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Los investigadores miden la gravedad ejercida por un objeto de 90 miligramos

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Agrandar / La configuración experimental.

Tobias Westphal / Universidad de Viena

La gravedad puede parecer una de las fuerzas más familiares, pero en realidad es una de las que menos entendemos. Sabemos que nuestro modelo actual de gravedad es incompatible con la mecánica cuántica. También ignora los fenómenos que hemos llamado materia oscura y energía oscura. Desafortunadamente, estudiar la gravedad es extremadamente difícil porque es, con mucho, la más débil de las fuerzas. Para solucionar este problema de detección de ondas gravitacionales, tuvimos que construir dos enormes observatorios, lo suficientemente separados para que el ruido que afecta a uno no fuera captado por el otro.

Las ondas gravitacionales que hemos detectado provienen de objetos totalmente masivos como estrellas de neutrones y agujeros negros. Ahora, investigadores en Viena han anunciado avances en la detección de la fuerza gravitacional generada por objetos diminutos, en este caso, esferas de oro de solo dos milímetros de diámetro y que pesan menos de una décima de gramo. Su trabajo proporciona la primera medida de gravedad a estas escalas, y los investigadores están bastante seguros de que pueden ser más pequeñas.

Es tan alto

El trabajo en cuestión involucra un dispositivo bastante típico para este tipo de experiencia. Es una barra sólida con una bola dorada unida a cada extremo. La barra está suspendida en su punto central, lo que le permite girar libremente alrededor del plano horizontal. También hay un espejo colocado en su punto central, que se utiliza para reflejar un láser.

Si se acerca una masa a una de las bolas doradas, ejercerá una fuerza gravitacional que empujará la bola hacia ella. La rotación resultante hará que el espejo gire con él, cambiando el lugar donde termina reflejándose el láser. Esto crea una medida extremadamente sensible de la atracción gravitacional generada por la masa. O lo haría si el ruido ambiental no lo abrumara todo.

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El catálogo de fuentes de ruido que los autores deben tener en cuenta es impresionante. Para empezar, los investigadores estiman que la fuerza gravitacional que están tratando de medir también podría ser generada por una persona que camine a menos de 3 metros de la configuración experimental o por un tranvía de Viena que viaje a menos de 50 metros de ella. Finalmente, realizaron el experimento por la noche durante las vacaciones de invierno para reducir las fuentes extraviadas de interferencia gravitacional, lo que tuvo el efecto adicional de reducir el ruido sísmico local.

Todo el experimento se realizó dentro de una aspiradora, y encontraron pies de goma que se mantienen suaves en la aspiradora para amortiguar la estructura que mantiene suspendida la barra de metal.

Antes de evacuar el experimento, los investigadores inundaron el dispositivo con nitrógeno ionizado para eliminar cualquier carga parasitaria. Y, por si acaso, pusieron un escudo de Faraday entre las dos bolas doradas para bloquear cualquier atracción electrostática.

Si bien todo esto mantuvo el ruido del experimento extremadamente bajo, la señal de atracción entre dos esferas de oro de 90 miligramos también será extremadamente débil. Entonces, en lugar de simplemente medir la atracción, los investigadores movieron la esfera en un patrón regular, creando una atracción resonante continua. La frecuencia de esta resonancia se ha elegido cuidadosamente para que sea muy diferente de las resonancias naturales del péndulo formado por la barra.

Pequeñas fuerzas

El comportamiento de toda la instalación es monitoreado por una cámara de video que monitorea constantemente la posición de las dos esferas doradas. Durante el experimento, su separación varió de 2,5 milímetros a 5,8 milímetros. En general, los investigadores estiman que su sistema es capaz de acelerar tan solo 2 x 10-11 metros / segundo2, aunque se necesitaría alrededor de medio día de seguimiento para hacer esto.

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En general, la fuerza gravitacional aquí terminó siendo de alrededor de 9 x 10-14 Newtons. Los investigadores también utilizaron sus resultados para derivar la constante gravitacional. Aunque esto termina siendo un poco poco convencional (9%), permanece dentro de las incertidumbres de su medición experimental.

El resultado es un logro técnico impresionante. Pero los investigadores creen que 90 mg es en realidad el lado pesado de las cosas que podrían medirse de esta manera. Y, a medida que las cosas se vuelven más ligeras, hay algunas cosas dramáticamente extrañas que podrían potencialmente probarse.

