Modificación a gran escala de la Gravedad: alternativa a la Materia oscura y Energía Oscura del Universo

• Institución:       Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencias y  Tecnología Departamento de Física

• Financiación: Proyecto Estratégico Fondo Nacional de Ciencias Tecnología e Innovación FONACIT CNP2025000038

• Lugar: Valencia Edo Carabobo Venezuela 

• Fecha:  Marzo  2025-Marzo 2026

• Responsable: Dr. Nelson Falcon (Univ. de Carabobo)

• Posición: Coordinador responsable del proyecto 

• Objetivo : Estudiar las implicaciones cosmológicas de la Dinámica Newtoniana Modificada a través de la constante cosmológica dinámica en los modelos FRW

• Enlace (Web-site): https://sites.google.com/site/uclfaeufacyt/home

• Resumen: Las teorías de Dinámica Newtoniana Modificada (MoND) describen  la dinámica del Universo, basadas en generalizaciones de las leyes de Newton a gran escala y/o la modificación de la ley del cuadrado inverso de la distancia en la Gravitación, particularmente para explicar las curvas de rotación de las galaxias, el problema de la masa faltante y la incompatibilidad entre la densidad de materia observada y la cosmología relativista de un Universo asintóticamente plano. Uno de los problemas no resueltos en la Cosmología moderna es la conceptualización de la denominada energía oscura del Universo, que se manifiesta como una aceleración global de la expansión junto al problema de la masa faltante (Dark Matter). En este proyecto es investigar las consecuencias en la cosmología Friedmann-Robertson-Walker (FRW) al incorporar una constante cosmológica dinámica, en el sentido que su valor cambie   dependiente de la distancia comovil .Para ello se postula  que la gravitación a gran escala esta descrita por la ley de Newton más un potencial tipo Yukawa Inverso, que representa la inercia (Principio de Mach) y que es ocasionado por la  distribución de materia bariónica a gran escala. Este potencial tiene la forma U(r)=U0(M) (r-r0)e(-α/r) . Este potencial es nulo en rangos de distancia comovil mucho menores que 10 parsec, levemente atractivo en rangos de distancia interestelar, muy atractivo en rangos de distancias galácticas y repulsivo a escala cósmica. Se muestra como este potencial permite resolver las ecuaciones de FRW para un Universo plano sin asumir materia oscura no bariónica, provee una interpretación alternativa a las teorías de quintaescencia para conceptualizar la energía oscura y, adicionalmente, permite deducir teóricamente la Ley de Hubble.  Por último, se discutiría la formulación Lagrangiana para la gravitación modificada mediante este potencial, las desviaciones en las Leyes de Kepler a escalas galácticas (Cúmulos Globulares)  y las observaciones astronómicas del Big Bang caliente, tales como: las ondas gravitacionales, las oscilaciones acústicas bariónica y la Radiación Cósmica del Fondo de Microondas (CMB).

Fenómenos Transitorios en la  Troposfera: Electrometeoros y Vórtices Atmosféricos

• Institución:       Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencias y  Tecnología Departamento de Física

• Financiación: Proyecto Estratégico Fondo Nacional de Ciencias Tecnología e Innovación FONACIT CNP2025000011

• Lugar: Valencia Edo Carabobo Venezuela 

• Fecha:  Marzo  2025-Marzo 2026

• Responsable: Dr. Nelson Falcon (Univ. de Carabobo)

• Posición: Coordinador responsable del proyecto 

• Objetivo : Modelar los procesos de transporte  que tienen lugar en la troposfera baja; con la finalidad de comprender los procesos dinámicos vinculados el clima terrestre, y  en particular  con los electrometeoros y vórtices atmosféricos

