diumenge, de març 30, 2014

Al planeta Terra hi podria haver vida!

Aquest podria ser el  titular sensacionalista dels mitjans de comunicació d'un planeta llunyà. Els seus científics acabarien de detectar marcadors a l'atmosfera de la Terra que els indicarien que segurament hi ha vida. Sí, és clar, ells no en dirien "la Terra". Molt probablement, el nostre estimat planeta rebria algun nom molt menys poètic, ple de sigles i números.

Però ens podem preguntar: seria possible aquest descobriment? És a dir, el nostre planeta, observat des de distàncies remotes podria mostrar signes d'estar habitat? De fet, respondre a aquesta qüestió és clau, ja que si pretenem buscar rastre de vida en altres planetes primer hem de saber què hem de buscar. I la millor forma d'aprendre és estudiar cóm es veuria el nostre propi planeta si el miréssim des de lluny.

Això és el que va fer la sonda Galileu l'any 1990. En el seu viatge cap a  Júpiter, els seus instruments es van girar i van mirar a la Terra.

I què varen veure? Doncs el que es coneix com a marcadors biològics, signes, en l'atmosfera del nostre planeta, que indiquen vida. Els mateixos marcadors que ara nosaltres estem intentant trobar en multitud de planetes que orbiten altres estrelles.


Els principals marcadors de la vida són la presència d'oxigen i de metà. Aquests dos gasos són incompatibles entre sí a mig termini, i al llarg dels anys es combinen. De fet, l'oxigen és el gas oxidant per excel·lència, i el metà és fortament reductor. Una mescla explosiva.

Una atmosfera que contingui a l'hora oxigen i metà requereix mecanismes que vagin reposant les quantitats dels dos gasos tal com van desapareixent fruit de la seva combinació. A la Terra, aquests mecanismes són, entre d'altres, la fotosíntesi que genera oxigen, i el metabolisme animal, que genera metà. Sense vida, en pocs milers o milions d'anys, l'oxigen i el metà desapareixerien. L'excés d'oxigen que quedaria després de destruir el metà es combinaria gradualment amb molts altres compostos, formant minerals i fixant-se al sòl.

La detecció de vapor d'aigua a  l'atmosfera és, també, un bon indici, però per ell sol no assegura l'existència de vida.

La sonda Galileu va detectar aquests gasos sense masses problemes. Tot i això, hem de pensar que es trobava molt a  prop de la Terra si ho comparem amb les enormes distàncies que ens allunyen dels planetes d'altres sistemes solars. En aquest sentit, estem just a les beceroles de la investigació. Els nostres instruments, ja sigui des de la superfície de la Terra o des de l'espai, comencen just ara a detectar les primeres molècules en les atmosferes de planetes llunyans (a varis anys llum de distància).

Ja us podeu imaginar que aquests estudis són molt complicats. A tanta distància, el planeta en qüestió no és observable directament, i només ho és la llum que arriba de l'estrella al voltant de la qual gira.  Però una petitíssima part d'aquesta llum prové del planeta: és la llum que aquest reflexa del seu sol. El "truc" està en aconseguir "restar" la llum de l'estrella, de forma que puguem quedar-nos només amb la llum que el planeta ens envia. A partir  d'aquesta tènue llum es pot intentar la recerca de  traces d'elements químics, com ara el metà o l'oxigen. Tot plegat bastant complicat. Però s'està fent.

La combinació que es busca és la d'un planeta de tipus terrestre (és a dir, rocós), que orbiti la seva estrella a una distància tal que l'aigua pugui existir en forma líquida, i que en la  seva atmosfera es puguin identificar marques de gasos incompatibles (oxigen i metà).


Tenint en compte que a penes fa uns pocs anys que hem començat a poder realitzar aquest tipus d'estudis, i que els propers temps ens portaran avenços de la tecnologia, en forma de nous telescopis espacials i equipaments de detecció, no crec que triguem pas gaire en poder escriure titulars tan inspiradors com el que encetava aquest article.

