Zeta Reticuli

Zeta Reticuli (ζ Ret / ζ Reticuli) es un sistema binario de estrellas localizado a unos 39 años luz de la Tierra. Está situado en la constelación Reticulum, y se puede observar a simple vista en las noches más oscuras. Debido a la localización del sistema, en el hemisferio sur, no es posible verlo al norte de la zona tropical.

zeta reticuli y espacio tiempo

zeta reticuli y espacio tiempo


Reticulum

Reticulum del (Latin: reticulo), es uno de las menores constelaciones australes. Fue presentada por Nicolas Louis de Lacaille para conmemorar la reticula, que fue un instrumento científico usado para medir la posición de las estrellas.

Objetos notables

ζ Reticuli es una estrella binaria que puede ser percibida como una estrella doble a simple vista. Esta estrella binaria es la más famosa por ser el presunto hogar de extraterrestres que Betty y Barney Hill alegan (2 personas abducidas en los estados unidos enla decda del ´60)

podriamos llegar a ser visitados por habitantes de zeta reticuli?


Para los que creen que somos visitados por seres extraterrestres no es difícil imaginar a éstos viajando por las estrellas, pasando por multitud de planetas y conociendo muchas otras civilizaciones presentes en los innumerables sistemas solares de nuestra galaxia y otras.

Sin embargo, llevar a la práctica este tipo de viajes espaciales presenta importantes problemas que no lo son sólo para nuestra “primitiva” ciencia, sino que lo será para cualquier otra civilización o supercivilización del cosmos. Hasta el hartazgo podemos leer la sentencia: “el problema es la energía”.

Pongámonos en el papel de una civilización muy avanzada que contase con una tecnología muy superior a la nuestra. Viajan dentro de su sistema solar, visitando el resto de planetas y, por qué no, terraformándolos y explotando sus recursos. Un buen día localizan nuestro mundo con su programa de detección de planetas extrapolares y deciden venir a estudiarnos. Su bandera no incluye barras y estrellas de modo que la invasión y conquista ni siquiera pasan por sus desarrolladas mentes. Además, el hidrógeno para fusión es omnipresente en el universo que conocen y tampoco creen que haya depósitos de antimateria en nuestro subsuelo, con lo que sus necesidades energéticas no necesitan de incursiones agresivas en nuestro sistema solar. Su viaje es, por tanto, exclusivamente científico.

Su estrella de procedencia es Zeta 1 Retículo, omnipresente en los relatos sobre abducciones, que es de tipo G2V al igual que el sol, y tiene una luminosidad del 75% de éste. Está situada a 40 años luz aproximadamente. Parece fácil su viaje, pero en realidad presenta varios y muy graves inconvenientes. El primero de ellos es la distancia que, aunque por su número parece escasa, es abrumadoramente grande.

Imaginemos una canica de 1 cm de diámetro situada en el centro de Madrid. Si ésta fuese nuestro sol, cada año luz equivaldría a 63 kilómetros. Zeta 1 Retículo estaría situada a 2.520 kilómetros de él y con nuestra tecnología actual tardaríamos casi 800.000 años en alcanzarla. Una cifra nada despreciable.

Pero dado que a estos seres de Zeta Retículi los presumimos mucho más avanzados, supongamos que han desarrollado la tecnología de fusión de hidrógeno y han salvado los muchos problemas que plantea. Tienen máquinas que funcionan con la misma energía que las estrellas… lo que suena fantástico pero tampoco resulta significativo. De hecho, la fusión de hidrógeno tiene grandes limitaciones y lo vamos a comprobar con unos sencillos cálculos.

A grandes rasgos y sin entrar en detalles, la fusión consiste en unir átomos de hidrógeno para que formen otros de helio. Dado que un átomo de helio pesa menos que los dos de hidrógeno necesarios para producirlo, se pierde una cantidad x de energía. Y esa energía asciende a 600 millones de julios por cada gramo de hidrógeno, que se presupone servirían para impulsar el helio resultante a través de una tobera a modo de cohete.

