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Acabo de encontrar esto en MuyInteresante, espero que lo sepan valorar ya que tarde un rato editando todo.
30 misterios de la astronomía
¿Cómo se originó el universo?
Por un lado está la teoría ampliamente aceptada del Big Bang, la Gran Explosión, según la cual el universo era originalmente algo extremadamente denso, pequeño y caliente, que en cuestión de décimas de segundo se expandió y se enfrió radicalmente, y aún continúa expandiéndose. Algo así como una torta de pasas en el horno que crece separando las pasas (o galaxias) unas de otras. Pero hay expertos que proponen un modelo nuevo según el cual el origen no fue una única Gran Explosión, sino muchas. Una continua cadena de universos que se suceden y repiten unos a otros, pero sin ser réplicas exactas de los anteriores. En cuanto a la edad del universo, las observaciones recientes sugieren que tiene entre 13.5 y 14 mil millones de años. Recreación de la formación de estrellas y galaxias en el Universo primitivo (Adolf Schaller/NASA)
¿Cuál es el futuro del universo?
Según la nueva teoría de los universos que se continúan, el universo no morirá, sino que seguirá repitiéndose. ¿O tal vez será un universo frío y oscuro, a medida que las galaxias y estrellas se separan unas de otras y su luz y calor se pierden en las tinieblas, expandiéndose eternamente y enfriándose hasta llegar a un estado de frío absoluto, donde las moléculas no tienen energía para realizar el menor movimiento? ¿O será un universo que, tras expandirse, llegará a un momento en el que se comenzará a colapsar sobre sí mismo y entonces el problema será a la inversa? Últimamente hay otras teorías que hablan de un Big Rip (Gran Rasgadura), en el que la tasa de expansión sería tan tremenda que los grupos de galaxias, las estrellas, la energía oscura y todo lo demás se convertiría en una especie de tela que es estirada hasta rasgarse.
¿Existen universos alternativos o múltiples?
Una teoría postula que podría existir un universo alternativo de materia oscura al mismo tiempo que éste, pero no lo podríamos alcanzar. La mejor forma de imaginarlo es pensar en una ventana de vidrio doble con una mosca en medio. La mosca no puede cruzar de un lado al otro, igual que nosotros no podemos cruzar de un universo a otro. Estos dos universos estarían atraídos uno al otro por la fuerza de la gravedad y eventualmente colisionarían. Al hacerlo, crearían una Gran Explosión. Esto implicaría que ahora mismo están sucediendo cosas que ayudarán a crear otro universo en el futuro. Por otro lado, hay varias hipótesis de universos múltiples en la física cuántica y la cosmología, en las cuales las constantes físicas y la naturaleza de cada universo son distintas. Por ejemplo, el "universo burbuja" es una serie infinita de universos abiertos con diferentes constantes.
¿Cuál es la geometría del universo?
Según Einstein, el universo es un continuo en el tiempo-espacio que podría adoptar tres formas, según el contenido de materia y energía: Forma esférica (curvatura positiva). Viaje en una dirección y eventualmente regresará al punto de partida. Sin energía oscura, este universo detendrá su expansión y se colapsará sobre sí mismo. Con ella, la expansión continuará. Plano (sin curvatura). El viajero nunca regresará a su punto de partida. Incluso sin energía oscura, este universo continuará expandiéndose eternamente, aunque cada vez más lentamente. Con la energía oscura, la expansión se acelerará cada vez más. Según las últimas observaciones, esta es la forma de nuestro universo. Forma de silla de montar (curvatura negativa). El viajero nunca regresará. La expansión apenas desacelerará, incluso sin la presencia de la energía oscura.
¿Cuáles son los componentes del universo?
Las estrellas, los asteroides, los planetas, el polvo cósmico, los elusivos neutrinos, el helio, el hidrógeno y todo lo que podemos ver a nuestro alrededor conforman una mínima parte de lo que es el universo. El 95% restante está ocupado por la extraña materia oscura y la aún más incomprensible la energía oscura.
¿Qué es la expansión cósmica?
La aceleración cósmica es la observación de que el universo parece estar expandiéndose a una tasa acelerada. En 1988 las observaciones de las estrellas llamadas Supernovas tipo 1A sugirieron que esta expansión se acelera cada vez más. La expansión del universo fue propuesta y demostrada por Edwin Hubble, al determinar la distancia a varias galaxias y comprobar que las más lejanas estaban corridas hacia el rojo, es decir, se estaban alejando de nosotros.
Las observaciones más precisas hasta el momento, realizadas con el WMAP y el Telescopio Espacial Hubble, apuntan a una velocidad de expansión de entre 70 y 72 kilómetros por segundo.
¿Qué es la radiación cósmica de fondo?
Es una radiación de microondas antiquísima que permea todo el universo, y que se considera como los rescoldos que quedaron después de la Gran Explosión. Fue descubierta accidentalmente por dos astrónomos de los Laboratorios Bell, Arno Penzias y Robert Wilson. Sus medidas, combinadas con el descubrimiento de Hubble de que las galaxias se alejan de nosotros, son una fuerte evidencia para la teoría de la Gran Explosión.
¿Qué es la materia oscura?
Es una forma de materia hipotética que tiene más masa que la materia visible, pero que a diferencia de ésta última no interactúa con la fuerza electromagnética. Los científicos infieren su presencia porque tiene efectos gravitacionales en la materia visible. Por ejemplo, las velocidades de rotación de las galaxias, las velocidades orbitales de las galaxias dentro de los cúmulos y la distribución de las temperaturas de los gases de las galaxias apuntan a que tiene que haber algo allí algo más. Hay más materia en los cúmulos de galaxias de la que podríamos esperar de las galaxias y el gas caliente que podemos ver. Al parecer, el 30% del universo está compuesto de materia oscura. Descubrir su naturaleza es una de las metas más importantes de la astronomía moderna.
¿Qué es la energía oscura?
Esta es la Meca y quizás el mayor misterio de la cosmología actual. La energía oscura es una presencia misteriosa que ofrece la mejor explicación hasta el momento acerca de por qué el universo se expande a una tasa acelerada. En el modelo actual de la cosmología, la energía oscura conforma el 70% del total de la masa-energía del universo. Existen dos modelos según los cuales la energía oscura o bien permea el universo de forma heterogénea o bien cambia de densidad y energía en ciertos momentos/lugares. Los científicos concuerdan en que tiene baja densidad (10-29 gramos por centímetros cúbico) y no interactúa con las fuerzas fundamentales, excepto con la gravedad.
