Astronomía

¿Cómo se vería el cielo nocturno si la Tierra estuviera hecha de antimateria?

¿Cómo se vería el cielo nocturno si la Tierra estuviera hecha de antimateria?

Supongamos que la Tierra en su estado actual es reemplazada repentinamente por la Tierra completamente idéntica, pero hecha completamente de antimateria. Ignorando los meteoritos y asteroides que causarían destrucción masiva, eventos de extinción y todo eso, ¿cómo se vería el cielo nocturno cuando la anti-Tierra barriera el polvo espacial?


Creo que el cielo nocturno será el mismo que luce hoy. Pero si solo la tierra es la única antimateria presente en el sistema solar, después de un tiempo se destruirá y se convertirá en energía. Como sabemos antimateria + materia = energía. Pero el cielo nocturno será el mismo que hoy.


Es una pregunta un poco extraña, pero lo intentaré.

Depende, obviamente, de la cantidad de "polvo espacial" que golpea la Tierra. Las estimaciones varían bastante sobre la cantidad de polvo del espacio que llega a la Tierra de todos modos, en este sitio, entre 5 y 300 toneladas métricas por día.

Comencemos con la estimación mínima, 5 toneladas métricas (5,000 KG) por día. La antimateria se encontrará y se convertirá en energía con una cantidad igual de materia, por lo que 10,000 KG por día se convertirán en energía, presumiblemente casi todos los rayos gamma, pero mucha de esa energía se reflejaría en la atmósfera superior, estimamos que el 40% de ella alcanza. tierra, por lo que 4.000 KG de energía de rayos gamma golpean la Tierra desde el espacio todos los días.

4,000 KG, * C ^ 2 (300,000,000 ^ 2) = 3.6 * 10 ^ 20 julios de energía por día.

El sol (tomaré prestado de este enlace en lugar de calcular). 1.6x10 ^ 22, entonces, el calor de las interacciones materia-anti materia sería el 2% de la luz solar. Eso sería suficiente para calentar la tierra de manera mensurable. Un aumento del 2% en la energía del espacio podría calentar la Tierra varios grados, tal vez 10 grados, tal vez más. La Tierra sería considerablemente más cálida, pero ese sería el menor de nuestros problemas.

Creo que podemos reducir un poco el número, porque dijiste que no había meteoros o asteroides, e incluso si no lo hubieras hecho, objetos más grandes como ese en una interacción materia-antimateria, el contacto sería tan caliente que la mayor parte del meteoro no tendría la oportunidad de evaporarse, sino que simplemente explotaría lejos de la Tierra, por lo que podemos redondear el número un poco hacia abajo, como tal vez unos cientos de KG por día se convierten en rayos gamma y viajan a través de la atmósfera de la Tierra y golpea la tierra. En esta etapa, el calor total que recibe la Tierra es lo suficientemente insignificante en esos niveles, pero ¿el cielo brillaría visiblemente por la noche? Honestamente, no lo sé, pero tal vez.

Los rayos gamma no son visibles, pero a medida que atraviesan la atmósfera, es posible que reciba suficiente atmósfera visiblemente caliente / radiación térmica visible para verla. No sé cómo empezar a calcular eso, pero parece posible. El efecto de los rayos gamma sería similar a lo que le sucedería a la Tierra si fuera golpeada por un estallido de rayos gamma (desde una distancia no letal, pero quizás incómodamente cercana). Aquí hay una descripción de cómo sería. Perderíamos gran parte de nuestra capa de ozono y cambiaría la composición química de nuestra atmósfera. con el tiempo, podría acabar con gran parte de la vida en la tierra de la Tierra. La vida en los océanos podría sobrevivir, pero la vida en la tierra lo pasaría mal.

Sin embargo, ese no es el único efecto. A medida que unos cientos de toneladas de antimateria golpean la atmósfera superior, la atmósfera superior se calentaría y la Tierra perdería su atmósfera debido a una temperatura más alta mucho más rápido. Durante miles, quizás millones de años, la Tierra perdería gran parte de su atmósfera, lo que no sería divertido.