I descobrir oxigen i metà serà suficient com per a assegurar que allà hi ha vida? Probablement no. Perquè tots dos gasos poden estar presents deguts també a fenòmens geològics (vulcanisme per exemple, que alliberaria metà).  El que es tractaria seria de comprovar l'existència d'aquests gasos en proporcions estables durant alguns milions d'anys. Això sí que seria un bon indici.

Ja veiem,  doncs, que ens haurem de conformar en sospitar l'existència de vida més que en certificar-la. Però això ja serà molt. I estic segur que, en qualsevol cas, aquesta sospita serà suficient com per a obrir els telenotícies i emplenar les primeres planes dels diaris.


Potser, mentre esperem aquest moment, algun ésser intel·ligent està estudiant amb molt d'interès la llum provinent del nostre Sol i de la Terra. És possible que hagi detectat ja les pistes de la vida. Però difícilment podrà imaginar l'enorme diversitat i espectacularitat que allò que s'anomena vida ha generat en el nostre planeta.

dimecres, de març 19, 2014

L'anunci esperat d'un gran descobriment: la inflació còsmica

Ahir, 17 de març de 2014, es va anunciar un dels descobriments més importants en el nostre esforç per entendre l'univers i el seu origen. L'univers hauria passat per una etapa d'expansió immensa i quasi instantània durant la primera quintilionèssima de segon de vida En cas de confirmar-se, encaixarem una peça més d'aquest puzle còsmic, i algú s'emportarà un Nobel amb quasi tota seguretat.

Però què és aquest descobriment? I què implica? I, de  pas, ... es pot explicar de forma senzilla i entenedora? Això és el que intentaré en aquest article. El lector m'haurà de permetre que ho faci poc a poc, desenvolupant el tema històricament, perquè crec que d'aquesta forma es pot fer més entenedor.

Que vivim en un univers que s'expandeix ja ho sabem. Però no cregueu que fa pas gaire que ho sabem. Com a punt de referència, el gran Einstein i la majoria dels científics del primer quart del segle XX pensaven que habitàvem un cosmos estàtic, etern, que sempre havia existit i que era, en el fons, immutable. I no sols això: es creia que l'univers sencer era la Via Làctia, és a dir, la nostra galàxia. Allò era tot. Una galàxia plena d'estrelles, això sí. Però única.


Si hi ha una ciència que constantment ens ha donat pals d'humilitat, aquesta és l'astronomia. L'astronomia va desplaçar la Terra (i la humanitat) de ser el centre del Sistema Solar a ser un planeta més que girava al voltant del Sol. Després, vàrem descobrir que de sols n'hi havia milers de milions, i que el nostre era més aviat normalet. Finalment, aquell univers de l'època de l'Einstein, format únicament per la nostra galàxia, va resultar ser immensament més gran, amb milers de milions d'altres galàxies. Un altre cop desplaçats, i ferits en el nostre ego.

Durant la primera meitat del segle XX es va descobrir aquest fet, que l'univers era molt més gran que el que es pensava. I també es va descobrir que s'expandia. La cosa anava així: quan observàvem objectes distants, aquest semblaven allunyar-se a gran velocitat de nosaltres, sent la velocitat d'allunyament més gran com més distants es trobaven els objectes. I si l'univers s'expandia, llavors, rebobinant en el temps, es podia pensar en un moment en el passat en el que tot hauria estat més a prop. Tan a prop que, si retrocedíem suficientment en el temps, tot hauria estat concentrat en un punt. Acabava de néixer la teoria del Big Bang.

En aquells primers moments, no faltaven detractors. La nova teoria era massa audaç, i, a més, introduïa moltes preguntes sense respostes. Però en ciència, el tema de les teories és simple: el paper ho aguanta tot, sempre que l'aparell matemàtic sigui consistent. Però la gran prova de foc és sempre l'observació.  Així, una nova teoria ha de ser coherent amb tot allò que s'observa. Ah! Però si mai vols construir una gran i trencadora teoria, que et catapulti directament a la fama, el que ha de fer la teva teoria, a més de ser coherent amb l'entorn observat, és predir fenòmens mai no detectats abans. Llavors, et podràs asseure tranquil·lament, mentre la comunitat científica discuteix sobre les bondats de la teva teoria, esperant que un grup de científics experimentals busqui, i confirmi, la predicció.

