¿Ven los fotones a los otros fotones moverse a la velocidad de la luz?

Enlace original :  Ask an astronomer – Cornell Astronomy Department

Contestado por : Christopher Springob

Dicen que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores inerciales, pero ¿Qué pasa si el observador es un fotón individual dentro de un rayo láser? Cada fotón de un rayo laser vería a los otros adelantarle a la velocidad de la luz, así que el rayo láser se rompería de inmediato. ¿Cómo resolver este enredo?

La respuesta es que un fotón no cuenta como observador. El tiempo se ralentiza para los objetos que se mueven cerca de la velocidad de la luz.  Para que un objeto se mueva “a” la velocidad de la luz el tiempo debería pararse. Así que como puedes cronometrar algo que se mueve delante tuyo si no puedes medirlo se convierte en una pregunta sin sentido.

¿Creen la mayoría de los astrónomos en Dios según las actuales evidencias científicas?

Enlace original :  Ask an astronomer – Cornell Astronomy Department

Contestado por : Dave Rothstein

Estoy metido en un debate religioso de un foro donde muchos cristianos dicen que casi todos los científicos son cristianos. Dicen que el universo es tan complejo y aún así  ordenado que si no hubiera un Dios sería caótico. Estoy indeciso, pero querría conocer vuestra opinión sobre el tema.

En primer lugar, hay muchísima gente que cree en un dios que no son cristianos – miembros de otras religiones organizadas, o gente que cree en una deidad o un poder superior pero no se adscribe a ninguna religión en concreto.  Así que parece que tienes dos preguntas (1) ¿Qué porcentaje de astrónomos son cristianos? y (2) ¿Qué porcentaje de astrónomos cree en un dios?

Sé que hay muchas investigaciones a lo largo de los años sobre estos temas (al menos encuestas de científicos en los Estados Unidos. No sé cómo se ha hecho en otros países). Como todas las investigaciones, sus metodologías están sujetas a debate así que no es fácil decir como son de fiables sus resultados.  Sé que al menos un estudio publicado en la revista científica Nature en 1990 indicó que alrededor del 60% de los científicos americanos (astrónomos y otros) o bien no creían , o bien dudaban de la existencia de un dios. Esto definitivamente muestra un mayor grado de incredulidad y duda que en la media de la población total estadounidense. Personalmente suelo ser escéptico sobre los resultados de estas encuestas, simplemente porque creo que mucha gente contesta a las preguntas según como se les formulen.   Es posible creer en Dios, pero aún así tener dudas, y a veces las encuestas no hacen un buen trabajo señalando la diferencia.

En cuanto a mi,  creo que la ciencia moderna deja mucho espacio para la existencia de Dios y hay un montón de lugares donde la gente que cree en Dios puede encajar sus creencias en el marco científico sin crear demasiadas controversias (Lo que no quiere decir que la Ciencia apruebe o necesite la existencia de Dios, como explicaré más adelante). Un par de ejemplos :

(1) El Big Bang. Tenemos evidencias muy fuertes de que el universo tal y como lo conocemos tuvo un inicio, y que todo en lo que podemos pensar, materia y espacio, empezó comprimido y se ha expandido desde entonces.. El hecho de que el universo se esté expandiendo y no sea estático nos hace preguntarnos como empezó, a donde va, etc. Es muy importante y mucha gente encuentra un lugar para Dios en intentar resolver estas preguntas.

(2) Mecánica cuántica.Sabemos por la mecánica cuántica que a nivel microscópico, nuestro mundo tiene una incertidumbre inherente.  Si hace mediciones de partículas microscópicas no hay manera de poder predecir los resultados de una medición. La probabilidad de obtener una medición específica (si hace el experimento muchas veces) puede ser prevista con antelación, pero la mecánica cuántica no hay manera de determinar el resultado de una medición porque las partículas microscópicas simplemente NO TIENEN la propiedad que intentas medir hasta que lo intentas- Esta en una “superposición de estados” consistente en todos los posibles resultados, y cuando lo mides “escoge” uno de esos resultados y lo muestra. Esto, por supuesto, nos lleva a la cuestión de como la partícula hace su “elección” y creo que mucha gente podría ver la posibilidad de Dios interviniendo cada vez en cada medición (o cada suceso de nivel microscópico del mundo, ya puestos). Este sería un Dios que estaría limitado por ciertas reglas generales (las probabilidades específicas de algunos resultados) pero que tendría libertad para escoger el resultado de cada conjunto de mediciones e influenciar al mundo de esa manera.

