sábado, 19 de abril de 2014

Me mareo con el eclipse

Esta semana, en ocasión del eclipse de Luna, me hicieron varias veces una pregunta que se repite cada tanto. Tiene que ver con las mareas, de las cuales ya comenté algo hace poco, explicando que hay dos mareas altas por día y que se atrasan algo menos de una hora cada día. Allí prometí explicar por qué se producen las mareas, pero esa explicación tendrá que esperar. Lo de hoy es mucho más urgente,  sencillo y fundamental, y todo el mundo debería tenerlo claro.

La pregunta, que surge siempre en ocasión de un eclipse de Luna, es más o menos la siguiente:

"Si la Luna causa las mareas, y nuestro cuerpo está hecho en un 70% de agua, ¿qué efecto produce el eclipse en las personas?"
La respuesta tiene dos partes, y las dos son igualmente sencillas.

En primer lugar, las mareas son un efecto de la gravedad de la Luna. ¡No de la luz de la Luna! Durante el eclipse lo único que cambia es la luz de la Luna: se pone oscura y roja, por el hecho de meterse dentro de la sombra de la Tierra. Por lo demás, es una luna llena como la de todos los meses. Su marea no es distinta de la de todas las lunas llenas.

OK, entonces. El eclipse no tiene efecto alguno sobre la marea. Pero de todos modos estamos hechos en gran medida de agua. Si la Luna es capaz de mover el agua del océano, ¿qué efecto produce en nosotros?

La respuesta es que el hecho de que estemos hechos de agua es irrelevante. Las mareas del océano son las más evidentes. Pero las mareas son un efecto de la fuerza gravitatoria, que afecta a toda la materia por igual. El agua no tiene ninguna propiedad que la vuelva susceptible a las mareas. La gravedad lunar produce mareas en toda la materia de la Tierra. El agua es fluída y se acomoda cambiando de lugar, y la vemos fácilmente. El aire también es fluído, y aunque no las veamos también la atmósfera de la Tierra tiene mareas como las del océano. Hasta la propia corteza rocosa del planeta se deforma todos los días bajo la influencia gravitacional de la Luna. Son unos pocos centímetros, pero perfectamente medibles y de hecho, hoy en día, relevantes en la calibracíón del sistema GPS. Galaxias enteras se deforman por efecto de la fuerza de marea producido por otras galaxias, como ya he contado en alguna ocasión.

En resumen: 1. El eclipse es irrelevante en el fenómeno de las mareas. 2. El agua es irrelevante en el fenómeno de las mareas. ¿OK?

Ojo: esto no quiere decir que los eclipses no tengan ningún efecto sobre nosotros. El efecto es triple: estético, económico e intelectual. Son preciosos, son gratis, y nos encanta entender qué está pasando.

Alguien insistirá: Ah, bueno, está bien que el agua sea irrelevante. Pero igual estamos hechos de materia. Si la Luna produce mareas en el aire, en el agua y en la tierra, ¿qué produce en nosotros? La respuesta, cuando explique por qué se producen las mareas.



Las fotos son del eclipse del 15 de abril, que a mí me pareció más brillante que otros. Lo más lindo del eclipse fue el triángulo formado por la Luna roja, la estrella azul Spica y el brillante planeta Marte, que se ve en la primera foto. Spica y la Luna se ven en la segunda. Ambas están tomadas durante la fase de eclipse total. En Bariloche hubo mucho viento y llovizna, así que las fotos están maso maso.

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sábado, 12 de abril de 2014

La sombra del mundo

Ochocientos sesenta y cinco días. Tres años, tres meses y 25 días. Sin eclipse. El último eclipse total de Luna que vimos en Bariloche fue el 21 de diciembre de 2010. Hubo un par en 2011 que no vimos desde aquí. Así que venimos juntando ganas, y si la meteorología nos favorece nos pondremos al día esta semana.