Com no podia ser menys, la nova teoria del  Big Bang va venir amb vàries prediccions sota el braç. I una a una van anar sent descobertes i confirmades al llarg dels anys posteriors. En resum, 3 són els grans pilars observables que van fer callar completament als detractors.


En primer lloc, tenim el remor residual del Big Bang. Als anys 60 es va detectar una radiació de fons que provenia de l'espai, de forma homogènia, apuntessis l'antena on l'apuntessis. Va ser descoberta per casualitat, però vet aquí que la teoria del Big Bang l'havia predit. La radiació tenia justament les característiques físiques que s'esperarien del Big Bang. Allò sí que va ser un bon "bang". Trampolí per a la teoria, i de pas un premi Nóbel compartit per als dos investigadors que casualment havien detectat la radiació (radiació que, per cert, si ets de la meva quinta o més gran, tu també  has detectat. Recordes els vells aparells de televisió analògics? Quan movies el dial i et quedaves entre canals que no emetien? Recordes aquella "boira", aquella neu de puntets que apareixien a la  pantalla? Doncs una part d'aquells puntets es devien a la radiació provinent del mateix moment en el que l'univers va néixer!)

Després tenim la pròpia expansió de l'univers. Per ella mateixa ja és una gran prova del Big Bang. Tot s'allunya de tot. Atenció: no és que tot s'allunyi de mi perquè jo soc el centre d'alguna cosa (no! no caiguem un altra vegada en l'error egocèntric!), sinó que no importa on ets situïs a l'espai, que veuràs que la resta de l'univers s'allunya de tu.

El lector pot intentar imaginar això com si s'estirés una tela elàstica en la que hi hem situat unes boles. A l'estirar, totes les boles s'allunyen de les altres, no importa quina agafem com a referència. És més, estrictament parlant, cap de les boles es mou! Més aviat, estem creant espai entre les boles (la tela s'estira), i això és el que fa que les boles s'allunyin unes de les altres. I encara més interessant: la velocitat a la que s'allunya una determinada bola de la meva és més gran com més lluny estigui situada (ho podeu visualitzar amb aquest exemple de la tela?).  

Conclusions: el Big Bang  no era pas una explosió (a pesar del seu nom), perquè una explosió té un centre, un lloc del qual parteix tot. I acabem de dir que l'expansió de l'univers s'assembla més a una tela elàstica que s'estira que a una explosió. No hi ha centre. No hi ha cap punt preferit. I no són les galàxies que es mouen a gran velocitat. És l'espai que es crea entre elles!

El tercer pilar fonamental és que el Big Bang prediu amb molta precisió la composició de matèria de l'univers. Prediu l'abundància relativa d'hidrogen, heli i deuteri (el deuteri és una forma d'hidrogen, el que s'anomena científicament un isòtop). I aquesta abundància relativa és la que s'ha mesurat, encaixant a la perfecció.

Molt bé. Ja tenim Big Bang. Els càlculs basats en tot això donen una edat pel nostre univers d'aproximadament 13,7 mil milions d'anys.

Però com sol passar amb les teories, sempre queden coses que no acaben de quadrar i que necessiten de refinaments. I un dels misteris que la teoria del Big Bang no podia explicar portava de corcoll a la comunitat científica. Què era aquesta cosa inexplicada?