Por ejemplo, como se mencionó anteriormente, nuestra teoría de la gravedad es incompatible con la mecánica cuántica. Pero hemos logrado que los sistemas cada vez más grandes se comporten como objetos cuánticos. Si obtenemos estas medidas suficientemente sensibles, entonces podría ser posible medir la atracción gravitacional de un objeto que se encuentra en una superposición cuántica entre dos ubicaciones. En otras palabras, no hay forma de saber dónde está exactamente, mientras que al mismo tiempo la fuerza gravitacional que ejerce depende de dónde se encuentre.

Otras pruebas potenciales incluyen algunas variaciones de la teoría de cuerdas, dinámica newtoniana modificada (MOND, un reemplazo hipotético e impopular de la materia oscura) y alguna explicación de la energía oscura. Pero todo esto dependerá totalmente de que esta configuración experimental opere bien en masas, mucho más pequeñas que la escala de miligramos. Entonces, como primer paso, será importante que los investigadores detrás de este trabajo demuestren que tienen al menos parte de la capacidad prometida para la reducción.

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Naturaleza, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-03250-7 (Acerca de los DOI).

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Miles de millones de T.rexes han vagado por la Tierra a lo largo de su vida, según un estudio

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Un molde de un esqueleto de T.rex en exhibición fuera del Museo de Paleontología de la Universidad de California en la Universidad de California, Berkeley. El original, un esqueleto casi completo excavado en 1990 en las tierras baldías del este de Montana, se puede encontrar en el Museo de las Rocosas en Bozeman, Montana.

Keegan Houser, UC Berkeley

Los humanos en nuestra forma actual han existido durante quizás unos cientos de miles de años, lo que parece una vida útil inconcebiblemente larga en comparación con la vida útil de un solo humano. Pero aún más impresionante es el hecho de que mucho antes de que emergiéramos, Tyrannosaurus rex tuvo su carrera desde su lugar durante más de 10 veces más.

Ahora, un nuevo estudio está tratando de calcular exactamente cuántas lagartijas aterradoras y estruendosas pueden haber pisoteado y atravesado la Tierra en unos pocos millones de años. El resultado: probablemente alrededor de 2.500 millones en total, pero la cifra podría llegar a los 42.000 millones.

Este número de alto nivel es probablemente menos de la mitad del número total de humanos que han vivido alguna vez, pero todavía son muchos depredadores prehistóricos enormes y hambrientos, especialmente considerando lo que son los fósiles de T.rex, relativamente raros para los paleontólogos.

“Hay alrededor de 32 T. rex posjuveniles relativamente bien conservados en los museos públicos de hoy”, dijo Charles Marshall, director del Museo de Paleontología de la Universidad de California, en un comunicado. “De todos los adultos post-juveniles que alguna vez han vivido, eso significa que tenemos alrededor de uno en 80 millones”.

Marshall dirigió el estudio, publicado en el último número de la revista Science, quien introdujo datos conocidos sobre bestias extintas en simulaciones por computadora para esencialmente hacer conjeturas fundamentadas sobre su número total.

Por supuesto, miles de millones de enormes carnívoros que viven durante más de unos pocos millones de años todavía representan una densidad de población mucho menor que la de los humanos. El estudio estima que la población total de T.rexes en un momento dado fue probablemente de alrededor de 20.000 adultos. Claramente, nada comparado con los casi 8 mil millones de bolsas de carne humana que se encuentran hoy en día.

Pero Marshall y sus colegas de UC Berkeley estiman una densidad de población de aproximadamente un dinosaurio por cada 39 millas cuadradas (100 kilómetros cuadrados). Esto significa que, estadísticamente hablando, al final del período Cretácico, habría esperado que un T.rex estuviera aproximadamente a 11,3 kilómetros de su ubicación. No es realmente un entorno seguro para viajar mucho.

Sin embargo, hay muchas incertidumbres en las estimaciones que hicieron Marshall y su equipo. Si bien la simulación encontró 2.5 mil millones de T.rexes en total como su mejor estimación, la cifra correcta en realidad podría estar entre 140 millones y 42 mil millones.