Habrá un eclipse total de Luna en la madrugada del 15 de abril. Será íntegramente visible desde Bariloche y desde todo el continente. Los siguientes son los momentos relevantes para tener en cuenta al momento de planificar una sesión de observación (indicados en hora argentina, GMT-3):

Comienzo de la fase parcial:  02:58  (La Luna llena empieza a meterse dentro de la sombra de la Tierra.)
Comienzo del eclipse total:    04:07  (La Luna está completamente dentro de la sombra de la Tierra.)
Máximo eclipse:                    04:46
Fin de la fase total:               05:25  (La Luna empieza a salir de la sombra.)
Fin de la fase parcial:            06:33  (La Luna vuelve a verse llena.)

Como se ve, un eclipse de Luna es un evento muy lento, que se desarrolla a lo largo de horas. Para el que quiera verlo de punta a punta, todo el fenómeno es fascinante. Lo mejor, de todos modos, es la fase de eclipse total. Así que el curioso que no quiera pasarse la noche entera tiritando bajo las estrellas puede poner el despertador un poco antes de las 4 de la madrugada, y salir a ver cómo la Luna llena desaparece en las sombras de la Tierra. Si aguanta tres cuartos de hora puede esperar hasta las 5 menos cuarto, el momento de máximo eclipse, cuando la Luna esté pasando bastante cerca del centro de la sombra, que es la parte más oscura. Y después se vuelve a la cama.

Hay un par de cosas interesantes que quiero comentar sobre los eclipses de Luna. En primer lugar, durante la fase parcial, observen el aspecto de la Luna. Ésta es una secuencia de fotos del eclipse del 21 de febrero de 2010 que, como el de esta semana, vimos enterito con la Luna bien alta en el cielo:


Durante la fase parcial del eclipse (o durante un eclipse parcial, por supuesto), vemos la Luna con forma de creciente, como durante las fases creciente o menguante que vemos todos los meses en la Luna. Sin embargo, mirando con cuidado vemos que no es exactamente como una Luna creciente. Claro, lo que estamos viendo no es el borde que separa el día de la noche lunares (el "terminador", se llama). Es el borde de la sombra de la Tierra. Y vemos que es redondo. Vemos un cachito, pero es fácil imaginar la sombra entera. La sombra de la Tierra es redonda. ¿Y por qué es redonda la sombra de la Tierra? ¡Porque la Tierra es redonda! Hace 2500 años los antiguos griegos observaron el fenómeno y concluyeron, acertadamente, que nuestro mundo era redondo. Es un conocimiento que forma parte de nuestra cultura desde hace miles de años. No es verdad que hasta Colón la gente creyera que la Tierra era plana.

Otra cosa interesante para observar es el color de la Luna durante la fase total. ¡Se ve roja! Si la Luna está completamente metida en la sombra de la Tierra,  ¿por qué no desaparece por completo? ¿Y por qué se ve roja? La respuesta es tan sencilla como encantadora.

Hay que hacer un ejercicio de imaginación. Imaginemos que estamos en la Luna durante el eclipse, como ilustré en la imagen de aquí al lado. El eclipse de Luna ocurre durante la luna llena, así que si miramos hacia la Tierra estamos también mirando en la dirección del Sol, que aquí en la ilustración puse asomando tras nuestro planeta. O sea, la noche de la Tierra apunta hacia nosotros (vemos las luces de las ciudades...) y el día de la Tierra hacia el otro lado. ¿Qué es esa corona roja alrededor de la Tierra, separando la noche del día? ¿Qué es lo que separa la noche del día en la Tierra?... ¡El amanecer y el atardecer! Estamos acostumbrados a pensar en el amanecer y el atardecer como momentos, pero en realidad son lugares. Todo el tiempo hay, en la Tierra, un círculo enorme de amaneceres y atardeceres. Y durante el eclipse, desde la Luna, lo vemos rodeando la Tierra, separando la noche (que está de nuestro lado) del día (que está del otro lado). La luz rosada de todos los amaneceres y de todos los atardeceres del mundo pinta de rojo la Luna llena durante el eclipse.

La cantidad de luz y la intensidad del rojo son siempre distintos y muy difíciles de predecir. Dependen de la composición de la atmósfera que atraviesa ese poquito de luz del Sol, y particularmente del polvo de erupciones volcánicas, que llega muy alto en la atmósfera. Así que todos los eclipses totales de Luna son distintos, y pueden ser desde un rojo ladrillo brillante hasta un rojo oscuro con la Luna casi invisible.

