Cómo el James Webb cambió la astronomía: apuntes para aprender inglés

This is MIRI, the mid-infrared camera onboard the James Webb telescope. Cultura

Esta es MIRI, la cámara de infrarrojo medio a bordo del telescopio James Webb.

Watch what happens when light enters the camera.

Observa lo que ocurre cuando la luz entra en la cámara.

A complex series of mirrors and filters direct and split the light up into different wavelengths,

Una compleja serie de espejos y filtros dirigen y dividen la luz en diferentes longitudes de onda,

which are then resized and directed onto the sensors.

que luego se redimensionan y se dirigen a los sensores.

With this camera,

Con esta cámara,

Webb can see extremely distant stars and galaxies

el Webb puede ver estrellas y galaxias extremadamente distantes

that are completely invisible to the human eye.

que son completamente invisibles para el ojo humano.

This is only possible by cooling the camera down to just 6° above absolute zero. Cultura

Esto solo es posible enfriando la cámara a tan solo 6° por encima del cero absoluto.

But why does it need to be so cold?

Pero, ¿por qué tiene que estar tan fría?

In this video,

En este vídeo,

we're going to look at how Webb captures infrared light Cultura

vamos a ver cómo el Webb captura la luz infrarroja

and how a simple sound like this

y cómo un sonido tan simple como este

is used to cool its camera all the way down to a mind-boggling temperature. Notas

se usa para enfriar su cámara a una temperatura alucinante.

We'll also be giving away this LEGO ISS model,

También regalaremos este modelo de la EEI de LEGO,

so stick around to the end of the video Phrasal verbs

así que quédate hasta el final del vídeo

to see how you could win.

para ver cómo puedes ganar.

All of the cameras onboard James Webb detect infrared light,

Todas las cámaras a bordo del James Webb detectan luz infrarroja,

which is invisible to the human eye.

que es invisible para el ojo humano.

As light travels through space,

A medida que la luz viaja por el espacio,

its wavelength is constantly being stretched.

su longitud de onda se estira constantemente.

If something is far enough away, Gramática

Si algo está lo suficientemente lejos,

the light will be stretched so much that it is no longer visible by the time it reaches us. Gramática

la luz se estirará tanto que ya no será visible cuando nos alcance.

This means there is a physical limit on how far we can see into space.

Esto significa que existe un límite físico sobre hasta dónde podemos ver en el espacio.

Since MIRI's sensors are made from arsenic and silicon,

Como los sensores de MIRI están hechos de arsénico y silicio,

it can detect this super stretched infrared light and see beyond that limit.

pueden detectar esta luz infrarroja súper estirada y ver más allá de ese límite.

These sensors work like regular camera sensors

Estos sensores funcionan como los sensores de las cámaras normales

by converting photons of light into an electrical signal.

convirtiendo los fotones de luz en una señal eléctrica.

But in order to detect the faint signals of infrared light,

Pero para detectar las débiles señales de la luz infrarroja,

the sensors on MIRI have to be extremely sensitive.

los sensores de MIRI tienen que ser extremadamente sensibles.

Increasing the sensitivity, however, introduces a lot of noise. Vocabulario

Aumentar la sensibilidad, sin embargo, introduce mucho ruido.

Whenever we point a camera at something,

Siempre que apuntamos una cámara a algo,

its sensor isn't just detecting what we want it to see.

su sensor no solo detecta lo que queremos que vea.

There is so much more light bouncing around us that our eyes simply can't detect.

Hay mucha más luz rebotando a nuestro alrededor que nuestros ojos simplemente no pueden detectar.

This can trick the pixels in the sensor into registering random levels of light, Gramática

Esto puede engañar a los píxeles del sensor para que registren niveles aleatorios de luz,

creating a layer of noise in the image.

creando una capa de ruido en la imagen.

If the thing you are looking at has a bright enough signal,

Si lo que estás mirando tiene una señal lo suficientemente brillante,

it will stand out much more compared to the noise. Phrasal verbs

destacará mucho más en comparación con el ruido.

However, if the thing you are trying to image is faint,

Sin embargo, si lo que intentas imaginar es débil,

like the infrared light from a galaxy,

como la luz infrarroja de una galaxia,

you'll need to increase the sensitivity of the sensor,

necesitarás aumentar la sensibilidad del sensor,

which in turn will drastically increase the noise. Discurso

lo que a su vez aumentará drásticamente el ruido.