Un efecto final es que la antimateria cambiaría la química. Si se golpea un átomo de oxígeno, se convierte en nitrógeno, si se golpea con nitrógeno, se convierte en carbono (creo, a menos que la energía de los rayos gamma de la evaporación cause una mayor fotodesintegración), pero como resultado verías cambios químicos, quizás algunos de ellos isótopos tóxicos y algunos radiactivos. Por lo tanto, no se forman capas de ozono, radiación de rayos gamma y sustancias químicas tóxicas en la atmósfera superior, no exactamente la luz del sol y los cachorros.

Cantidades diminutas de antimateria que golpean la Tierra no son un problema, pero en la cantidad que propones probablemente haría que la Tierra fuera bastante inhóspita bastante rápido.


¿Qué es la materia oscura en términos simples? Explicación del nuevo mapa del cielo nocturno y lo que significa para la ciencia

Los investigadores han creado el mapa más grande de materia oscura, material invisible que se cree que representa hasta el 85 por ciento de la materia total del universo.

Un equipo codirigido por investigadores de la UCL como parte de la Encuesta Internacional de Energía Oscura (DES), utilizó inteligencia artificial para analizar imágenes de 100 millones de galaxias, observando su forma, puntos de luz formados por 10 o más píxeles, para ver si se han estirado.


Planetas visibles en el cielo nocturno de la ciudad de California, California, EE.

Beta El mapa interactivo del cielo nocturno simula el cielo de arriba Ciudad de California en una fecha de su elección. Úselo para localizar un planeta, la Luna o el Sol y seguir sus movimientos a través del cielo. El mapa también muestra las fases de la Luna y todos los eclipses solares y lunares. ¿Necesito ayuda?

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Utilice otro dispositivo / navegador o consulte la versión de escritorio del Mapa interactivo del cielo nocturno.

Actualmente se muestra la noche anterior. Para conocer la visibilidad del planeta en la próxima noche, vuelva a verificar después de las 12 del mediodía.


Aquí hay 2 formas fáciles de encontrar la galaxia de Andrómeda

A mediados de septiembre de 2020 & # 8211 desde que la luna se ha ido del cielo a primera hora de la tarde (con luna nueva el 17 de septiembre) & # 8211, tómese una noche para conducir al país y encontrar la gloriosa galaxia de Andrómeda. Es la gran galaxia espiral al lado de nuestra Vía Láctea y el objeto más distante que puedes ver solo con tu ojo. Se ve mejor por la noche en esta época del año. La mayoría de la gente encuentra la galaxia por saltando estrellas de un patrón muy notable en forma de M o W en el cielo & # 8217s cúpula & # 8211 visible en el noreste en la noche ahora desde la mitad norte del globo & # 8211 la constelación Cassiopeia the Queen. También puedes encontrar la galaxia de Andrómeda saltando de estrella desde la estrella Alpheratz en la Gran Plaza de Pegaso. Ambos métodos lo llevarán a la galaxia, como se muestra en nuestro gráfico anterior.

Mire la tabla en la parte superior de esta publicación. Muestra ambas constelaciones & # 8211 Cassiopeia y Andromeda & # 8211 para que pueda ver la ubicación de la galaxia & # 8217 con respecto a ambas.

Ahora localice la estrella Schedar en Cassiopeia. Es la estrella más brillante de la constelación y apunta a la galaxia. ¿Qué podría ser más fácil?

Dibuja una línea imaginaria desde la estrella Kappa Cassiopeiae (abreviado Kappa) a través de la estrella Schedar, luego recorre aproximadamente 3 veces la distancia Kappa-Schedar para localizar la galaxia de Andrómeda (Messier 31). Para otra vista, haga clic aquí.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a la segunda forma de encontrar esta galaxia:

Usa la Gran Plaza de Pegaso para encontrar la galaxia de Andrómeda. Aquí & # 8217s cómo hacerlo.

El patrón cuadrado grande de arriba es el Gran Cuadrado en la constelación de Pegaso. La constelación de Andrómeda se puede ver como dos corrientes de estrellas que se extienden desde un lado de la Plaza, comenzando en la estrella Alpheratz.

Observe a Mirach, luego a Mu Andromedae. Una línea imaginaria trazada a través de estas dos estrellas apunta a la galaxia de Andrómeda.

Solo tenga en cuenta que la luz brillante de la luna o las luces de la ciudad pueden abrumar el tenue resplandor de este objeto. Lo más importante que necesitas para ver la galaxia es un muy cielo oscuro.