De hecho, no conocemos otra forma de desplazarnos por el universo a altas velocidades, que no fuese expulsando una determinada cantidad de masa con una dirección contraria a la del movimiento deseado. Así, la velocidad de la materia expulsada condiciona la máxima que podría alcanzar nuestro aparato. Igualmente, la cantidad de masa (la rapidez con la que “quemamos” el combustible) determina la aceleración conseguida y ésta es el primer problema.

Dado que no existe gravedad en el espacio exterior (tal y como la conocemos en la tierra), cualquier aceleración produce un estado gravitatorio. Así, si imprimimos a la nave espacial una aceleración de 9,8 m/s2 los tripulantes creerán estar en un entorno similar al de la Tierra. El problema es que nuestro organismo no soportaría un exceso de gravedad por un período prolongado de tiempo. Así, lo aconsejable sería adoptar 1g (9,8 m/s2) de aceleración hasta alcanzar la velocidad máxima posible en nuestro aparato. Eso puede llevarnos tiempo, pero para saber cuánto, tenemos que conocer cuánto vale esa velocidad.


EL COMBUSTIBLE
Supongamos que el navío de los alienígenas es un disco de pocos metros de diámetro, apto para tres tripulantes científicos que componen una avanzadilla para un primer contacto. Su masa es de 100 toneladas, una cifra extremadamente optimista. Tengamos en cuenta que 1 metro cúbico de un metal ligero, como el aluminio, pesa 2.700 kilogramos. Y un metro cúbico no da para mucho fuselaje…

El combustible es hidrógeno, y éste tiene una densidad de 0,071 gr/cm3. Es decir, que en un depósito de 1 m3 hay capacidad para 71 kg, al contrario de lo que sucedería si se llenase de agua de la cual cabrían aproximadamente 1.000 kgs. El depósito ocupa 50 m3, que es más o menos el volumen total de un salón de una vivienda mediana. Por lo tanto, la capacidad del mismo es de 3.550 kg de hidrógeno.

Supongamos también que esta cantidad es tan sólo para el viaje de ida hacia la tierra, y que una vez aquí se aprovisionarían de idéntica cantidad en el momento de su partida. En el espacio exterior es necesaria una energía x para acelerar hasta una velocidad determinada, pero luego hay que frenar que no es más que una aceleración negativa y por lo tanto la energía requerida es similar. Descontaremos el detalle de que cuanto más combustible se gaste menos pesa la nave y menor es la energía necesaria, ya que con un peso de más de 100 toneladas la diferencia es insignificante.

Por lo tanto, los ingeniosos alienígenas disponen de 3.550 kgs para alcanzar una velocidad máxima que vamos a calcular. Pero la mitad de esta cantidad se reserva para la aceleración y otro tanto en la deceleración. Como cada kg de hidrógeno fusionado aporta 600.000 millones de julios, echamos mano de la física clásica para calcular cuál sería la velocidad máxima del aparato:

E = ½ · m · v2
1.065.000.000.000.000 julios = 50.000 kg · v2
v2 = 1.065.000.000.000.000 julios / 50.000 kg
v = raíz cuadrada (21.300.000.000)
v = 145.945,2 m/s
v= 146 km/s aproximadamente

Teniendo en cuenta una aceleración de 1g para simular gravedad terrestre, el período previo a un viaje a velocidad constante y bajo los efectos de la ingravidez sería:

v = a · t
145.945,2 m/s = 9,8 · t
t = 145.945,2 / 9,8
t = 14.892,37 segundos

Es decir, poco más de 4 horas. En todo ese tiempo, la nave espacial recorrería:

E = ½ · a · t2
E = 4,9 · 221.782.684,2169
E = 1.086.735.152,66281 m
E = 1.086.735,15 km

Es de suponer que esta misma distancia (aproximadamente) la necesitarían para cubrir en el período de deceleración, por lo que como 40 años luz equivalen a 378,17 ¡¡billones!! de kilómetros, le restamos los algo más de 2,17 millones empleados entre aceleración y deceleración y el resultado es la distancia que habría que recorrer a una velocidad constante de 146 km/s. El tiempo de viaje es, al final, de…¡¡¡más de 82.000 años!!!.

