TARDÍGRADOS

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Tecnología alienígena: El proyecto Prometeo IA, o cómo hacer fuego en un desierto

Posted by Albert Zotkin en junio 14, 2018

Hola amigos de Tardígrados. Hoy voy a hablar de cómo hacer fuego en el desierto, pero no será un fuego ordinario, sino termonuclear de fusión. Efectivamente, las reacciones termonucleares de fusión se parecen mucho a esas reacciones químicas de combustión (oxidación-reducción) que llamamos fuego. La pregunta del millón es ¿porqué aún no se ha conseguido energía aprovechable de las reacciones termonucleares de fusión?. Las respuestas no son sólo de índole técnica o tecnológica, sino de fundamentos teóricos de la física y la química en relación al cuarto estado de la materia que llamamos plasma. Si la teoría ofreciera modelos muy concordantes con la realidad de la naturaleza del plasma, los problemas técnicos y tecnológicos a resolver serían menores. Por lo tanto, el problema principal radica en la teoría, o peor aún, en estar en la creencia absoluta de que la teoría actual es la correcta, y que todos los problemas son solo técnicos o tecnológicos.
Los primitivos seres humanos aprendieron a usar el fuego antes que a hacerlo partiendo de cero. Es decir, aprendieron a “robar fuego” natural, producido por rayos, y demás fenómenos naturales, y llevar ese fuego a otros lugares donde alimentar otros fuegos distintos al original, amontonando combustible (leña). Pero, hacer fuego desde cero es más complicado que el método del “robatorio“, y más si los materiales usados están húmedos. La dificultad actual que se presenta a la hora de iniciar una reacción termonuclear de fusión, que sea sostenible y aprovechable, se parece mucho a la dificultad de hacer fuego desde cero en un desierto helado, donde todos los materiales para la ignición y mantenimiento están húmedos o son inadecuados. Alguien podría pensar que si es posible iniciar una reacción termonuclear de fusión sostenible en el tiempo, se podría aplicar el método del “robatorio” para prender una especie de antorchas termonucleares con las que encender otros fuegos en otros sitios. Evidentemente, inyectando plasma, que está ardiendo termonuclearmente, en otras vasijas, se podrían multiplicar las hogueras, sin necesidad de encender desde cero cada una de ellas.

El Proyecto Prometeo IA: ¿En qué consiste muy esquemáticamente el Proyecto Prometeo?. Este proyecto tendría como misión, enviar una sonda espacial hacia el Sol, ponerla en una órbita excéntrica alrededor y muy próxima a él, para conseguir encender un reactor termonuclear (antorcha) y traerlo de vuelta a la Tierra, o dejarla en una órbita más accesible y cercana, una vez que arda de forma sostenible y segura. Sí, Prometeo era un titán que le robó fuego a los dioses para dárselo a la humanidad. La pregunta es ¿sería eso más fácil que iniciar en la Tierra una fusión termonuclear desde cero?. Si el problema que están intentando afrontar actualmente es cómo confinar plasma, sin que las paredes de las vasijas se fundan y hacer eso sostenible en el tiempo, en el Proyecto Prometeo IA el problema sería también el inverso, es decir, además de confinar plasma sería ver cómo evitar que el plasma del Sol destruya el reactor enviado a su atmósfera. El problema sería el inverso, es decir, cómo mantener controlado el plasma solar que rodea la sonda espacial, cuando esta se sumerge en su atmósfera, y dejar que sólo incidiera en ciertos puntos especiales donde la ignición podría tener lugar.
¿Sería viable el proyecto Prometeo IA, o sólo sería ciencia ficción?. De momento es sólo ciencia ficción. Muchas preguntas técnicas han de hacerse y responderse para empezar a vislumbrar la viabilidad de ese proyecto. Por ejemplo estas:
  • ¿Hasta qué profundidad en la atmósfera solar habría que sumergir la sonda para poder captar suficiente plasma, producir la reacción de su reactor interno, y una vez conseguido el fuego poder escapar intacta y regresar a órbitas más cercanas y amables para el ser humano?.
  • ¿Qué tipo de escudo plasma-dinámico podría evitar la destrucción total o parcial, o en el mejor de los casos, evitar averías técnicas al entrar en la atmósfera solar?.
  • ¿Sería suficiente sumergir la sonda hasta zonas puntuales de la corona solar, o habría que dejarla caer más abajo?.
  • ¿En su entrada, cómo soportaría la sonda las enormes presiones fotónicas que emanan de la fotosfera?. Para escapar gravitatoriamente del Sol, bastaría desplegar unas pequeñas velas solares.
  • ¿Para que la sonda pudiera escapar gravitatoriamente del Sol, bastaría desplegar unas pequeñas velas solares, o bastaría con la inercia de su trayectoria orbital hiper-elíptica?.