¿Cómo nace y cómo muere una estrella?
Las galaxias contienen nubes de polvo y gas llamadas nebulosas. Si una nebulosa crece suficiente, su gravedad vence a la presión del gas y la nube comienza a colapsarse hasta alcanzar suficiente temperatura para fundir (o quemar) el hidrógeno. La energía liberada detiene la contracción y se pierden las capas externas del gas. Lo que queda es una bola incandescente, compuesta principalmente de hidrógeno, iluminada por las reacciones de fusión de su núcleo. Es decir, una estrella.
Cuando se le agota su combustible, la estrella comienza a declinar. El núcleo se convierte mayoritariamente en helio e inicia el colapso, al mismo tiempo que las regiones exteriores son empujadas hacia afuera. La estrella se vuelve más fría y más brillante: es una gigante roja. Si la estrella es grande, comenzará el ciclo de nuevo quemando el helio. Si es masiva, entrará en una tercera etapa, quemando carbón. Y si es realmente enorme, quemará hierro.
¿Qué es una supernova y para qué sirve?
Es una estrella de entre 5 y 10 veces la masa del sol que, después de quemar hidrógeno, helio y carbón para mantenerse viva, recurrirá al hierro. Pero la fusión de hierro no libera energía, sino que la absorbe. Entonces el núcleo se enfría, toda fusión cesa, y la pobre estrella implota. Y después, explota. Esta explosión es el acto de violencia más grandioso del cosmos. Una sola supernova puede ser más brillante que una galaxia entera durante unos días. Después de esta fase, el núcleo puede terminar convertido en una enana blanca, en una estrella de neutrones o en un agujero negro. Las supernovas se usan para determinar la distancia a la que está otra galaxia y su velocidad de expansión.
¿De dónde vienen los rayos cósmicos más energéticos?
Las observaciones del Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger, en Argentina, en 2007 apuntan a que una de las fuentes de estos rayos es el núcleo activo de las galaxias, o sea los agujeros negros. El 90% de los rayos cósmicos son protones, el 9% son núcleos de helio, mientras que el 1% restante son electrones. Gracias a la baja densidad de la materia del espacio, estas partículas logran viajar en una pieza, hasta que colisionan con otras partículas en nuestra atmósfera, causando chubascos cuya energía y composición se mide en varios observatorios astronómicos.
¿Cuántas galaxias hay y cómo se formaron?
Existen unos 100 mil millones (10011) de galaxias. Ahora bien, el proceso detallado de su formación es otra de las preguntas abiertas de la astronomía. Hay varias teorías según las cuales estructuras pequeñas como cúmulos globulares se fueron uniendo unas a otras bajo las fuerzas gravitacionales. En otros modelos, varias protogalaxias se formaron en un gran colapso simultáneo que podría durar cien millones de años.
¿Qué pasa cuando chocan dos galaxias?
Es muy común que las galaxias choquen e interactúen unas con otras. De hecho, se cree que las colisiones y uniones entre galaxias son uno de los principales procesos en su evolución. La mayoría de las galaxias han interactuado desde que se formaron. Y lo interesante es que en esas colisiones no hay choques entre estrellas. La razón es que el tamaño de las estrellas es muy pequeño comparado con la distancia entre ellas. En cambio, el gas y el polvo sí interactúan de tal manera que incluso llegan a modificar la forma de la galaxia. La fricción entre el gas y las galaxias que chocan produce ondas de choque que pueden a su vez iniciar la formación de estrellas en una región dada de la galaxia.
¿Todavía se están creando galaxias?
Las últimas observaciones indican que sí. La mayoría de las galaxias fueron creadas temprano en la historia del universo, y los astrónomos pensaban que galaxias grandes como la Vía Láctea, que tiene 12.000 millones de años, ya no podían nacer. Pero el telescopio espacial GALEX (Galaxy Evolution Explorer) de la NASA, lanzado en 2003, ha detectado varias galaxias que parecen tener entre cien millones y mil millones de años. Es decir, unos bebés.
El Galaxy Evolution Explorer ha conseguido fotografiar estrellas nunca vistas hasta la fecha en la parte exterior de la galaxia M83, también conocida como el Molinillo Austral.
¿Cuándo dejarán de nacer estrellas?
Imagen del conjunto estelar de las Pléyades, también conocidas como las Siete Hermanas (Telescopio Spitzer)
Se espera que la era actual de formación de estrellas continuará durante otros cien mil millones de años. Después la “era estelar” comenzará a declinar durante cien trillones de años (1013–1014 años), a medida que las estrellas más pequeñas y de vida más larga, las diminutas enanas rojas, se apaguen. Al final de la “era estelar”, las galaxias estarán compuestas de objetos compactos: enanas pardas, enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros.
¿Qué es la antimateria y por qué hay tan poquita?
La antimateria es algo real y comprobado. Todas las partículas elementales tienen una contraparte con la misma masa pero carga opuesta. Por ejemplo, la antipartícula de un electrón (carga negativa) es un positrón (carga positiva). Cuando una partícula choca contra su antipartícula ambas se destruyen, liberando un estallido de energía conocido como rayo gamma. La antimateria tiene usos médicos prácticos en la tomografía de emisión de positrones (PET). Y podría usarse como combustible de naves espaciales.
En las etapas iniciales de formación del Universo existían pares de partículas-antipartículas de todas clases que eran continuamente creados y destruidos en colisiones. Pero en un momento dado, una reacción llamada bariogénesis violó esta simetría, causando un pequeño exceso de quarks y leptones sobre los antiquarks y antileptones. Desde entonces, nuestro universo está dominado por la materia “normal”.
¿Qué son los agujeros negros? ¿Cómo se forman?
Son objetos muy prevalentes en el universo y tan densos que nada escapa de su atracción gravitacional. Por lo general se forman cuando una estrella se convierte en supernova: su núcleo explota y no existe una fuerza conocida que pueda detener la inmensa gravedad que se cierne sobre él. Se cree que casi todas las galaxias contienen agujeros negros en su centro, millones y miles de millones más masivos que nuestro sol. Algunos de ellos son los objetos más violentos y energéticos del universo: al absorber estrellas, polvo y gases, estos agujeros negros disparan jets de radio y emiten puntos de luz sumamente intensos llamados cuásares ("fuentes de radio casi estelares". Otros, con frecuencia los más viejos (como el que yace en el centro de la Vía Láctea), son tragones más calmados. No podemos observar directamente a los agujeros negros, pero sí vemos el efecto que producen sobre el material que los rodea.
