Universos Paralelos ¿ tiene el nuestro un gemelo ? (4 de 4)

Nivel IV: Otras estructuras matemáticas

Las condiciones iniciales y constantes físicas en los multiuniversos de Nivel I, II, y III pueden variar, pero las leyes fundamentales de la Naturaleza permanecen. ¿Por qué vamos a pararnos ahí?. ¿Por qué no consentimos que las mismas leyes varíen? ¿Un universo que obedece las leyes de la física clásica, sin efectos cuánticos? ¿Un tiempo que transcurre en intervalos, como en los ordenadores, en lugar de ser contínuo?. ¿Un universo que no sea más que un dodecaedro vacío?. En el multiuniverso de nivel IV existen todas esas alternativas.

Según el paradigma aristotélico, la realidad física es fundamental y el lenguaje matemático, una mera aproximación útil. Según el paradigma platónico, la estructura matemática es la verdadera realidad y los observadores la perciben de manera imperfecta. En otras palabras, los dos paradigmas discrepan en qué perspectiva de las leyes físicas es más fundamental, la de la rana o la del pájaro.

Multiverso Nivel IV.

El paradigma aristotélico prefiere la perspectiva de la rana, mientras que el platónico se queda con la del ave. Desde niños, desde mucho antes de que hubiésemos siquiera oído hablar de matemáticas, se nos adoctrinó en el paradigma aristotélico. El punto de vista platónico es un gusto adquirido. Los físicos teóricos modernos tienden a ser platónicos: sospechan que las matemáticas describen tan bien el universo porque el propio universo es matemático.

1 - El Multiverso (conjunto de universos múltiples)
2 - Crecimiento infinito - siempre hay áreas en el multiverso donde se produciran grandes explosiones que crean nuevos mundos. Cada uno de los universos paralelos tiene una serie de historias posibles, que se puede repetir en cualquier otro. Así que puede haber millones de civilizaciones similares a la nuestra, o, por el contrario, no.
3 - Falso vacío (espacio en el que puede elevarse nuevos universos)
4 - Nuestra zona de Universo
5 - Nuestro universo observable
6 - Los habitantes del universo de las islas perciben su mundo como uno e infinito. Cada isla tiene un tiempo propio, a partir de su propio Big Bang.
7 - Universos islas.

Luego la física entera es en sí un problema de matemáticas: un matemático con una inteligencia y unos recursos ilimitados podría en principio calcular la perspectiva de la rana; es decir, calcular qué observadores conscientes de sí mismos contiene el universo, qué perciben y qué lenguajes se inventan para describirse sus percepciones unos a otros.

Una estructura matemática constituye un ente abstracto e inmutable que existe fuera del espacio y del tiempo. Si la historia fuese una película, la estructura correspondería, no a un solo fotograma, sino a la cinta completa.

Considere, por ejemplo, un mundo hecho de partículas puntuales que se muevan en el espacio tridimensional. En el espacio-tiempo tetradimensional -la perspectiva del pájaro- esas trayectorias de las partículas parecen una maraña de espaguetis. Si la rana ve una partícula moviéndose con velocidad constante, el pájaro ve un espagueti recto. Si la rana ve un par de partículas en órbita, el pájaro ve dos espaguetis entrelazados como una hélice doble. Para la rana, el mundo está descrito por las leyes de Newton sobre el movimiento y la gravitación. Para el pájaro, está descrito por la geometría de la pasta, una estructura matemática. La rana misma es un grueso manojo de pasta, cuyo complejo entrelazado corresponde a un cúmulo de partículas que almacenan y procesan información. Nuestro universo es mucho más complicado que este ejemplo, y los científicos no saben todavía a qué estructura matemática corresponde, suponiendo que corresponda a alguna.

En los tres casos vemos que el universo en definitiva, no es infinito si no todo lo contrario, es finito. Lo que es infinito es el espacio.

El paradigma PLATONICO suscita la pregunta de por qué el universo es como es. Para un ARISTOTELICO la pregunta carece de sentido: el universo simplemente es. Pero un platónico no puede evitar preguntarse por qué no podría haber sido diferente. Si el universo es en sí matemático, entonces ¿por qué sólo se escogió una estructura matemática entre muchas para describir un universo? Parece que una asimetría fundamental forma parte inseparable de las raíces mismas de la realidad. Para evitar esta aporía he sugerido que existe simetría matemática completa: que todas las estructuras matemáticas existen también físicamente. Toda estructura matemática corresponde a un universo paralelo. Los elementos de este multiverso no residen en el mismo sitio, sino que existen fuera del espacio y el tiempo. La mayoría se encuentran vacíos de observadores.

¿Debe usted creer en universos paralelos? Hay dos argumentos principales en su contra: que son un derroche y que son extraños. El primer argumento sostiene que las teorías de multiverso son vulnerables porque toman como premisa la existencia de mundos que jamás podremos observar. ¿Por qué iba a ser la naturaleza tan derrochadora como para complacerse en la opulencia de una infinidad de mundos diferentes? Sin embargo, puede dársele la vuelta a este argumento y usarlo a favor de un multiverso.

Así serían los universos paralelos en la intepretación de Everett. Infinitos universos posibles al tirar los dados.

¿Qué derrocharía la naturaleza? Ciertamente no espacio, masa o átomos; el nada polémico multiverso de Nivel I ya contiene una cantidad infinita de los tres y, por lo tanto, ¿a quién le importaría que la naturaleza derrochase un poco más? El verdadero problema se esconde en la aparente pérdida de sencillez. Al escéptico le perturba tanta información necesaria para especificar cada universo no visto.

La objeción acerca de la extrañeza es estética, no científica; sólo adquiere sentido dentro de la visión aristotélica del mundo. Y ¿qué esperábamos? Cuando planteamos una pregunta profunda sobre la naturaleza de la realidad, ¿no habremos de esperar una respuesta que parezca extraña? La evolución nos ha dotado de intuición para esa física cotidiana de la que dependía la supervivencia de nuestros remotos antepasados. Cuando nos aventuramos más allá del mundo cotidiano, deberíamos esperar algo que nos parezca estrafalario.

Nuestro juicio se reduce por tanto a qué encontramos más derrochador o inelegante: muchos mundos o muchas palabras. Tal vez nos acostumbremos gradualmente a los extraordinarios caminos de nuestro cosmos, y descubramos que su extrañeza forma parte de su encanto.