• Enlace (Web-site): https://sites.google.com/site/uclfaeufacyt/home

• Resumen: Cuando se someten fluidos a gradientes de temperatura, de presión, de concentración o de alguna otra magnitud física, se generan procesos de transporte que alteran el equilibrio hidrostático y termodinámico; dando lugar a fenómenos transientes antes de la relajación. Estos fenómenos de transporte presentan propiedades y comportamientos que requieren una modelación particular dependiendo del fenómeno considerado, de las propiedades del medio y del  gradiente aplicado.  Así, en la atmosfera terrestre la presencia de gradientes de presión da lugar a flujos másicos de vientos, tormentas y tempestades. Los gradientes de vorticidad pueden originar fenómenos notables como tornados y trombas marinas, los gradientes de potencial eléctrico entre la nubes convectivas y la superficie da lugar a flujos de carga que se evidencian como relámpagos y descargas eléctricas. El Laboratorio de Física de la Atmosfera y el Espacio Ultraterrestre (https://sites.google.com/site/uclfaeufacyt/home)  tiene dos décadas abocándose al modelado de fenómenos dinámicos (meteoros) en la troposfera Se pretende avanzar en la caracterización especifica de los vórtices atmosféricos que generan las Trombas Marinas y Tornados F1-F3 que ocurren esporádicamente en la región centro norte de Venezuela, con mayor frecuencia en los Lagos de Maracaibo y Valencia; y que constituyen un riesgo potencial para la infraestructura (plataformas petroleras marítimas). También completar el estudio sobre  El relámpago del Catatumbo, no solo por su importancia Científica y Turística, sino también para el modelado y prevención de las descargas eléctricas atmosféricas que afectan las canalizaciones eléctricas del sistema interconectado Guri-La Arenosa (Valencia)

 Laboratorio de Física de la Atmósfera y espacio ultraterrestre

• Institución:       Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencias y  Tecnología Departamento de Física

• Financiación: Proyecto Estratégico Fondo Nacional de Ciencias Tecnología e Innovación FONACIT 2011-00326

• Lugar: Valencia Edo Carabobo Venezuela 

• Fecha:  Marzo  2010-Julio 2016

• Responsable: Dr. Nelson Falcon (Univ. de Carabobo)

• Posición: Coordinador de proyecto y Jefe del laboratorio

• Objetivo : Caracterizar la microfísica de los fenómenos de transporte en la troposfera baja, causantes de electrometeoros, litometeoros y fotometeoros

• Enlace (Web-site):https://sites.google.com/site/uclfaeufacyt/home

• Resumen: Física Atmosférica: Estudio de Microclima y procesos dinámicos de la troposfera baja con el propósito de caracterizar los fenómenos transitorios que afectan el estado local promedio de la atmósfera (meteoros).  Investigar la influencia de la irradiancia solar, rayos cósmicos y dinámica celeste en las condiciones del la atmósfera superior de la Tierra, navegación espacial y teletransmision de datos satelitales. Opacidad y  male atmosférico. Investigaciones en astronomía óptica y radioastronomía de objetos celeste.. Desarrollo de Instrumentación óptica para aplicaciones diversas. Particularmente el empleo de acopladores opto electrónicos para determinar magnitudes físicas con aplicaciones en meteorología, telecomunicaciones y astronomía, Estudio de propiedades ópticas de aerosoles por medio de Microscopia electrónica de barrido, holografia y difractometria de rayos x.. Física de Plasmas: estudio de descargas eléctricas atmosféricas (rayos y relámpagos), afectaciones de las canalizaciones eléctricas por descargas atmosféricas.

 Anisotropías de la Radiación Cósmica de Fondo 

• Institución:       Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)

• Financiación: Instituto de Astrofísica de Canarias  Proyecto P/308605

• Lugar: Tenerife España 

• Fecha:  2001-2006

• Responsable: Dr Rafael Rebolo Lopez (IAC)

• Posición: Investigador Asociado Externo

• Objetivo : Estudio del Efecto Sunyaev-Zel`dovich en las anisotropías secundarias del CMB en la atmosfera de los cúmulos y supercúmulos de Galaxias

• Enlace (Web-site): http://www.iac.es/proyecto/cmb/pages/en/home-cmb.php

                                 http://www.iac.es/proyecto/cmb/pages/en/people.php

• Resumen: El objetivo del proyecto es determinar el espectro de potencia angular de fondo de microondas cósmico (CMB) en escalas angulares de unos pocos grados a varios minutos de arco. Las fluctuaciones de densidad de materia primordial que originaron la estructura actual del Universo dejaron variaciones espaciales impresas en la radiación CMB. A partir de mapas de alta sensibilidad de esta radiación pretendemos restringir los parámetros cosmológicos más relevantes: densidad total de energía / materia, densidad de materia oscura fría, densidad de materia bariónica, constante de Hubble, densidad de energía oscura, densidad de neutrinos, época de reionización, etc. .