¿Mueren los agujeros negros? ¿Se evaporan?
Las investigaciones de expertos como Stephen Hawking parecen indicar que los agujeros negros no capturan la materia por siempre, sino que a veces hay “goteos” lentos, en forma de una energía llamada radiación de Hawking. Eso significa que es posible que no tengan una vida eterna. Los agujeros se van achicando y sucede que la tasa de radiación aumenta a medida que la masa de agujero disminuye, de tal manera que el objeto irradia más intensamente a medida que se va desvaneciendo. Pero nadie está seguro de lo que sucede durante las últimas etapas de la evaporación de un agujero negro. Algunos astrónomos piensan que permanece un diminuto remanente. En general, el concepto de la evaporación de agujeros negros sigue siendo más bien especulativo.
¿Qué pasa cuando chocan dos agujeros negros?
Cuando dos galaxias se unen, sus agujeros negros supermasivos (miles de millones el tamaño del sol) eventualmente tienen que interactuar, ya sea en un violento impacto directo o acercándose hacia el centro hasta tocarse uno con otro. Y es ahí donde las cosas se ponen interesantes. En vez de acercase de buena manera, las fuerzas de ambos monstruos son tan extremas que uno de ellos es pateado fuera de la galaxia recién unida a una velocidad tan tremenda que nunca puede regresar. Por su parte, el agujero que da la patada recibe una enorme cantidad de energía, que inyecta en el disco de gas y polvo que lo rodea. Y entonces este disco emite un suave resplandor de rayos X que dura miles de años. El choque de dos agujeros negros es un evento rarísimo.
¿Qué es un agujero blanco?
Las ecuaciones de la relatividad general tienen una interesante propiedad matemática: son simétricas en el tiempo. Eso significa que uno puede tomar cualquier solución a las ecuaciones e imaginar que el tiempo fluye a la inversa, en lugar de hacia delante, y obtendrá otro grupo de soluciones a las ecuaciones, igualmente válidas. Aplicando esta regla a la solución matemática que describe a los agujeros negros, se obtiene un agujero blanco. Puesto que un agujero negro es una región del espacio de la cual nada puede escapar, la versión opuesta es una región del espacio hacia la cual no puede caer nada. De hecho, así como un agujero negro sólo puede tragarse las cosas, un agujero blanco sólo las puede escupir. Los agujeros blancos son una solución matemática perfectamente válida a las ecuaciones de la relatividad general. Pero eso no significa que realmente exista uno en la naturaleza.
¿Existe el Bosón de Higgs y tiene los secretos del Universo?
Aurora de protones sobre la Tierra captada por el satélite IMAGE de la NASA Durante más de dos décadas los científicos han estado buscando una de las cosas más elusivas en el universo, el bosón de Higgs, aquella partícula que le confiere la masa a todas las cosas del cosmos. Es una partícula teorizada, pero nunca vista. El bosón de Higgs es famoso por ser la única partícula predicha por el Modelo Estándar de la Física que permanece no detectada. En teoría, todas las demás partículas en este universo obtienen su masa al interactuar con el campo creado por los bosones de Higgs. Si el Higgs es descubierto, el modelo estándar puede anunciar que es la teoría que lo unifica todo, exceptuando a la gravedad.
¿Tienen los protones una vida finita?
Aurora de protones sobre la Tierra, captada por el satélite IMAGE de la NASA.
Las Grandes Teorías Unificadas de la física de partículas predicen que el protón tiene una vida finita. La física de cómo un protón se desintegra espontáneamente está estrechamente relacionada con la física de la Gran Explosión, y con la diferencia entre la cantidad de materia y antimateria existente en el universo. El descubrimiento de esta desintegración espontánea del protón sería uno de los más fundamentales de la física y la cosmología. Su respuesta podría llegar con un gran detector internacional subterráneo que Europa intenta diseñar.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
Una onda gravitacional es una pequeña fluctuación en la curvatura de la tela del espacio-tiempo, la cual se propaga en forma de ola, viajando hacia a fuera a partir de un objeto o un sistema de objetos en movimiento. Fue predicha por Einstein, y su estudio podría contestar el gran interrogante sobre cuál es la naturaleza de la gravedad. Aunque la radiación gravitacional no ha sido medida directamente, su existencia se ha demostrado indirectamente, y se piensa que podría estar ligada a violentos fenómenos cósmicos. Una sofisticada antena interferométrica espacial llamada LISA, que será puesta en órbita en la próxima década, se dedicará a detectar y analizar las ondas gravitacionales.
¿Qué son las lentes gravitacionales y para qué se usan?
Las lentes gravitacionales son curvaturas en el espacio tiempo que rompen la luz de las estrellas en espejismos dobles, triples y cuádruples desde el comienzo del tiempo. Imagine un objeto brillante que esté muy lejos de la Tierra, digamos a 10.000 millones de años luz de distancia. Si no hay nada entre usted y ese objeto, usted verá (con un súper-telescopio) sólo una imagen. Pero si una galaxia masiva o un cúmulo de galaxias bloquea la vista directa de esa otra estrella, la luz del objeto lejano se doblará siguiendo el campo gravitacional alrededor de la galaxia. Es decir, la gravedad de la galaxia que está delante actúa como un lente para reorientar los rayos de luz. Pero en lugar de crear una sola imagen del objeto distante, esta lente crea imágenes múltiples del mismo objeto. Las lentes gravitacionales se usan como telescopios naturales para detectar esos objetos sumamente viejos y lejanos, así como para estudiar la geometría y expansión del universo.
¿Hay vida extraterrestre?
Hasta el momento ninguna sonda espacial o telescopio ha hallado rastros concretos de vida tal como la conocemos en la Tierra. El debate sobre la vida extraterrestre está dividido entre quienes piensan que la vida en la Tierra es sumamente compleja, por lo que es poco probable que exista algo semejante a nosotros en otro planeta, y aquellos que señalan que los procesos y elementos químicos involucrados en las criaturas terrestres son muy comunes en todo el universo, y que lo único que hay que buscar son las condiciones adecuadas. Para estos últimos, es bastante probable que exista vida similar a la nuestra en otros mundos, planetas extrasolares en cuya búsqueda nos hallamos enfrascados.