Habrá otro eclipse total de Luna este año, el 8 de octubre. Pero no veremos la fase total, veremos a la Luna casi totalmente eclipsada poniéndose tras la Cordillera al amanecer. Lo cual también tiene su encanto. Después, el 27 de septiembre del año que viene tendremos otro, en un horario un poco más amigable, con la totalidad empezando antes de la medianoche. 

¿Cómo observar? ¡Como puedan! A ojo desnudo, con binoculares, con telescopio... Algo de aumento pero no mucho es en general lo mejor para un eclipse de Luna, pero de cualquier modo se puede disfrutar.

Bueno, ¡que lo disfruten, no tomen frío, saquen fotos y compártanlas! Y a no olvidarse que también esta semana, el 17 de abril, los astros vuelven a alinearse para que la Luna oculte a Saturno (de 04:05 a 05:27, visto desde Bariloche).


La referencia obligada sobre eclipses es la página de la NASA, a cargo de Fred Espenak, sobre cuyos cálculos se basa toda la información de eclipses lunares y solares que encontrarán en programas de astronomía como Stellarium, Cartes du Ciel, etc. Está sólo en inglés en: http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html. La ilustración está hecha con Celestia.

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sábado, 5 de abril de 2014

Veo, veo... ¿Qué ves?

¿Papá Noel te trajo un telescopio y no sabés qué mirar? Cada tanto me encuentro con algún principiante frustrado porque no sabe qué observar con su primer telescopio. ¿Qué ver? Todos hemos pasado por esa etapa. La sobredosis de información que provee la Web sólo ha empeorado el problema.

Claro, hay catálogos de objetos astronómicos. ¿Pero qué catálogo uso? ¡Hay montones! El clásico NGC, New General Catalogue ("new" en el siglo XIX...) tiene más de siete mil objetos. Su complemento el Index Catalogue (IC) miles y miles más. ¿Te gustan las galaxias? El Principal Galaxies Catalogue (PGC) nos abruma con más de un millón de galaxias cuidadosamente clasificadas. ¿Entonces?

Hay dos, y sólo dos, catálogos que son cruciales para el principiante. Uno de ellos es una reliquia del siglo XVIII, compilado por Charles Messier para su uso personal, sin ningún criterio científico. Messier era un cazador de cometas parisino, y preparó su lista con objetos fácilmente confundibles con cometas, para no equivocarse. Como resultado de esto su catálogo es muy sesgado. Faltan objetos magníficos que Messier no creyó que fueran confundibles con cometas, e incluye algunos objetos de dudoso interés. Además, para los que vivimos en el hemisferio sur, le faltan montones de objetos que valen la pena y que simplemente son invisibles desde París. Aún así, el catálogo Messier se volvió inmensamente popular y vale la pena explorar los que podamos de sus 109 o 110 objetos.

En 1995 un legendario divulgador de la astronomía inglés, Sir Patrick Moore, se propuso enmendar un poco las falencias del Messier y compiló su propia lista de 109 objetos, distribuídos más uniformemente en el cielo, y sin repetir los de Messier. Como su propio apellido también empezaba con M, para evitar confusiones decidió usar su apellido completo y compuesto, Caldwell-Moore, y llamó al suyo catálogo Caldwell. Sky&Telescope lo publicó y se hizo inmediatamente popular.

El catálogo Caldwell no carece de críticos, pero no vale la pena perderse en discusiones ociosas. ¿Era necesario un catálogo más? No. ¿Es útil? Sí. Bueno, usalo y punto. ¿No te gusta el Caldwell? Hacé tu propia lista, como hacen tantos. ¿No sabés qué poner en la lista? Ay, ay, ay...

