22 nov 2010

¿Qué los agujeros negros…? ¿Qué?

Aloha Lectores! Es un gusto integrarme al Uróboro de Kekulé, así que  entremos en materia(por así decirlo)…
El siguiente artículo abordará los conceptos básicos para la compresión de agujeros negros, se sugiere que el lector tenga conocimientos básicos de física para un mejor entendimiento.
De acuerdo con Sagan (1980) el lugar en el que hay tanta gravedad que la luz no pueda escapar se denomina agujero negro, Hawking (1970) dice que un agujero negro es una región del espacio-tiempo de la que no es posible escapar hacía el infinito.   
Para tener más claro que es un agujero negro, supongamos que tenemos una cama de agua, si lanzáramos una naranja, el efecto que produciría sobre la cama de agua sería un ligero hundimiento, ahora supongamos que tenemos una naranja de masa y tamaño realmente gigante, el hundimiento que provocaría esta vez sería inmensamente mayor, algo similar sucede con los agujeros negros,  la cama de agua es la relación tiempo-espacio y la naranja gigante un cuerpo -generalmente una estrella-, teniendo en cuenta que mientras más masa, habrá más gravedad y por lo tanto más curvatura en el espacio, este cuerpo tan grande generaría una distorsión en el espacio, la cual provocaría un agujero negro.
La frontera de un agujero negro –el perímetro del hundimiento de la naranja gigante en la cama de agua- recibe el nombre de horizonte de sucesos, con esta línea imaginaria se mide el tamaño de un agujero negro, es ahí donde se comienza a notar los efectos que tiene éste y ninguna forma puede escapar a su gran atracción.
A medida que el agujero negro absorbe más materia, éste aumenta de tamaño y con ello su horizonte de sucesos también crece.
Pero ¿Cómo se origina un agujero negro?, De acuerdo a Hawking(1970):
Imaginemos una estrella con una masa diez veces mayor que la del Sol. Durante la mayor parte de su existencia, unos mil millones de años, la estrella generará calor en su núcleo, transformando hidrogeno en helio. La energía liberada creará presión suficiente para que la estrella soporte su propia gravedad, dando lugar a un objeto de un radio cinco veces mayor que el del Sol. La velocidad de escape de una estrella semejante sería de unos mil kilómetros por segundo, es decir, un objeto disparado verticalmente desde la superficie del astro seria retenido por su gravedad y retomaría a la superficie si su velocidad fuese inferior a los mil kilómetros por segundo, mientras que un objeto a velocidad superior escaparía hacia el infinito. Cuando la estrella haya consumido su combustible nuclear, nada quedara para mantener la presión exterior y el astro comenzara a contraerse por obra de su propia gravedad. Al encogerse la estrella, el campo gravitatorio de su superficie será más fuerte y la velocidad de escape ascenderá a los trescientos mil kilómetros por segundo, la velocidad de la luz. A partir de ese momento, la luz emitida por esa estrella no podrá escapar al infinito porque será retenida por el campo gravitatorio. De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, nada puede desplazarse a una velocidad superior a la de la luz, así que nada escapara, si la luz no consigue salir. El resultado será un agujero negro.

Si el lector es muy curioso, tal vez se pregunte ¿Cómo se detecta un agujero negro? La respuesta inmediata de cualquier astrofísico sería que su  presencia se detecta por medio de los rayos X, pero veamos más a detalle en que consiste esto.
Carl Sagan (1980) nos dice en Cosmos que:
Un agujero negro tiene una compañera que no se ve, según los observatorios satelitales, la compañera es una intensa fuente de rayos X, llamada CygnusX-1, estos rayos X son como la huella de un hombre invisible que camina sobra la nieve.

Entonces los agujeros negros son grandes emisores de estos rayos X, a causa de la perdida de material del cuerpo que está siendo absorbido, a parte del efecto que generan en los cuerpos visibles que se encuentran a su alrededor.  
Pero en el universo aún suceden más eventos con los agujeros negros, a veces existe un tipo de cortejo cósmico, cuando dos agujeros negros se atraen por su gran gravedad, terminan colisionando y fusionándose, esta unión genera fuertes vibraciones que causan distorsión del tiempo y el espacio, dichas vibraciones son ondas gravitatorias, las cuales se propagan, como cuando lanzas una piedrita a un lago y es gracias a estas ondas que se detectan los choques de agujeros negros.
Es conveniente saber que agujeros negros de gran masa, pueden existir en el centro de las galaxias, la vía láctea por ejemplo, tiene uno en su centro.
Recientemente en Science@Nasa (2010) se publicó que el Observatorio Chandra de Rayos X, de la NASA ha descubierto el agujero negro cercano más joven, “este objeto, que apenas tiene 30 años de edad, brinda una oportunidad única para observar la evolución de un agujero negro desde su infancia”
Los agujeros negros, pertenecen a los grandes misterios del universo, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología probablemente nos iremos acercando a “la verdad”,  el cosmos continuará maravillándonos con todos esos enigmas que esconde, pues como bien lo dijo  Oscar Wilde “Hablan mucho de la belleza de la certidumbre como si ignorasen la belleza sutil de la duda. Creer es monótono; la duda es apasionante”
REFERENCIAS
Cosmos. Episodio 9. Parte 5/7 (noviembre, 2010). Disponible en: http://www.youtube.com/watch?v=lSYC0SLT2Gc
Decoding The Past: Earth’s Black Holes - History Channel
Descubren el agujero negro cercano más Joven. Disponible en: http://ciencia.nasa.gov/ciencias-especiales/14nov_babyblackhole/
Hacyan S.Los Hoyos Negros y la Curvatura del Espacio. México (pp.32)
Hawking S. (1970). Agujeros Negros y Pequeños Universos. Estados Unidos (pp.71-72)

1 jul 2010

El Síndrome ACHOO!

