para la Aeronáutica y el Espacio (NASA).

Hacia mediados de la década de 1950, Armstrong se trasladó al Centro de Vuelos Edwards de la NASA en California, donde se convirtió en piloto de investigaciones en muchas de las aeronaves de gran velocidad, incluyendo el conocido X-15, que alcanzaba una velocidad de más de 6.300 kilómetros por hora. Armstrong voló en más de 200 modelos diferentes de aviones, incluyendo aviones de reacción, cohetes, helicópteros y planeadores. Mientras tanto, buscaba alcanzar estudios de graduación, por lo cual recibió un máster en ciencias de ingeniería aeroespacial de la Universidad del Sur de California.

Armstrong obtuvo una plaza de astronauta en 1962, uno de los nueve astronautas de la NASA en la segunda clase para ser elegidos. Por tal efecto, se mudó a El Lago, Texas, cerca del Centro de Vuelos Espaciales de Houston, para comenzar con su instrucción. Allí fue sometido a cuatro años de duro entrenamiento para que el programa Apolo lograra la meta de llevar al primer hombre a la Luna antes de que finalizara la década, tal y como había prometido en 1961 el presidente John Fitzgerald Kennedy.

A bordo del MMS, rumbo a la Luna
El 16 de marzo de 1966 voló en su primera misión espacial como comandante del Gemini 8, con David Scott. Durante esa misión, Armstrong condujo la Gemini 8 a un exitoso acoplamiento con el Agena, que ya estaba en órbita. A pesar de que el acoplamiento fue perfecto, las dos naves empezaron a realizar un movimiento de cabeceo y giro rápidamente. Aunque Armstrong pudo desacoplar la Gemini y usó los retrocohetes para estabilizar el control de su nave, los astronautas tuvieron que hacer un aterrizaje de emergencia en el Océano Pacífico. Su frialdad y eficiencia en el manejo de la crisis le granjeó una gran reputación.

Como comandante del Apolo 11, la primera misión pilotada a la Luna, Armstrong ganó la distinción de ser la primera persona en alunizar y poner pie sobre la superficie lunar. El 16 de julio de 1969, Armstrong, Michael Collins, y Edwin E. Aldrin comenzaron su viaje a la Luna. Collins fue el piloto del módulo de mando. Aldrin, un experto en sistemas, fue el piloto del módulo lunar y se convirtió en el segundo ser humano en caminar sobre la Luna. Como comandante del Apolo 11, Armstrong pilotó el módulo lunar y logró un aterrizaje seguro sobre la superficie lunar. A las 2:56:20 (Tiempo Coordinado Universal) del 21 de julio de 1969, Neil Armstrong pisó la Luna y pronunció su famosa frase: “Es un pequeño paso para un hombre, pero un gran salto para la humanidad” ( "That's one small step for man, one giant leap for mankind"). Aldrin y Armstrong estuvieron cerca de dos horas y media caminando sobre la Luna, recogiendo muestras, haciendo experimentos y tomando fotografías. El 24 de julio de 1969, los tres hombres amerizaron en el Océano Pacífico y fueron recogidos por el portaaviones U.S.S. Hornet.

Los tres astronautas del Apolo 11 fueron honrados con un desfile en la ciudad de Nueva York tan pronto regresaron a la Tierra. Armstrong recibió la Medalla de la Libertad, la distinción más importante ofrecida a un civil de los Estados Unidos. Otras distinciones de Armstrong recibidas al finalizar su misión incluyeron la Medalla a la Distinción por Servicio de la NASA, la Medalla al Servicio Excepcional de la NASA, 17 medallas de otras naciones y la Medalla de Honor del Congreso Espacial.

Hacia principios de la década de 1970 Armstrong accedió al cargo de vice-administrador asociado para la división de Aeronáutica de las Oficinas Centrales de la NASA, en Washington, D.C. En ese puesto fue responsable de la coordinación y administración del trabajo de investigación y tecnología general de la NASA relacionado con la aeronáutica.

Después de abandonar la NASA en 1971, comenzó su trabajo como profesor en Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Cincinnati desde 1971 hasta 1979. Durante los años 1982-1992, Armstrong fue presidente del Computing Technologies for Aviation, Inc., en Charlottesville, Virginia. Después de estos trabajos, Armstrong se convirtió en presidente de la junta directiva de AIL Systems, Inc., una compañía de sistemas electrónicos en Deer Park, Nueva York.