Since Webb is detecting infrared light,

Dado que el Webb detecta luz infrarroja,

the problem gets even worse.

el problema empeora aún más.

Every object in our universe emits heat energy,

Todo objeto en nuestro universo emite energía térmica,

some of which is in the form of light.

parte de la cual se presenta en forma de luz.

Most objects aren't quite hot enough to emit visible light,

La mayoría de los objetos no están lo suficientemente calientes como para emitir luz visible,

but they do emit a lot of infrared light.

pero sí emiten mucha luz infrarroja.

The hotter the object, Gramática

Cuanto más caliente esté el objeto,

the more infrared light it will emit,

más luz infrarroja emitirá,

which is essentially how thermal imaging cameras work.

que es esencialmente como funcionan las cámaras de imágenes térmicas.

Because of this, James Webb itself would emit so much infrared light

Debido a esto, el propio James Webb emitiría tanta luz infrarroja

that its sensors would be completely drowned out. Phrasal verbs

que sus sensores quedarían completamente abrumados.

And so, in order to limit the amount of infrared light produced by the telescope,

Por lo tanto, para limitar la cantidad de luz infrarroja producida por el telescopio,

its cameras need to be kept at a temperature of -234°.

sus cámaras deben mantenerse a una temperatura de -234°.

That is extremely cool,

Eso es extremadamente genial,

just like Wondrium, the sponsor of today's video.

al igual que Wondrium, el patrocinador del vídeo de hoy.

Wondrium is a learning platform where you can explore a variety of subjects,

Wondrium es una plataforma de aprendizaje donde puedes explorar una variedad de temas,

including some of my favorites,

incluyendo algunos de mis favoritos,

technology, science, and space exploration.

tecnología, ciencia y exploración espacial.

One of the best ones I came across was the search for exoplanets, Phrasal verbs

Uno de los mejores con los que me topé fue la búsqueda de exoplanetas,

which tells you all about the technologies and methods

que te cuenta todo sobre las tecnologías y métodos

used to discover new planets beyond our solar system,

utilizados para descubrir nuevos planetas más allá de nuestro sistema solar,

just like those used on the James Webb telescope.

al igual que los que se utilizan en el telescopio James Webb.

Wondrium offers a diverse collection of videos, tutorials, and documentaries,

Wondrium ofrece una colección diversa de vídeos, tutoriales y documentales,

giving you the opportunity to learn from experts and hear their firsthand experiences. Frases

dándote la oportunidad de aprender de expertos y escuchar sus experiencias de primera mano.

Plus, with new offers every month,

Además, con nuevas ofertas cada mes,

you'll never run out of new and exciting things to discover. Phrasal verbs

nunca te quedarás sin cosas nuevas y emocionantes por descubrir.

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Puedes disfrutar de todos sus cursos sin anuncios desde cualquier lugar y en cualquier dispositivo.

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Y lo mejor de todo,

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Si buscas desafiarte a ti mismo y ampliar tus conocimientos,

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In order for MIRI to operate at -267°, Gramática

Para que MIRI funcione a -267°,

it's located behind the massive five-layer sunshield.

se encuentra detrás del enorme parasol de cinco capas.

This alone reflects so much heat

Esto por sí solo refleja muchísimo calor

and cools Webb's cameras down to around -234°.

y enfría las cámaras del Webb a alrededor de -234°.

But, since MIRI is much more sensitive than the other cameras,

Pero, como MIRI es mucho más sensible que las otras cámaras,

it faces an even bigger problem, dark current. Cultura

se enfrenta a un problema aún mayor: la corriente oscura.

This is where the atoms inside the sensor itself vibrate and mistakenly register a photon of light, Discurso

Aquí es donde los átomos dentro del propio sensor vibran y registran erróneamente un fotón de luz,

creating more noise.

creando más ruido.

Since temperature is just a measure of how fast an atom vibrates, Frases

Dado que la temperatura es solo una medida de lo rápido que vibra un átomo,

lowering the temperature will lower the vibration and therefore reduce the amount of dark current.

bajar la temperatura reducirá la vibración y, por lo tanto, reducirá la cantidad de corriente oscura.