Por: Max Tegmark, profesor de física y astronomía de la universidad de Pennsylvania.

Fuente: Onironautas.org

Conformación del "Gran Universo".

Quantum opina:

El último tipo de universo paralelo abre un mundo de posibilidades. Los universos pueden diferir no sólo en la ubicación, propiedades cosmológicas o estado cuántico, sino también en las leyes de la física. Existiendo fuera del espacio y el tiempo, son casi imposibles de visualizar; lo mejor que uno puede hacer es pensar en ellos en forma abstracta, como esculturas estáticas que representan la estructura matemática de las leyes físicas que los gobiernan.

En este sentido, los multiversos de más alto nivel son los más sencillos. Pasar de nuestro universo al multiverso Nivel I elimina la necesidad de especificar condiciones iniciales; pasar al de Nivel II elimina la de especificar constantes físicas, y el multiverso Nivel IV elimina la de especificar cualquier cosa. La opulencia de la complejidad reside únicamente en las percepciones subjetivas de los observadores; es decir, en la perspectiva de la rana. Desde el punto de vista del ave, el multiverso no podría ser más sencillo.

El pasado artículo es la parte final del estudio realizado por el cosmólogo Max Tegmark, profesor de física y astronomía de la universidad de Pennsylvania y publicado en la revista "Investigación y Ciencia", en julio 2003. El estudio fue presentado en 4 publicaciones sucesivas; las mismas están disponibles en nuestra página a traves de los links que detallamos más abajo. Espero les guste.

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35% meteoritos penetran atmósfera no se rompen antes de chocar con la Tierra

Un pequeño cráter de impacto descubierto en el desierto egipcio podría cambiar los cálculos de peligro de impacto en nuestro planeta, según un reciente estudio. El cráter Kamil, uno de los mejor preservados de los encontrados en la Tierra, fue descubierto en febrero durante un relevamiento de imágenes satelitales con el Google Earth. Se cree que el cráter se formó en los últimos dos mil años.

El equipo italiano y egipcio que encontró el cráter visitó y estudió recientemente el pozo de 45 metros de ancho por 16 de profundidad. También recolectaron miles de piezas de rocas espaciales diseminadas en el desierto circundante. En base a los cálculos, el equipo piensa que un meteorito de hierro sólido, casi intacto, de entre 5.000 y 10.000 kilos se estrelló contra el desierto a velocidades que excedían los 3,5 kilómetros por segundo.

No existen números concretos sobre la cantidad de meteoritos de este tamaño que actualmente estarían en un curso de colisión con la Tierra, pero los científicos creen que la amenaza potencial podría ser de decenas de miles. Los modelos de impacto actuales indican que los meteoritos de hierro aproximadamente de este tamaño y masa deberían romperse en fragmentos más pequeños antes de chocar contra la Tierra.

Ahora, la existencia de este cráter implica que hasta el 35 por ciento de estos gigantes de hierro podrían sobrevivir enteros y por ende tener mayor poder de destrucción.

El cráter Kamil.

Restos diseminados

El cálculo del peligro de impactos contra la Tierra no es una ciencia exacta, dado que hasta el momento se han encontrado apenas 176 cráteres de impacto, según Earth Impact Database, una base de datos mantenida por la Universidad de New Brunswick, Canadá. La mayoría de los modelos se basan en el número de cráteres de impacto presentes en la luna, que casi no tiene atmósfera y por lo tanto no experimenta los mismos procesos de erosión que la Tierra.

"Los modelos actuales pronostican que en un millón de años tendrían que haberse formado en la Tierra aproximadamente de mil a diez mil cráteres de ese tipo", expresó el coautor del estudio, Luigi Folco, científico de la Universidad de Siena, Italia. "El motivo de que sean raros, sin embargo, es que en la Tierra hay mucha erosión y los cráteres pequeños son fácilmente erosionados o cubiertos". Folco y sus colegas se muestran particularmente sorprendidos por el hecho de que el cráter recién descubierto, con forma de bol, tenga un esquema prominente de eyección de roca levantada por el impacto original. Conocidos como rayos de ejecta, se suelen ver en otros planetas y lunas con atmósferas finas.

Se desconoce la edad exacta del cráter egipcio, informó el equipo en la edición online de la publicación Science. Las pruebas geológicas hablan de un hecho relativamente reciente, según Folco, aunque es improbable que haya habido seres humanos que pudieran presenciar el impacto. "Durante nuestro trabajo de campo pudimos ver que parte del material rocoso eyectado del cráter cubre estructuras prehistóricas de la zona", añadió Folco. "Sabemos a través de la literatura que la ocupación humana de esta región terminó hace aproximadamente 5.000 años, con el advenimiento de condiciones hiperáridas. Por consiguiente creemos que el impacto ocurrió después".

Restos diseminados del meteorito.

En la imagen la muestra más grande recuperada del meteorito con una masa de unos 80 Kg.

Una amenaza mayor

Si es más probable que futuros meteoritos como la roca egipcia permanezcan intactos, su energía en el impacto sería más concentrada, provocando mayores daños, explicó John Spray, experto en cráteres de la Universidad de Brunswick. No obstante, la probabilidad de que dicho meteorito impacte en algo crítico para la sociedad, como una gran ciudad, quedaría reducida, porque las rocas no se diseminarían tanto.

"En líneas generales, la amenaza de impacto probablemente es mayor de lo que la gente piensa, pero históricamente hay poca información al respecto, y nosotros no hace tanto que reunimos datos", añadió Spray. "Nuestro conocimiento es muy limitado, por lo que hechos como éste son muy importantes dado que nos ayudan a comprender la frecuencia y la naturaleza de los impactos que afectan a nuestro planeta".

Fuente: El Día

En la imagen, marcada en amarillo, se observa la zona de impacto. La flecha indica la dirección que tenía el meteorito.

El modelo muestra las anomalias magnéticas detectadas en las proximidades del cráter Kamil y la diseminación de sus restos alrededor.

Quantum opina:

Hace unos años fue observado por primera vez (2006) un cráter de unos 500 kilómetros de diámetro, que es considerado el más grande descubierto hasta ahora (el cráter de Chicxulub apenas llega a 170 km) y se cree se formó hace unos 250 millones de años tras el impacto de un objeto de unos 50 km. Las observaciones se realizaron con los radares de gravedad y subsuelo de los satélites GRACE, de la NASA.

