Rodrigo Ricardo

Uso de la tecnología para estudiar la Tierra y el Universo

Publicado el 16 septiembre, 2020

Usando la tecnología para estudiar la Tierra y el Universo

Los científicos han estado estudiando la Tierra durante siglos y sabemos mucho más que antes. Pero también hemos visto una increíble aceleración en el conocimiento humano durante los últimos 150 años en comparación con miles de años antes. Gracias a la tecnología, podemos estudiar el universo mucho más fácilmente que antes y con un mayor nivel de detalle.

En muchos campos de estudio, intentamos comprender el universo a gran escala o al nivel microscópico. La combinación de este conocimiento nos lleva a descubrir grandes verdades sobre nuestro universo y existencia. ¿Cómo vemos las cosas grandes y pequeñas? Bueno, con telescopios, podemos mirar el universo más amplio y observar cosas muy grandes, como estrellas. Con microscopios, podemos ver cosas más pequeñas, como células y microbios. Con los escáneres de resonancia magnética, podemos tomar imágenes del interior del cerebro y cómo funciona. Con microscopios electrónicos, podemos ver el átomo y un bloque de construcción increíblemente pequeño de la materia que nos rodea. Y con los aceleradores de partículas, podemos averiguar de qué partes básicas está hecho el universo. ¡Es asombroso lo que podemos hacer con nuestros avances tecnológicos!

En la lección de hoy, hablaremos un poco sobre algunas de las tecnologías que usamos para estudiar la Tierra y el universo tanto a gran como a pequeña escala, y también discutiremos lo que hemos aprendido de esa tecnología.

Telescopios


Telescopios ópticos avanzados en Chile
Telescopios ópticos avanzados en Chile

Un telescopio es un dispositivo que usamos para hacer que los objetos realmente distantes parezcan más cercanos, generalmente usando una serie de lentes o espejos. Hay muchos tipos y tamaños de telescopios que pueden detectar luz u otras partes del espectro electromagnético, como ondas de radio o radiación infrarroja. No importa de qué tipo de telescopio estemos hablando, se utilizan para tomar fotografías del universo más grande más allá de la Tierra: planetas, estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias y el universo en su conjunto.


Radio telescopio en el Centro Espacial Kennedy
Radio telescopio en el Centro Espacial Kennedy

Con estas imágenes, hemos aprendido sobre el ciclo de vida de una estrella y el tipo de luz que producen las estrellas en diferentes etapas de su vida. También hemos notado que el universo se está expandiendo a un ritmo asombroso y también hemos confirmado las leyes de la gravedad y la relatividad creadas por Isaac Newton y Albert Einstein. Y, gracias al hecho de que la luz tarda tanto en llegar a la Tierra, hemos podido ver imágenes del universo hace miles de millones de años: todo el camino hasta poco tiempo después del Big Bang. Sin telescopios, no tendríamos siquiera sabía que era un big bang!

Microscopios y aceleradores de partículas

No solo usamos la tecnología para explorar el universo a gran escala. También lo usamos para mirar en las profundidades de lo muy pequeño. Uno de nuestros objetivos es comprender las cosas más pequeñas del universo que son partículas fundamentales. Una vez pensamos que los protones y los neutrones eran las partículas fundamentales, pero ahora sabemos que incluso ellos están formados por partículas aún más pequeñas llamadas quarks. Los microscopios electrónicos son dispositivos que disparan electrones desde los átomos y utilizan la forma en que rebotan para crear una imagen del átomo. Esto nos ha ayudado a confirmar nuestras ideas básicas sobre cómo es el átomo. Pero, ¿qué pasa con las cosas más pequeñas que eso? Para los quarks y otras partículas fundamentales, necesitamos aceleradores de partículas.


Microscopio
Microscopio

Un acelerador de partículases un dispositivo que se utiliza para acelerar partículas subatómicas utilizando campos electromagnéticos, a menudo para crear colisiones entre ellas. A través de estas colisiones y las explosiones de energía y las partículas que salen de ellas como subproductos, hemos podido descubrir los componentes básicos de nuestro universo al observar las partículas más pequeñas que lo componen todo. Sin esta tecnología, tendríamos mucha menos idea de cómo funciona el universo. Este conocimiento se basa en ideas anteriores, pero se refina con nuestro aprendizaje continuo hoy. Por ejemplo, el bosón de Higgs fue descubierto recientemente en el acelerador de partículas más grande del mundo (CERN), lo que es un importante paso adelante para confirmar el conjunto final de partículas fundamentales que existen en nuestro universo. Esto se sumó a investigaciones previas en el campo, utilizando nuestro antiguo conocimiento como base.


Acelerador de partículas de fermilab en Illinois
Acelerador de partículas de fermilab en Illinois

Resumen de la lección

Aunque la investigación científica se ha desarrollado durante mucho tiempo, gracias a la tecnología moderna, nuestro conocimiento se ha expandido rápidamente. Esto se debe en parte a la observación sistemática del universo tanto a pequeña como a gran escala con instrumentos como telescopios, microscopios y aceleradores de partículas.

Los telescopios se utilizan para sondear el universo más amplio mediante la observación de grandes cosas como planetas, estrellas y galaxias utilizando luz visible, radiación infrarroja, microondas, ondas de radio y otras partes del espectro electromagnético. Ahora sabemos que hay demasiadas galaxias en el universo para contar y que el universo se está expandiendo. Los microscopios nos han permitido ver cosas tan pequeñas como células, y microscopios electrónicos especiales han creado imágenes del átomo. Al ser aún más pequeños, los aceleradores de partículas funcionan acelerando las partículas subatómicas y chocando entre sí. Hemos podido averiguar qué partículas son las más pequeñas y fundamentales del universo, o al menos hemos avanzado mucho para confirmar nuestras ideas. Esta comprensión del universo es un resultado directo del desarrollo tecnológico.

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