Mn. Francesc Nicolau: L'observació de les galàxies més llunyanes

És important per a la ciència l’observació de galàxies molt llunyanes perquè mostren com era l’univers primigeni amb galàxies més petites i irregulars. Les galàxies actuals mostren amb les seves estructures el·líptiques o espiralades una evolució posterior, fruit d’haver-se anat ajuntant i ordenant la forma gràcies a les forces gravitatòries. 

Això ja s’havia començat a comprovar amb l’observació astronòmica, perquè a mesura que es van descobrint galàxies més llunyanes, situades a molts milions d’anys llum de distància, es veu com abunden les que són irregulars i petites, ja que les veiem com eren fa aquests milions d’anys. Fins fa poc no se’n coneixien pas gaires de més enllà de 3.000 milions d’anys llum i, com sabeu, l’edat de l’univers és d’uns 13.800 milions d’anys. Però ara tot això ha canviat.

El telescopi espacial Hubble

Amb els telescopis posats en òrbita, com el Hubble i l’Spitzer, ja s’ha anat aconseguint ampliar la visió perquè ens han pogut donar imatges de galàxies molt més allunyades. Ara bé, s’hi ha d’afegir una novetat important com la que ens explica, en un article publicat a la revista Investigación y Ciencia, el Dr. Dan Coe, cap del projecte RELICS (sigles de Reionization Lensing Cluster Survey). Aquest investigador ens explica com s’han arribat a observar galàxies de gairebé 13.300 milions d’anys de distància, o sigui, de quan l’univers tenia només un 3,5% de l’edat actual. Com ha estat possible?

L'astrònom Dan Coe, cap del projecte RELICS

Doncs ha estat fruit del citat projecte RELICS durant el qual s’ha tingut en compte aquell efecte predit per Einstein de la influència de la gravetat sobre la llum. Encara que poquíssim, un raig lluminós és incorbat per una gravetat intensa i aquest incorbament pot fer el mateix que fa una lupa. Però, on es pot trobar una gravetat tan intensa que faci de lupa per observar galàxies llunyanes? Doncs en els cúmuls de galàxies.

L'objecte còsmic SPTO615-JD, el més llunyà detectat

I així, d’aquesta manera, el telescopi espacial Hubble ha detectat una lluminositat que té forma de galàxia irregular (anomenada SPTO615-JD) que s’ha vist, per la classe rogenca de llum que s’hi capta que aquesta en va sortir quan l’univers només tenia uns 500 milions d’anys. És potser l’objecte còsmic més llunyà conegut. Només hi ha dues troballes que podrien trobar-se un xic més lluny, però encara no són tan segures.

Amics del Museu: Itinerari geològic pel Camí de Ronda de s'Agaró

Ara que és estiu i fa calor, ve de gust fer-se un bany a les fresquetes i transparents aigües de la Costa Brava. Hi ha un indret, però, en el qual s’hi pot fer alguna cosa més: Des de l’any 2015, al tram del Camí de Ronda entre la platja de Sant Pol i la cala de Sa Conca (a s’Agaró), hi ha instal·lats 14 plafons de caire geològic per iniciativa de l’Ajuntament de Castell-Platja d’Aro i desenvolupat pel Centre de Geologia i Cartografia Ambiental de la Universitat de Girona, amb la col·laboració del Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya.

Balcó sobre la platja de Sant Pol, punt d’inici de l’itinerari

En aquests plafons, molt didàctics, s’hi expliquen l’origen i l’aspecte dels diferents tipus de granitoides que conformen aquesta part de la costa catalana; a més també ressalten d’altres elements geològics com són les falles, els dics, les inclusions i les morfologies que donen lloc. També hi ha plafons amb curiositats culturals i històriques. Aquest tram del Camí de Ronda rep la consideració de museu a cel obert.

Diferents tipus de granitoides: els grisos que afloren 

i els rosats amb els quals s’ha construït el mur

Abans d’arribar al punt d’inici de l’itinerari, però, podem donar un cop d’ull a les dunes protegides que hi ha al darrera de la platja de Sant Pol. Una sèrie de plafons explicatius ens informen de la flora i la fauna característica d’aquests ambients sorrencs on hi destaquen les boniques flors del lliri de mar (Pancratium maritimum), una planta de la família de les amaril·làcies i parentes dels narcisos.

LLiris de mar

Les explicacions dels plafons estan en català i castellà (un codi QR permet l’accés als idiomes francès i anglès) i estan numerats i situats dins un esquema general de l’itinerari. En ells podem trobar el perquè dels diferents colors i textures dels granitoides, i d’altres roques associades, així com les explicacions de com es formen les diferents cales a favor de les fractures, que són punts de debilitat de la roca.