Su impacto coincide con la gran extinción que tuvo lugar en la frontera de los periodos Pérmico y Triásico, cuando se produjo la extinción del 90% de las formas de vida. Su localización en la Tierra de Wilkes sugiere que el meteorito también tuvo algo que ver con la ruptura del supercontinente Gondwana, creando o acelerando la falla tectónica que desde entonces empezó a empujar Australia al norte.

Recientemente se ha determinado que hubo un segundo impacto el cual esta localizado en Ucrania, planteando la posibilidad de que la Tierra pudo haber sido bombardeada por una lluvia de meteoritos.

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Stephen Hawking: El Principio del Tiempo (3 de 4)

¿Cómo podemos decir a partir de las observaciones, si hay suficiente materia en nuestro cono de luz pasado, para poder enfocarlo? Podemos observar un cierto número de galaxias, pero no podemos medir directamente cuánta materia contienen. Ni estamos seguro de que cualquier línea de visión que parta de nosotros pase a través de una galaxia. Así que daré un argumento diferente, para mostrar que el universo contiene suficiente materia para enfocar nuestro cono de luz pasado. El argumento se basa en el espectro de la radiación de fondo de microondas. Este es característico de una radiación que ha estado en equilibrio térmico, con materia a igual temperatura. Para alcanzar tal equilibrio, es necesario que la radiación sea dispersada muchas veces por la materia. Por ejemplo, la luz que recibimos del Sol tiene un espectro térmico característico. Este no es debido a las reacciones nucleares que tienen lugar en el centro del Sol, que también producen radiación con espectro térmico. Más bien, se debe a que la radiación ha sido dispersada, por la materia del Sol, muchas veces en su camino desde el centro.

En el caso del universo, el hecho de que el fondo de microondas tenga exactamente ese espectro térmico indica que debe de haber sido dispersada en muchas ocasiones. El universo debe por consiguiente contener suficiente materia para hacerlo opaco en cualquier dirección en que nosotros miremos, puesto que el fondo de microondas es el mismo en cualquier dirección en que miremos. Más aún, esta opacidad debe ocurrir a una gran distancia de nosotros, dado que podemos ver galaxias y quásares a grandes distancias. Por tanto ha de haber mucha materia a gran distancia de nosotros. La mayor opacidad sobre una amplia banda de ondas, para una densidad dada, proviene del hidrógeno ionizado. Se sigue por tanto que si hay suficiente materia para hacer el universo opaco, debe ser suficiente también para enfocar nuestro cono de luz pasado. Podemos aplicar el teorema de Penrose y mío, para mostrar que el tiempo ha de tener un comienzo.

Hoy en día los astrónomos miran hacia atrás para comprender el comportamiento del Universo.

El enfoque de nuestro cono de luz pasado implica que el tiempo debe de tener un inicio, siempre que la Teoría General de la Relatividad sea correcta. Pero tenemos que plantear la cuestión de si la Teoría General de la Relatividad es correcta. Ciertamente concuerda con todas la pruebas observacionales que se han llevado a cabo. Sin embargo éstas prueban la Relatividad General sólo sobre distancias suficientemente grandes. Sabemos que la Relatividad General no es correcta para distancias muy cortas, porque se trata de una teoría clásica. Es decir, no tiene en cuenta el Principio de la Indeterminación de la Mecánica Cuántica, que dice que un objeto no puede tener a la vez una posición bien definida y una velocidad bien definida: cuanto más precisión se tenga al medir la posición, menos precisión se tendrá al medir la velocidad, y viceversa. Por lo tanto, para comprender el estado de muy alta densidad, cuando el universo era muy pequeño, se necesita una teoría cuántica de la gravedad, que combine la Relatividad General con el Principio de Incertidumbre.

Mucha gente esperaba que los efectos cuánticos pudieran de alguna manera corregir la singularidad de la densidad infinita, y permitir que el universo rebotara, continuando atrás hacia una fase contractiva previa. Esto podría ser algo mejor que la idea anterior de galaxias perdiéndose entre sí, pero el rebote ocurriría a una densidad mucho más elevada. Sin embargo, pienso que no es esto lo que ocurre: los efectos cuánticos no eliminan la singularidad, y permiten que el tiempo continúe hacia atrás indefinidamente. Pero parece que los efectos cuánticos pueden eliminar la cuestión más objetable, la de las singularidades en la clásica Relatividad General. Esto es que la teoría clásica no nos permite calcular lo que podría ocurrir en una singularidad, puesto que las Leyes de la Física se rompen allí. Esto podría significar que la ciencia no es capaz de predecir cómo el universo puede haberse iniciado. En vez de eso, debemos recurrir a un agente externo al universo. Este puede ser el motivo por el que numerosos líderes religiosos se apresuraron en aceptar el Big Bang y los teoremas de las singularidades.

Posibles modelos de expansión del Universo.

Parece que la Teoría Cuántica, por otro lado, permite predecir cómo el universo puede empezar. La Teoría Cuántica introduce una nueva idea, el tiempo imaginario. El tiempo imaginario puede sonar a ciencia ficción, y nos recuerda al Doctor Who. Pero a pesar de ello, se trata de un genuino concepto científico. Podemos representarlo del siguiente modo. Pensemos en el tiempo ordinario, real, como una línea horizontal. A la izquierda tenemos el pasado, a la derecha el futuro. Pero existe otra clase de tiempo en la dirección vertical. Se le llama tiempo imaginario porque no es la clase de tiempo que normalmente experimentamos. Pero en cierto sentido es tan real como el que llamamos tiempo real.

Las tres direcciones del espacio y la dirección adicional del tiempo imaginario forman lo que se denomina espacio-tiempo euclidiano. No creo que haya nadie capaz de dibujar una curva espacial de cuatro dimensiones. Pero no es demasiado difícil imaginar una superficie de dos dimensiones, como una silla de montar o la superficie de un balón de fútbol.

De hecho, James Hartle de la Universidad de Santa Barbara, California, y yo hemos propuesto que el espacio y el tiempo imaginario en su conjunto, son sin duda finitos en extensión, pero sin límites. Son como la superficie de la Tierra, pero con dos dimensiones más. La superficie terrestre es finita en extensión, pero no tiene límites ni fronteras. Yo he dado la vuelta al mundo, y no me he caído por el borde.

(Continuará)

Fuente: Astroseti

Traductores : Sergio Alonso, Felix Diaz y Miguel Artime

El gran rompimiento o el fin de todo el Universo.