Nota añadida en Septiembre 2003 : Estríctamente hablando la mecánica cuántica no necesita que el universo se comporte indeterminadamente. Por ejemplo, cuando la partícula “escoge” sus propiedades misteriosamente en el momento de la medición. De todas formas esta es la interpretación más simple con la que explicamos los resultados experimentales obtenidos a nivel microscópico, y gracias a los increíbles resultados matemáticos conocidos como Desigualdad de Bell y los experimentos que siguieron a su descubrimiento sabemos que sólo hay una posible alternativa a la interpretación anterior. Esta alternativa es de alguna forma más profunda : Requiere un universo en el que las propiedades de una partícula individual son instantánea y continuamente alteradas por las acciones de otras partículas localizadas arbitrariamente a muy grandes distancias.¡, sin ningún mecanismo obvio para que ocurra tal alteración. La mecánica cuántica estándard, mientras, todavía requiere comunicación en algunos casos, pero sólo en el momento en que se realizan las mediciones.

De todas formas, lo último que creo es que la ciencia nunca ha estado cerca de probar o negar la existencia de Dios, y probablemente nunca lo hará. Así que cualquiera que sea la estadística de astrónomos que creen en Dios, no creo que haya ni un sólo astrónomo que que crea en Dios debido a su trabajo en astronomía. Los astrónomos pueden creer en Dios por otros motivos, y en ese caso encontrarán aspectos de la astronomía que les harán sentirse cómodos con su concepción de Dios, como algunas de las ideas de los párrafos anteriores. Algunos astrónomos podrían ir incluso mas allá y decir que la astronomía ha contribuido a sus creencias en Dios. Por ejemplo algunas personas creen en Dios por una impresión de que el mundo es un lugar hermoso con muchas cosas maravillosas y complejas en él. Como la Ciencia contribuye a que podamos ver más de estas cosas (como galaxias lejanas, estructura de moléculas, etc) puede contribuir a fortalecer sus creencias. Pero lo que me preocupa es cuando la gente entra en parte de la ciencia para intentar explicar las causas de las cosas que vemos (por ejemplo teorías científicas) y toman ejemplos específicos de parte de esa ciencia y dicen “Mira !! Esto prueba/niega la existencia de Dios!!” . No creo que sea legítimamente posible hacer nada con la ciencia que hemos descubierto hasta ahora.

El último punto es que la ciencia no trata sobre las creencias, trata sobre cosas que puedes comprobar. Y como no podemos probar o negar la existencia de Dios, la pregunta de si una persona cree o no en Dios no tiene (o no debería) tener nada que ver con el razonamiento científico.

¿Qué es una singularidad?

Enlace original : Ask an astronomerCornell Astronomy Department

Contestado por : Jagadheep D. Pandian

Leyendo libros de astronomía, veo aparecer mucho la palabra “singularidad”, pero no acabo de ver que significa exactamente.

Una singularidad quiere decir un punto donde algunas propiedades son infinitas. Por ejemplo, en el centro de un agujero negro, según la teoría clásica, la densidad es infinita (por que una masa finita se comprime en un volumen cero). Así que es una singularidad. De igual manera, si extrapolas las propiedades del universo al instante del Big Bang, encontrarás que tanto la densidad como la temperatura llegaron al infinito, así que también hay una singularidad.  Debe decirse que esto sucede debido a la ruptura de la teoría clásica. Por ahora no hay teoría de la gravedad cuántica, pero es posible que las singularidades se eviten con una teoría de la gravedad cuántica.