¿Cómo se ve la galaxia a los ojos? Suponiendo que tiene un cielo oscuro, aparece como un gran parche borroso & # 8211 más grande que una luna llena en el cielo & # 8211 pero mucho más tenue y sutil.

Ver más grande. | La galaxia de Andrómeda (arriba a la derecha de la foto) vista por el amigo de EarthSky en Facebook, Ted Van, en un campamento de Montana a mediados de agosto. ¡Gracias, Ted!

Para astrónomos binoculares: Los prismáticos, como siempre, mejoran la vista. Los binoculares son una excelente opción para que los principiantes observen la galaxia de Andrómeda, porque son muy fáciles de apuntar. Mientras estás bajo un cielo oscuro, localiza la galaxia con tu ojo primero, luego lentamente acerque los binoculares a sus ojos para que la galaxia entre en la vista binocular. Si eso no funciona para usted, intente barrer el área con sus binoculares. Vaya despacio y asegúrese de que sus ojos estén adaptados a la oscuridad. La galaxia aparecerá como un parche borroso a la vista. Se verá más brillante con binoculares. ¿Ves que su región central está más concentrada?

Con el ojo, o con binoculares, o incluso con un telescopio de jardín, la galaxia de Andrómeda no se parece a la imagen de abajo. Pero será hermoso. Te dejará sin aliento.

La galaxia de Andrómeda y dos galaxias satélite vistas a través de un potente telescopio. A simple vista, la galaxia parece un parche borroso. Es una isla de estrellas en el espacio, muy parecida a nuestra Vía Láctea. Imagen vía NOAO.

¡He oído que la galaxia de Andrómeda algún día chocará con nuestra galaxia! ¿Sigue siendo una posibilidad definitiva?

Posibilidad definitiva describe mucho de lo que sabemos & # 8211 o creemos saber & # 8211 sobre el universo. En cuanto a la galaxia de Andrómeda y su futura colisión con nuestra Vía Láctea: el primer intento de medir la velocidad radial de esta galaxia (su movimiento hacia adelante o hacia atrás, a lo largo de nuestra línea de visión) se realizó en 1912. Después de eso, los astrónomos creyeron durante algunas décadas que la galaxia se acercaba a casi 200 millas por segundo (300 km / s), pero más tarde los astrónomos en desacuerdo.

Luego, en mayo de 2012, los astrónomos de la NASA anunciaron que ahora pueden predecir el momento de esta colisión de galaxias titánicas con certeza. Sin embargo, recuerde que la galaxia de Andrómeda está a 2,2 millones de años luz de distancia, con un solo año luz de casi 10 billones de kilómetros (6 billones de millas). Entonces, aunque parece que esta galaxia se está acercando a nuestra galaxia, la Vía Láctea, no hay nada por lo que perder el sueño. ¿Cuándo chocarán? Según los astrónomos de la NASA en 2012, serán cuatro mil millones de años a partir de ahora.

Además, cuando las galaxias chocan, no se destruyen exactamente entre sí. Debido a que hay mucho más espacio que estrellas en nuestro universo, las galaxias en colisión se atraviesan como fantasmas.

Esta imagen representa el cielo nocturno de la Tierra en 3,75 mil millones de años. La galaxia de Andrómeda (izquierda) llenará nuestro campo de visión entonces, dicen los astrónomos, mientras se dirige hacia una colisión con nuestra galaxia, la Vía Láctea. Imagen vía NASA / ESA / Z. Levay y R. van der Marel, STScI / T. Hallas / A. Mellinger

En pocas palabras: la galaxia de Andrómeda vecina, la galaxia espiral grande más cercana a nuestra Vía Láctea, la # 8211, será visible en las noches oscuras sin luna desde ahora hasta el comienzo de la primavera del norte. Esta publicación te dice dos formas de encontrarlo, usando las constelaciones Cassiopeia y Pegasus. Asegúrese de estar mirando una noche sin luna, lejos de las luces de la ciudad.


Starlink de SpaceX podría cambiar el cielo nocturno para siempre, y los astrónomos no están contentos

Cada satélite Starlink está equipado con un gran panel solar.

El jueves 23 de mayo, SpaceX de Elon Musk lanzó con éxito sus primeros 60 satélites Starlink, una mega constelación planificada de satélites diseñada para transmitir Internet desde el espacio al mundo. Pero desde que surgieron imágenes del tren de satélites en el cielo nocturno, los astrónomos han estado en armas por el impacto que Starlink podría tener en nuestras vistas del cosmos.