Preparé una carta de todo el cielo con la ubicación de los objetos Caldwell (el link al pdf está al pie de la nota). No la usen más que como guía para encontrarlos con respecto a las constelaciones, y para saber qué se puede observar según la hora y la época del año. Intencionalmente no puse estrellas ni líneas de ascención recta ni declinación. Cualquiera puede imprimir una carta detallada de la región que le interese usando Cartes du Ciel o su planetario favorito, para poder "navegar" hasta el objeto elegido. También pueden visitar el excelente Jim's Cosmos, donde hay una tabla del Caldwell con links a detalles de los objetos, una preciosa guía de bolsillo y una carta parecida a la mía. Y lo mismo para el catálogo Messier y algún otro. La página de Jim es muy informativa y sus cartas interactivas son una belleza, no sé cómo las hace.

Entre ambos catálogos suman más de 200 objetos astronómicos fascinantes, cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias, tanto para observar como para fotografiar y para aprender sobre ellos. Ojo: una cosa es tener una lista, otra cosa es encontrarlos en el cielo. Para eso hay dos alternativas: comprarse un telescopio computarizado (llamados popularmente GOTO), o aprender a navegar en el cielo con una carta, como explicamos hace años acá. Las dos opciones tienen sus ventajas y sus desventajas, sus defensores y sus críticos.

No puedo terminar esta nota sin mencionar que, aparte de los objetos "del cielo profundo" que listan estos catálogos, no hay que desdeñar la observación de la Luna ni de las estrellas dobles. Sobre la Luna ya escribí algo, y ya regresaremos con otros particulares.

Descargar la carta celeste del catálogo Caldwell.

Descargar el catálogo Caldwell para Cartes du Ciel.


Patrick Moore fue el creador y conductor del legendario programa de televisión de la BBC The Sky at Night, semanalmente en el aire desde el año 1957. Debe ser uno de los shows más longevos de la historia, y sin duda el que ha tenido mayor continuidad de conducción, ya que Sir Patrick fue el presentador de todos los episodios menos uno desde 1957 hasta enero de 2013 (¡habiendo fallecido en diciembre de 2012!). Tengo el honor de que, en dos ocasiones, The Sky at Night me pidiera fotos para mostrar en el show: en ocasión del tránsito de Venus en 2012, y recientemente con el hermoso cometa PANStarrs.

¿109 o 110? El catálogo original tenía 45 objetos, desde M1 la nebulosa del Cangrejo hasta M45 las Pléyades. La versión final publicada por Messier llegaba hasta el número 103. Sucesivas adiciones llevaron la lista hasta M110. M102 fue incluído por Messier a sugerencia de un amigo, quien después dijo que el objeto no existía, que había sido un error. A veces se identifica a la galaxia NGC 5866 como M102, pero su descripción no conincide con la del M102 original, y se lo hace simplemente para que no quede un hueco en la lista. 


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sábado, 29 de marzo de 2014

Cien mil años no es nada

Hace poco, durante la sesión de observación astronómica pública organizada en Bariloche por el Grupo Astronómico Osiris, escuché a más de uno hacer un comentario que se ha convertido en un lugar común al mirar el cielo. Y que no es del todo correcta. Atención.

El tipo mira el cielo y dice algo así:
¡Ah! ¡Pensar que al mirar estas estrellas las vemos tal como eran hace millones de años! ¡Tal vez ya ni siquiera existan!
Bueno, no es tan así. Coincidentemente apareció hace poco una viñeta de uno de mis comics favoritos, xkcd, sobre el tema. Miren:


¿Miles, millones de años luz? Sí, hay estrellas a millones de años luz, a cientos y a miles de millones de años luz de nosotros. Están en otras galaxias, y no las vemos a simple vista. Las podemos fotografiar, claro, y muchas veces ya he compartido tales fotos aquí. ¿Pero las estrellas que vemos en el cielo con nuestros propios ojos? Naaa...

Todas las estrellas que vemos en el cielo están en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Es una galaxia grande, que mide unos 100 mil años luz de diámetro. La luz que pudiéramos ver llegar de una estrella del otro lado de la Vía Láctea habría sido emitida hace no más de 100 mil años. Para una vida humana es mucho (¡es la existencia entera de nuestra especie humana!), pero resulta que 100 mil años no son nada en la vida de una estrella. La inmensa mayoría de las estrellas viven miles de millones de años (como el Sol) o inclusive mucho más. Es cierto que hay estrellas (una minoría) que viven sus vidas más rápidamente, pero aún ellas existen por algunos millones de años. Y todas las estrellas que vemos a simple vista en el cielo están mucho, mucho más cerca que "algunos millones de años luz". Están a algunas decenas, algunos cientos, como mucho hay unas pocas a algunos miles de años luz de nosotros (como conté en esta nota).