Quantum opina:

Al mirar el Cosmos a traves de un radiotelescopio estamos mirando hacia el pasado, y encontramos inicialmente las galaxias como lo fueron hace cinco mil millones de años, tiempo que dura su luz en llegar a nosotros. si observamos más hacia el fondo en el espacio cósmico, observamos regiones de materia con densidades cada vez mayores. Más hacia el centro del cono de luz ya no encontramos galaxias sino el llamado fondo de microondas, que ayudó a comprobar la teoría de la expansión del universo. Y hacia la barriga de dicho cono de luz podemos percibir una densidad de materia tal que hace que la luz se curve hacia adentro formando una comba que llega hasta el cierre irregular del cono, en donde ocurrió la singularidad de la gran explosión. “Esto significa -dice Hawking- que toda la materia del interior de nuestro cono está atrapada en una región cuya frontera tiende a cero”. Y que “en el modelo matemático de la relatividad general el tiempo debe haber tenido un comienzo (big bang)”.

Si observamos la expansión del universo desde hoy, desde la punta del cono, llegamos a los orígenes del tiempo, a ese agujero negro en donde se formaron los átomos de que se compone el mundo. O lo que es igual, que el espacio-tiempo y el universo formando un Todo, tuvo un comienzo y deberá tener igualmente un final, posiblemente en el Big Crunch o fusión de toda la materia del cosmos o con las palabras de Hawking: “cuando todas las galaxias y estrellas colapsen por la acción de su propia gravedad y formen otro gran agujero negro, surgirá un nuevo universo con otro tipo de materia y a lo mejor con nuevas formas de vida”.

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Desgaste muscular en astronautas es el mayor reto para misión a Marte

La capacidad física de los músculos de los astronautas puede llegar a reducirse cerca de un 40 por ciento durante los vuelos de larga duración en el espacio, lo que sería el equivalente a que una persona de entre 30 y 40 años tuviese los músculos de alguien de 80 años, según ha determinado una investigación de la Universidad Marquette, en Wisconsin, Estados Unidos, y que ha sido publicado en 'Phisiology'.

El catedrático de Biología y director del estudio, Robert Fitts, ha afirmado que, aunque los astronautas hagan ejercicio mientras están en el espacio, los efectos destructivos de la ingravidez extendida en todo el músculo esquelético implican un riesgo para la seguridad de futuras misiones. En los últimos años, se ha renovado el interés por viajar hasta Marte debido a las pruebas de que podría haber vida en el planeta rojo. La NASA ha estimado que se tardarían unos 10 meses en alcanzar Marte, con un año de estancia, lo que llevaría a una misión de unos 3 años en el espacio.

Por ello, Fitts ha afirmado que si los astronautas viajasen hoy a Marte, su habilidad para llevar a cabo su trabajo se podría ver afectada, ya que la mayoría de los músculos podrían ver reducida su capacidad en un 50 por ciento. "Los miembros de la misión se fatigarían más rápido de lo normal y tendrían dificultades para llevar a cabo cualquier trabajo rutinario", ha asegurado. Además, ha recalcado que el viaje de vuelta a la Tierra sería incluso más peligroso, ya que serían físicamente incapaces de realizar una evacuación ágil, en caso de un aterrizaje de emergencia.

Los astronautas deben hacer ejercicio con regularidad en la nave espacial a fin de mantener su masa ósea y el tono muscular.

Mientras más fuerte y musculoso es el astronauta mayor es la pérdida ósea

El estudio de Fitts, ha analizado nueve biopsias del gemelo de astronautas y cosmonautas, tomadas antes e inmediatamente después de una misión espacial de 180 días en la Estación Espacial Internacional. Los resultados mostraron una pérdida substancial de fibras, de fuerza y de energía. Ni siquiera una mejor preparación física antes del viaje ayudó a mejorar los resultados. "Irónicamente, los miembros más musculosos sufrieron la mayor pérdida", ha resaltado el profesor.

Los resultados muestran por tanto, la necesidad de diseñar y probar mejores ejercicios antes de que los astronautas se embarquen para misiones de larga distancia. Este nuevo programa de ejercicios necesitaría aportar gran resistencia y una amplia variedad de movimientos similares a los ocurridos en la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, Fitts no cree que los científicos deban abandonar la idea de viajar a Marte, ya que "representan la siguiente frontera, como fue alcanzar el oeste del planeta hace 800 años".

Fitts ha señalado que a su juicio, los esfuerzos se debería dirigir hacía una utilización completa de la Estación Espacial Internacional, de forma que se puedan desarrollar mejores métodos que protejan los músculos y huesos de los astronautas. De hecho, ha afirmado que cree que tanto la NASA como la ESA, tienen que crear un vehículo que sustituya el trasbordador para que pudiesen permanecer durante 6 ó 9 meses. Incluso, ha señalado que lo ideal sería que este vehículo fuese capaz de acoplarse a la estación mientras dure la misión y así, si hay una emergencia, pudiesen todos evacuar sin problemas".

Sintomatología: comienzan a sentir como el líquido fluye hacia su pecho y su cabeza (senos paranasales y congestión nasal), dolores de cabeza, mareos, náuseas, problemas estomacales, y vómitos poco después de la entrada en órbita. Estos síntomas desaparecen al cabo de 2-3 días después de que el vuelo ha terminado, cuando el cuerpo tiene tiempo para recuperarse.

Otras alteraciones sufridas por los astronautas

Los astronautas están sometidos a varias alteraciones en su cuerpo entre las cuales está un fenómeno conocido como "rostro lunar", que hace que los fluidos de la parte superior del cuerpo sufran un cambio y ocasionan que la cara de los viajeros se torne redonda, como una luna llena. Su sistema inmune también experimenta cambios, el volumen de sangre se reduce una quinta parte y la masa muscular y ósea también decrecen a razón de 1% por mes, de acuerdo a lo expresado por el médico astronauta Bernard Harris Jr.

Si se compara la pérdida de masa ósea con la de una mujer que padece osteoporosis y pierde entre 3% y 4% de masa anualmente, el desgaste de los exploradores del espacio es alarmante. De ahí que los científicos abocados a resolver los pormenores de una misión tripulada a Marte, que duraría entre uno y dos años de viaje, enfrentan un gran reto para resolver esta contingencia.