Starlink está diseñado para que eventualmente conste de 12.000 satélites, orbitando a altitudes de unos 550 kilómetros y 1.200 kilómetros. SpaceX es una de las nueve empresas que se sabe que trabaja en Internet espacial global, y ya se han planteado preocupaciones sobre la basura espacial. Ahora los astrónomos también están preocupados por lo que depara el futuro.

“La posible tragedia de una megaconstelación como Starlink es que para el resto de la humanidad cambia la apariencia del cielo nocturno”, dice Ronald Drimmel del Observatorio Astrofísico de Turín en Italia. "Starlink y otras mega constelaciones arruinarían el cielo para todos en el planeta".

Tras el lanzamiento de Starlink, varios observadores, incluido el astrónomo aficionado Marco Langbroek, capturaron imágenes de los satélites en órbita. Los 60 se desplegaron en un tren, uno detrás del otro, pero los astrónomos se sorprendieron de que los satélites brillaran más de lo que muchos esperaban.

“Lo que no había anticipado era cuán brillantes eran los objetos y cuán espectacular sería la vista”, dice Langbroek. "Realmente fue una vista increíble y extraña ver todo ese tren de objetos en una línea moviéndose a través del cielo".

Los observadores pudieron ver el tren Starlink moviéndose a través del cielo nocturno.

SpaceX había mantenido la logística de cada satélite en secreto antes del lanzamiento, pero después del lanzamiento se reveló que cada satélite tenía un panel solar relativamente grande, perfecto no solo para recolectar sino para reflejar la luz solar de regreso a la Tierra. Esto significa que cualquiera que mire hacia las estrellas, desde cualquier lugar de la Tierra, siempre tendrá a la vista la constelación final de Starlink, para bien o para mal.

“Resulta que estos satélites son fáciles de ver con nuestros propios ojos, mucho más brillantes de lo que esperábamos”, dice el astrofísico Darren Baskill de la Universidad de Sussex en el Reino Unido. “Si podemos verlos con nuestros ojos, eso significa que son extremadamente brillante para la última generación de telescopios terrestres grandes y sensibles ".

Dichos telescopios incluyen el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), actualmente en construcción y diseñado para tomar amplias vistas del cielo nocturno para estudiar una variedad de cuerpos como asteroides y cometas.

Si bien aún no se conoce el verdadero impacto de Starlink, se cree que el LSST puede tener que lidiar con un satélite Starlink cada pocas imágenes, señala el astrofísico Bruce Macintosh de la Universidad de Stanford en los EE. UU., Lo que resulta en una racha a través de la imagen. Estos problemas no son nuevos para los astrónomos, pero la gran cantidad de satélites Starlink es motivo de preocupación.

"Parte de la reacción instintiva en la comunidad de astronomía después del lanzamiento de los satélites Starlink fue causada puramente por la falta de información", dice la astrofísica Jessie Christiansen del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en los EE. UU. "Una cantidad significativa de el clamor podría haberse evitado si se hubiera realizado un estudio de impacto con anticipación ”.

Durante la oscuridad de la noche, es poco probable que los satélites sean visibles, ya que estarán en la oscuridad sin luz solar para reflejar. Pero es en las horas posteriores a la puesta del sol y antes del amanecer cuando la gente está más preocupada, cuando los miles de satélites reflejarán la luz desde la órbita y, al parecer, serán claramente visibles para cualquiera que mire hacia arriba.

Este fue el primero de muchos lanzamientos futuros de Starlink.

Otra preocupación no es solo para la astronomía visual, sino también para la radioastronomía. Cada satélite emitirá señales de radio para comunicarse con la Tierra, y para los astrónomos que dependen de las ondas de radio para estudiar el universo, como la primera imagen de un agujero negro revelada el mes pasado, Starlink puede traer consigo nuevas complicaciones.

“Los radioastrónomos están aún más preocupados porque los satélites están transmitiendo en la banda de 10,7-12,7 GHz, que incluye las líneas espectrales del agua, entre otras cosas”, dice la arqueóloga espacial Alice Gorman de la Universidad Flinders en Australia. "Los radioastrónomos luchan a diario para proteger las bandas de observación críticas, y esto solo va a empeorar".