¿La vida llegó a la Tierra en un asteroide?
Para los astrobiólogos que estudian la posibilidad de vida en otros mundos, los viajes interplanetarios no tienen por qué ser el privilegio de cometas, polvo cósmico o sondas espaciales con o sin gente dentro. No es descabellado, dicen, pensar que existan o hayan existido otros cosmonautas allá afuera: Vaqueros que viajan a lomo de asteroides, polizones que se esconden entre los dobleces de un traje espacial, y hasta criaturas infelices desplazadas de sus mundos por colisiones brutales. Todas estas formas de vida diminutas podrían haber rebotado entre un planeta y otro, llevadas de aquí para allá como hojas al viento por la brutal meteorología cósmica. Vista así, la vida en la Tierra podría perfectamente provenir de Marte… o viceversa. O quizás de la luna Europa, o por qué no, de Titán. O tal vez la espora con la chispa de la vida provino del otro lado de la nube de asteroides Oort. Ésta es la teoría de la Panspermia.
¿Puede haber vida sin agua?
Los tardígrados con invertebtrados diminutos que, en situaciones medioambientales extremas, pueden entrar en estados de animación suspendida conocidos como criptobiosis. El agua y la vida que conocemos son inseparables. No se ha visto aún a ningún organismo existir sin agua, ya que las células necesitan agua para rodear sus membranas. Sin embargo, sí hay formas de vida -unos cuantos animales, plantas y un número desconocido de microbios- que se las arreglan para sobrevivir durante largos períodos de tiempo sin el líquido. Pueden disecarse como un papel y permanecer así durante horas o décadas, para revivir inmediatamente al entrar en contacto con el agua. Las preguntas sin resolver acerca de estos seres tan especiales son dos: ¿cómo toleran esta sequía interior de sus cuerpos? y ¿por qué no son más comunes?
¿Es Júpiter una estrella fallida?
Cualquiera diría, observando nuestro Sistema Solar desde lejos, que Júpiter y el Sol son los dos únicos objetos aquí. Este planeta es enorme, pero a pesar de esa enormidad aún es mil veces más pequeño que el sol. Para ser una estrella, Júpiter tendría que ser 80 veces más grande. Porque ser masivo es la única manera de generar suficiente calor interno que permita las reacciones de fusión termonuclear –la energía que les da su luz a las estrellas. Y como eso nunca va a suceder, por eso se dice que Júpiter es una estrella fallida.
¿Guardan los neutrinos los secretos del cosmos?
Interior del Super-Kamiokande, un observatorio de neutrinos situado en Japón que fue diseñado para estudiar los neutrinos solares y atmosféricos. El Modelo Estándar de la Física predecía que los neutrinos no tenían masa. Pero resulta que sí la tienen, según un descubrimiento de la pasada década. Es más, los neutrinos vienen en varios "sabores" y pueden oscilar, o cambiar de identidad. Eso significa que estas interesantes partículas son la primera prueba confiable de fenómenos que están por fuera del modelo estándar. Los detectores de neutrinos del futuro tienen la misión de contestar otros interrogantes sobre estas partículas. Por ejemplo, ¿qué nos dicen estos cambios de identidad acerca de los procesos que generan calor en el interior de la Tierra? ¿Tienen claves sobre las explosiones de las supernovas? ¿Son los neutrinos sus propias antipartículas?
Las nuevas observaciones revelan flujos suaves de chorros de electrones de alta energía que se mueven a una velocidad de más de 15.000 kilómetros por segundo.
Foto ilustrativa
NASA
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La Misión Multiescala Magnetosférica (MMS, por sus siglas en inglés), un proyecto espacial formado por 4 satélites que fueron lanzados por la NASA en 2015, ha detectado una explosión magnética en el lado nocturno de la Tierra, lo que permitirá entender mejor el fenómeno de la reconexión magnética, según se desprende de un artículo publicado este jueves en la revista Science.
La misión tuvo la oportunidad de obtener imágenes en alta resolución del lado nocturno de nuestro planeta, una perspectiva novedosa que proporciona a la NASA información sobre el funcionamiento de la reconexión magnética, "un proceso de conversión de energía que ocurre en muchos contextos astrofísicos [en todo el universo], incluida la magnetosfera de la Tierra".
Se trata de la primera vez que los científicos consiguen observar este fenómeno gracias a una corriente de partículas alineada simétricamente en forma de cola que, según explica el portal Science Alert, es una "versión más tranquila" de la caótica actividad que se registra en el lado solar de la magnetosfera terrestre. "Cuanto más sepamos acerca de estas reconexiones, más podremos prepararnos para los eventos externos que son posibles a partir [de este fenómeno] alrededor de la Tierra o en cualquier punto del Universo", dijo Roy Torbert, investigador principal adjunto de la MMS.
Los científicos, que ya habían mapeado en octubre de 2015 los detalles de este fenómeno en esta parte de nuestra atmósfera, ahora lo han podido ver, con forma de cometa, en el lado oscuro de la Tierra, lo que les proporciona una visión nueva del mismo, pues revela flujos suaves de chorros de electrones de alta energía que se mueven a una velocidad de más de 15.000 kilómetros por segundo.
La superficie de la Tierra se encuentra protegida de la lluvia constante de electrones y protones de alta velocidad que se desprenden del Sol por medio de "un paraguas magnético", cuyo "tejido se retuerce y ondula con energía a medida que arrastra las partículas a lo largo de los canales en bucle" y, finalmente, regresa al espacio, recuerda Science Alert. En caso de darse una gran acumulación de estas partículas ello podría "provocar un caos para las redes y sistemas eléctricos".
Lanzada el 13 de marzo de 2015, la MMS es una formación tetraédrica de satélites que tiene por objetivo recopilar información sobre la microfísica de la reconexión magnética, la aceleración de partículas energéticas y la turbulencia, así como los procesos que ocurren en muchos plasmas astrofísicos.
Un grupo de científicos responden a esa interrogante sobre uno de los eventos cósmicos más complejos.