Por último tenemos el entrenamiento riguroso al que son sometidos tanto físico como mental, las miles de horas de preparación en aulas, aeronaves y simuladores, así como el hecho de saber que un error en una misión, por mínimo que sea, podría costar desde miles de millones de dólares en pérdidas materiales hasta vidas humanas, generan niveles de estrés muy elevados que los astronautas deben manejar.

Fuente: Europa Press

En la imagen el astronauta Soichi Noguchi, el cosmonauta ruso Oleg Kotov y el astronauta estadounidense Timothy J. Creamer, al momento de llegar a Tierra a bordo de la Soyuz TMA-17. Nótese como permanecen en sillas de ruedas debido a la fragilidad de sus huesos.

Quantum opina:

Vivir y trabajar en el espacio requiere de mucho vigor mental, sin embargo, la ausencia de gravedad demanda poco trabajo físico. En la Tierra, las personas utilizan constantemente determinados músculos para soportar la fuerza gravitacional. Debido a que el astronauta usa los músculos de la parte superior del cuerpo para moverse en la nave, los músculos de la parte inferior, especialmente los músculos de las piernas, empiezan a atrofiarse, perdiendo rápidamente su fuerza y tono muscular durante un par de semanas en el espacio. Cuando regrese a la tierra, inmediatamente experimentará mucho dolor en los músculos y en la espalda. La pérdida ósea puede llegar a ser irreversible especialmente en los muslos y las caderas, sin embargo en otras partes del cuerpo la recuperación es muy lenta.

Los líquidos en el cuerpo se distribuyen hacia arriba a través de la asistencia de órganos como el corazón, en el caso de las piernas éstas reciben el flujo hacia abajo gracias a la fuerza de gravedad. Cuando no hay gravedad el corazón sigue bombeando con la misma presión a las venas y las arterias, la sangre fluye hacia la parte superior del cuerpo experimentando el "síndrome de cara hinchada" o "rostro lunar". Por otro lado, las piernas se hacen más delgados porque no hay gravedad para que los líquidos caigan sin esfuerzo hacia ellos.

Oficiales rusos proceden a llevar rápidamente al hospital al astronauta norteamericano John Phillips luego de haber aterrizado su cápsula en las proximidades de la localidad de Arkalyk, al norte de Kazakhstan. Al fondo puede verse la cápsula de aterrizaje.

Los estudios muestran que un astronauta experimenta una pérdida de masa muscular de 20% en un vuelo espacial de entre cinco y 11 días.

Dicha pérdida resulta potencialmente peligrosa ante la eventualidad de que el astronauta deba realizar algún procedimiento de emergencia que requiera de fuerza muscular al ingresar en el campo gravitacional de la Tierra, como en el caso del Apolo XIII. Aun cuando la masa y la fuerza pueden recuperarse, el mantener la masa muscular en el espacio es una preocupación constante tanto para los científicos como para los propios astronautas, especialmente en misiones de larga duración.

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Universos Paralelos ¿ tiene el nuestro un gemelo ? (3 de 4)

Nivel III: Pluralidad de universos cuánticos

Los multiversos de Nivel I y Nivel II abarcan mundos paralelos que están lejos, más allá incluso del dominio de la astronomía. Pero el siguiente nivel de multiverso lo tenemos justo a nuestro lado. Emerge de la famosa, y polémica, interpretación de la mecánica cuántica llamada "de los MUCHOS MUNDOS", según la cual los procesos aleatorios cuánticos provocan la RAMIFICACION del universo en múltiples copias, una para cada resultado posible.

A principios del siglo xx, la teoría de la mecánica cuántica revolucionó la física con su explicación del reino de lo atómico, que no obedece las reglas clásicas de la mecánica de Newton. A pesar de sus evidentes éxitos, se mantiene un debate acalorado sobre su significado real. La parte espinosa consiste en conectar esta teoría con las observaciones. Muchas deducciones según esta teoría corresponden a situaciones que van contra la intuición, como un gato que está vivo y muerto al mismo tiempo, en una "superposición" de ambos estados.

En 1957 el estudiante de doctorado de Princeton Hugh Everett III mostró que la teoría cuántica carece de contradicciones. Aunque predice que una realidad clásica se va dividiendo en superposiciones de muchas realidades clásicas, los observadores experimentan subjetivamente dicha división como una ligera aleatoriedad, cuyas probabilidades concuerdan con exactitud con las del viejo postulado del colapso. Esta superposición de mundos clásicos es el multiverso de Nivel III.

La superposición de mundos clásicos (nivel I y II) es lo que se conoce como el multiverso de Nivel III.

Sobre esta interpretación de los MUCHOS MUNDOS se ha venido cavilando dentro y fuera de la física durante más de cuatro décadas. Pero resulta más fácil de comprender cuando se distingue entre dos maneras de ver una teoría física: la visión externa de un físico que estudia sus ecuaciones matemáticas, como un pájaro que contempla un paisaje desde las alturas y la visión interna de un observador que vive en el mundo descrito por las ecuaciones, como una rana que habitase en el paisaje contemplado por el pájaro.

Desde la perspectiva del PAJARO, el multiverso de Nivel III es simple. El mundo cuántico abstracto descrito así contiene en sí un número vasto de historias clásicas paralelas, en división y agregación incesantes, así como algunos fenómenos cuánticos que no admiten una descripción clásica.

Multiverso Nivel III.

Como una RANA, los observadores perciben desde su punto de vista sólo una fracción minúscula de esa plena realidad Pueden ver su propio universo de Nivel I, pero un proceso, la decoherencia, les impide ver sus propias copias paralelas de Nivel III.

Cuando se pregunta algo a los observadores, y éstos toman una decisión súbita y dan una respuesta, lo efectos cuánticos en sus cerebros engendran una superposición de resultados, tales como "sigue leyendo este artículo" y "deja de leer el artículo". Desde la perspectiva del pájaro, el acto de tomar una decisión causa que la persona se divida en copias: una que continúa leyendo y una que no lo hace.

un físico se sienta delante de un arma y tiene un 50% de posibilidades de que el arma se dispare. sin embargo al físico le queda un 50% de mundos paralelos en los que no sólo no morirá, sino que nada de lo que haga por matarse funcionará. Por más que repita una y otra vez el experimento, no morirá, lo que le llevará en algún momento a comprender su inmortalidad. El físico inmortal no puede comunicar los resultados de la investigación a nadie. Recordemos que está dentro de la caja. De ser cierto que este osado personaje es inmortal, sólo él lo sabe y lo puede llegar a saber. Esto se conoce como el "experimento imaginario" del suicidio cuántico propuesto por Max Tegmark.