Saludos plasmáticos a todos

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Un chorro de plasma con velocidad 7 veces mayor que la velocidad de la luz

Posted by Albert Zotkin en mayo 31, 2015

Queridos y amables lectores de Tardígrados, hoy voy a desvelar un pequeño descubrimiento (hecho por mi) respecto a los chorros de plasma observados en las cercanías de supuestos agujeros negros supermasivos en los centros de algunas galaxias. En concreto voy a hablar del jet (chorro) en la radio galaxia 3C 264.

A este jet de plasma se le ha aplicado un seguimiento a lo largo de 20 años (desde 1994 hasta 2014). Compuesto por 4 grumos principales de plasma (cúmulos mayores), se ha podido observar, cómo a lo largo de los años los dos grumos centrales se han ido acercando relativamente hasta verse cómo colisionan aparentemente entre sí. Además, estando todos los grumos (A, B, C y D) bien alineados en una única trayectoria, si se aplica la hipótesis relativista de que nada puede moverse más rápido que la velocidad luz en el vacío, c, entonces en ese jet en concreto se observa una velocidad superlumínica “aparente” de unas 7 veces c para el grumo B, que aparentemente colisiona con el grumo C, el cual, también aparentemente, parece moverse a una velocidad de 1.8c.

jet-1

Todo eso es sorprendentemente bonito para ser verdad. Por el mero hecho de imponer una velocidad máxima como límite universal que no puede ser sobrepasado por nada material.

Todo muy aparente ¿verdad? 🙂 . Pero, yo tengo una hipótesis mejor que todo esa apariencia. Es la siguiente: permitamos que un jet de plasma pueda estar moviéndose a velocidad superlumínica real (nada de aparente). Entonces para el caso del jet de la radio galaxia 3C 264, lo que ocurre es que en lugar de haber 4 grumos en un único chorro lineal (única trayectoria lineal del jet), en realidad hay 2 trayectorias de dos grumos diferentes. Esas dos trayectorias se abren radialmente (en abanico con un ángulo relativo entre ellas muy pequeño). Pero, si antes dijimos que había 4 grumos principales en un único jet, ¿cómo me atrevo a decir ahora que sólo son 2?. Sí, se observan 4, pero sólo serían 2, moviéndose cada uno en su propia trayectoria, y los 2 grumos adicionales que se observan son simplemente dos imágenes fantasma de los mismos grumos anteriores. Este espejismo que duplica la imagen sería la consecuencia de que cada uno de esos 2 grumos estarían viajando a velocidades superlumínicas. Veamos sucintamente cómo se produce el espejismo de la duplicación de los grumos en un jet superlumínico. El grumo A y el B serían en realidad imágenes especulares de un único grumo de plasma viajando por su propia trayectoria, así:

jet2

El grumo real, del cual A y B, según mi hipótesis, son imágenes fantasmas, debido a su movimiento superluminal real (no aparente), se mueve por esa trayectoria, desde el punto P1 hasta el punto P4, pasando por los puntos intermedios P2 y P3. Por lo tanto, la luz emitida por el grumo de plasma cuando está en el punto P2, llegará antes a nosotros (Observador O) que la emitida cuando estaba en el punto P1. Es decir, aunque la luz en P1 sale antes que la luz en P2 llegará después debido a que la luz debe recorrer mayor distancia, P1O > P2O. De igual forma, la luz emitida desde P4 llegará al mismo tiempo que la emitida mucho antes en P1. Y todo esto se traduce en que un único grumo superluminal es visto por el observador como dos grumos especulares que aparentemente se alejan entre sí desde un punto central intermedio, representado aquí por P3, que es el punto de la trayectoria más cercano al observador.