Nuestros vecinos de Zeta 1 Retículo, por lo tanto, lo tendrían más que difícil con esta tecnología.

EL MÁXIMO TEÓRICO
Debido a que la energía extraída en el proceso de fusión ha de usarse para acelerar el gas helio generado, la máxima velocidad que puede alcanzarse con un “motor” de hidrógeno sobrepasa por poco los 36.000 km/s. Podríamos pensar que en las características de la nave anterior hemos empleado unos cálculos muy conservadores y que, usando un máximo teórico, todo lo que el hidrógeno podría dar de sí, es posible calcular cuánto combustible debería llevar la nave alienígena para alcanzar tal velocidad y conseguiese ponerse en la órbita de nuestro planeta, en un plazo de ¡100 años!. No deja de ser una cifra considerable… Pero, ¿es posible?. Es menos que probable.

En un hipotético ingenio perfecto, de las 100 toneladas de masa que establecimos:

E = ½ m v2
E = 50.000 · 1.296.000.000.000.000
E = 64.800.000.000.000.000.000 julios

Y dado que un kg de hidrógeno puede producir 600.000 millones de julios, necesitaríamos:

E = 64.800.000.000.000.000.000 julios / 600.000.000.000 = 108.000.000 kg, unos 1.180 kg más si aplicamos los cálculos relativistas, en realidad.

Lo que supone ¡casi 1.100 veces más de lo que pesa la propia nave espacial!.

Para almacenar tal cantidad de hidrógeno, asimismo, y teniendo en cuenta que caben 0,071 kg por m3, se necesitaría un volumen de:

Volumen = 108.000.000 kg / 0,071 = 1.521.126.760 m3

Que viene a ser como ¡¡3500!! estadios de fútbol llenos a rebosar de hidrógeno. Y luego, añadamos el peso necesario para un envase donde almacenarlo… que aunque estuviese hecho de plástico sería monumental. Y peor aún: estas necesidades no cubren el proceso de deceleración: nuestros alienígenas no tendrían manera de frenar.

En cualquier caso y configuración, aún con un peso de la nave muy inferior, el depósito nunca sería menos de 3 veces mayor que el propio aparato, lo que hace al hidrógeno un combustible ideal para desplazarse dentro de un sistema solar, pero inservible para distancias interestelares. Un trayecto similar al existente entre la Tierra y Marte, de unos 120 millones de km por poner un número, necesitaría apenas 10 días. Pero nadie tiene tanto tiempo como para acometer uno hasta otras estrellas.


LA ANTIMATERIA
Si un gramo de hidrógeno fusionado aporta 600 millones de julios, el proceso de aniquilación mutua de materia y antimateria aporta casi 150.000 veces más. Con tal cantidad de energía, las velocidades pueden ser increíblemente elevadas. No hay forma de conseguir más energía en todo el universo.

Muchos hablan de que es posible acercarse todo lo que se quiera a la velocidad de la luz, pero esto es sólo en la teoría si tenemos en cuenta la masa a acelerar. Lanzar a un electrón a velocidades cuasiluz requiere ínfima energía (teóricamente, y al 100% de eficiencia caso que no se da). Pero hablamos de una nave espacial de decenas de toneladas.