Una simulación computarizada de la colisión de dos agujeros negros
LIGO Caltech
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"Lo más notable de los agujeros negros es que son inmateriales. Son puras deformaciones espacio-temporales, definidas por el horizonte de eventos que delimitan la región de la que nada puede escapar", comentó por su parte la física teórica Sabine Hossenfelder, del Instituto de Estudios Avanzados de Fráncfort (Alemania).
El horizonte de un agujero negro es esférico, y después de la fusión de dos de estos cuerpos, la esfera se tambalea un tiempo hasta establecerse. "Tanto la fusión como esta fase de estabilización producen ondas gravitacionales. La señal de onda gravitacional no solo contiene información sobre los agujeros negros que se fusionaron, sino que además nos permite probar si entendemos correctamente cómo se dobla el espacio-tiempo en circunstancias tan extremas. Por lo que sabemos, Einstein tenía razón", continuó Hossenfelder.
En tanto el investigador de la Agencia Espacial Europea (ESA) Oliver Jennrich, este asegura que "la historia" de los agujeros negros comienza generalmente "con dos estrellas que se orbitan entre sí".
"Si se cumplen las condiciones adecuadas, las dos estrellas se convertirán en agujeros negros cuando su combustible se agote. En otras palabras: necesitan perder energía, y la única forma de hacerlo es emitiendo ondas gravitacionales", explicó.
El acercamiento de dos agujeros negros / Wikipedia
Con el paso del tiempo, las órbitas de los dos agujeros negros se van reduciendo, mientras que la cantidad de emisión de ondas gravitacionales aumenta. En algún momento, los dos agujeros negros están tan cerca uno del otro que su atracción gravitatoria mutua comienza a deformarlos, tomando una forma similar a un cacahuete. Finalmente, se fusionan y el nuevo cuerpo recupera una forma esférica.
"La fusión de dos agujeros negros es el evento más poderoso del universo, más poderoso (respecto a la velocidad a la que se libera la energía) que el resto del universo combinado. Sin embargo, los efectos de esa cantidad de energía titánica son muy pequeños: las ondas gravitacionales de tales eventos cambiarían la distancia entre el Sol y la Tierra lo que mide el diámetro de un átomo de hidrógeno", aseveró Jennrich.
Jillian Bellovary, astrofísico teórico y profesor asistente en el Queensborough Community College (EE.UU.), también reiteró que la colisión de dos agujeros negros da paso a la formación de uno más grande. Sin embargo, Bellovary subraya que la masa del nuevo cuerpo no es la suma de las masas de los dos agujeros negros pequeños. "Es poco menos, porque parte de su masa se convierte en energía y se irradia en ondas gravitacionales".
Asimismo, el astrofísico teórico considera que la tras la fusión el nuevo agujero negro se aleja en una dirección aleatoria de su órbita tras recibir un 'empujón'. "La velocidad y la dirección dependen de las propiedades del sistema binario de los agujeros negros antes de fusionarse", aclaró.
Un investigador británico propone en su nuevo trabajo que la materia oscura y la energía oscura están unidas en un solo "fluido oscuro de masas negativas".
ox.ac.uk
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El astrofísico Jamie Farnes, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), podría tener la explicación a uno de los principales misterios de la cosmología moderna: la invisibilidad del 95 % del universo, según apunta su estudio publicado este miércoles en la revista Astronomy & Astrophysics.
El modelo imperante hasta ahora indica que el 95% del universo está compuesto por materia oscura y energía oscura, que no pueden ser observadas. En su trabajo, Farnes propone un nuevo modelo en el que estos dos fenómenos están unidos en una sola masa fluida negativa.
"Ambas [materia oscura y energía oscura] han sido tratadas como fenómenos separados", explicó el especialista en un artículo publicado en el portal The Conversation, donde planteó que estas "podrían ser parte de un mismo concepto singular: un único y unificado 'fluido oscuro' de masas negativas". En su opinión, este fluido "tiene un tipo de la gravedad negativa" que le hace "repeler cualquier otro material" a su alrededor.
La idea de la materia negativa ya fue propuesta con anterioridad, pero fue descartada por los expertos, que argumentaron que esa masa se volvería menos densa a medida que se extendiera el universo, lo cual contradiría las observaciones que indican que la materia negativa no se hace más delgada con el tiempo. En ese contexto, la investigación de Farnes propone la existencia de un 'tensor de creación' que permitiría que la masa negativa se creara continuamente.
El investigador tiene planes para confirmar su teoría con la ayuda del radiotelescopio potente Square Kilometre Array (SKA). "Si [la hipótesis] es real, sugeriría que la falta del 95 % del espacio tenía una solución estética: habíamos olvidado incluir un simple signo negativo", resumió Farnes, citado por Phys.org.
Hasta ahora los expertos se habían centrado en el océano del sexto satélite más grande de ese planeta, que posiblemente albergaría algún tipo de vida.
nasa
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Encélado, una de las lunas de Saturno, es una maravilla como ninguna otra, con criovolcanes, géiseres y un océano muy antiguo debajo de su corteza helada, pero también esconde misterios que aún no se han logrado descifrar, sostiene el doctor en Vulcanología Experimental Robin Andrews, en su artículo publicado esta semana en la revista Forbes.
Hasta el momento, los científicos se han centrado en el océano del sexto satélite más grande de Saturno, que posiblemente albergaríaalgún tipo de vida, y su fondo marino quizá no sea muy diferente del de la Tierra. Sin embargo, "hay tanto que comprender sobre Encélado, su océano interior, sus géiseres que arrojan material al espacio e incluso el motor que impulsa toda esta actividad", comenta el profesor asistente de Geología Planetaria en la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EE.UU.), Paul Byrne, citado por Andrews.
Para tratar de descifrar la evolución geológica y las características criosféricas de Encélado se deben analizar las estrías y grietas, que se extienden por la superficie del satélite, y eso es lo que ha estado haciendo un equipo de investigadores estadounidenses, del que Byrne forma parte.
La compleja superficie de Encélado
Esas grietas se parecen morfológicamente a las que se forman cuando algo daña el asfalto, y en la superficie de Encélado esa fisura se propaga de una manera similar, explicó por su parte Mallory Kinczyk, asistente de investigación en Ciencias Planetarias de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
La superficie de esa luna es compleja y estaría influenciada por muchos factores, entre ellos y quizá el más importante, las fuerzas gravitacionales extremas de Saturno y los demás satélites cercanos a ese planeta. Estas fuerzas, según los investigadores, generarían calor en la corteza de Encélado y provocarían un tipo de marea geológica, que explicaría el origen de los movimientos subyacentes del océano y del criovulcanismo en el polo sur de esa luna.