De carácter introvertido, Neil Armstrong ha sido el más evasivo de la tripulación de Apolo 11, aunque sigue dando conferencias sobre el futuro de los vuelos espaciales y aparece públicamente cuando se conmemora algún aniversario del viaje a la Luna. Actualmente vive en su casa de campo ubicada en Lebanon, Ohio.

Fuente: Wikipedia
Crédito de las fotografías: NASA

viernes, 25 de mayo de 2012

El Grupo Local de galaxias

Se denomina Grupo Local al grupo de galaxias en el que se encuentra la nuestra, la Vía Láctea. Está dominado por dos galaxias espirales gigantes, Andrómeda y la Vía Láctea. El resto de galaxias, unas 30, son más pequeñas; muchas de ellas son galaxias satélite de una de las mayores.

Las galaxias libres giran en torno al centro de gravedad del grupo, situado entre Andrómeda y la Vía Láctea. Además, nuestro Grupo Local está contenido dentro del supercúmulo de Virgo, cuyo centro gravitatorio es el denominado Gran Atractor, hacia el cual se dirige el Grupo Local.

Dentro del Grupo Local, se conocen tres sistemas dominados por galaxias masivas actuando como centros de gravedad, y varias galaxias actuando como satélites:

Sistema de Andrómeda: M32, M110, NGC 147, NGC 185, Andrómeda I, Andrómeda II, Andrómeda III, Andrómeda IV, Andrómeda V, Andrómeda VI y Andrómeda VII.

Sistema de la Vía Láctea: Enana de Sagitario, Enana del Can Mayor, Gran Nube de Magallanes, Pequeña Nube de Magallanes, Enana de la Osa Menor, Enana de Draco, Enana de Carina, Enana de Sextans, Enana de Sculptor, Enana de Fornax, Leo I, Leo II y Enana de Tucana.

Sistema del Triángulo: Galaxia Enana de Piscis (LGS 3)

Se ha observado que Andrómeda y nuestra galaxia se acercan rápidamente a una velocidad de unos 500.000 km/h, lo que plantea que pueda producirse una colisión entre ambas dentro de unos 3.000 a 5.000 millones de años, según la masa que tengan estas galaxias. De producirse, tal choque no debe entenderse como el que tiene lugar entre dos cuerpos sólidos, sino que las galaxias se atravesarían la una a la otra produciendo una devastación total debido a la fuerza de gravedad. Como resultado, una parte del material de ambas se dispersaría y el resto formaría una nueva galaxia, probablemente elíptica. Si en vez de un choque de este tipo lo que tiene lugar es una aproximación, ambas galaxias se deformarían y una parte del material de cada una de ellas escaparía o se mezclaría, tanto más, cuanto mayor fuera la aproximación, hasta acabar también fundiéndose los restos en una galaxia elíptica, en la que eventualmente acabarían las demás galaxias del grupo.


Por lo que respecta al futuro del Grupo Local, éste podría quedar integrado en el cúmulo de Virgo, aunque recientes estudios muestran que la aceleración de la velocidad de expansión del universo impedirá que ello ocurra. Dicho cúmulo está situado en el centro de un supercúmulo mucho mayor, el Supercúmulo de Virgo. Así pues, nuestro grupo se halla en el corazón del supercúmulo situado cercano de la región con mayor influencia gravitatoria, a la cual nos aproximamos.

Fuente: Wikipedia

miércoles, 23 de mayo de 2012

Atardecer en Marte

Extraordinaria fotografía de un atardecer marciano tomada por el rover Opportunity.


©NASA/JPL

martes, 22 de mayo de 2012

Lluvia de meteoros desde el espacio

Una espectacular vista desde la Estación Espacial Internacional de la lluvia de meteoros Líridas. El astronauta Don Petit lo filmó y ahora lo podéis ver en el canal Youtube del Gato Cuántico. Los fogonazos de un blanco azulado que se ven en la Tierra son los impactos de los meteoritos contra la atmósfera terrestre.


©NASA/Don Petit
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