Desde el punto de vista de la rana, sin embargo, cada uno de esos dobles no tiene conciencia de los otros y percibe la ramificació como una ligera aleatoriedad: una cierta probabilida de seguir leyendo o no.

Está claro que usted ha decidido continuar leyendo el artículo, pero uno de sus dobles en una galaxia lejana dejó la lectura después del primer párrafo. La única diferencia entre el Multiuniverso de Nivel I y el de Nivel III es dónde viven sus dobles. En el Nivel I, viven en alguna otra parte del viejo y querido espacio tridimensional. En el Nivel III viven en otra rama cuántica del espacio de infinitas dimensiones.

Las implicaciones de esto son profundas e inexploradas. Por ejemplo, ahora está usted en un universo A, leyendo esta frase. Pero Ahora se halla también en el universo B, aquel en el cual lee esta otra frase. En otras palabras: el universo B tiene un observador idéntico al del universo A, solo que en sus recuerdos hay un instante más. Todos los posibles estados existen en cualquier instante, así que el paso del tiempo puede radicar en el observador. El marco del multiuniverso puede resultar esencial para comprender la naturaleza del TIEMPO.

(continuará)

Fuente: Onironautas.org

El cosmólogo Max Tegmark, profesor de física y astronomía de la universidad de Pennsylvania.

Quantum opina:

El multiverso Nivel III no agrega nada nuevo más allá de los niveles I y II: sólo más copias indistinguibles de los mismos universos: los mismos “guiones” que se repiten indefinidamente en otras ramificaciones cuánticas. Consideremos, por ejemplo, las ramificaciones de la respuesta a una añeja pregunta: ¿La cantidad de universos se incrementa exponencialmente con el tiempo? La sorprendente respuesta es: NO.

El pasado artículo que presentamos a ustedes es un estracto del estudio realizado por el cosmólogo Max Tegmark, profesor de física y astronomía de la universidad de Pennsylvania y publicado en "Investigación y Ciencia", en julio 2003, el cual será presentado en 4 publicaciones sucesivas y que podrán encontrarlas proximamente en esta página. Espero les guste.

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Animales al Espacio: un tributo a los primeros seres puestos en órbita

Algunos han nacido allá arriba, otros muchos han muerto. Cientos de animales han formado pareja, han gestado su progenie, se han reproducido y han llevado adelante una vida extraterrestre. Catapultados en naves y estaciones espaciales de todo tipo, se han mareado como los astronautas, se han recuperado de sus heridas y han sobrevivido a aceleraciones que ningún ser humano podría soportar. Se les ha anestesiado, sometido a radiación artificial e insertado implantes. Y todo para demostrar que, lejos de la Tierra, la adaptación de los seres vivos a la ingravidez es posible.

Antes de que el hombre alcanzara la órbita terrestre, circulaba entre la comunidad científica la idea de que los humanos no serían capaces de soportar largos períodos de ingravidez en el espacio. El debate estaba servido y no se sabía a ciencia cierta qué efectos podrían tener sobre las personas. Algunos apuntaban a que el hombre, ante un entorno con condiciones físicas completamente nuevas, simplemente se volvería loco. Otros seres vivos serían los encargados de dar una respuesta.

Los científicos llevan seis décadas utilizando todo tipo de animales para sus experimentos ultraterrestres. A pesar de las pérdidas, que las ha habido, su participación abrió el camino de la exploración espacial, un camino que ningún humano hubiera podido –o querido- iniciar sin los valiosos datos que se recogieron durante y después de sus vuelos. A día de hoy, el número de animales que ha estado en el espacio supera con creces al de seres humanos. He aquí una historia y un pequeño tributo a algunos de los especímenes que más han hecho, aún sin saberlo, por la exploración espacial.

Laika junto a la cápsula que la alojaría dentro de la sonda Sputnik 2.

Laika ostenta el mérito de haber sido el primer ser vivo en alcanzar el espacio exterior. Se sabía de antemano que Laika no sobreviviría al viaje.

Las moscas de la fruta fueron las pioneras, y ya desde los años cuarenta se las envió a más de cien kilómetros de altura en globos aerostáticos y en la cabeza de cohetes V2, más conocidos por su poder destructor durante la Segunda Guerra Mundial. Poco a poco la tripulación se fue ampliando a roedores y pequeños monos. La idea era estudiar los posibles daños que la radiación podía causar sobre ellos a gran altitud.

Los perros fueron los primeros animales de peso en ir al espacio. Los soviéticos les eligieron por considerarlos lo suficientemente dóciles e inteligentes, además de ser una figura muy respetada por la cultura popular rusa. Entre su particular "casting canino", los perros callejeros destacaron como los más resistentes. Para desvelo de los científicos, más de uno se escapó justo antes de los primeros lanzamientos suborbitales, provocando redadas de búsqueda y retrasos.

De entre todos, Laika ostenta el mérito de haber sido el primer ser vivo en alcanzar el espacio exterior. Recogida en las calles de Moscú, la fotogénica perrita sólo contaba con billete de ida, y apenas dio cuatro vueltas a la Tierra antes de fallecer como consecuencia del recalentamiento de la cápsula y del estrés. La realidad era que el Sputnik 2 que la alojaba no estaba preparado para una reentrada segura en la atmósfera terrestre, por lo que se sabía de antemano que Laika no sobreviviría al viaje. Los científicos soviéticos planearon envenenarla progresivamente durante su estancia en la cápsula, pero su muerte no siguió el plan establecido. El caso es que sólo resistió unas cinco horas tras el despegue, y la causa de su fallecimiento no fue revelada hasta décadas después de que se produjera el vuelo. Su hazaña sirvió entonces para cautivar la imaginación del mundo entero. La inmolación del can demostró además que era posible que un organismo soportase las condiciones de microgravedad, allanando así el camino a la participación humana en los vuelos espaciales.

Belka y Strelka (Blanquita y Flechita en español) fueron las primeras en sobrevivir, de una docena de perros que enviaron al espacio después de la muerte de Laika.

Los chuchos Veterok y Ugolyok (Brisita y Ámbar en español) ostentan el récord canino con 22 días en el espacio.