Jagadheep D. Pandian Jagadheep construyó un ruevo receptor para el radiotelescopio de Arecibo que funciona entre 6 y 8Ghz. Estudia los másers de metanol a 6.7Ghz de nuestra galaxia. Estos másers ocurren donde se están formando estrellas masivas. Obtuvo su doctorado en física en Cornell en Enero de 2007 y realizó el postdoctorado en el Instituto Max Plank de Radioastronomía en Alemania. Después de eso, trabajóen el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii con el postdoctorado en Submilimetría.  Jagadheep actualmente está en el Instituto Indio de Tecnología y Ciencia Espacial.

¿Porqué les interesan a los astrónomos las ondas gravitacionales?

Enlace original :  Ask an astronomerCornell Astronomy Department

Contestado por : Michael Lam

Cuando miras el cielo nocturno, tienes una visión muy particular del Universo. Ves radiación electromagnética, luz , en longitudes de onda de objetos como las estrellas. Si tus ojos pudieran ver ondas de radio, que están en otra longitud de onda de la luz, observarían una imagen muy diferente del Universo. Las fuentes de luz de radio son diferentes de las fuentes de luz óptica. Los astrónomos quieren construirdiferentes clases de telescopios para poder observar el espectro completo de la radiación electromagnética. Puedes tener una visión de la Vía Láctea en diferentes longitudes de onda de luz aquí (en esta página) y podrías darte cuenta de que la imagen que obtienes es muy diferente según el telescopio que utilices.

Durante casi toda la historia de la astronomía hemos visto al Universo a través de una ventana electromagnética. Durante muchas décadas los astrónomos han tenido interés por observar el Universo a través de una ventana totalmente separada: una gravitacional. A diferencia de las ondas electromagnéticas, las ondas gravitacionales son cambios muy pequeños en el espaciotiempo que causan que los objetos se acerquen o alejen unos de otros en cantidades minúsculas. Fueron predichas por la Teoría de la Relatividad General de Einstein, y por eso su detección ofrece evidencias que apoyan la teoría. Las fuentes de ondas gravitacionales son muy raras, las más habituales dos objetos compactos como estrellas de neutrones o agujeros negros en órbita muy cercana . Conforme orbitan uno alrededor del otro se emiten ondas gravitacionales. Ya que la energía deja el sistema, las órbitas se encogen, hasta que los dos objetos finalmente se unen en un suceso violento. La observación de las ondas gravitacionales nos permitirá estudiar la dinámica de estos sistemas en escalas muy diferentes de tamaño.

El 11 de Febrero de 2016, el LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser) anunció la detección de ondas gravitacionales de un agujero negro binario. Esta es la primera detección confirmada de la historia de un sistema binario de agujeros negros. Ambos agujeros negros eran los dos agujeros negros de masa estelar más masivos conocidos jamás detectados (por encima de otros candidatos). Observaron que la masa de los objetos fundidos era menor que la suma de ellos, lo que implicaba que la diferencia en masa se había convertido en una enorme cantidad de energía que se perdió en forma de ondas gravitacionales (tanta como 5000 supernovas!). También midieron la rotación del agujero negro final, el ratio de agujeros negros fundiéndose en el Universo local, y más. Se obtuvo mucho conocimiento nuevo en física de un sólo suceso de onda gravitacional. Astrónomos como los de LIGO esperan localizar más de esos sucesos para que podamos comenzar a construir una visión gravitacional del Universo.


Michael Lam es un estudiante graduado en Cornell y miembro del Observatorio Norteamericano de Nanohercios de Ondas Gravitacionales (NANOGrav). Trabaja en mejorar la precisión del sincronizado de un conjunto de pulsars de milisegundos con el objetivo de detectar y estudiar ondas gravitacionales. Ha completado sus estudios de Ciencias Computacionales en Astrofísica en la Colgate University y es originario de Nueva York.