Encélado no tiene el peso tectónico de la Tierra, el único planeta que se conoce con placas tectónicas activas. Sin embargo, eso no quiere decir que necesariamente se requiera de placas tectónicas para forjar una topografía. Para ejemplo, Marte, aparentemente sin placas tectónicas, cuenta con el mayor volcán conocido del sistema solar: el Monte Olimpo.
Para Kinczyk, es extraño que Encélado al ser pequeña en comparación con otras lunas mucho más grandes de Saturno como Dione y Tetis, tenga una gran actividad geológica. Por el contrario Dione y Tetis muestran relativamente poca actividad en su superficie. Encélado es extraña porque comprendemos muy poco al respecto, destaca la investigadora.
De momento, Byrne, Kinczyk y sus colegas han determinado que los cráteres de unos 7 kilómetros de diámetro de los criovolcanes de Encélado tienen una relación con las grietas que los atraviesan: esas fisuras se ramifican o se convierten en cráteres. Es probable que la concentración de cráteres bajo una alta presión fije la directriz de las grietas. No obstante, gran parte de sus mecanismos de formación siguen siendo un enigma.
La supernova Cas A en la constelación de Casiopea ayudó a los investigadores a predecir qué destino le espera a nuestro sistema solar después de la muerte del Sol. Los astrónomos creen que la Tierra y otros planetas serán "bombardeados" con arena y nanodiamantes, generados por la estrella en los últimos momentos de su vida
Sputnik te acerca los descubrimientos cósmicos más interesantes de noviembre.
El vuelo de la sonda InSight a Marte y otros destacados momentos espaciales de noviembre, en esta galería de Sputnik.
Desde hace cierto tiempo los científicos han descubierto que la atmósfera de la Tierra pierde varios cientos de toneladas de oxígeno al día y que esto sucede por la noche. Ahora buscan entender los mecanismos de este fenómeno.
Alexander Kuznetsov / Reuters
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Varios cientos de toneladas de atmósfera terrestre se escapan al espacio cada día, en particular cuando el oxígeno aprovecha para ello suficiente energía de las colisiones energéticas que producen las auroras boreales.
De acuerdo con un comunicado de prensa del proyecto Earth Observatory de la Tierra de la NASA, cada una de estas fugas de atmosfera es distinta a las demás, lo que hace que comprenderlas sea un desafío. Los científicos de la NASA describen este fenómeno como 'fuentes de gas' que escapan de la Tierra durante la actividad auroral, y este proyecto de la agencia espacial estadounidense busca encontrar las vías de escape de la atmósfera terrestre.
Para obtener una información detallada, los investigadores del proyecto VISIONS-2 de la NASA han utilizado dos naves espaciales no guiadas equipadas con instrumentos de sondeo. Estos pequeños cohetes pueden realizar vuelos dirigidos al espacio y luego volver a la Tierra para mapear el flujo de oxígeno durante una aurora potencialmente corta.
Los cohetes fueron lanzados desde el observatorio de Ny-Alesund, en la isla ártica de Spitsbergen (Noruega), el 7 de diciembre de 2018, día en que se produjo una aurora boreal.
NASA / Allison Stancil-Ervin
La fotografía superior muestra las primeras etapas de encendido y quema de los dos cohetes, lanzados con dos minutos de diferencia. El humo proviene del primer lanzamiento, y es iluminado por el rastro del segundo.
La segunda fotografía muestra la aurora en Ny-Alesund a finales de noviembre de 2018.
NASA / Ahmed Ghalib
"Creo que vimos la 'fuente atmosférica", dijo Doug Rowland, investigador principal de la misión y físico espacial del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Los datos aún necesitan ser analizados, pero Rowland cree que pueden tener evidencia de ellos desde múltiples perspectivas.
Una mejor comprensión de las pérdidas atmosféricas en la Tierra podría informar a los científicos sobre otros planetas; es decir, cómo algunos de ellos se vuelven desolados y cuáles podrían ser habitables, indica NASA.
Sin embargo, los científicos aseguran que la Tierra no se quedará sin oxígeno pronto: incluso con las tasas de pérdida actuales, todavía debería quedarnos atmósfera para miles de millones de años.
Rusia desclasifica planes de la URSS para viajar a planetas del Sistema Solar
Publicado: 29 dic 2018 15:07 GMT
El proyecto codificado como 'Plutón' contribuyó a las victorias espaciales soviéticas de la época y a logros como el mapeo por radar de las superficies de Marte, Mercurio y Venus.
Roskosmos
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En 1961, la URSS consideró la posibilidad de realizar vuelos, incluso tripulados, a todos los planetas del Sistema Solar, incluido Plutón (entonces considerado un planeta).
Dichos datos se desprenden de los archivos relacionados la construcción de antenas de comunicación terrestres y publicados ahora por la empresa rusa Rossiyskiye Kosmícheskiye Sistemy, que forma parte de la agencia espacial rusa Roscosmos.
En un documento del 28 de septiembre de 1961, por ejemplo, se afirma que los sistemas del centro de comunicaciones espaciales de Eupatoria, en la península de Crimea, puesto en servicio en 1960 y codificado como 'Plutón', "garantizan totalmente, con pequeñas modificaciones, todo el trabajo definido durante dos o tres años, como vuelos a la Luna con o sin personas [a bordo] y vuelos de estaciones interplanetarias automáticas [AMS, según sus siglas en ruso] a Venus y Marte con el fin de fotografiar su superficie o para aterrizar".
Al mismo tiempo, los autores del programa señalaban que "el desarrollo del centro espacial en Eupatoria permitirá la comunicación por radio bidireccional con el AMS dentro de todo el Sistema Solar y brindará comunicación telefónica y fototelegráfica con la tripulación de una nave espacial dentro de los mil millones de kilómetros".
La agencia Roscosmos comentó que ese centro fue efectivamente modernizado en 1962 y proporcionaba comunicación con todas las estaciones interplanetarias automáticas soviéticas. Sus antenas ADU-1000 fueron las más potentes del mundo hasta 1966 y de la URSS hasta 1979, cuando se instaló, también en Eupatoria,una nueva antena RT-70, de 70 metros de diámetro.