Musk, para su crédito, ha respondido a algunas de las preocupaciones en Twitter. Después de parecer inicialmente malinterpretar cómo y por qué la Estación Espacial Internacional (ISS) es visible en el cielo nocturno, señaló que SpaceX estaba investigando cómo mitigar los efectos de los satélites Starlink en la astronomía.

"Envié una nota al equipo de Starlink la semana pasada específicamente con respecto a la reducción del albedo", dijo. "Tendremos una mejor idea del valor de esto cuando los satélites tengan órbitas elevadas y las matrices se dirijan al sol".

También dio a entender que el objetivo final de Starlink: llevar Internet a los 3.300 millones de personas en el mundo que están desconectadas y usar ese dinero para financiar las misiones de SpaceX a Marte y más allá, aunque con un mercado poco claro sobre cuántos de ellos pueden permitirse el espacio. Internet o querer estar en línea en primer lugar, fue un "bien mayor" que cualquier impacto en la astronomía.

"Potencialmente, ayudar a miles de millones de personas económicamente desfavorecidas es el bien mayor", dijo. “Dicho esto, nos aseguraremos de que Starlink no tenga un efecto material sobre los descubrimientos en astronomía. Nos preocupamos mucho por la ciencia ".

Sin embargo, está claro que aún queda mucho trabajo por hacer para disipar las preocupaciones de la comunidad astronómica. Si bien algunos pueden señalar los beneficios que podrían brindar servicios como Starlink, otros se apresurarán a señalar el impacto irrevocable que esto podría tener en la cultura humana.

"No estoy tan preocupado por la astronomía en sí", dice Drimmel. "Me preocupa que lo que me inspiró a convertirme en astrónomo esté en riesgo".

Si bien esas imágenes iniciales del tren de satélites fueron impresionantes, la posibilidad de tener tantos satélites constantemente visibles es algo alarmante. Es posible que los astrónomos puedan mitigar el impacto de Starlink y otros satélites (varios equipos ya están trabajando en modelos para ver cómo se puede hacer), pero el cielo nocturno en sí puede cambiar para siempre como resultado.

“Con Starlink, esperamos que al menos 100 satélites sean visibles en cualquier momento [en cualquier lugar de la Tierra]”, dice Baskill. "Pronto, incluso aquellos afortunados de experimentar un sitio verdaderamente oscuro lo encontrarán lleno de una neblina de metal, pululando lentamente por el cielo nocturno".


¿Cómo sería un universo de antimateria?

Nuestro universo está dominado por la materia. Claro, hay materia oscura y energía oscura, pero cosas como las estrellas, los planetas y las personas están hechas de materia. Protones, electrones, neutrones y demás. Pero la materia parece venir de dos en dos. Por cada electrón creado, se crea un positrón de antimateria. Por cada protón que aparece, también lo hace un anti-protón. Dado que nuestro universo está dominado por la materia, ¿qué pasa si hay otro universo dominado por la antimateria? ¿Cómo sería un universo de antimateria?

La diferencia básica entre materia y antimateria es que tienen cargas opuestas. Un protón tiene carga positiva, mientras que un antiprotón tiene carga negativa. Los positrones cargados positivamente son la versión antimateria de los electrones cargados negativamente. Lo interesante es que los signos de carga eléctrica son una casualidad de la historia. Podríamos haber asignado una carga positiva a los electrones y una negativa a los protones. No hay nada especial en elegir uno u otro. Entonces, podría pensar que un universo de antimateria se vería exactamente como el normal. Pero la materia y la antimateria tienen diferencias sutiles.

Una de las principales diferencias tiene que ver con los neutrinos. Los neutrinos no tienen carga, por lo que si el signo de carga fuera la única diferencia entre la materia y la antimateria, los neutrinos de "antimateria" serían idénticos a los neutrinos de "materia". Pero resulta que son ligeramente diferentes. Los neutrinos tienen una propiedad llamada helicidad, que describe si giran hacia la izquierda o hacia la derecha mientras viajan por el espacio. Los neutrinos de materia tienen helicidad de mano izquierda, mientras que la antimateria uno tiene helicidad de mano derecha. Puede que eso no parezca gran cosa, pero en 1956 Chien-Shiung Wu analizó la desintegración radiactiva de los átomos de cobalto-60. Descubrió que los átomos orientados a la izquierda y a la derecha se desintegran a diferentes velocidades. Dado que la mano derecha es diferente entre la materia y la antimateria, los dos podrían decaer a diferentes velocidades. Esta podría ser la razón por la que no vemos mucha antimateria en el universo.