Al aumentar la velocidad lo hace también la masa según lo descrito en la teoría de la relatividad, y por lo tanto, los requerimientos energéticos. Como la masa tiende a infinito, la energía también, de modo que se da por cierto que podemos acercarnos todo lo que queramos pero eso… es imposible materialmente hablando, ya que tarde o temprano tendríamos el mismo problema que con el hidrógeno, esto es que la cantidad a almacenar sería tan grande como miles y millones de campos de fútbol de volumen.

Para la nave anteriormente propuesta, con un peso de 100 toneladas, supongamos dos “depósitos” de materia y antimateria de 10.000 kg cada uno. En total, 20.000 kg a aniquilar. Ello nos permitiría alcanzar (usando las ecuaciones relativistas), poco más de 165.000 km/s, es decir unos 73 años de viaje, unos 61 para los viajeros si tenemos en cuenta la alteración relativista del tiempo. Y otro tanto para la vuelta.

Esto limita seriamente el radio de hipotéticos visitantes. Imaginemos una civilización al otro lado de la galaxia. Estos últimos tardarían casi 100.000 años en alcanzarnos. Y venir de otra galaxia como por ejemplo la de Andrómeda, requeriría unos 4 millones de años de la tierra, 3,3 millones para los viajeros.

Se da por supuesto que para cualquier viaje interestelar, que duraría años, los alienígenas tendrían que recurrir a la criogenización o cualquier otro sistema similar, ya que de lo contrario el almacenaje de víveres dispararía las necesidades de espacio y, por ende, de masa y energía. Y tampoco hemos hablado de la energía necesaria, que saldría también del combustible empleado, para mantener todos los sistemas de la nave. No servirían paneles solares a medio camino entre dos estrellas. Además, para evitar que una mota de polvo perforase el aparato de cabo a rabo, habría que disponerse un campo magnético lo suficientemente potente como para repeler cualquier posible partícula o cuerpo estelar.

Alcanzar velocidades lo suficientemente elevadas como para permitir un viaje en el cual el tiempo relativista jugase a favor del viajero (su tiempo de viaje de redujese drásticamente), como podrían ser 290.000 km/s, necesitaría de 300 toneladas de combustible, 3 veces más que la propia nave espacial. A esas velocidades, el tiempo del viajero se reduciría ¼, con lo que recorrer la distancia entre Zeta 1 Retículo y nuestro sol ocuparía unos 12 años. Sin embargo, las necesidades energéticas son brutales para una nave espacial, imposibles de subsanar por cuestiones principalmente de espacio y peso.

AISLADOS EN EL COSMOS
En definitiva, es posible que estemos aislados en un cosmos inmenso cuyas distancias son inaccesibles no solo para los medios materiales sino también, incluso para la imaginación. Pensemos por un momento que nuestra galaxia tiene un diámetro de 100.000 años luz, y que las galaxias cercanas lo están a varios millones. A su vez, se cree que existen al menos ¡¡50.000 millones!! de galaxias… y cada una podría contener más de 100.000 millones de estrellas de media.

Las posibilidades de que exista vida más allá son inmensas, tan abrumadoras que negarlas podría considerarse casi una blasfemia científica. Pero hablamos de probabilidades de vida, no de encontrarla.

Considero que no merece la pena ampliar los cálculos anteriores, ya que hablan por sí mismos y nos sumergen en una triste realidad.

Quizá algún día seamos visitados de forma puntual, nada se opone a esta idea. Pero ninguna civilización extraterrestre podría poner en marcha un plan logístico para operar aquí en nuestro planeta.


zeta reticuli y espacio tiempo

zeta reticuli y espacio tiempo

Espacio-tiempo

El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad y otras teorías físicas. El nombre alude a la necesidad de considerar unificadamente la localización geométrica en el tiempo y el espacio, ya que la diferencia entre componentes espaciales y temporales es relativa según el estado de movimiento del observador. Debido a que el universo tiene tres dimensiones espaciales observables, es usual referirse al tiempo como la "cuarta dimensión" y al espacio-tiempo como "espacio de cuatro dimensiones" para enfatizar la inevitabilidad de considerar el tiempo como una dimensión geométrica más. La expresión espacio-tiempo ha devenido de uso corriente a partir de la Teoría de la Relatividad especial formulada por Einstein en 1905.