El proyecto Plutón participó en las victorias espaciales soviéticas de la época. Gracias a este, fue posible llevar a cabo un mapeo por radar de las superficies de Marte, Mercurio y Venus y completar muchos de los objetivos que sus creadores planearon en 1961.
El problema se ha agravado tanto que los investigadores de todo el mundo están tratando de actualizar el modelo global de los campos magnéticos. El modelo maneja toda la navegación moderna, desde los sistemas que guían los barcos en el mar hasta Google Maps en los teléfonos inteligentes.
La versión más reciente del modelo salió en 2015 y debería durar hasta 2020. Sin embargo, los investigadores dicen en su artículo para la revista Nature que el campo magnético está cambiando tan rápidamente que tienen que arreglar el modelo urgentemente.
El campo magnético se encuentra en un estado permanente de flujo. El norte magnético es inestable, y cada pocos cientos de miles de años, la polaridad se invierte para que una brújula apunte hacia el sur en lugar de hacia el norte.
Según Arnaud Chulliat, geólogo de la Universidad de Colorado y de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), lo más curioso es el movimiento del polo magnético norte hacia Rusia, que se ha producido a una velocidad inusualmente alta de unos 50 km al año desde principios del siglo XXI.
Por el contrario, la deriva del polo magnético sur es muy lenta (menos de 10 km por año) y no ha cambiado mucho en las últimas décadas, "por lo que su contribución al error general de declinación del modelo ha sido mucho menor", dijo Chulliat.
Los científicos estiman que los polos magnéticos Norte y Sur de la Tierra se invierten cada 200.000-300.000 años, pero han pasado aproximadamente 780.000 años desde el último evento de este tipo, lo que podría hacer sugerir que va a ocurrir pronto.
El Polo Norte se está alejando de Canadá a una velocidad de 55 kilómetros al año. El fenómeno, que todavía carece de explicación, está dificultando ya la navegación.
El fenómeno podría ocasionar una severa ola de frío en latitudes más bajas del hemisferio boreal.
Imagen ilustrativa.
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El vórtice polar del norte —un ciclón de gran escala que se sitúa en la estratosfera, gira en el sentido contrario a las agujas del reloj y retiene los gélidos vientos del Ártico— muestra signos de colapso y de quedar partido en dos, por lo cual podría liberar una masa de aire frío hacia latitudes más bajas, advierte Tom Metcalfe en un artículo que publicó el portal Live Science el pasado 18 de enero.
Este fenómeno se habría producido como consecuencia de un verano caluroso en la región ártica seguido de un otoño relativamente frío en Siberia. A raíz de ello, en el norte de Europa y Estados Unidos se podría registrar unos inviernos severos, que durarían todo febrero y se podría extender hasta marzo.
La disrupción del vórtice polar boreal de este año parece que sigue el mismo patrón de 2018, cuando un fenómeno climático similar generó temperaturas excepcionalmente bajas en el país norteamericano durante diciembre y enero, mientras que en marzo Reino Unido sufrió una ola de frío, señaló Judah Cohen, director de la compañía de pronóstico meteorológico para la gestión de riesgo Atmospheric and Environmental Research.
"Este patrón parece mucho más activo" y con "más tormentas del tipo invernal y brotes árticos", con lo cual "creo que lo atribuiría definitivamente a una disrupción del vórtice polar", ya que "es muy consistente con lo que habíamos visto en el pasado", añadió este especialista.
"El cambio en el Ártico, indudablemente, ha contribuido" al fenómeno actual y también han influido en el proceso "la pérdida de hielo marítimo, especialmente en los mares de Barents y Kara" ubicados al noroeste de Rusia, junto con "una tendencia hacia el incremento de la capa de nieve en Siberia" registrada en octubre pasado, argumentó Cohen.
Determinan cómo se inició la 'Gran Mortandad', que exterminó a más del 70% de la vida en la Tierra
Publicado: 2 feb 2019 14:48 GMT
Los especialistas lograron determinar la cronología del proceso al estudiar la composición y antigüedad de las rocas, así como polen fosilizado en el sur de Australia.
Imagen ilustrativa
Terray Sylvester / Reuters
Durante la extinción masiva del Pérmico-Triásico, conocida también como la 'Gran Mortandad', las plantas presuntamente murieron antes de que se extinguieran los animales, según un comunicado de los investigadores de la Universidad de Nebraska-Lincoln, difundido este jueves.
La 'Gran Mortandad', que tuvo lugar hace aproximadamente 252 millones de años, fue provocada, entre otros factores, por masivas erupciones volcánicas en Siberia. Esta catástrofe natural se convirtió en la mayor extinción de especies y en la más destructiva que haya conocido nuestro planeta, al acabar con el 96% de los habitantes del océano y un 70% de los animales en la Tierra.
Los especialistas, cuyo estudio fue publicado en la revista Nature Communications, lograron determinar la cronología del proceso al estudiar la composición y antigüedad de las rocas, así como el polen fosilizado en el sur de Australia. Hallaron en la cuenca de Sídney unos yacimientos de níquel, algo atípico para esta área, y entonces llegaron a la conclusión de que la actividad volcánica transmitió ese elemento en miles de kilómetros, envenenando las plantas y provocando su muerte unos 400.000 años antes de que los habitantes del océano desaparecieran de la faz de la Tierra.
El estudio apunta que este hecho, a su vez, pudo provocar también otras consecuencias negativas, como la muerte de herbívoros por la falta de las plantas, que llevó a la extinción de carnívoros. Luego el níquel supuestamente llegó al agua y envenenó la vida allí.
"Se había insinuado esto, pero nadie no lo ha precisado. Ahora tenemos la cronología", afirmó el líder principal de la investigación, Christopher Fielding, y añadió que "esto es una gran noticia".
Variaciones imprevistas en región del Ártico han hecho que los especialistas se hayan visto obligados a actualizar el Modelo Magnético Mundial antes de tiempo.
ncei.noaa.gov
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El polo norte magnético terrestre se está desplazando con rapidez desde el Ártico canadiense hacia Siberia (Rusia), informa el Centro Nacional de Información Ambiental de EE.UU. La razón estriba en variaciones imprevistas en la región ártica.