¿Qué tal estimados lectores del Uróboro de Kekulé? Después de un largo semestre de escasas actualizaciones, sus amigos del Uróboro están de regreso y con nuevos temas interesantes del mundo de la ciencia que compartir. Antes de pasar al tema en turno, el cual tiene que ver con el Síndrome ACHOO (sí, es la onomatopeya de comics de Popeye el Marino cuando estornuda), me gustaría comentarles que en este momento el equipo editorial se encuentra realizando las tesis para egresar de la Facultad de Química Farmacéutica Biológica y esperamos comentarles acerca de los proyectos que estamos llevando a cabo próximamente.

Me gustaría comenzar a hablar de este peculiar síndrome preguntándole a Usted, estimado lector, si recuerda la última vez que estornudó. Si fue al abrir su ventana para revisar el clima del día, al salir de su casa en camino a su trabajo/escuela/ejercicio matutino o en su última consulta al oftalmólogo, es muy probable que se encuentre dentro del no tan selecto 18-35% de la población mundial que sufre del Reflejo de Estornudo por Luz Brillante, también conocido como Síndrome Achoo.

No hace falta ser un inmunólogo para saber que una de las causas más comunes de los estornudos es cuando nos enfermamos. Por lo general, es debido a que un agente extraño invade nuestro cuerpo y estimula la liberación de histamina de células madre y de basófilos, provocando el reflejo de estornudo al recibir su estímulo. Sin embargo y como ahora sabemos, no es la única causa del estornudo. Uno de los primeros científicos en darse cuenta del Síndrome Achoo fue J. Sedán (1954, un médico que se percató que muchos de sus pacientes estornudaban al ser expuestos a la luz de su oftalmoscopio. Posteriormente, Sedán amplió su estudio utilizando el flash de una cámara fotográfica, luz UV de la lámpara de Wood (utilizada para detectar porfirias en la piel), luz solar. Boudoqueses, otro científico de la década, publicó un estudio que vinculaba los estornudos con gente que miraba muros blancos o colores brillantes. Everett, finalmente, realizó un estudio conclusivo con 414 de sus pacientes en donde 68 de ellos (16.4%) mostraron el Reflejo de Estornudo por Luz Brillante. 

Everett dedujo que los hombres, la raza caucásica y los que cuentan con familiares portadores del síndrome son más propensos a padecer el Reflejo de Estornudo por Luz Brillante.

 Las investigaciones genéticas modernas han identificado al Síndrome Achoo como una enfermedad hereditaria que sigue un patrón autosómico dominante, en otras palabras y siguiendo la segunda ley de Mendel, existe un 25% de probabilidad que un padre afectado herede la enfermedad a uno de sus hijos y, de ser el hijo afectado o no, también existe la probabilidad que la enfermedad se exprese en los nietos del individuo original. Es posible concluir, queridos lectores, que seguramente Usted es o conoce a algún portador de la enfermedad.

Ahora bien, ¿De qué manera podemos explicarnos fisiológicamente el Síndrome Achoo? El padecimiento está relacionado con unas estructuras anatómicas llamadas Pares o nervios craneales, los cuales, como su nombre lo indica, se encuentran en la cabeza. Particularmente, cuando estamos expuestos a la luz, es creada una actividad parasimpática que causa una constricción ocular debido al par craneal III (nervio motor ocular común) y que conlleva a la congestión y secreción de la mucosa nasal en individuos susceptibles al interactuar con el par craneal VII (nervio facial).

Actualmente, las investigaciones sobre este tema no han cesado y algunos campos, como la medicina militar, prestan atención especial a Reflejo de Estornudo por Luz Brillante debido a que los pilotos de combate son expuestos a la luz mientras vuelan. Los estudios demuestran que la longitud de onda de la luz, es decir, el color que perciben los pilotos, no influye de sobremanera en el estornudo, resultando más importante la intensidad de la luz que incide sobre ellos.
 


Finalmente, estimado lector del Uróboro de Kekulé, le tengo buenas noticias si Usted es portador del Reflejo de Estornudo por Luz Brillante. Everett, el científico que dedujo la susceptibilidad de los individuos a padecer el reflejo, también estableció que existe una mayor incidencia en individuos inteligentes (les anexo el texto que seguramente les sorprenderá tanto como a mi). Así que a partir de mañana, si Usted sale de su casa a pasear a su perro y tiene el reflejo de estornudo, no se enoje ni le grite. En lugar de ello esboce una sonrisa en su rostro y siéntase privilegiado. Para su servidor y todos los que no estornudamos al ver el sol, podemos guardar la calma y sentirnos seguros de que un 9 y 10 en algún examen es sinónimo de esfuerzo sin impurezas ni mezclas racémicas.

Espero poder contar con su valiosa atención en otro momento, estimado lector del Uróboro. Por el momento, me despido de Usted y le deseo un estupendo y productivo fin de semana. Hasta otras letras de ciencia.

Bibliografía
  1. Askenasy J.J.M. The photic sneeze. Department ofNeurology, Sheba Medical Center. Postgrad Med J (1990) 66, 892 - 893
  2. Lewkonia I. An infrequent response to slit-lamp examination. Moorfields Eye Hospital, London, W.C. Brit. J. Ophthal. (I969) 53, 493
  3. Breitenbach R.A., Swisher P.K., Kim M.K. y Patel B.S. The photic sneeze reflex as a risk factor to combat pilots. 927th USAFR Clinic, Selfridge Air National Guard Base, MI 48045-5046. Mil. Med. 1993 Dec;158(12):806-9.