 Estabilidad Térmica en Plasmas Astrofísicos, Estrellas Enanas Blancas y Variabilidad de Estrellas ZZ-Ceti: 

• Institución:       Colaboración Universidad de Carabobo  e Instituto Nacional de Astronomía Óptica y Electrónica (INAOE) 

• Financiación:  Consejo de Desarrollo Cientifico y Humanistico Universidad de Carabobo CDCH.UC 943-97

• Lugar: INAOEP- Tonantzintla Mexico

• Fecha:  Marzo  1997-Diciembre 1999

• Responsables:  Don Enrique Chavira (†) INAOE y Dr. Nelson Falcón (UC)

• Posición: Investigador Principal

• Objetivo : estudiar la variabilidad de estrellas eruptivas en el halo galáctico

• Enlace (Web-site): http://200.74.222.178/index.php/ciencia/article/view/9239

• Resumen: Se modelan y caracterizan los procesos de transporte convectivo al interior de Estrellas Enanas Blancas, ZZ Ceti y U-Geminorum para determinar la estructura y evolución de eobjetos compactos como trazadores del Halo galáctico y la cosmocronologia galáctica. Empleando la propagación causal de calor (ley de Cattaneo) en la ecuación de  transporte radiativo en objetos compactos: estrellas neutrónicas y Estrelllas enanas blancas.

 Origen y Recurrencia del Relámpago del Catatumbo

• Institución:       Universidad del Zulia (LUZ) Venezuela

• Financiación:  Consejo de Desarrollo CONDES Nº 1940-98 Universidad del Zulia 

• Lugar: Maracaibo Edo Zulia (Venezuela) 

• Fecha:  1998-2000

• Responsable: Dr Williams Pitter (LUZ)

• Posición: Investigador Principal  Externo

• Objetivo : Caracterizar el origen y la recurrencia del Relampago del Catatumbo

• Enlace (Web-site): https://sites.google.com/site/relampagocatatumbo1/

                                   http://portal.facyt.uc.edu.ve/relampago

• Resumen: La intensa actividad eléctrica atmosférica que se produce de manera casi continua en el sur del Lago de Maracaibo (Venezuela) que comúnmente se conoce como "el Relámpago del Catatumbo" durante casi todo el año. El área de ocurrencia no ha cambiado desde que se informó por primera vez por Lope de Vega (1534) es el delta de los ríos Bravo y Catatumbo en el interior del Parque Nacional "Juan Manuel", con trescientos mil hectáreas de pantanos. El fenómeno se caracteriza por repetidos e intermitentes relámpagos (28 destellos por minuto durante varias horas), incluso durante la estación seca, fue descrito por los naturalistas Humboldt y Codazzi, en el siglo XVIII. Se realizaron cuatro expediciones en la década 1997-2007 para ubicar los epicentros de dos regiones muy localizadas y la fenomenología de la intra rayo nube. También se ha elaborado un modelo de microfísica de la electrificación de la nube de tormenta, que incorpora la influencia de metano, como aerosol con auto-polarización eléctrica (piroeléctrico) y se concluye el metano aumenta el desplazamiento eléctrico vector, dentro de las nubes, y facilita el proceso de separación de cargas.

 Inestabilidad de procesos Radiativos y Térmicos en la atmósfera de la Tierra y de las Estrellas

• Institución:       Universidad de Carabobo  (UC) Venezuela

• Financiación:  Grupo de Física Teórica FACYT Dpto de Fisica UC

• Lugar: Valencia Edo Carabobo Venezuela- 

• Fecha:  Marzo  2006-Diciembre 2012

• Responsables:  Dr. Nelson Falcón (UC)

• Posición: Coordinador del Grupo de Física Teórica FACYT UC

• Objetivo : Describir los fenómenos transitorios de transporte de calor antes del equilibrio térmico en gases débilmente y completamente ionizaos