“De alguna manera, ha sido un ejercicio paleontológico sobre lo que podemos saber y cómo lo vamos a saber”, dijo Marshall. “Es sorprendente cuánto sabemos sobre estos dinosaurios y, a partir de ahí, cuánto podemos calcular. Nuestro conocimiento del T. rex ha crecido tanto en las últimas décadas con más fósiles, más medios para analizarlos y mejores medios para integrarlos. información sobre los muchos fósiles conocidos “.

El equipo también está haciendo una fuente abierta del código de computadora utilizado en la investigación, que espera permita a los paleontólogos estimar el número de otras especies que pueden faltar durante las excavaciones.

“Con estos números, podemos comenzar a estimar cuántas especies de vida corta y especializadas geográficamente podríamos estar perdiendo en el registro fósil”, dijo. “Quizás esa sea una forma de empezar a cuantificar lo que no sabemos”.

Una cosa es segura para al menos una persona: poner una cantidad en el número histórico de T. rex permite identificar mejor ciertas pesadillas.

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Explorando la Tierra desde el espacio: Space Coast, Florida [Video]

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Cabo Cañaveral es un cabo y una ciudad en el condado de Brevard, en el centro-este de Florida. El cabo está separado del continente por el río Banana, la isla Merritt y el río Indian de este a oeste. Crédito: contiene datos de Copernicus Sentinel modificados (2021), procesados ​​por la ESA, CC BY-SA 3.0 OIG

El 22 de abril de 2021, Día de la Tierra, se espera que el astronauta de la ESA Thomas Pesquet regrese a la Estación Espacial Internacional para su segunda misión, Alpha. Antes de su lanzamiento, la misión Copernicus Sentinel-2 nos lleva sobre Cabo Cañaveral, EE. UU., A un área conocida como la Costa Espacial.

Cabo Cañaveral es un cabo y una ciudad en el condado de Brevard, en el centro-este de Florida. El cabo está separado del continente por el río Banana, la isla Merritt y el río Indian de este a oeste.

La región del Cabo es parte de la región conocida como la Costa Espacial y alberga el Centro Espacial Kennedy, que incluye la Instalación de Aterrizaje del Transbordador Espacial, el Centro de Visitantes, la Estación de la Fuerza Espacial de Ciudad del Cabo Cañaveral y un edificio de ensamblaje de vehículos espaciales. El Complejo de Lanzamiento 39A, visible a lo largo de la costa, es donde Saturno El cohete V que transportaba al Apolo 11 comenzó su viaje a la luna en 1969, con Neil Armstrong, Michael Collins y Edwin “Buzz” Aldrin.

Antes del lanzamiento del programa espacial, Cabo Cañaveral era una extensión de matorral árido y arenoso. El rumbo fue elegido para los lanzamientos de cohetes debido a su proximidad al ecuador. Dado que la velocidad lineal de la superficie de la Tierra es más alta hacia el ecuador, la ubicación sur del rumbo permite que los cohetes la aprovechen lanzándose hacia el este, en la misma dirección que la rotación de la Tierra.

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El centro espacial está incluido en el Refugio Nacional de Vida Silvestre de Merritt Island, visible en la parte superior de la imagen, que ocupa más de 550 km2 de estuarios y marismas. Conserva el hábitat de alrededor de 1.000 plantas y 500 especies silvestres, incluidas varias especies en peligro de extinción. La ciudad de Cabo Cañaveral está justo al sur del Centro Espacial y a unas 5 millas al norte de Cocoa Beach (visible en la parte inferior de la imagen).

Es desde aquí que el astronauta francés de la ESA Thomas Pesquet será lanzado en su segunda misión a la Estación Espacial Internacional. Thomas será el primer astronauta de la ESA en volar en un SpaceX Lanzamiento de Crew Dragon en un cohete Falcon 9, con NASA los astronautas Shane Kimbrough y Megan McArthur y JAXA el astronauta Akihiko Hoshide. Será el primer europeo en ser lanzado desde los Estados Unidos desde 2011, cuando Roberto Vittori de Italia voló a bordo del Transbordador Espacial Endeavour para entregar el Espectrómetro Magnético Alfa.

Durante su misión de seis meses, llamada Alpha, Thomas dedicará gran parte de su tiempo a la investigación científica y también realizará tareas de mantenimiento como parte de la tripulación de la estación. Hacia el final de su misión, se desempeñará como comandante de la estación. Será el cuarto europeo en ocupar el puesto de comandante, después de los astronautas de la ESA Frank De Winne, Alexander Gerst y Luca Parmitano.

