dimecres, de novembre 22, 2017

Preparats per a la millor pluja d'estrelles de l'any?

No, evidentment no som a l'agost. No estem pas parlant de les Llàgrimes de Sant Llorenç, sinó d'un fenomen que les supera en espectacularitat: la pluja d'estrelles de les Gemínides.

Hi ha varis factors que fan que aquesta pluja sigui especial, ara els explicaré. Deixeu-me, però recordar abans què són i per què es produeixen les pluges d'estrelles.

Els cometes i asteroides deixen al darrera seu gran quantitat de petits fragments. Pols que s'escapa de la feble gravetat de l'objecte, especialment quan aquest s'apropa al Sol i s'escalfa. Els fragments queden en òrbita. Romanen allà, sembrant el camí del cometa.

Quan la Terra, en el seu recorregut al voltant del Sol, travessa un d'aquests camins, els fragments impacten contra l'atmosfera, i es desintegren a gran alçada, deixant un bonic traç de llum. En una pluja d'estrelles, com el seu nom indica, apareixen gran quantitat de fugisseres en uns dies concrets: justament en els dies en què el nostre planeta creua l'òrbita del cometa o asteroide progenitor de la pluja, i molts dels fragments abandonats entren a l'atmosfera. en poc temps Estem parlant, normalment, de partícules de dimensió menor que un mil·límetre.

En el cas de les Gemínides, el pare és l'asteroide (3200) Faeton. Per cert, estem parlant d'objectes potencialment perillosos a llarg termini, ja que, com deia, la seva òrbita es creua amb la de la Terra.

Hi ha un punt del cel especial en cada puja d'estrelles: l'anomenem el radiant. És el punt pel qual entren (impacten) les fugisseres, com si es tractés d'un núvol d'insectes (els fragments) xocant contra el parabrises del cotxe (la Terra). Tot i que el traç lluminós es pot marcar en qualsevol lloc del cel (és el lloc on el fragment es desintegra), si recordem la direcció del traç i l'allarguem imaginàriament cap al seu origen comprovarem que totes les fugisseres de la  mateixa pluja comparteixen punt de sortida. El punt del cel del qual semblen radiar. 

Aquest punt del cel, el radiant, és el que dóna nom a la pluja. Així, el radiant de les Gemínides se situa sobre la constel·lació dels Bessons.

Bé, ara que hem recordat aquests apunts tècnics, anem a veure què fa tan especials a les Gemínides.

En primer lloc, el nombre de fugisseres que les Gemínides produeixen per hora és molt alt, que situen la pluja com una de les millors de la lliga. En condicions perfectes (cura, que perfectes no existeixen) s'estima que el cel s'omple amb unes 120 fugisseres per hora (que vol dir 2 per minut!). Com que ja he dit que condicions perfectes no existeixen, sempre hem de restar d'aquesta xifra: si no tenim un cel perfectament fosc, si hi ha núvols, ni estem distrets, si la fugissera ha passat per un lloc del cel al qual no miràvem,...


En segon lloc, és molt fiable. Vull dir que presenta xifres històriques que són sostingudes i força constants. Està pràcticament assegurat que un observador, a ull nu i si la meteorologia li és favorable, en podrà veure unes quantes en relativament poc temps.

En tercer lloc, a diferència de moltes altres pluges d'estrelles, la configuració del cel per a les Gemínides és molt favorable per a l'hemisferi Nord. Això significa que el radiant se situa força alt sobre l'horitzó durant les nits de màxima densitat. I això afavoreix extraordinàriament que se'n vegin més.

En quart lloc, l'angle d'impacte del nostre planeta contra el núvol de partícules que ens provoquen la pluja d'estrelles fa que aquelles entrin a l'atmosfera a poca velocitat. El resultat: traços de llum llargs i relativament lents. Tot un espectacle.

Per acabar-ho d'arrodonir, aquest any les millors nits per veure-les coincideixen amb Lluna minvant, que no sortirà fins a altes hores de la matinada. Per tant, cel fosc, que farà que el nombre de fugisseres visibles sigui superior.

Amb tot això, segur que la pregunta que us feu és: i quantes en podré veure?