Todo esto quiere decir que mi hipótesis afirma que existen dos trayectorias radiales de dos únicos grumos que parten del centro de la radio galaxia con un pequeño ángulo entre ellas:

jet6

Es decir, no existe colisión real de los dos grumos intermedios B y C (sería sólo una colisión aparente), ya que sólo existirían dos grumos realmente, y cada uno sigue su propia trayectoria, que son casi paralelas.

Además, si esa colisión de los grumos intermedios fuera real, se vería dispersión de partículas que los forman, pero eso no se observa. Más bien parece que en lugar de una colisión se produce superposición sin dispersión, lo que nos debe hacer sospechar aún más que esos objetos (grumos) no son reales, sino sólo las imágenes fantasmas de los dos objetos que sí se mueven realmente a velocidades superlumínicas por sus respectivas trayectorias radiales, casi paralelas.

Según mi hipótesis, la predicción de observación para el año 2026 sería esta:
jet3

Siempre recordando que mi hipótesis afirma que los 4 grumos observados son sólo imágenes fantasmas por causa de la velocidad superluminica de 2 únicos grumos reales que siguen dos trayectorias radiales distintas. Cuando mi predicción se cumpla en 2026, nadie se habrá dado cuenta de eso. Una pena, la verdad.

Saludos

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Demostración de que la anisotropía de perfil Doppler en el plasma estelar descarta la inflación cósmica

Posted by Albert Zotkin en marzo 29, 2013

Queridos lectores, hoy voy a demostrar que la llamada inflación cósmica no existe realmente, sino que es un artefacto de aplicar incorrectamente el efecto Doppler de ondas electromagnéticas para fuentes remotas.
Hasta ahora parece indiscutible que las galaxias y cúmulos de galaxias se alejan unas de otras con una velocidad de recesión que crece con la distancia que las separa. Eso lo descubrió, como sabemos, Edwin Hubble.

u

Hoy en día, no sólo sabemos que existe esa inflación cósmica, sino peor aún que eso, parece ser que esa inflación tiene lugar de forma acelerada.
Hoy voy a demostrar que no sólo el universo no se está expandiendo de forma acelerada, sino que es esencialmente estático (no hay inflación). Para esa pequeña demostración, aunque rigurosa, me apoyaré en dos hechos irrefutables. El primer hecho es que el efecto Doppler de una onda electromagnética se describe completamente mediante la fórmula f = f_0 \exp (v/c). El otro hecho es el llamado ensanchamiento Doppler.

Observemos la luz de una estrella distante. Sabemos que las estrellas están formadas esencialmente por hidrógeno, el cual mediante reacción de fusión se transforma en helio, liberando gran cantidad de energía. Parte de esa energía nos llega en forma de fotones. Pero, observemos también que una estrella posee una atmosfera casi perfectamente esférica, y sus fuentes de emisión de fotones están distribuidas azarosamente por ella. El ensanchamiento Doppler es el ensanchamiento de líneas espectrales debido al efecto Doppler causado por una distribución de velocidades de átomos o moléculas.

Derivemos ahora una fórmula para el ensanchamiento Doppler de luz procedente del plasma de una estrella muy remota.

Cuando el movimiento térmico hace que en la fotosfera de esa estrella remota un átomo de Higrógeno se mueva hacia el observador, la radiación emitida sufrirá un corrimiento hacia una frecuencia más alta. Igualmente, cuando la fuente emisora se aleja, la frecuencia se reduce. Para velocidades relativistas (RGC, Relatividad Galileana Completa), el corrimiento Doppler en frecuencia será:

\displaystyle f = f_0 \exp \left ( \frac{v}{c} \right ) (1)
donde f es la frecuencia observada, f0 es la frecuencia en reposo, v es la velocidad del emisor hacia el observador, y c es la velocidad de la luz.