L'univers apareixia homogeni, simètric miressis on miressis. La radiació de fons que abans explicàvem era idèntica, i estava a la mateixa temperatura, tant si observaves en una direcció com en la contrària. Però això no tenia lògica, perquè per a que dos regions de l'espai estiguin a la mateixa temperatura i en equilibri alguna cosa, algun missatger, ha d'haver pogut viatjar entre aquestes regions, intercanviant informació. Si barregem aigua calenta amb aigua freda en un recipient, l'equilibri s'aconseguirà al cap d'un cert temps, quan les molècules d'aigua hagin pogut intercanviar entre elles la (informació) seva calor. Doncs de forma similar, dos regions de l'espai necessiten intercanviar informació per aconseguir arribar a tenir exactament la mateixa temperatura. I, en aquest cas, el paper de les molècules d'aigua el juga la llum, que és el missatger més ràpid que existeix. El problema fonamental, però, és que no hi ha hagut temps suficient en aquests 13,7 mil milions d'anys com per a que una partícula de llum hagi pogut creuar l'univers de banda a banda, entre regions molt allunyades entre sí, portant informació. Cóm s'ho ha fet, doncs, aquest univers per a ser tan homogeni i presentar un equilibri exquisit si no ha pogut intercanviar informació entre zones allunyades (simplement perquè la llum no ha tingut encara temps d'arribar)?


L'any 1980, un físic americà, del MIT, anava donant-li tombs al tema quan, ... eureka! Es va imaginar un univers que havia aconseguit l'equilibri quan era molt, molt diminut, i la llum podia creuar-lo ràpidament, i que llavors, catapultat per una força desconeguda, s'havia expandit exponencialment en un instant. Una expansió increïble, encara molt per sota del segon de vida de l'univers. D'aquesta forma, dues regions allunyades entre sí haurien estat, en el passat, molt juntes, i en equilibri. L'univers encara s'expandiria actualment, però res a veure amb la gegantina expansió pràcticament instantània que hauria viscut en les primeres fraccions de segon de vida.

Era una idea un xic esbojarrada, i el físic en qüestió és l'Alan Guth. La teoria, una millora del model del Big Bang, es va anomenar "inflació còsmica". El Big Bang inflacionari explicava no només el tema de la temperatura, sinó altres propietats físiques, un xic més complexes però determinants. Quan es va desenvolupar més profundament la idea de la inflació, tot va anar quadrant, i el model del Big Bang, amb aquest afegitó, va agafar més solidesa que mai.

La inflació. Difícil d'imaginar (jo no puc). Difícil de creure. Però igual com havia passat amb la teoria del Big Bang en el seu moment, les proves anaven encaixant una rere l'altra.

I què hem dit que havia de fer una teoria realment orgullosa? Predir coses noves.  Esperar a que es descobrissin. I deixar temps al seu propietari per a preparar l'esmòquing i el corbatí per a la cerimònia a Oslo.

Així que la teoria inflacionària va predir que aquella enorme i quasi instantània expansió hauria d'haver deixat la seva empremta a l'univers, en forma de minúscules asimetries en la famosa radiació de fons.  El procés d'expansió hauria format ones gravitatòries (pertorbacions de l'espai que es desplacen com si fossin ones en el mar, ... per cert predites pel propi Einstein), i el pas d'aquestes ones hauria modificat lleugerament la radiació de fons d'una forma molt especial i característica.

I això és el que es va anunciar ahir. Després de varis anys d'estudi i anàlisi, s'han trobat aquestes asimetries, justament amb les característiques que el model inflacionari predeia. Tot un recolzament al Big Bang inflacionari. Una prova molt robusta, que caldrà, però, corroborar i, com es fa en ciència, completar amb altres dades i experiments abans no es doni per segura.

De confirmar-se, estarem col·locant una peça fonamental en el nostre coneixement de cóm va començar tot. Quedaran encara moltes preguntes i misteris, que ens han de portar intriga i interès en els propers anys.

Quina és aquesta força misteriosa que està empenyent l'expansió de l'univers (i que enigmàticament anomenem "energia fosca")? Què és la matèria desconeguda que forma la major part del cosmos i que només hem pogut detectar indirectament (i que enigmàticament, i molt poc originalment, tot sigui dit, anomenem "matèria fosca")?  Existeixen altres universos? Quin és el destí final del nostre univers?