Introducción

En general, un evento cualquiera puede ser descrito por una o más coordenadas espaciales, y una temporal. Por ejemplo, para identificar de manera única un accidente automovilístico, se pueden dar la longitud y latitud del punto donde ocurrió (dos coordenadas espaciales), y cuándo ocurrió (una coordenada temporal). En el espacio tridimensional, se requieren tres coordenadas espaciales. Sin embargo, la visión tradicional en la cual se basa la mecánica Clásica, cuyos principios fundamentales fueron establecidos por Newton, es que el tiempo es una coordenada independiente de las coordenadas espaciales y es una magnitud idéntica para cualquier observador. Esta visión concuerda con la experiencia: si un evento ocurre a 10 metros, es natural preguntar a 10 metros de qué, pero si nos informan que ocurrió un accidente a las 10 de la mañana en nuestro país, ese tiempo tiene carácter absoluto.

Sin embargo, resultados como el experimento de Michelson-Morley, y las ecuaciones de Maxwell para la electrodinámica, sugerían, a principios del siglo XX, que la velocidad de la luz es constante, independiente de la velocidad del emisor u observador, en contradicción con lo postulado por la mecánica clásica.

Einstein propuso como solución a éste y otros problemas de la mecánica clásica considerar como postulado la constancia de la velocidad de la luz, y prescindir de la noción del tiempo como una coordenada independiente. En la Teoría de la Relatividad, espacio y tiempo tienen carácter relativo o convencional, dependiendo del estado de movimiento del observador. Eso se refleja por ejemplo en que las transformaciones de coordenadas entre observadores inerciales (las Transformaciones de Lorentz), involucran una combinación de las coordenadas espaciales y temporal. El mismo hecho se refleja en la medición de un campo electromagnético, que está formado por una parte eléctrica y otra parte magnética, pues dependiendo del estado de movimiento del observador el campo electromagnético es visto de diferente manera entre su parte magnética y eléctrica por diferentes observadores en movimiento relativo.

La expresión espacio-tiempo recoge entonces la noción de que el espacio y el tiempo ya no pueden ser consideradas entidades independientes o absolutas.

Las consecuencias de esta relatividad del tiempo han tenido diversas comprobaciones experimentales. Una de ellas se realizó utilizando dos relojes atómicos de elevada precisión, inicialmente sincronizados, uno de los cuales se mantuvo fijo mientras que el otro fue transportado en un avión. Al regresar del viaje se constató que mostraban horas levemente distintas, habiendo transcurrido "el tiempo" más lentamente para el reloj en movimiento..

Propiedades geométrico-matemáticas del espacio-tiempo

Métrica

En teoría de la relatividad general el espacio-tiempo se modeliza como un par (M, g) donde M es una variedad diferenciable semiriemanniana también conocida banda lorentziana y g es un tensor métrico de signatura (3,1). Fijado un sistema de coordenadas (x0, x1, x2, x3, ) para una región del espacio-tiempo el tensor métrico se puede expresar como:zeta reticuli y espacio tiempo

Y para todo punto del espacio-tiempo existe un observador galileano tal que en ese punto el tensor métrico tiene las siguientes componentes:zeta reticuli y espacio tiempo

Contenido material del espacio-tiempo

El contenido material de dicho universo viene dado por el tensor energía-impulso que puede ser calculado directamente a partir de magnitudes geométricas derivadas del tensor métrico. Las ecuaciones de escritas componentes a componentes relacionan el tensor energía impulso con el tensor de curvatura de Ricci y las componentes del propio tensor métrico:zeta reticuli y espacio tiempo
La ecuación anterior expresa que el contenido material determina la curvatura del espacio-tiempo.