Puesto que en cualquier elemento de volumen del cuerpo radiante hay una distribución de velocidades dirigidas tanto hacia el observador como alejándose de éste, el efecto neto será un ensanchamiento de la línea observada. Si \,P_v(v)dv es la fracción de partículas con componente de velocidad v a v + dv a lo largo de la línea de visión, la distribución de frecuencias correspondiente será

\displaystyle P_f(f)df = P_v(v)\frac{dv}{df}df (2)
donde v es la velocidad hacia el observador que corresponde al corrimiento de la frecuencia en reposo f0 a f. Diferenciando (1) tenemos

\displaystyle v = c \ln \frac{f}{f_0} \\ \\ \\ dv = \frac{c\ df}{f} (3)

por lo tanto

\displaystyle P_f(f)df = \frac{c}{f}P_v\left (c \ln \frac{f}{f_0} \right) df (4)
En el caso del ensanchamiento Doppler térmico, que se observa en los perfiles del plasma estelar, la distribución de velocidades viene dada por la distribución de Maxwell-Botzmann

\displaystyle P_v(v)dv = \sqrt{\frac{m}{2\pi kT}}\,\exp\left(-\frac{mv^2}{2kT}\right)dv (5)
donde M es la masa de la partícula emisora, T es la temperatura y k es la constante de Boltzmann. Entonces tendremos que,

\displaystyle P_f(f)df=\left(\frac{c}{f}\right)\sqrt{\frac{m}{2\pi kT}}\,\exp\left(-\frac{m c^2 \ln^2 (\frac{f}{f_0}) }{2kT}\right)df (6)
Podemos ahora observar en (6) que estamos ante la presencia de una distribución log-normal, y esto significa que no solo existe un ensanchamiento de las lineas espectrales sino también un desplazamiento hacia el rojo, debido a la anisotropía que produce la exponencial en el perfil Doppler.

La distribución log-normal tiende a la función densidad de probabilidad

\displaystyle f(x;\mu,\sigma) = \frac{1}{x \sigma \sqrt{2 \pi}} e^{-(\ln x - \mu)^2/2\sigma^2} (7)
por lo tanto, para (6) tendremos que la media sería \mu=\ln f_0, si expresamos f_0 en unidades naturales, e igualmente, siendo \sigma la desviación estándar del logaritmo de variable f, tendremos,

\displaystyle 2\sigma^2 = 2\frac{k T}{m c^2} \\ \\ \\  \sigma = \sqrt{\frac{k T}{m c^2}} (8)
observemos estos ejemplos de funciones densidad de probabilidad de distribuciones log-normales,

LogNormalDistribution

Recordemos ahora la Ley de Planck, la cual predice la intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro con una temperatura T, y una frecuencia f,

\displaystyle I(f ,T) = \frac{2h\pi f^{3}}{c^2}\frac{1}{e^{\frac{h f}{kT}}-1} (9)
y algunas gráficas a modo de ejemplos, como las siguientes
nos están diciendo a gritos que tales curvas son en realidad funciones densidad de probabilidad de distribuciones log-normales. La pregunta del millón es pues ¿por qué la Ley de Planck no se expresa como una distribución log-normal?.

Escalemos ahora las gráficas de arriba de las distribuciones log-normales por ciertos factores de escala s,

LogNormalDistribution2

Esto nos hace pensar que la Ley de Planck puede ser modelada mediante distribuciones log-normales que poseen un factor adicional de escala. Y por lo tanto, nos hace pensar que la derivación de la Ley de Planck usando la mecánica estadística es sólo una aproximación más pobre que la conseguida con distribuciones log-normales.

Fijémonos ahora en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB). Cuando hacemos un plot de la intensidad de la CMB en función de las frecuencias de sus fotones (vease la de COBE), obtenemos una gráfica que se define como la de emisión de un cuerpo negro, por lo tanto obedece la Ley de Planck. Pero, observando las distribuciones log-normales, es ya más que evidente que la CMB nos llega precisamente como distribución log-normal. Y eso significa que si adoptamos ese modelo entonces podemos llegar a predecir observables que el modelo estándar no puede predecir.

Saludos

— Continuará —

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