Tras Laika, la Unión Soviética enviaría una docena de perros más, de los cuales sólo ocho regresarían vivos a la Tierra. Belka y Strelka –Blanquita y Flechita, en español- alcanzarían también la fama por ser las primeras en sobrevivir a su periplo espacial en 1960, mientras que los chuchos Veterok y Ugolyok –Brisita y Ámbar- aún ostentan el récord canino de haber pasado 22 días en el espacio y volver ladrando.

Por su parte, los americanos pujaron por alcanzar a los rusos en la carrera espacial con nuestros parientes más cercanos: monos y chimpancés. Primates como nosotros, se valoró su capacidad para ejecutar órdenes sencillas y resolver problemas, además de compartir características anatómicas. Como en el caso de los soviéticos, los primeros lo tuvieron más crudo: en 1948, el mono Albert no sobrevivió, y no fue hasta diez años después cuando los pequeños Baker y Able, de 300 gramos y tres kilos respectivamente, completaron su misión con éxito tras haber sido encapsulados en la cabeza de un misil lanzado a casi 500 kilómetros de altitud.

En enero de 1961, Ham se convirtió en el primer primate en órbita. Nacido en África y con tan sólo cuatro años de edad, experimentó unos seis minutos de ingravidez que le catapultaron a la fama. El "astrochimpancé" fue entrenado para presionar determinados botones que le evitaran leves descargas de castigo. Durante el vuelo, su tiempo de respuesta fue muy similar al de tierra, lo que demostró que su capacidad de acción y raciocinio estaba intacta. Tras una misión algo accidentada, con problemas técnicos y alteraciones en el plan inicial de vuelo, Ham amerizó en medio del Atlántico con apenas un golpe en la nariz y algo deshidratado.

Albert, murió por sofocación al momento de ser lanzado al espacio en 1948.

Albert II fue lanzado al espacio el 14 de Junio de 1949. Desafortunadamante murió al impactar en su descenso.

Los pequeños Baker y Able fueron encapsulados en la cabeza de un misil que fue lanzado a casi 500 kilómetros de altitud y... sobrevivieron.

Su viaje dio paso al primer astronauta de la NASA, el estadounidense Alan Shepard, cuatro meses después. Ham fue trasladado después al zoo de Washington y disfrutó una vida de lujo y fama televisivos. Numerosos monos de diferentes especies fueron enviados al espacio en la década de los sesenta por Estados Unidos, la Unión Soviética y Francia, la mayoría anestesiados y con implantes para monitorizar su estado vital.

Los franceses sentían predilección por los felinos, así que dos gatos cambiaron las vistas desde los tejados parisinos por una aventura espacial de más altura. Lanzado desde Argelia, el gato Félix sobrevivió a su viaje en 1963 a pesar de tener electrodos implantados en su cerebro para medir los impulsos neuronales. El segundo de ellos no corrió igual suerte.

En la lucha entre gato y el ratón, el último siempre ha ganado en el espacio. Cientos de ratones y ratas han experimentado la microgravedad desde los años 50. Los americanos comenzaron lanzando un ratón a 137 kilómetros en la cabeza de un misil, y tanto la Unión Soviética como China seguirían su ejemplo. La primera rata en hacerlo se llamaba Héctor, y consiguió alcanzar el espacio gracias a los franceses en 1961. Los roedores resultan interesantes para los científicos por su rápida capacidad de adaptación. Al contrario que otros animales, en apenas cinco minutos parecen flotar a sus anchas en las cápsulas espaciales.

Ham se convirtió en el primer primate en órbita.

Ham amerizó en medio del Atlántico con apenas un golpe en la nariz y algo deshidratado.

Los únicos inconvenientes aparecen en la fase de reproducción. La Unión Soviética llevó a cabo numerosos experimentos con ratas embarazadas. En una tercera parte de los casos, el embrión no se adhería al útero e, incluso cuando todo iba bien, la madre perdía mucho peso y el feto sufría problemas de desarrollo. Debido a que el calor de los cuerpos se dispersa rápidamente en el espacio, los bebés rata sufrieron problemas a la hora de localizar las mamas, alimentarse y encontrar el refugio de sus madres. En los varones, el peso de los testículos se redujo y disminuyó la concentración de espermatozoides.

Después del alunizaje del Apollo 11, el papel de los animales se limitó al estatus de "carga biológica". La variedad de especies aumentó exponencialmente, y se incluyeron peces, conejos, cucarachas, grillos, amebas, avispas, tritones, serpientes, ranas… Sin embargo, los animales no volvieron a las portadas de los periódicos. La excepción fue la noticia protagonizada por dos arañas comunes a bordo de la estación espacial estadounidense Skylab. Las arañas usan su propio peso para determinar la cantidad de seda que usar en la telaraña, por lo que se desconocía cuál sería su reacción en ausencia de gravedad. Aunque sus primeros intentos fueron fallidos, con algo de práctica Arabella y Anita consiguieron tejer su red una y otra vez durante dos meses. Los pasajeros arácnidos deshicieron su primer trabajo en busca del éxito. Los científicos quedaron asombrados con semejante cambio de actitud.

Insectos como las mariposas, en cambio, no lo llevan tan bien. Fue hace poco, en noviembre de 2009, cuando nacieron las primeras mariposas extraterrestres de la historia. Estas "mariposanautas" de la especie Monarca sobrevivieron a la etapa de crisálida y emergieron como adultas en la Estación Espacial Internacional. La metamorfosis se produjo al completo, pero las pobres no pudieron volar. Las condiciones de baja gravedad las arrastraron a caóticos y fugaces vuelos, condenadas a golpearse contra la caja de plástico que constituía su hogar ultraterrestre. Su aventura espacial duró 25 días.

El Coronel John P. Stapp (izquierda) revisa junto al ingeniero Charles Wilde (derecha) la cápsula espacial que albergará al ratón Mice.

Los franceses pusieron en órbita al gato Félix que sobrevivió a su viaje en 1963.

Las arañas Arabella y Anita fueron enviadas al espacio en enero 1973.

Varios peces han visitado el espacio en contenedores de agua presurizados (si no, ¡la microgravedad les jugaría una mala pasada!) y se ha comprobado que nadan invariablemente en círculos. Para ellos, no hay arriba o abajo. Cuando estás en el espacio, el cuerpo tiene masa pero no peso, de modo que la ingravidez trastorna el sentido de la orientación. Un pez de la especie mummichog fue el primero en "navegar" por el espacio en los años 70, y le siguieron otros tantos peces sapo, peces cebra y killis japoneses.