Exemple de plafó informatiu

Els megacristalls (o fenocristalls) de feldspat són ben visibles

La cala del Barco oberta entre dues

falles per l’acció erosiva del mar

Pel camí podem admirar la primera casa residencial que es va construir l’any 1924 en aquesta urbanització: la coneguda com la Senya Blanca, d’estil noucentista i obra de l’arquitecte gironí Rafel Masó. Els seus murs estan construïts amb una pedra anomenada travertí, extreta de les pedreres del Pla de l’Estany. La blancor de les parets servia de referència als pescadors de la zona i d’aquí ve el seu nom.

 Arribem a la Senya Blanca

La tramuntana té efectes sobre

el creixement d’alguns arbres del passeig

Arribant a la cala Pedrosa, un plafó ens informa, a més d’altres coses, de la presència d’un autèntic menhir trobat a la Punta de Sa Conca i traslladat aquí com motiu ornamental de l’escala d’accés a la cala.

Plafó de la cala Pedrosa

Situació actual del menhir

Plafó que parla dels lampròfirs

El plafó següent ens informa sobre l’aspecte i l’origen dels dics d’una roca negra molt vistosa: es tracta dels lampròfirs, una roca subvolcànica relacionada amb el trencament del supercontinent Pangea. En el plafó també se'ns planteja un repte: podrem distingir els dos dics de lampròfir que es creuen? Per això baixem, amb molt de compte, a comprovar-ho.

De lluny costa distingir els dics...

 ...però de prop es veu com el dic orientat E-W talla el dic 

orientat N-S i, per tant, és més “modern” 

També podem veure diverses inclusions de diorites

També podem veure com a les roques pelades hi prospera el fonoll marí (Crithmum maritimum) una planta carnosa i comestible de la família de les umbilíferes, i parenta de les pastanagues, que extreu l’aigua de les gotetes que li arribem pel vent, les boires i la brisa marina.

Fonoll marí

A les envistes de la gran cala de Sa Conca, ja a Platja d’Aro, es troba el darrer plafó d’aquest particular itinerari geològic que es pot fer qualsevol època de l’any, però que a l’estiu té l’al·licient d’un bany a les nombroses caletes que la retallada costa ens ofereix.

Amics del Museu: Les missions "Apollo" i l'origen de la Lluna

El 20 de juliol de 1969, i després de superar nombroses dificultats, el mòdul lunar Eagle (de la missió espacial Apollo 11) va aconseguir allunar, i l’astronauta Neil Armstrong va pronunciar aquelles paraules que s’han fet tan famoses: That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind, que traduït seria “Això és un petit pas per [un] home, un salt gegantí per a la humanitat”... i d’això ja fa 50 anys. En successives missions, fins la darrera l’any 1972, es van recollir un total de 382 Kgr de mostres lunars, i aquesta és la més gran contribució de les missions Apollo a la ciència, ja que amb el seu estudi s’ha pogut esbrinar un xic millor l’origen del nostre satèl·lit natural.

L’astronauta Neil Armstrong i la seva petja sobre la Lluna

Abans de les missions Apollo s’havien proposat nombroses teories sobre la formació de la Lluna, com la que explica que va ser atreta per la gravetat de la Terra quan hi transitava a prop d’ella; o bé la que diu que la ràpida rotació d’una proto-Terra incandescent va fer que se’n desprengués una part que es va convertir en la Lluna; o també la que assegura que la Terra i la Lluna es van formar al mateix temps a partir del disc protosolar... però tot això va canviar arran de l’arribada de tot aquest material lunar, i la teoria que es va imposar va ser que la Lluna es va formar per causa d’un gran impacte fa uns 4.500 milions d’anys.

Un gran impacte...

...va produir un  anell de fragments al voltant 

de la Terra que hauria donat lloc a la Lluna

Aquesta nova teoria postulava que un impacte lateral d’un protoplaneta, de la mida de Mart, contra una Terra encara en formació va llançar a l’espai fragments que, en orbitar i unir-se, van donar lloc a la Lluna. Però les explicacions actuals van més enllà.

Els investigadors Simon Lock i Sarah Stewart

Els investigadors Simon J. Lock i Sarah T. Stewart (de l'Institut de Tecnologia de California i de la Universitat de California , respectivament) han descobert, amb simulacions per ordenador, que l’impacte lateral d’un protopaneta, de la mida de Mart, contra una Terra primitiva no produeix un anell de fragments sinó que s’hauria destruït completament el protoplaneta juntament amb una bona part del mantell terrestre, mentre que l’impacte frontal de dos protoplanetes, quasi de la mateixa mida, produeix una vaporització i una barreja dels materials d’ambdos cossos, tot formant una massa de vapor de roca amb forma de “dònut” que gira ràpidament. A aquesta nova classe d’objecte astronòmic l’han denominat sinestia.

Recreació d’una sinestia

Esquema d’una sinestia)

Així d’aquesta manera es poden explicar algunes particularitats de la Lluna com la seva composició molt similar a la de la Terra, o la seva quasi manca d’elements volàtils (com l’oxigen, l’hidrogen o el nitrogen) i això ho expliquen dient que, a mesura que la sinestia s’anava refredant, aquests elements van tornar a caure a la Terra. També el fet que la Lluna giri al voltant de la Terra amb una òrbita lleugerament inclinada, amb respecte el pla de l’eclíptica, aquests investigadors ho expliquen dient que l’impacte va formar una sinestia inclinada, amb un eix de rotació proper al pla de l’eclíptica, però que posteriorment es va anar aixecant.