Pero supongamos que hubiera un universo de antimateria que tuviera mucho antihidrógeno y antihelio después de su big bang, al igual que nuestro universo primitivo tenía mucho hidrógeno y helio. Parecería razonable que estos pudieran fusionarse con elementos de antimateria más pesados ​​en los núcleos de las estrellas de antimateria, y esto podría producir planetas de antimateria y quizás incluso vida de antimateria. ¿Qué verían estas criaturas cuando miran hacia su cielo nocturno?

En este caso, sabemos que se parecería mucho a nuestro propio cielo nocturno. Recientemente, hemos podido producir antihidrógeno y hemos analizado el tipo de luz que produce. Descubrimos que el antihidrógeno produce el mismo tipo de luz que el hidrógeno normal. Entonces, un Sol de antimateria emitiría la misma luz que nuestro Sol. La luz se reflejaría en una luna de antimateria tal como lo hace nuestra Luna, y nuestros primos de antimateria verían un cielo lleno de estrellas, nebulosas y planetas, al igual que nosotros.

Por supuesto, todo esto se basa en la suposición de que la antimateria colapsaría bajo la gravedad para formar estrellas en primer lugar. Creemos que ese debería ser el caso, pero ¿y si la antimateria también tuviera anti-masa? ¿Y si los anti-átomos se repelieran gravitacionalmente entre sí? En ese caso, un universo de antimateria nunca formaría estrellas o galaxias. Nuestro universo de antimateria simplemente estaría lleno de rastros de anti-hidrógeno y anti-helio, y nada jamás miraría hacia el cielo cósmico. Si bien creemos que la antimateria tiene una masa regular, no hemos creado suficiente en el laboratorio para probar la idea. Por ahora no podemos estar seguros.

Por lo tanto, es muy posible que un universo de antimateria se vea casi idéntico al nuestro. Pero podría ser que un universo de antimateria no fuera más que gas frío. Incluso es posible que la desintegración radiactiva de la antimateria sea tan diferente a la de la materia, que un universo de antimateria ni siquiera pueda existir.


Los cielos nocturnos más oscuros de la Tierra no son negros en absoluto

Esta imagen del Observatorio Paranal muestra cielos que exhiben regularmente una miríada de colores y. [+] vistas astronómicas, desde el plano de la Vía Láctea que brilla intensamente en lo alto hasta la mancha de color naranja de Marte (izquierda), las constelaciones de estrellas de Escorpio y Orión y el chapoteo magenta de la Nebulosa Carina (parte superior media). Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Si observa el cielo nocturno desde un lugar de cielo extremadamente oscuro, lejos de todas las luces de la ciudad, farolas, pesca de calamares y otras fuentes de contaminación lumínica causada por el hombre, disfrutará de una de las vistas más espectaculares de la naturaleza. : la vista del propio espacio exterior. Pensamos en el espacio como la cosa más negra que existe, como si fuera la ausencia de todas las formas de luz. En lo que respecta a la luz visible, el telescopio espacial Hubble representa nuestra mejor vista del Universo oscuro y distante. El tiempo más largo que miró en una región del espacio fue un total de 23 días. Cuando hizo eso, esto es lo que encontró.

El compuesto completo UV-visible-IR del XDF, la mejor imagen jamás publicada de lo lejano. [+] Universo. Crédito de la imagen: NASA, ESA, H. Teplitz y M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Universidad Estatal de Arizona) y Z. Levay (STScI).

Claro, podrías mirar una imagen como esta y ver las galaxias brillantes y sus estrellas de hace tanto tiempo, y pensar que si pudiéramos ver aún más lejos, tal vez todo el cielo se llenaría de fuentes de luz. ¡Pero ese no es el caso en absoluto! El Universo está limitado en términos de la cantidad de "cosas" observables para nosotros, ya que solo podemos ver desde el Big Bang y como la luz ha viajado en los 13.800 millones de años desde entonces. Puede haber cientos de miles de millones de galaxias en el Universo, pero repartidas en una esfera de 46 mil millones de años luz de radio, habrá muchos huecos desde nuestra línea de visión. Y el Universo no nació con galaxias en absoluto, tomó al menos cientos de millones de años para que se formaran las primeras.