Los oídos internos de los peces poseen gran sensibilidad al movimiento. Gracias a ellos, los científicos pretenden averiguar más sobre los mareos de los astronautas y prever si una estancia prolongada en el espacio podría crear daños permanentes en el oído. Además, resultan muy útiles a la hora de investigar la pérdida de masa ósea en el espacio –del orden de un uno por ciento al mes- y encontrar tratamientos contra la osteoporosis.

Los soviéticos se fijaron en el lento metabolismo y la longevidad de las tortugas rusas, oriundas de la estepa central asiática. Sus ventajas a la hora de enfrentarse a la aventura espacial respecto a otros animales estaban claras: no necesitan una gran cantidad de oxígeno, pueden pasar varios días sin comer y son capaces de entrar en estado de letargo. De hecho, poseen dos récords espaciales. En 1968, una tortuga rusa se convirtió en el primer animal en viajar al espacio profundo, orbitar la Luna y volver sana y salva a la Tierra. Y hace 35 años que ningún miembro del reino animal ha podido batir su marca de vuelo de larga duración: varios ejemplares permanecieron ni más ni menos que 90 días en el espacio.

Hoy en día, cada vez son menos los animales que viajan al espacio y, cuando lo hacen, están sujetos a todo tipo de cuidados. Tras años de servicio a la ciencia, el ser humano parece haber aprendido que su vida merece un respeto. Y aunque nuestros compañeros del planeta Tierra no han elegido su destino cósmico, siempre hay excepciones. En el último vuelo de una nave Apollo, en 1975, los astronautas alertaron al centro de control de Houston sobre la presencia de un tripulante inesperado: un enorme mosquito procedente de las lagunas de Florida. Después de todo, en las naves espaciales también hay polizones.

Por Nadjejda Vicente Cabañas
Periodista científica especializada en el espacio y autora del libro “La cuenta atrás”.

Fuente: Caos y Ciencia


Quantum opina:

Rusia anunció recientemente que reiniciará sus programas de investigación del comportamiento de los animales en el espacio a partir de mayo del 2012, cuando será lanzado el primer satélite de la serie 'Bion-M'". Para 2013 tienen previsto lanzar otra nave, la Fotón-M, con pequeños animales, que pasarán en el espacio dos meses. Para el 2015 y 2020 están previstos los vuelos de los laboratorios espaciales 'Oka-T-MKS' que a lo largo de cinco años se acoplarán periódicamente a la Estación Espacial Internacional (SSI).

En 2016, 2018 y 2020, Rusia planea lanzar al espacio mininaves con organismos vivos a bordo, que orbitarán a 200.000 kilómetros de la Tierra, es decir, en el espacio interplanetario. Los primeros habitantes de estas pequeñas naves espaciales serán ratones, lagartijas, caracoles y microorganismos, que vivirán en órbita durante treinta días.

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China tiene listo módulo orbital para su propia estación espacial

La agencia de noticias Xinxhua informa que ha finalizado la construcción del módulo orbital Tiangong 1 (Palacio Celestial). Este proyecto permitirá a China de disponer de una estación orbital propia, la cual se espera lanzar en 2011. Las últimas novedades respecto a este proyecto referían a la postergación de la puesta en órbita del mencionado módulo.

El Tiangong 1 irá a bordo del cohete Long March 2F quien lo pondrá en órbita. Tiangong 1 tiene una masa de 8,5 toneladas y está compuesto por dos secciones: un módulo experimental, habitable, y un módulo de servicio, no presurizado. Una vez puesto en órbita se espera que la visite la nave Shenzou 8 en una misión no tripulada, a efectos de comprobar los sistemas automáticos de acoplamiento. La nave Shenzhou 8 se acoplará con el módulo en el segundo semestre de 2011. Le seguirán misiones similares de las misiones Shenzhou 9 y 10 en 2012, dijo Xinhua.

Se confirma que el laboratorio tendrá sólo un punto de amarre y será similar al APAS-89 ruso (una estación espacial similar a la Mir) que los chinos planean lanzar para el 2020.

Acoplamiento: a la izquierda el módulo Tiangong, a la derecha la nave Shenzou.

Tiangong 1.

De acuerdo con la Academia China de las Ciencias, los módulos de apoyo y científico serán finalmente añadidos a la estación, llamándose Tiangong II y Tiangong III. Más adelante, China planea construir una instalación espacial más a largo plazo. Zhang Jianqi, Vice Director en Jefe del Programa de Ingeniería Espacial Tripulada de China, dijo a Xinhua News Agency: “…Tendremos construida una estación espacial tripulada de largo plazo para 2020".

El programa espacial chino, con sus vínculos militares, se realiza en un secreto total que ha impedido su cooperación con los programas espaciales de otros países, incluyendo la Estación Espacial Internacional, actualmente tripulada.

Fuente: Xinhuanet.com

Programa espacial chino.

Quantum opina:

La nave forma parte del programa espacial tripulado de la nación china, que planea lanzar una segunda sonda lunar en octubre y un alunizaje no tripulado en 2012. Así mismo, una posible misión tripulada hacia la Luna también se ha propuesto para el año 2017. Sin duda alguna China esta concentrada en dar alcance a potencias como Rusia y EEUU en lo que a conquista del espacio se refiere. Los chinos realizaron su primer vuelo tripulado al espacio en el 2003, convirtiéndose en el tercer país en colocar a un ser humano en el espacio; los otros dos países en hacerlo son Rusia y EEUU.

Shenzhou-7 fue la última nave tripulada china en lanzarse, y llevó al astronauta y anterior piloto de combate Zhai Zhigang al espacio para el primer paseo espacial de China. El siguiente lanzamiento de una nave Shenzhou, la Shenzou 8, será no tripulado y está planeado que se acople a Tiangong 1, una reminiscencia del Vehículo de Transferencia Automático de la ESA. No está claro realmente si Shenzhou 9 será otra misión no tripulada de acoplamiento, o llevará a los primeros chinos a bordo de la estación.

Dependiendo el resultado que tenga Shenzhou 8 se decidirá si el siguiente lanzamiento sea o no tripulado. Cualquiera de las misiones a la estación que contengan humanos serían más cortas que las misiones no tripuladas de acoplamiento debido a los problemas logísticos que surgen al momento de llevar seres humanos al espacio.

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