Per a no avorrir-se, eh?


diumenge, de març 16, 2014

Dimarts 1 d'Abril seré a ASTER amb "Retrats d'un univers sorprenent"

El dimarts dia 1 d’Abril, a les 7 del vespre, donaré una xerrada a l’Associació Astronòmica de Barcelona (ASTER). L’activitat forma part del cicle de conferències sobre astrofotografia que  organitza ASTER.

Aquest any, la meva xerrada es titularà “Retrats d’un univers sorprenent”, que, per cert, és el títol del llibre de divulgació d’astronomia que tinc pràcticament enllestit, i que espero pugui veure la llum cap a finals d’aquest any 2014 (actualment, és en fase de revisió, i lectura per part de familiars i amics).


La idea de la conferència, igual que la del llibre, és emprar algunes de les imatges obtingudes durant els darrers anys des del meu observatori de Falset com a fonts d’inspiració per a deixar volar la imaginació i intentar navegar pel nostre univers. De fet, aquest és un procés que m’encanta: mirar una fotografia inspiradora, i pensar. Pensar en el que es veu allà. En tota aquella immensitat. Fixar-se en els colors i entendre el perquè. Meravellar-se davant una galàxia espiral, mentre processes mentalment cóm funcionen aquestes enormes ciutats de l’espai.

En la intervenció de l’Abril a ASTER utilitzaré 10 imatges que faran de fil conductor. Al darrere de cada una d’elles, descobrirem el que s’hi amaga. Així, parlarem de planetes llunyans, del passat de la Terra, de la cerca de vida, de les estrelles i galàxies, i de l’expansió de l’univers. Al tractar-se d’un cicle d’astrofotografia, també comentaré els detalls tècnics sobre cóm han estat fetes les fotografies. D’aquesta forma, combinaré tècnica amb divulgació i discussió (que espero que es produeixi!)

Igual que va passar l’any anterior, els amics d’ASTER, molt amablement, no restringeixen l’assistència només als socis, de forma que si algú vol venir, i no és soci, només cal que m’enviï un email per a gestionar-ho.


Per mi, serà tot un experiment. Una excel·lent prova de foc per a validar, a través de la xerrada, l’esperit del llibre.

dilluns, de març 10, 2014

El projecte Morpheus: una miqueta més a prop de Mart?

Sí, ho reconec. El tema Mart em fascina. Ho ha fet sempre, i especialment des que l’home hi va desplegar enginys que recorren la seva superfície i ens envien imatges al·lucinants.

I, com el lector del blog sap, soc un dels que espera, impacient, veure la primera missió tripulada al planeta vermell.

En un article recent, us comentava que era la iniciativa privada la que havia agafat la davantera. En uns moments en els que els diners públics no sobren, les agències espacials semblaven conformar-se a seguir-ho tot des d’un segon pla.

També compartia amb vosaltres els meus dubtes, en el sentit que les empreses, en un intent per no tan sols amortitzar les enormes inversions, sinó a més per a fer-se d’or, enfoquessin el projecte de la conquesta de Mart des d’un punt de vista excessivament mercantilista. Convertir el projecte en un show televisiu pot fer passar als diners per davant de la ciència i del risc assumible per a les tripulacions.

Un dels aspectes tècnics que us comentava caldria desenvolupar és l’aterratge. Gens senzill amb una nau pesada, i res a veure amb els aterratges que fins ara s’han fet a Mart per part dels enginys que s’hi ha enviat (que no eren tan pesats i que, a més, podien resistir aterratges poc polits en base a rebotar, per exemple, sobre coixins d’aire).

Doncs vet aquí que la NASA ens sorprèn amb aquesta joia, anomenada projecte Morpheus. Mireu el vídeo. I poseu so a l’ordinador. És bastant espectacular.


Heu observat on aterra? Heu vist com tenen decorat l’indret d’aterratge? Us recorda a algun lloc? A mi sí! Bé, hi poso molta imaginació, ho reconec (la petita planteta en primer pla em torna a la realitat). 