Concepción de escala logarítmica del artista del universo observable. Crédito de la imagen: usuario de Wikipedia Pablo. [+] Carlos Budassi.

En otras palabras, hay un límite a lo que cualquier telescopio, en principio, puede ver. Pero los espacios entre esas galaxias, al menos para los ojos ultravioleta, visible e infrarrojo (el tipo de luz producida por las estrellas), es verdaderamente negro. Pero solo, es decir, si lo ve desde el espacio. La espectacular imagen que adorna la parte superior de este artículo fue tomada por Yuri Beletsky en el Observatorio Europeo Austral y muestra cuán coloridos son realmente los cielos de la Tierra. Parte de lo que ves es intuitivo, mientras que otras partes pueden ser bastante sorprendentes y se basan en una física intrincada. Sin embargo, esa única imagen encapsula toda una serie de razones por las que el cielo nocturno de la Tierra nunca está completamente oscuro.

El complejo Very Large Telescope (VLT) de ESO, visto desde el sitio del telescopio VISTA. El amarillento. [+] brillo en el cielo se debe a la contaminación lumínica. Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Bajo en el horizonte, hay un tenue resplandor amarillento que se puede ver desde la mayoría de los lugares de la Tierra. Esto se debe principalmente a la actividad humana y a las luces que hemos instalado para ayudar a iluminar nuestras ciudades por la noche. Incluso en una ubicación prístina de cielo oscuro, como en lo alto de los Andes en Chile, esta contaminación lumínica remota y débil aparece en el horizonte y mancha la negrura del cielo.

Un pequeño cúmulo de estrellas, uno de los miles conocidos dentro de nuestra galaxia, emite luz que incide. [+] Atmósfera terrestre. Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Otra fuente de luz son las estrellas de nuestro propio cielo. Aunque, como se ve desde la Tierra, tal vez solo haya unos pocos miles de estrellas que el ojo humano puede percibir, esta es suficiente luz para que, incluso en una noche completamente sin luna, haya una cantidad residual de contaminación lumínica que proviene del cielo mismo. Así como la luz indirecta del Sol brilla a través de la atmósfera de la Tierra, dando al cielo su color azul iluminado, la luz de las estrellas también puede hacer esto, aunque de una manera mucho más tenue.

Una porción del plano galáctico, con regiones de formación de estrellas resaltadas en rosa debido a la emisión. [+] de átomos de hidrógeno. Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Cuando la galaxia se ha elevado, esa también es una fuente de luz en el cielo nocturno. Aunque la luz de la Vía Láctea parece difusa a los ojos humanos, en lugar de puntual, hace más que viajar en línea recta hasta llegar a los ojos. También cae por todas partes en la atmósfera de la Tierra, donde puede esparcirse, dando un efecto de "luz blanca" tenue incluso a las partes oscuras del cielo.

Una de las pocas galaxias, la Gran Nube de Magallanes, visible desde la Tierra. El fondo tenue. [+] la luz proviene de la atmósfera terrestre. Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Además, otras galaxias, también visibles desde la Tierra, también juegan un papel. Si bien solo algunas otras galaxias son visibles a simple vista, incluidas Andrómeda, Triángulo y las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas, incluso las que están más allá del límite de la visión humana contribuyen al brillo general del cielo. Esto es cierto para las estrellas más allá del límite de la visión humana, así como todo lo que emite luz que impacta en la Tierra se difunde por la atmósfera y puede ser detectado por una cámara lo suficientemente sensible. Aunque el sitio Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) de ESO se encuentra a una altitud increíblemente alta y tiene una turbulencia notoriamente baja en la atmósfera, no se parece en nada a estar en el espacio, que es donde hay que estar para que este efecto bajar a cero.

Y si estuvieras en el espacio, podrías ver lo que ven los astronautas a bordo de la estación espacial internacional: una combinación de "resplandores" verdes (más bajos) y rojos (más altos) provenientes de los confines más altos de la atmósfera terrestre. Este efecto se conoce como resplandor de aire y se presenta en una capa delgada muy por encima de la parte de la atmósfera donde reside cualquier tipo de forma de vida. Pero desde más de 100 kilómetros de altura, este fenómeno se puede ver desde el suelo con un equipo lo suficientemente sensible.