Hay que decir que algunas de las estrellas que vemos a simple vista podrían no existir ya, aunque se encuentren más o menos cerca. Una de ellas es Eta Carinae, una estrella extraordinaria de la que voy a hablar más en próximas notas. Está a 7500 años luz, y cercana al final de su existencia. Tal vez en menos de 7500 años la veamos explotar de manera descomunal.

Y hay otras candidatas: Betelgeuse, a 600 años luz, y Antares a 550, también están al límite. Tal vez ya hayan explotado. Pero tal vez duren medio millón de añitos más... Gamma Velorum, la estrella llamada Regor que ya comenté aquí y de la que tengo ganas de contar algo más, está ay ay ay que exploto, a 800 años luz. VY Canis Majoris, que también tengo preparada en el bolsillo. Rho Cassiopeiae, que es la estrella más lejana visible a simple vista. Y un puñado más.


Así que no: las miles de estrellas que veis en el cielo, con enorme probabilidad siguen existiendo tal como las vemos...


Crédito: xkcd tiene licencia CC-BY-NC de Randall Munroe. Es buenísimo. La versión en español es mía, misma licencia CC-BY-NC de Guillermo Abramson.

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sábado, 22 de marzo de 2014

El universo oculto

En el Cielo las Estrellas no es un sitio de noticias astronómicas, como saben mis lectores. Pero cada tanto hay una noticia tan sensacional que no puedo dejar de escribir algo. Esta semana se anunció un descubrimiento fenomenal: la evidencia de la inflación cósmica en la polarización del Fondo Cósmico de Microondas. Es algo difícil de explicar, pero es realmente un descubrimiento histórico, así que voy a hacer un intento, aunque yo mismo apenas entiendo rudimentariamente la teoría. Pero la idea fundamental se puede transmitir, y también lo que significa para la cosmología y para la cultura en general. Inspiro profundamente y empiezo.

El universo temprano está oculto tras el velo del Fondo Cósmico de Microondas. Esta radiación, que proviene de todo el cosmos con pasmosa homogeneidad, es la más antigua que podemos ver. ¿Por qué? Porque antes el universo era opaco. En años recientes hemos llegado a conocer este lejano susurro del universo bebé gracias a observatorios espaciales como WMAP y Planck. La imagen de aquí al lado es el cielo entero relevado por Planck. No se dejen engañar por las irregularidades. Los distintos colores corresponden a desviaciones ínfimas, de menos de un cienmilésimo de Kelvin, respecto del valor uniforme de 2.72548 Kelvin (es habitual referirse a esta radiación mediante la temperatura del cuerpo negro equivalente). Gracias a esas pequeñas fluctuaciones sabemos que el universo tiene 13 mil ochocientos millones de años de edad, y que el Fondo viene de cuando tenía apenas 380 mil años, y era muy distinto del de hoy en día.

"Vemos" lo que pasó antes con los anteojos de la teoría. LaS teoríaS, plural, ya que son más bien un conjunto de modelos matemáticos posibles cuyas discrepancias sólo se podrán zanjar mediante observaciones. Precisamente, el experimento BICEP2 ha visto en el velo unas arrugas que vienen de antes del Fondo. De un tiempo inimaginablemente temprano, tan temprano que ni siquiera existían las partículas subatómicas que conocemos, los electrones, los quarks, hasta el famoso Higgs. El evento empezó cuando el universo tenía

0.00000000000000000000000000000000001 segundos

y terminó cuando cumplió los

0.000000000000000000000000000000001 segundos.

Parece corto, pero para el propio Universo, que en esa época era tan joven, el evento duró muchísimo. Durante ese santiamén ocurrió una expansión inimaginablemente feroz, y el tamaño del universo aumentó

100000000000000000000000000 veces.

