En la frontera franco-suiza, en el corazón del laboratorio europeo CERN, se libra una intensa batalla por el futuro de la física de partículas. El CERN, hogar del famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC), aspira a construir la máquina más grande jamás creada por la humanidad: un colosal acelerador de partículas que iniciaría operaciones en 2070 y empequeñecería al LHC.

En la frontera franco-suiza, en el coraz&oacute;n del laboratorio europeo CERN, se libra una intensa batalla por el futuro de la f&iacute;sica de part&iacute;culas. El CERN, hogar del famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC), aspira a construir la m&aacute;quina m&aacute;s grande jam&aacute;s creada por la humanidad: un colosal acelerador de part&iacute;culas que iniciar&iacute;a operaciones en 2070 y empeque&ntilde;ecer&iacute;a al LHC.

Materia Oscura es un programa especializado en Ciencia del periodista José Manuel Nieves. Universo, física, hallazgos, nuevas investigaciones... Todo pasa por el tamiz de Nieves.

Materia Oscura

Batalla por el futuro de la física

Hasta hace muy poco, hablábamos con asombro de galaxias situadas a 500 o 600 millones de años después del Big Bang. Alguna excepción, a 350 millones de años luz del origen del Universo, parecía ser el límite infranqueable. Sin embargo, un equipo internacional de astrónomos acaba de confirmar el hallazgo de la galaxia más lejana jamás observada. Su nombre técnico es MoM-z14. Se trata de una galaxia que ya estaba allí, brillante y perfectamente formada, apenas 280 millones de años después del Big Bang. Es decir, en un Universo tan joven que, según las teorías vigentes, no habría tenido tiempo aún para que se formara algo así. En otras palabras, MoM-z14 es demasiado brillante, demasiado grande y químicamente demasiado compleja para estar allí.

Los investigadores han teorizado que en ese universo temprano, denso y violento, se formaron Estrellas Supermasivas. Bestias cósmicas, que podrían tener entre 1.000 y 10.000 veces la masa de nuestro Sol, que vivirían muy poco tiempo, quemando su combustible a una velocidad frenética, y que por tanto serían capaces de "cocinar" cantidades ingentes de nitrógeno en un tiempo récord. Lo curioso es que en nuestra propia Vía Láctea, tenemos los cúmulos globulares, que son grupos de estrellas muy antiguas. Algunas de esas estrellas tienen, curiosamente, niveles de nitrógeno muy altos que nunca hemos sabido explicar bien. El estudio sugiere que ahora estamos viendo el mismo proceso, pero en directo. 

Hasta hace muy poco, habl&aacute;bamos con asombro de galaxias situadas a 500 o 600 millones de a&ntilde;os despu&eacute;s del Big Bang. Alguna excepci&oacute;n, a 350 millones de a&ntilde;os luz del origen del Universo, parec&iacute;a ser el l&iacute;mite infranqueable. Sin embargo, un equipo internacional de astr&oacute;nomos acaba de confirmar el hallazgo de la galaxia m&aacute;s lejana jam&aacute;s observada. Su nombre t&eacute;cnico es MoM-z14. Se trata de una galaxia que ya estaba all&iacute;, brillante y perfectamente formada, apenas 280 millones de a&ntilde;os despu&eacute;s del Big Bang. Es decir, en un Universo tan joven que, seg&uacute;n las teor&iacute;as vigentes, no habr&iacute;a tenido tiempo a&uacute;n para que se formara algo as&iacute;. En otras palabras, MoM-z14 es demasiado brillante, demasiado grande y qu&iacute;micamente demasiado compleja para estar all&iacute;.
Los investigadores han teorizado que en ese universo temprano, denso y violento, se formaron Estrellas Supermasivas. Bestias c&oacute;smicas, que podr&iacute;an tener entre 1.000 y 10.000 veces la masa de nuestro Sol, que vivir&iacute;an muy poco tiempo, quemando su combustible a una velocidad fren&eacute;tica, y que por tanto ser&iacute;an capaces de "cocinar" cantidades ingentes de nitr&oacute;geno en un tiempo r&eacute;cord. Lo curioso es que en nuestra propia V&iacute;a L&aacute;ctea, tenemos los c&uacute;mulos globulares, que son grupos de estrellas muy antiguas. Algunas de esas estrellas tienen, curiosamente, niveles de nitr&oacute;geno muy altos que nunca hemos sabido explicar bien. El estudio sugiere que ahora estamos viendo el mismo proceso, pero en directo.&nbsp;

El Webb bate su propio récord y halla la galaxia más lejana nunca vista

Un nuevo estudio, publicado recientemente, ha permitido estudiar una de las muestras más antiguas y raras de Marte, la Belleza Negra, sin destruirla. Para ello, un equipo de investigadores ha utilizado una técnica revolucionaria, la tomografía computarizada de neutrones. Al bombardear la Belleza Negra con neutrones, estos ignoran las partes duras de la roca y chocan, interactúan y resaltan los átomos de hidrógeno. Con este método innovador, descubrieron que la Belleza Negra está compuesta por agua encerrada químicamente en minerales. El estudio ha revelado que este meteorito contiene clastos, es decir, trozos de roca incrustados dentro de otra roca mayor, ricos en un material llamado oxihidróxido de hierro.