Ahhhh... si poguéssim contestar aquesta pregunta. Només podem especular i aixecar el dit. Dependrà molt del lloc: si som a prop de les llums de les ciutats, per exemple. Si sortiu a les afores de les zones il·luminades, al camp, i si els núvols no enteranyinen el cel, raonablement podeu esperar veure'n una cada... 2 minuts? cada 5 minuts? Però podrien ser més.

Normalment va així. Estàs allà, estirat, pensant en les teves coses, hipnotitzat per les pampallugues de les estrelles i notant l'aire gèlid a la cara, quan de sobte allà va un meravellós traç de llum, que et deix bocabadat. Encara estàs impressionat quan sense avís et sembla veure una altra fugissera que ha passat per un costat. Llavors potser venen uns minuts, que se't fan eterns, en els que no passa res i et preguntes si allò que has vist es repetirà. I quan menys t'ho esperes en veus 3 de molt seguides, una d'elles molt brillant i espectacular. És quan decideixes seguir allà, passant fred, demanant al cel més d'aquella medicina.


Quines nits són les millors? Les Gemínides són actives entre el 4 i el 16 de desembre, però la millor nit, aquella en la que s'espera més densitat de fugisseres, serà la que va del 13 al 14. Començant des que es faci fosc, i millorant amb el pas de les hores fins a la matinada i a la sortida de la Lluna.

Com observar-la? En primer lloc, òbviament, s'ha de tenir en compte que ara a les nits fa força fred. Precisament això és el que fa que aquesta meravella d'espectacle sigui menys famosa que les Llàgrimes de Sant Llorenç, les quals tenen lloc durant les plàcides i càlides matinades de l'agost. Caldrà abrigar-se força, més encara considerant que haurem de romandre quiets mirant el cel una bona estona.

És bàsic posar-se ben còmode. El millor és estirar-se sobre una manta o similar, per a no forçar el coll mirant a dalt. 

I on hem de mirar? A sobre nostre. Perquè tot i que els traços de llum poden aparèixer en qualsevol lloc del cel, si mirem en vertical abastarem un tros més gran de firmament. A més, jo recomanaria buscar un lloc que s'obri cap a l'horitzó sud. Si hagués de sacrificar algun punt per la presència d'arbres o altres obstacles, penalitzaria el nord.

Instruments? Per suposat! El millor que ha construït mai la natura.  El nostre ull. Res més.

Anoteu la data a l'agenda, i mireu la previsió del temps uns dies abans. Si veieu que estarà ennuvolat o que no podreu sortir la nit del 13, podeu intentar-ho unes nits abans o després.


Bona sort!


dimecres, de novembre 08, 2017

On s'amaga la matèria fosca? O la propera revolució de la ciència

És un fet indiscutible que allà fora, a  l'espai, domina una forma enigmàtica de matèria que res té a veure amb la que forma les estrelles i les galàxies, els planetes, i tot el que aquests contenen, inclosos nosaltres.

És l'anomenada matèria fosca, l'existència de la qual ja es va sospitar des de la primera part del segle XX.

Què volem dir amb això que és matèria enigmàtica? Doncs que sabem que no està formada per àtoms, com tota la matèria ordinària que coneixem.

I com de dominant és? Doncs potser et sorprendrà saber que domina en una proporció superior a 5 a 1 sobre la matèria ordinària. Torno a dir, 5 a 1 sobre tot el contingut estàndard del cosmos. 5 a 1 sobre totes les galàxies i estrelles. Sobre tots els planetes. 5 a 1 sobre la matèria tal i com la coneixem.



Tot i que encara no l'hem pogut detectar directament, i, per tant, desconeixem la seva naturalesa, hem pogut deduir algunes de les seves propietats. En primer lloc, i d'aquest fet deriva el seu nom, aquesta enigmàtica matèria no emet cap mena de radiació, com sí que fa la matèria ordinària quan s'escalfa.