Después de este exabrupto el universo siguió expandiéndose, y lo hace hasta hoy en día, si bien a un ritmo mucho menor. El universo ya no es lo que era antes, hay que decirlo de una vez por todas.

La idea se le ocurrió a un físico llamado Alan Guth en 1979. Fue un verdadero "galerazo", a propósito para resolver varias cuestiones incomprensibles. Más arriba mencioné que esa tenue luz de microondas es extraordinariamente homogénea. Miramos hacia la constelación de la Osa Menor y vemos que el universo brillaba hace 13799 millones de años a 2.72548 Kelvin (enfriados a nuestra época por la expansión). Miramos hacia la constelación del Octante, que queda para el otro lado en el cielo, y vemos que el universo brillaba hace 13799 millones de años a 2.72548 Kelvin. Y eso en cualquier dirección. ¿Cómo puede ser? El universo no es suficientemente antiguo como para que esas regiones tan distantes hayan podido estar en contacto entre sí, de manera que sus temperaturas fueran tan iguales. ¿Será una casualidad?

A Alan Guth se le ocurrió un mecanismo para explicar ésta y otras rarezas del universo: que sea tan exactamente homogéneo, plano e isótropo. En su cuaderno de trabajo lo llamó SPECTACULAR REALIZATION. Era el 7 de diciembre de 1979. Tenía 32 años. Hoy lo conocemos como inflación cósmica. Al mecanismo, no a Alan. A lo largo de las décadas del 80 y del 90 los astrofísicos desarrollaron esta idea, y propusieron que debía haber rastros medibles en la radiación del Fondo Cósmico de Microondas. No estoy seguro de la historia exacta, pero nuestros compatriotas Matías Zaldarriaga y Diego Harari deben haber sido de los primeros en calcularlo a principios de los 90. Diego trabaja en el Instituto Balseiro y en el Centro Atómico Bariloche, e insiste en que su participación fue muy menor.

Todo esto parece realmente un disparate teórico, y hasta cierto punto es así. ¿Hasta qué punto? Hasta que se lo mide, como acaba de hacer BICEP2. La física es una ciencia experimental, y la única verdad es la realidad. BICEP2, un telescopio de apenas 26 cm de apertura, acaba de lograr la proeza observando desde el Polo Sur. Es muy probable que el análisis de las observaciones de Planck, previsto para dentro de algunos meses, confirme el fenomenal descubrimiento.

¿Qué significa para nuestra vida cotidiana? No mucho. Casi nada. ¿De qué sirve saber que el mundo es esférico, en lugar de plano? De nada, tal vez por 2000 años, hasta que sirve. Pero no es sólo eso. El universo es lo que somos. Y si queremos entender de dónde salió nuestro universo, toda la energía y la entropía y la materia y las interacciones que han dado lugar a la era de las estrellas en la que vivimos, tenemos que entender lo que pasó antes del Fondo de Microondas. Si queremos entender cómo funciona realmente la Relatividad General (que permite funcionar, entre otras cosas, los navegadores GPS) y cómo se ensambla con la Mecánica Cuántica (que nos ha dado toda nuestra civilización tecnológica) tenemos que entender ese universo temprano. Y que podamos hacerlo, desde tan lejos, desde tanto tiempo después, usando el poder de la ciencia y la ingeniería, es un logro cultural extraordinario.


Notas y créditos:

El Kelvin es la unidad de temperatura absoluta que usamos los físicos. Se llama así, Kelvin, no "grado Kelvin". El tamaño de un Kelvin es igual al de un grado Celsius, así que es fácil imaginarlo. La escala, sin embargo, comienza en -273 grados Celsius. La temperatura de 2.7 Kelvins del Fondo de Microondas es la de un cuerpo a -270 grados centígrados.

El cuerpo negro aparecerá en breve, tengo la nota escrita pero esta noticia se adelantó.

La imagen del Fondo Cósmico de Microondas es de ESA and the Planck Collaboration. La imagen del cuaderno de Alan Guth está por todos lados en la Web, y no sé quién la distribuyó. En todo caso, el crédito es de Alan Guth. La imagen de la polarización del Fondo Cósmico de Microondas es de BICEP2.

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