El resplandor verde (común) de átomos y moléculas ionizados y excitados en la atmósfera superior de la Tierra. [+] en transición a estados de menor energía durante la noche. Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

La luz del Sol no solo se encuentra en la parte visible del espectro, sino que también incluye luz ultravioleta y partículas de viento solar que son capaces de excitar e ionizar algunos de los átomos y moléculas de la atmósfera superior. En el transcurso de la noche, los iones y los electrones que se separaron (o excitaron) se vuelven a unir, y eso provoca la emisión de luz de frecuencias particulares. Una de esas frecuencias, la más fuerte en los átomos de oxígeno, da lugar a la luz verde, mientras que en altitudes aún más altas, una transición diferente (principalmente en los átomos de hidrógeno) da lugar a un resplandor de aire rojo.

El resplandor rojo contra el fondo estrellado del cielo nocturno de la Tierra, con una nube en primer plano. . [+] Crédito de la imagen: Y. Beletsky (LCO) / ESO.

Estos resplandores están siempre presentes y difieren de un lugar a otro solo en magnitud. Y finalmente, están los efectos de las nubes. Aunque en una noche muy oscura, las nubes pueden aparecer simplemente como manchas de oscuridad, en realidad son tan reflectantes como lo son durante el día. De toda la luz que brilla en la Tierra, una parte se reflejará y parte de esa luz se volverá a reflejar en las nubes, haciendo que todas parezcan iluminadas desde la Tierra.

Si bien las profundidades del espacio donde no hay estrellas o galaxias pueden estar realmente desprovistas de luz estelar, incluida la luz ultravioleta, visible e infrarroja cercana, el cielo visto desde la Tierra nunca alcanzará la verdadera oscuridad. Hay un límite para la oscuridad a medida que lo logramos en la Tierra, y esa es una de las consecuencias inevitables de tener nuestra atmósfera. Si quieres las mejores vistas del Universo, tengo ir al espacio!


7. Noche de luz de las estrellas

El oeste americano ha inspirado a generaciones de artistas con sus características salvajes y poco desarrolladas. Georgia O & # 8217Keefe estaba encantada con el atractivo de Occidente. Si bien es más famosa por sus paisajes de Nuevo México, las primeras obras de O & # 8217Keefe & # 8217 incluyeron intentos de capturar el espacio y la grandeza de los cielos nocturnos oscuros y cristalinos de Occidente.

O & # 8217Keefe no encontró estas estrellas en la ciudad de Nueva York. Tenía que buscarlos más cerca de la naturaleza misma en Occidente.


Un misterio persistente

En 2018, los científicos estaban aún más perplejos cuando hicieron la medición más precisa de antimateria hasta la fecha y descubrieron que la antimateria y la materia se comportan de manera casi idéntica. El hallazgo sugiere que las partículas y sus opuestos deberían haberse creado en igual número al comienzo del universo; sin embargo, si es cierto, el hecho de que la materia prevalezca sobre la antimateria es cada vez más difícil de reconciliar.

Los investigadores están buscando diligentemente el factor que explica el predominio de la materia sobre la antimateria en nuestro cosmos. Los cálculos sugieren que justo después del Big Bang, cuando las partículas y las antipartículas se aniquilaron entre sí, hubo un ligero desequilibrio en su número. Menos de uno de cada mil millones las partículas ordinarias sobrevivieron al tumulto y pasaron a formar toda la materia que nos rodea hoy. ¿Pero por qué?

Los científicos de todo el mundo están trabajando para determinar si un neutrino actúa como su propia antipartícula, lo que habría permitido que una pequeña fracción de neutrinos pasara de la antimateria a la materia en los inicios del universo. En este escenario, entonces habría existido un ligero desequilibrio en la materia.

La antimateria se ha creado y mantenido en pequeñas cantidades en laboratorios de física de partículas. Some research teams have gone so far as to create antiprotons, and drive them around in a van so that physicists at CERN could transport them to a nearby facility.

Readers of Dan Brown's book "Angels and Demons" (Pocket Books, 2000) &mdash which (spoiler alert) involves a plot to blow up the Vatican using antimatter &mdash might worry about such experiments. But worry not: If CERN scientists took all the antimatter they ever created and annihilated it with matter, they would barely have enough energy to light a single electric light bulb for a few minutes, according to a website FAQ from the CERN laboratory.