En segon lloc, la matèria fosca sembla interactuar amb l'ordinària només a través de la gravetat. I amb això hem tingut sort, ja que els efectes gravitatoris són justament els que ens han demostrat que la matèria fosca no és una invenció, una imaginació dels científics, sinó que realment és allà fora. No la podem veure (recorda, no emet radiació), però sí veiem com la seva gravetat afecta a les galàxies per exemple. I a partir d'aquesta influència gravitatòria, els astrònoms s'han atrevit fins i tot a crear mapes de matèria fosca.

Existeix, però, una altra prova de la seva existència. Poc després del Big Bang, del moment zero del nostre univers, l'espai es va omplir amb una radiació, una llum, que s'ha anat propagant per tot arreu des de llavors, fa uns 13.800 milions d'anys. Avui en dia rebem aquesta radiació, en forma de microones, provinent de qualsevol direcció cap on apuntem les nostres antenes. L'estudi de l'anomenat fons còsmic de microones ens ha desvetllat, en els darrers anys, un munt d'enigmes sobre com va ser aquell extraordinari Big Bang, i també sobre la composició de l'univers. I resulta que aquesta radiació ens porta, també, l'empremta de la matèria fosca.

Però tenim un problema. I un de greu.

Per més que l'estem buscant, encara cap experiment ha aconseguit detectar una sola partícula de matèria fosca, com deia abans. Multitud d'aquestes partícules han d'estar creuant cada racó del nostre planeta a cada segon. Han de ser aquí, entre nosaltres. I per més màquines dedicades, per més diners invertits en la seva cerca, els científics han acabat sempre amb les mans buides.

Fa anys es busca matèria fosca als grans acceleradors de partícules. També a increïbles detectors construïts expressament. Res de res.

La física moderna disposa d'un model estàndard de partícules elementals. És com un puzle on tot encaixa. Partícules fonamentals, com els electrons, els quarks, els fotons,o els neutrins, entre altres, troben el seu lloc en aquest model, així com també troben explicació les seves propietats. Un model que sembla extraordinàriament robust, tot i que fa un cert temps s'intueixen algunes esquerdes (el sorprenent comportament dels neutrins, per exemple, amenaça el model).


Recolzada en aquest model estàndard, la ciència ha intentat trobar tanmateix un encaix per a la matèria fosca. S'han postulat noves partícules, com les anomenades WIMPS (de l'anglès, partícules massives d'interacció feble), o altres conegudes com Axions.

Aquestes hipotètiques partícules són les que es busquen en els caríssims experiments, que han de ser construïts expressament per detectar unes certes propietats, com ara un cert rang de massa. 
Després de mesos o anys de cerca infructuosa, l'experiment en qüestió es considera fallit.

Els experiments fallits, al menys, serveixen per acorralar a la misteriosa matèria, ja que s'eliminen possibilitats respecte a les seves propietats. Com deia, la no detecció pot significar descartar un gran rang de possibles masses per a les partícules que formen la matèria fosca, de forma que cada cop hi hauria menys lloc on amagar-se. Però no deix de ser inquietant que aquestes no-deteccions s'estiguin produint justament en els valors de massa que a priori els físics esperarien de les hipotètiques partícules comentades.

Cada cop queda, doncs, menys lloc on buscar. I cada cop són, també, més evidents els dubtes que comencen a aparèixer dins la comunitat científica sobre si realment estem errant totalment la cerca. Hem de buscar fora del model estàndard de partícules i acceptar que aquest ja no és l'imbatible edifici sobre el que construïm bona part del nostre enteniment sobre la composició de la natura?

O potser tenim davant nostre altres possibilitats per explicar els efectes que detectem i que atribuïm a la matèria fosca? I que, cas de ser certes, donarien una gran bufetada al nostre orgull en demostrar-nos el pobre coneixement que en realitat tenim del cosmos?

L'optimisme que es copsava fa a penes uns anys s'està tornant escepticisme. L'esperança de detectar matèria fosca seguint el curs de les investigacions actuals s'ha afeblit. 

És la nostra obligació, però, acabar d'escombrar cada racó, cada rang de massa.  Només així, potser ens atrevirem a tornar a començar, trencant amb els models existents i transformant completament la física de partícules.

En una revolució com d'altres vegades hi ha hagut a la història de la ciència.


Categories

Estels i Planetes

TOP