«La luz (del latín luz de luz) es la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano ”, según Wikipedia. Desde un punto de vista físico, como dijimos en el ultimo articuloDe hecho, la luz que ve nuestro ojo es un campo electromagnético que varía entre 400 a 750 mil millones de veces por segundo, decimos que es una onda con frecuencias entre 400 y 750 terahercios. Pero hay ondas electromagnéticas que varían mucho más rápido o mucho más lento que estos límites y también podrían llamarse físicamente luz, aunque escapan a la percepción del ojo humano.

No vemos todo lo que existe, una parte de nuestro entorno y el universo nos ha eludido durante milenios debido a nuestras limitaciones en la percepción, conocimiento y concepción de la luz. Pero lo que no vemos es mucho, no sabríamos casi todo lo que existe si nos limitáramos a los fotones ópticos, habría muchas cosas que serían “materia oscura”, en el sentido de ser invisibles a nuestros ojos.

Ponemos en este artículo un primer ejemplo del universo que se escapa a nuestra visión, pero que hoy detectamos con algún tipo de radiación electromagnética. Todo lo que llevamos en la maleta al aeropuerto (oh, estos aeropuertos y aviones, ¡qué nostálgico!) Es «materia oscura» para los agentes de seguridad, no la ven hasta que pasan por una máquina de rayos X. Aunque el ojo humano no puede detectar los rayos X, hoy tenemos dispositivos capaces de crearlos y detectarlos. La señal medida por los detectores de rayos X se analiza y se utiliza para reconstruir imágenes en una pantalla de computadora que podemos ver. Lo mismo que hacemos con telescopios como XMM-Newton O Chandra, dos telescopios de rayos X que llevan el nombre de astrofísicos Isaac Newton Y Subrahmanyan Chandrasekhar.

Los rayos X son en realidad fotones de una frecuencia mucho más alta que los ópticos.

Los rayos X son en realidad fotones de una frecuencia mucho más alta que los ópticos. En lugar de oscilar cientos de miles de millones de veces por segundo, el Fotones de rayos x son equivalentes a un campo esto oscila entre 30.000 billones y 30 billones de veces por segundo, lo que significa que tienen casi un millón de veces más energía que un fotón óptico.

¿Cómo encontramos las radiografías? PARA finales del siglo XVIII comenzaron los experimentos eléctricos, perfeccionados en todo el siglo XIX, en el que en un tubo lleno de gas primero, se realizaba un vacío parcial después, se creaba un campo eléctrico muy intenso que aceleraba los electrones a gran velocidad, normalmente hasta un 20% de la velocidad de la luz. Aunque el efecto debe estar presente en muchos experimentos previos de este tipo, no fue hasta 1895 que el alemán Wilhelm Röntgen encontró que cuando aceleraba los electrones, una pantalla a unos 3 metros del experimento emitía luz verde, a pesar de que cubría el tubo con diferentes materiales. Röntgen empezó a hablar de unos rayos de origen desconocido, incluso hoy diríamos «llámalos X», y de hecho los llamó rayos X. Su trabajo le valió en 1901 el primer Premio Nobel de Física de la historia y que en algunos países la radiación X se llama Röntgen. Hoy sabemos que cuando los electrones acelerados en el tubo se ralentizaron, perdieron energía en forma de radiación electromagnética muy energética, y también sabemos que los rayos X (dependiendo de su energía) atraviesan fácilmente muchos materiales, como las bolsas de aeropuerto o nuestra piel. , pero no otros, como nuestros huesos o algunas partes de una computadora portátil.

El gas coronal del Sol ocupa un volumen muy grande, pero con una densidad tan baja constituye una pequeña fracción de la masa total de nuestra estrella.

La astronomía de rayos X no se desarrolló hasta la segunda mitad del siglo XX, cuando comenzaron a construirse cohetes que podían volar a grandes alturas. Eso se debe a que, afortunadamente, nuestra atmósfera bloquea la radiación X del espacio, más energética que los rayos ultravioleta y más dañina para nuestras células. En 1948, los investigadores estadounidenses detectaron por primera vez mediante Observaciones de rayos X, realizado con un detector a bordo de un cohete alemán V-2 lanzado a unos 170 km de altura, el material que rodea al Sol en una capa de nuestra estructura estelar llamada corona. Esto se extiende mucho más allá del disco visible que vemos en el cielo, incluso llega a la Tierra. En esta capa hay partículas que se mueven a gran velocidad, incluidos electrones como los acelerados en los experimentos de Röntgen. Este conjunto de partículas cargadas constituye lo que se conoce como plasma, un cuarto estado de la materia además de los líquidos, sólidos y gaseosos que nos enseñan en la escuela. Es un plasma de muy alta temperatura, millones de grados, pero muy enrarecido, es decir, con una densidad muy baja, un millón de partículas por cada milímetro cúbico, un billón de veces menos denso que nuestra atmósfera a nivel del mar. El gas coronal del Sol ocupa un volumen muy grande, pero con una densidad tan baja constituye una pequeña fracción de la masa total de nuestra estrella.

Veinte años después del descubrimiento del gas coronal del Sol, también se detectó la emisión Rayos X en los llamados cúmulos de galaxias, cúmulos que en un volumen ligeramente mayor que el que rodea nuestra Galaxia y la de Andrómeda pueden reunir decenas, si no cientos de galaxias. En estos cúmulos también hay, en el espacio entre las galaxias, gas muy caliente, el llamado gas cumular coronal. Su densidad promedio es muy baja, si nos enviaran un típico cartón de leche lleno de gas coronal acumulado, habría como máximo una partícula en su interior. El plasma está muy caliente, entre 10 y 100 millones de grados Celsius, lo que significa que las partículas que lo componen se mueven muy rápido. Como los electrones en el experimento de Röntgen, estas partículas emiten rayos X cuando se frena, pero apenas emiten fotones ópticos. Lo más relevante de este gas coronal acumulativo es que su masa total es típicamente diez veces mayor que la masa sumada de todas las estrellas en el cúmulo de galaxias.

Con los telescopios de rayos X, encontramos que el universo es mas lleno de materia que lo que hemos visto con los telescopios clásicos de los que son sensibles a los fotones visibles a nuestros ojos. Gran parte del Universo visto con «ojos de rayos X» es raro y hostil, con temperaturas muy altas y densidades muy bajas. ¿Hay más cosas que no vemos que escapan a estos dos tipos de telescopios? ¿Hay más «materia oscura»? Bueno, el siguiente paso será decir que hay «materia oscurecida», pero esa es otra historia.

Pablo G. Pérez González Es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial (CAB / CSIC-INTA)

Patricia Sánchez Blázquez Es profesora de la Universidad Complutense de Madrid (UCM)

Vacío cósmico Es un apartado en el que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de comprender el cosmos no solo desde un punto de vista científico, sino también filosófico, social y económico. El nombre «vacío cósmico» se refiere al hecho de que el universo está y está mayoritariamente vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos. por metro cúbico, que nos invita a reflexionar sobre nuestra existencia y la presencia de la vida en el universo.

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