Tanmateix aquests científics continuen investigant amb el material que les missions Apollo van portar del nostre satèl·lit per mirar d’extraure dades cada cop més precises i detallades, però també afirmen que s’hauria de tornar a la Lluna per obtenir mostres del seu mantell, mostres que segurament es podrien trobar pels voltants dels grans cràters d’impacte; i també esperen algun dia poder veure una sinestia en directe amb els grans telescopis que avui dia rastregen el cosmos a la recerca d’exoplanetes.

NOTA: Resum de l’article de Simon J. Lock i Sarah T. Stewart El origen de la Luna, publicat a la revista Investigación y Ciencia (núm. 514, juliol 2019)

Amics del Museu: Visita a l'exposició "Quàntica"

Quan pels tombants del s.XX es pensava que ja ho sabíem tot de la física, va sorgir el problema de no poder explicar els fenomens atòmics amb els conceptes de la mecànica newtoniana clàssica: acabava de néixer la mecànica quàntica, i coses que es donaven per sentades, s’esvaeixen... va ser com un “tornar a començar”. Aquesta és la substància en què es basa l’exposició Quàntica, un nou intent de casar ciència i art i que es pot veure al Centre de Cultura Contemporània de Barcelona (CCCB) fins al 24 de setembre.

Cartell de l'exposició

Entrada a l'exposició

D’un temps ençà, i gràcies a la molta informació apareguda al respecte, la mecànica quàntica no ens és del tot desconeguda, però entendre-la ja és una altra qüestió. Així, després de creuar la porta d’entrada de l’exposició, ens endinsem en un ambient de foscor tan misteriós com la matèria obscura que diuen que ens envolta, i per això ens sentim un xic perduts. Les parets semblen pissarres plenes de càlculs, fórmules i frases d’eminents científics. Entre les frases, però, n'hi ha una que ens tranquil·litza una mica.

L’exposició s’estructura en diversos espais on s’hi exposen 10 projectes artístics (assessorats i supervisats per científics de diverses institucions) i una sèrie d’explicacions científiques, amb plafons en tres idiomes (català, castellà i anglès), audiovisuals, i materials de tota mena; i el primer que trobem és un espai d’introducció a la mecànica quàntica, la física de l’invisible, amb un plafó metàl·lic que costa un xic de llegir i un audiovisual on es pot veure el treball dels científics del CERN.

El conjunt de l’exposició explora aspectes de la física quàntica com són la superposició, els estats quàntics, l’entrallaçament, l’aletorietat, la indeterminació... i en cadescun dels àmbits s’hi exposa un projecte artístic i unes quantes explicacions científiques.

Pantalla tàctil on es recrea la detecció d'algunes

partícules subatòmiques, com el famós bosó de Higgs

Cada element va acompanyat d’un plafó explicatiu en tres idiomes

Alguns científics de renom ens acosten al món quàntic

La major part dels projectes artístics són molt visuals (alguns en 3D), amb pantalles de gran format, so quadrifònic, bombardeigs d’imatges... coses a les que ja hi estem força acostumats. Algunes de les obres són difícils d’entrendre’n el mecanisme, sort que els vigilants de la sala estan amatents a donar-nos un cop de mà. També, a voltes, està tan fosc que ens costa orientar-nos. 

Pantalla on es projecta (en 3D) l’obra Xoc Còsmic de Lea Porsager

Una de les obres, de nom Cascada, és la més espectacular al nostre entendre... sembla una gran aranya penjada del sostre i el moviment constant del fluid pel seu interior és gairebé hipnòtic.

L’obra Cascada del coreà Yunchul Kim

Plafó explicatiu de  l’obra Cascada

Entre el material científic exposat, hi ha elements històrics com una banya de neutrins, llibretes de notes o la càmera del telescopi Magic (I), acompanyats de pel·lícules de l’època. També hi ha un gran plafó cronològic, que va des de l’eqüació de Planck del 1901 fins els darrers avenços d’enguany.

Les “entranyes” de la càmera del telescopi Magic (I)

Plafó cronològic

Els darrers plafons estan dedicats a mostrar-nos com la mecànica quàntica és ja un fet quotidià: ressonàncies magnètiques, rellotges atòmics, làsers, cèl·lules fotovoltaiques, localitzadors GPS, els ordenadors del present... i del futur. L’exposició es complementa amb tota una sèrie de projeccions, debats, visites guiades, tallers per a escoles...

La quotidianitat de la mecànica quàntica

L’exposició s’acaba amb una frase d’Isaac Newton que ens fa reflexionar sobre el què encara ens queda per descobrir... afortunadament.