Además, estos oxihidróxidos de hierro encontrado en la Belleza Negra gracias a los neutrones, son similares a los que el rover Perseverance de la NASA ha detectado en el cráter Jezero de Marte. El hecho de que tenga la misma "huella dactilar" mineral de un meteorito que cayó en África y las muestras que está taladrando un robot a millones de kilómetros de distancia y más de 4.000 millones de años después revela que el agua no era una simple anécdota en el Marte primitivo.

Un nuevo estudio, publicado recientemente, ha permitido estudiar una de las muestras m&aacute;s antiguas y raras de Marte, la Belleza Negra, sin destruirla. Para ello, un equipo de investigadores ha utilizado una t&eacute;cnica revolucionaria, la tomograf&iacute;a computarizada de neutrones. Al bombardear la Belleza Negra con neutrones, estos ignoran las partes duras de la roca y chocan, interact&uacute;an y resaltan los &aacute;tomos de hidr&oacute;geno.&nbsp;Con este m&eacute;todo innovador, descubrieron que la Belleza Negra est&aacute; compuesta por agua encerrada qu&iacute;micamente en minerales. El estudio ha revelado que este meteorito contiene clastos, es decir, trozos de roca incrustados dentro de otra roca mayor, ricos en un material llamado oxihidr&oacute;xido de hierro.
Adem&aacute;s, estos oxihidr&oacute;xidos de hierro encontrado en la Belleza Negra gracias a los neutrones, son similares a los que el rover Perseverance de la NASA ha detectado en el cr&aacute;ter Jezero de Marte. El hecho de que tenga la misma "huella dactilar" mineral de un meteorito que cay&oacute; en &Aacute;frica y las muestras que est&aacute; taladrando un robot a millones de kil&oacute;metros de distancia y m&aacute;s de 4.000 millones de a&ntilde;os despu&eacute;s revela que el agua no era una simple an&eacute;cdota en el Marte primitivo.

Agua marciana en la Tierra

En 1983, Don Page y William Wootters propusieron algo tan radical que parecía ciencia ficción. Se conoce como el mecanismo Page-Wootters. Según esta propuesta, el universo sería un solo objeto cuántico gigantesco que contiene todo lo que ha pasado, pasa y pasará. Pero ese objeto está quieto, no tiene tiempo. Su energía es constante y nada cambia. Sugieren que el universo funciona gracias al entrelazamiento cuántico de dos partes: el “reloj” y el “resto del universo”. El tiempo, por tanto, no sería un río que fluye, sería la consecuencia de comparar una parte del universo con otra.

Durante 40 años, esto fue solo una bonita teoría matemática imposible de probar. Pero la tecnología cuántica actual ha permitido resucitar esta idea. Paola Verrucchi, investigadora del Consejo Nacional de Investigación de Italia, ha logrado construir modelos matemáticos y simulaciones que demuestran que esto, realmente, funciona. Así, Verrucchi y su colega Alessandro Coppo han lanzado la hipótesis de que los agujeros negros podrían ser ese "reloj" del mecanismo Page-Wootters.

En 1983, Don Page y William Wootters propusieron algo tan radical que parec&iacute;a ciencia ficci&oacute;n. Se conoce como el mecanismo Page-Wootters. Seg&uacute;n esta propuesta, el universo ser&iacute;a un solo objeto cu&aacute;ntico gigantesco que contiene todo lo que ha pasado, pasa y pasar&aacute;. Pero ese objeto est&aacute; quieto, no tiene tiempo. Su energ&iacute;a es constante y nada cambia. Sugieren que el universo funciona gracias al entrelazamiento cu&aacute;ntico de dos partes: el &ldquo;reloj&rdquo; y el &ldquo;resto del universo&rdquo;. El tiempo, por tanto, no ser&iacute;a un r&iacute;o que fluye, ser&iacute;a la consecuencia de comparar una parte del universo con otra.
Durante 40 a&ntilde;os, esto fue solo una bonita teor&iacute;a matem&aacute;tica imposible de probar. Pero la tecnolog&iacute;a cu&aacute;ntica actual ha permitido resucitar esta idea. Paola Verrucchi, investigadora del Consejo Nacional de Investigaci&oacute;n de Italia, ha logrado construir modelos matem&aacute;ticos y simulaciones que demuestran que esto, realmente, funciona. As&iacute;, Verrucchi y su colega Alessandro Coppo han lanzado la hip&oacute;tesis de que los agujeros negros podr&iacute;an ser ese "reloj" del mecanismo Page-Wootters.

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