Vea el lanzamiento de Thomas Pesquet en vivo en ESA Web TV.

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Un pequeño dinosaurio del tamaño de un gato deja la huella de estegosaurio más pequeña jamás descubierta por los paleontólogos

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Una reconstrucción de la vida de los trazadores de estegosaurios y el paleoambiente de hace 110 millones de años. Crédito: Kamitoge

Una sola huella dejada por un dinosaurio del tamaño de un gato hace unos 100 millones de años ha sido descubierta en China por un equipo internacional de paleontólogos.

El investigador de la Universidad de Queensland, el Dr. Anthony Romilio, formó parte del equipo que investigó el rastro, originalmente encontrado por la profesora asociada Lida Xing de la Universidad China de Geociencias (Beijing).

“Esta huella fue hecha por un dinosaurio blindado herbívoro conocido ampliamente como el Stegosaurus, la familia de dinosaurios que incluye al famoso Stegosaurus”, dijo el Dr. Romilio.

“Al igual que el Stegosaurus, este pequeño dinosaurio probablemente tenía púas en la cola y placas óseas a lo largo de la espalda cuando era adulto. Con una huella de menos de seis centímetros, es la huella de Stegosaurus más pequeña conocida en el mundo.

“Esto está en marcado contraste con otras huellas de Stegosaurus encontradas en el sitio de la pista china que midieron hasta 30 centímetros, y con huellas encontradas en lugares como Broome en Australia Occidental donde pueden medir hasta 80 centímetros”.

Pequeño Stegosaurus Print

La huella de Stegosaurus más pequeña del mundo (menos de 6 cm de largo), Xingjiang, China. Crédito: Lida Xing

La pequeña huella tiene características similares a otras huellas de Stegosaurus con tres huellas cortas, anchas y redondas.

Sin embargo, los investigadores encontraron que la impresión no se alargó como las impresiones de contraparte más grandes encontradas en los sitios de los senderos, lo que sugiere que el joven Stegosaurus se comportó de manera diferente.

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“Los estegosaurios normalmente caminaban con los talones en el suelo, al igual que los humanos, pero a cuatro patas, lo que crea largas huellas”, dijo el Dr. Romilio.

Gran impresión de estegosaurio

Una impresión de Stegosaurus del mismo sitio (más de 30 cm de largo), Xingjiang, China. Crédito: Lida Xing

“La pequeña huella muestra que este dinosaurio se movía con el talón del suelo, al igual que lo hace un pájaro o un gato hoy en día.

“Solo hemos visto pistas acortadas como esta antes cuando los dinosaurios caminaban sobre dos patas”.

El profesor asociado Xing dijo que era plausible que los jóvenes Estegosaurios fueran caminantes.

“Esto podría ser posible porque esta es la condición ancestral y la postura de la mayoría de los dinosaurios, pero el Stegosaurus también podría haber cambiado a caminar con los talones a medida que crecía”, dijo el Dr. Xing.

“Un conjunto completo de rastros de estas pequeñas huellas nos proporcionaría la respuesta a esa pregunta, pero desafortunadamente solo tenemos una huella”.

Encontrar las pistas diminutas en sitios de pistas abarrotados será un desafío para los investigadores.

“Las huellas hechas por pequeños dinosaurios blindados son mucho más raras que las formadas por otros grupos de dinosaurios”, dijo el profesor asociado Xing. “Ahora que nuestro estudio ha identificado nueve sitios de huellas de dinosaurios diferentes en esta localidad, vamos a echar un vistazo más de cerca para ver si podemos encontrar más de estas pequeñas huellas”.

El artículo se publica en Palaios e incluye investigadores colaboradores de China, Estados Unidos, Alemania y Australia.

Referencia: “Ensamblaje de rastros de estegosaurio de Xinjiang, China, con el registro más pequeño de estegosaurios conocido” por Lida Xing, Martin G. Lockley, W. Scott Persons, IV, Hendrik Klein, Anthony Romilio, Donghao Wang y Miaoyan Wang, 3 de marzo , 2021, Palaios.
DOI: 10.2110 / palo.2020.036

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