Even at -234°,

Incluso a -234°,

the vibration of these atoms would be too much for MIRI's sensor.

la vibración de estos átomos sería demasiada para el sensor de MIRI.

And so, they have to be cooled all the way down to -267°,

Y así, tienen que enfriarse hasta los -267°,

just 6° above absolute zero.

a solo 6° por encima del cero absoluto.

At this temperature,

A esta temperatura,

the atoms in the sensor are almost completely still,

los átomos en el sensor están casi completamente quietos,

drastically reducing the noise and allowing the faint infrared signals to shine through.

reduciendo drásticamente el ruido y permitiendo que las débiles señales infrarrojas brillen.

But how did NASA take these sensors all the way down to -267°?

Pero, ¿cómo llevó la NASA estos sensores hasta los -267°?

The cooling process all starts here,

El proceso de enfriamiento comienza aquí,

at the bottom of the telescope,

en la parte inferior del telescopio,

with a device called a pulse tube. Cultura

con un dispositivo llamado tubo de pulsos.

Inside these tubes are two pistons,

Dentro de estos tubos hay dos pistones,

which move back and forth to compress the helium into the pulse tube. Frases

que se mueven hacia adelante y hacia atrás para comprimir el helio en el tubo de pulsos.

Since this movement would create a lot of unwanted vibration,

Dado que este movimiento crearía mucha vibración no deseada,

these pistons have to move in the exact opposite direction

estos pistones tienen que moverse en la dirección exactamente opuesta

with precision timing to cancel out each other's movement. Phrasal verbs

con una sincronización precisa para cancelar el movimiento del otro.

These pistons move very quickly,

Estos pistones se mueven muy rápido,

just like a speaker,

como si fuera un altavoz,

to create a low-frequency sound wave with a frequency of 30 Hz.

para crear una onda de sonido de baja frecuencia con una frecuencia de 30 Hz.

This sound wave travels down the tube

Esta onda de sonido viaja por el tubo

and gets compressed once it reaches the end,

y se comprime una vez que llega al final,

creating an area of higher pressure.

creando un área de mayor presión.

Then, as it bounces back in the opposite direction,

Luego, a medida que rebota en la dirección opuesta,

it expands, creating an area of low pressure

se expande, creando un área de baja presión

before being compressed once again.

antes de ser comprimida una vez más.

If the next wave is sent out exactly as the previous one returns, Gramática

Si la siguiente onda se envía exactamente cuando la anterior regresa,

it means the frequency perfectly matches that of the tube. Gramática

significa que la frecuencia coincide perfectamente con la del tubo.

This creates a standing wave Cultura

Esto crea una onda estacionaria

where the areas of high and low pressure remain in the same place.

donde las áreas de alta y baja presión permanecen en el mismo lugar.

By tripling the frequency,

Al triplicar la frecuencia,

it causes the waves to combine and create a stationary wave

hace que las ondas se combinen y creen una onda estacionaria

with multiple areas of high and low pressure.

con múltiples áreas de alta y baja presión.

Since temperature and pressure are related,

Dado que la temperatura y la presión están relacionadas,

this also leads to areas of high and low temperature.

esto también conduce a áreas de alta y baja temperatura.

This alone wouldn't change the overall temperature

Esto por sí solo no cambiaría la temperatura general

because the hot and cold parts simply cancel each other out.

porque las partes calientes y frías simplemente se cancelan entre sí.

But, if there was a way to extract the hot parts, Gramática

Pero, si hubiera una manera de extraer las partes calientes,

then the temperature would start to drop.

entonces la temperatura empezaría a bajar.

And so, three heat exchangers

Así que, tres intercambiadores de calor

made of thin metal sheets Frases

hechos de láminas de metal delgadas

are placed at the points where the hot and cold gas meet.

se colocan en los puntos donde el gas frío y el caliente se encuentran.

These allow the gas to pass through whilst also absorbing some of its temperature, Vocabulario

Estos permiten que el gas pase a través mientras también absorben parte de su temperatura,

causing a heat gradient to form. Gramática

haciendo que se forme un gradiente de calor.

The heat from the hot side is pulled out

El calor del lado caliente se extrae

and sent to the radiators via a heat exchanger.

y se envía a los radiadores a través de un intercambiador de calor.