Movimiento de las partículas

Una partícula puntual que se mueve a través del espacio-tiempo seguirá una línea geodésica que son la generalización de las curvas de mínima longitud en un espacio curvado. Estas líneas vienen dadas por la ecuación:
zeta reticuli y espacio tiempo

Donde los símbolos de Christoffel Γ se calculan a partir de las derivadas del tensor métrico g y el tensor inverso del tensor métrico:
zeta reticuli y espacio tiempo

Si además existiese alguna fuerza debida a la acción del campo electromagnético, la trayectoria de la partícula vendría dada por:
zeta reticuli y espacio tiempo

Homogeneidad, isotropía y grupos de simetrías

Ciertos espacios-tiempo admiten grupos isometría no triviales. Por ejemplo el espacio-tiempo de Minkowski, usado en la relatividad especial, tiene un grupo de isometría llamado grupo de Poincaré que es un grupo de Lie de dimensión diez. Normalmente los espacios-tiempo tienen grupos de isometría mucho menores, es decir, de dimensionalidad menor.

Una propiedad interesante es que si un espacio-tiempo admite un grupo de isometrías continuo, formado por un grupo de Lie de dimensión n entonces existen n campos vectoriales, llamados campo vectorial de Killing X que satisfacen las siguientes propiedades:

zeta reticuli y espacio tiempo

Donde zeta reticuli y espacio tiemporepresenta la derivada covariante y zeta reticuli y espacio tiempo la derivada de Lie según uno de esos vectores de Killing.

Relacionado con lo anterior están las relaciones de isotropía y homogeneidad. Un espacio tiempo presenta isotropía general en alguno de sus puntos si existe un subgrupo de su grupo de isometría, que es homeomorfo a SO(3) y deja invariante dicho punto. Otra propiedad interesante es cuando el grupo de simetría incluye un subgrupo homeomorfo a \R^3 que afecta a las coordenadas espaciales, en ese caso el espacio-tiempo resulta ser homogéneo.

Curvatura del espacio-tiempo

zeta reticuli y espacio tiempo

La curvatura del espacio-tiempo es una de las principales consecuencias de la teoría de la relatividad general de acuerdo con la cual la gravedad es el efecto manifestación local de la geometría curva del espacio-tiempo. Los cuerpos dentro de un campo gravitatorio siguen una trayectoria espacial curva, aun cuando en realidad pueden estar moviéndose según líneas de universo lo más "rectas" posibles a través un espacio-tiempo curvado. Las líneas más "rectas" posibles de un espacio-tiempo se llaman líneas geodésicas y son líneas de curvatura mínima.

Midiendo el espacio-tiempo curvo

Gauss había mostrado que pueden existir otras geometrías no-euclídeas, lo cual sugería que geometría real del espacio no tenía por qué ser euclídea. Si la geometría del espacio no fuera euclídea habría ciertas consecuencias medibles, por ejemplo, si un físico pone una marca, y un cartógrafo permanece a una cierta distancia y se mide su longitud por triangulación basada en la geometría euclídea, entonces no está garantizado que sea dada la misma respuesta si el físico porta la marca consigo y mide su longitud directamente.

Por supuesto, para una marca no podría medirse en la práctica la diferencia entre las dos medidas, pero existen medidas equivalentes que deben detectar la geometría no euclidiana del espacio-tiempo directamente, por ejemplo el experimento de Pound-Rebka (1959) detectó el cambio en la longitud de onda de la luz de una fuente de cobalto surgiendo por 22.5 metros contra la gravedad en un local del Laboratorio de Física Jefferson en la Universidad de Harvard, y la cadencia de un reloj atómico en un satélite GPS alrededor de la tierra tiene que ser corregida por efecto de la gravedad.


se que ews largo pero me gusto porque esta muy bien detallado y casi entendible

fuente 1
fuente 2
fuente 3
fuente 4