El projecte Morpheus es centra, de moment, en poder enlairar i aterrar naus de forma totalment automatitzada. És a dir, no tripulades. Però això tan sols és la punta de la llança, ja que la finalitat del projecte és contribuir a un dels grans objectius estratègics de l’agència espacial americana, que és, i cito textualment, “estendre la presència de l’home al llarg del Sistema Solar”.

No puc evitar pensar de nou en Mart, veient con aterra Morpheus.

Em pregunto si ja es poden comprar els bitllets.

dimarts, de març 04, 2014

El cel aquest mes de... març

Recordeu, fa només uns dies, la visió espectacular de la Lluna minvant, finíssima, quasi tocant a Venus al cel del matí?

Doncs anoteu a les vostres agendes: a finals d’aquest mes de març tornarem a gaudir d’un esdeveniment similar.

En concret, el dia 27 de març, a primeres hores del matí, quan agafeu el cotxe per portar els nens a l’escola, o quan sortiu de casa cap al transport públic, mireu la Lluna sobre l’horitzó est. La veureu al costat d’una “estrella” brillantíssima, que en realitat és Venus.

És el moment de, si es pot, fer alguna fotografia (amb un Smartphone ja val) per piular-la al twitter o per a enviar-la per whatsup als amics i familiars com a missatge de bon dia.

Us deixo un esquema aproximat, que mostra la posició relativa de la Lluna del dia 26 al 28. L’esquema està enfocant a l’est sud-est, simulat a les 6 del matí.

Que no t’agafi per sorpresa, eh?  

dissabte, de març 01, 2014

El record de Júpiter a la ment d'una joveníssima observadora

Tot just ahir (divendres dia 28 de febrer) vàrem organitzar una observació de cel profund per als amics de Sant Quirze Natura. Ja és el segon any que ho fem, i esperem poder-la seguir fent molts anys més.

La tarda havia estat plujosa, i vàrem estar a punt d’ajornar la sessió. Però vet aquí que es va aclarir completament, i va quedar un d’aquells cels d’hivern transparent i clar.

Des del nostre lloc d’observació, a les afores de Bellaterra, vàrem poder gaudir d’un repàs amb làser de les constel·lacions de l’hivern, i amb el telescopi de Júpiter, la nebulosa d’Orió, i el cúmul d’estrelles de Les Plèiades.

La veritat és que era una observació un xic arriscada. Quan no hi ha Lluna, perds un dels objectes més impressionants i atractius per a l’observador novell, però a canvi guanyes una nit fosca, ideal per a la contemplació a ull nu i per als objectes de cel profund.

Els assistents em varen sorprendre. L’allau de preguntes era constant, i cada cop més interessants. Vàrem parlar d’evolució estel·lar, de galàxies, de supernoves. De l’expansió de l’univers, i de la força de l’atracció gravitatòria.

Tot i ser una observació més complexa, pel tema de l’absència de la Lluna, i del fred que feia, varen venir també dos nens, en Dani i la Txell. Vaja preguntetes que feien! I vaja respostes a les meves preguntes! Felicitats als pares i a les escoles.


La Txell, de només 5 anyets, ens acaba d’enviar aquest dibuix, que és una autèntica delícia. Aquesta és la imatge que recorda del planeta Júpiter, amb els seus colors, i els seus satèl·lits (que ha dibuixat a l’esquerra rodejant el planeta). El telescopi es mostra ben petit, tal és la dimensió del gegant dels planetes. A més, hi ha posat un robot explorant l’atmosfera de Júpiter, segurament inspirada per les històries que vàrem explicar sobre els ròvers que estan recorrent Mart.

Magnífic Txell. Esperem veure’t ben aviat a altres sessions. Si Júpiter t’ha impressionat d’aquesta forma, espera a veure  la Lluna. O els anells de Saturn.


Vull agrair a tots els assistents l’interès que varen demostrar. Un cop més, això m’anima a seguir fent aquest tipus d’activitats, en les que anem introduint novetats i continguts.

Estels i Planetes

TOP