Then, the cold temperatures on the other side are also drawn out. Phrasal verbs

Luego, las bajas temperaturas del otro lado también se extraen.

This causes the temperature to drop from 27° all the way down to -256°

Esto hace que la temperatura baje de 27° hasta -256°

at the final heat exchanger.

en el intercambiador de calor final.

But how is this used to cool the sensors located at the opposite end of the telescope?

Pero, ¿cómo se utiliza esto para enfriar los sensores situados en el extremo opuesto del telescopio?

Next to the pulse tube is another set of pistons

Junto al tubo de pulsos hay otro conjunto de pistones

that compress helium in a completely separate line of tubing.

que comprimen helio en una línea de tubería completamente separada.

This line passes through the cold parts of the pulse tube's heat exchangers,

Esta línea pasa a través de las partes frías de los intercambiadores de calor del tubo de pulsos,

cooling the helium all the way down to around -256°.

enfriando el helio hasta alrededor de -256°.

But still the helium isn't quite cold enough. Gramática

Pero aún así, el helio no está lo suficientemente frío.

From there, the helium goes on a long journey,

A partir de ahí, el helio emprende un largo viaje,

winding its way up through 10 m of thin tubing until it reaches the cold head assembly. Modismos

serpenteando hacia arriba a través de 10 m de tubería delgada hasta que llega al ensamblaje de la cabeza fría.

Inside, there is another heat exchanger and a tiny hole less than 1 mm in diameter. Frases

En el interior, hay otro intercambiador de calor y un agujero diminuto de menos de 1 mm de diámetro.

The helium is pushed through the hole

El helio es empujado a través del agujero

and undergoes something called the Joule-Thomson effect. Cultura

y experimenta algo llamado efecto Joule-Thomson.

As the gas moves through the hole,

A medida que el gas se mueve a través del agujero,

it gets compressed before quickly expanding on the other side. Gramática

se comprime antes de expandirse rápidamente por el otro lado.

This rapid expansion causes the pressure to drop, Gramática

Esta rápida expansión hace que la presión caiga,

cooling the gas very quickly.

enfriando el gas muy rápidamente.

This is why blowing air through our mouth is colder

Por eso es más frío soplar aire por la boca

if we make a smaller hole with our lips.

si hacemos un agujero más pequeño con nuestros labios.

On James Webb,

En el James Webb,

this cools the helium all the way down to just -267°.

esto enfría el helio hasta unos meros -267°.

From here, the helium flows on to copper plates attached to the back of MIRI's sensors,

A partir de aquí, el helio fluye hacia placas de cobre adheridas a la parte posterior de los sensores de MIRI,

cooling them down to the required temperature.

enfriándolos a la temperatura requerida.

After that, the helium has done its job Modismos

Después de eso, el helio ha hecho su trabajo

and it flows back down the telescope where the entire process begins again.

y fluye de regreso por el telescopio donde todo el proceso comienza de nuevo.

When NASA began designing James Webb,

Cuando la NASA comenzó a diseñar el James Webb,

no cryocooler with this level of cooling existed.

no existía un criorefrigerador con este nivel de enfriamiento.

And so, engineers had to really push the boundaries of physics, Modismos

Y así, los ingenieros tuvieron que empujar realmente los límites de la física,

all while conforming to the limits of fitting it into a space telescope. Gramática

todo mientras se ajustaban a los límites de encajarlo en un telescopio espacial.

And now,

Y ahora,

time for something really special.

es el momento de algo realmente especial.

The winner of the previous giveaway is Daniel Weinman.

El ganador del sorteo anterior es Daniel Weinman.

Congratulations.

Felicidades.

But, as always,

Pero, como siempre,

we'll be giving away another awesome space prize in the next video.

regalaremos otro premio espacial increíble en el próximo vídeo.

To win this amazing LEGO space station model,

Para ganar este increíble modelo de la estación espacial de LEGO,

sign up at the link below

regístrate en el enlace de abajo

and leave a comment saying how long you think James Webb will operate for. Gramática

y deja un comentario diciendo cuánto tiempo crees que funcionará el James Webb.

Thank you very much for watching

Muchas gracias por ver el vídeo

and I'll see you in the next video.

y nos vemos en el próximo.