El rápido movimiento ha obligado a los científicos del Centro a actualizar un año antes el Modelo Magnético Mundial (WMM por sus siglas en inglés), empleado mundialmente para la navegación aérea y marina civil y militar. Habitualmente, los especialistas actualizan este modelo cada cinco años, pero la última vez fue en 2015.
Los científicos explicaron que con la actualización fuera de ciclo pretenden garantizar una navegación segura para aerolíneas comerciales, operaciones de búsqueda y rescate y aplicaciones militares.
De momento, los especialistas estiman que el polo norte magnético mueve hacia el norte-noroeste a una velocidad de 55 kilómetros al año.
ncei.noaa.gov
Por otra parte, los teléfonos inteligentes emplean también el Modelo Magnético Mundial para ofrecer a los consumidores aplicaciones con el concurso de brújulas, GPS y mapas.
En comparación con el polo norte geográfico, que tiene posición fija, desde su descubrimiento en 1831 el polo norte magnético se mueve poco a poco desde el Ártico canadiense a Rusia. Los científicos explican que su movimiento depende de flujos y cambios en el núcleo líquido de la Tierra.
Hace dos años, los chinos adelantaron a los estadounidenses al poner en marcha el radiotelescopio FAST, el más grande del mundo. El director adjunto del observatorio, el profesor Bo Peng, explicó a Sputnik por qué China gastó casi 200 millones de dólares en este 'proyecto del milenio'.
Hasta hace poco, el plato estadounidense Arecibo, de 305 metros de diámetro, era considerado el radiotelescopio más grande del mundo.
Pero en 2016, en la provincia china de Guizhou, se terminó el 'proyecto del milenio': la construcción del radiotelescopio FAST de 500 metros.
Púlsar extragaláctico
"En 2005, cuando estábamos preparando el FAST, soñábamos con descubrir nuevos púlsares ubicados más allá de nuestra galaxia y sus satélites. Recientemente los encontraron usando otros telescopios que funcionan en el rango de rayos X. Este hecho no canceló, sino que corrigió nuestra tarea: ahora estamos tratando de descubrir el primer púlsar de radio extragaláctico", explicó el profesor.
Según el especialista, las ambiciones del FAST consistían no solo en el tamaño gigantesco y la complejidad asociada con la construcción de una estructura tan grande, sino también en la naturaleza del propio funcionamiento del telescopio.
A diferencia del Arecibo y una serie de otros radiotelescopios grandes, cuya forma permanece sin cambios, cada segmento del plato del FAST, compuesto por 4.500 'escamas' triangulares, puede subir o bajar aproximadamente medio metro. Esto amplía radicalmente la visión general del telescopio y le brinda nuevas posibilidades científicas inaccesibles para casi todos los demás observatorios de radio.
"La superficie adaptativa única de nuestro plato nos permite usarlo para estudiar dónde nacen las ondas de radio producidas por los púlsares. Varios de mis compañeros ahora están tratando de entender cómo son estas ráfagas y qué procesos físicos dentro de las estrellas de neutrones son responsables de su formación", agregó Lei Qiang, uno de los miembros del equipo de investigación del FAST.
Sombra del agujero negro
Además, el FAST puede cumplir el sueño de muchos astrónomos y obtener los primeros datos sobre la estructura de la llamada sombra de los agujeros negros, un área especial en las inmediaciones del horizonte de sucesos, donde se produce su peculiar reflexión. Entonces, los científicos podrán comprender cómo se organizan los agujeros negros y si la teoría de la relatividad los describe correctamente.
"Nada nos impide hacer este tipo de observaciones, pero necesitaremos mucha suerte. Para obtener una 'foto' de la sombra, es necesario que el agujero negro esté relativamente cerca de la Tierra y al mismo tiempo 'viva' en un sistema de estrella binaria en compañía de un púlsar. De momento, no tenemos candidatos para este papel", añadió el astrofísico.
Señales extraterrestres
Además de buscar la sombra de los agujeros negros y estudiar los misterios del nacimiento de los púlsares, el FAST ya está estudiando la estructura del medio interestelar. Los astrónomos rusos descubrieron anomalías en su comportamiento hace unos años.
Asimismo, los investigadores chinos tienen previsto monitorear las ondas gravitacionales.
"En principio, somos capaces de detectar ondas gravitacionales, pero es una perspectiva muy lejana, puesto que esto requiere décadas de observaciones continuas de las mismas fuentes. En consecuencia, tenemos que esperar al menos 10 o 20 años para decir inequívocamente que realmente tenemos esta capacidad técnica", señaló Lei Qiang.
Los científicos esperan que estas observaciones a largo plazo ayuden al FAST a verificar la teoría de la relatividad, así como a encontrar la fuente de uno de los objetos más misteriosos del universo de radio: las llamadas ráfagas FRB —explosiones de radio rápidas—, descubiertas hace solo unos diez años. A veces se les llama 'señales extraterrestres' debido a la inexplicable periodicidad en su estructura y la naturaleza aún no clara.
"Ya contamos con todos los equipos digitales necesarios para observar las ráfagas FRB y las señales potenciales de civilizaciones alienígenas. Pero ahora estamos buscando púlsares extragalácticos y no estamos realizando ninguna observación sistemática de este tipo", explicó Lei Qiang.
Al igual que el Arecibo, el FAST puede convertirse en uno de los elementos importantes de herramientas aún más grandes: los interferómetros terrestres y espaciales, que reúnen los recursos de varios platos de radio terrestres y observatorios espaciales en gigantescas antenas de radio virtuales.
Uno de los proyectos más exitosos y más grandes de este tipo es el sistema ruso RadioAstron, lanzado en 2011, que involucra a docenas de radiotelescopios terrestres y la nave espacial Spektr-R.
Según Lei Qiang, ahora los expertos del FAST están revisando el hardware y el software necesarios para usar el telescopio en esta manera. En un futuro cercano, el FAST se unirá a los interferómetros construidos sobre la base de los telescopios chinos, y luego, el científico espera que se convierta en parte del RadioAstron y otros proyectos internacionales.
Por su parte, el profesor Bo Peng agregó que la capacidad del FAST de participar en la operación de los interferómetros se ampliará significativamente cuando el telescopio 'aprenda' a operar en frecuencias de 8-10 gigahercios. Esto extenderá significativamente los límites de su aplicación, permitirá estudiar el universo mucho más a fondo y ampliar la participación del nuevo observatorio chino en los proyectos internacionales.