• Enlace (Web-site): https://sites.google.com/site/uclfaeufacyt/

• Resumen: La transferencia de energía térmica por convección radiación y/o conducción depende de la naturaleza del medio y del tiempo que demoran en propagarse los flujos de calor antes del establecimiento del equilibrio térmico.  El modelado de estos fenómenos transitorios en términos de la física local, provee  un formalismo robusto para el estudio de la dinámica  particular y permite dar cuenta de la fenomenología observada. Sobre todo en condiciones extremas donde existe materia degenerada (como en el interior de objetos compactos: estrellas Enanas Blancas y de Neutrones, en los plasmas del canal de descarga de los rayos) y en tiempos cortos comparados con el tiempo de ajuste térmico, luego del cual se allanan los gradientes de temperatura.  

Propagación de Calor por Ondas en Escenarios Astrofísicos

• Institución:       Universidad de Venezuela  (UCV) Venezuela

• Financiación:  Dirección de Postgrado UCV 

• Lugar: Caracas (Venezuela) 

• Fecha:  1993-1995

• Responsable: Dr Luis Herrera Cometta (UCV)

• Posición: Investigador adjunto (Tesista Doctoral)

• Objetivo : El propósito de la presente tesis es incorporar la causalidad a través de la ley de Cattaneo, en la ecuación de propagación de calor (transporte de energía).

• Enlace (Web-site): http://mbag.ciens.ucv.ve/cgi-win/be_alex.exe?Autor=Falc%F3n+Vel%F3z,+Nelson&Nombrebd=bfcucv&Sesion=269221975&SFmt=movil

• Resumen: Se incorpora la causalidad a través de la ley de Cattaneo, en la ecuación de propagación de calor (transporte de energía).usada en fenómenos y modelos astrofísicos, restringiendo el estudio a aquellos escenarios astrofísicos donde los tiempos de relajación puedan ser del orden de los tiempos característicos del sistema. Por otra parte, en el núcleo de estrellas de neutrones se supone que el material estelar forma un superfluído debido al apareamiento de los neutrones, en dicho caso sabemos que habrá propagación de calor por ondas (segundo sonido) y se modelan los frentes de deflagración en supernovas de tipo I, asi como la varibilidad de microemision de los pulsares (microglising) . La influencia de los procesos que ocurren antes de que el sistema se relaje en difusión, en la evolución de una esfera radiante elativista también es discutida para incorporar la emisión causal de flujos en los perfiles de luminosidad, y consecuentemente la evolución general del objeto.

 Proyectos futuros

Gravitación y Eclipses Totales de Sol: Restricción de parámetros en el Experimento de Eddington y  el Efecto Allais

La observación de Eclipses totales de Sol ha permitido importantes avances en la comprensión del mundo natural, que van desde la dinámica de la corona solar, la verificación empírica de la teoría General de la Relatividad: mediante la deflexión de la luz estelar en las adyacencias del campo gravitacional solar (Experimento de Eddington), hasta la interacciones del plasma solar con el clima terrestre y la comprensión de la gravedad. Se han reportado indicios de anomalías gravitacionales durante la ocurrencia de eclipses Totales de Sol, que de existir modificarían la conceptualización de la gravitación. Esta anomalía gravitacional (Efecto Allais) es aún controversial. Se pretende observar el Eclipse Total de Sol del 14/12/20 para verificar las condiciones de ocurrencia del Experimento de Eddington tomando el cuenta la refracción de la atmosfera lunar no considerada hasta ahora; y la vinculación entre la irradiancia solar y el microclima local en los reportes asociados al denominado Efecto Allais.

Palabras Clases: Eclipse Solar: efecto Allais, Experimento de Eddington

 Evaluación de la polución atmosférica  mediante  colorimetría digital en Eclipses  Totales de Luna

Durante los eclipses totales de Luna, nuestro satélite natural adquiere una coloración opaca que varía según las condiciones atmosféricas locales, desde un ocre-amarillo hasta un rojo oscuro. Esta coloración es debida a la refracción de los rayos solares en la atmósfera terrestre, que son desviados hasta penetrar en el cono de sombra de la Tierra y proyectarse sobre la Luna; la concentración y tipo de aerosoles de la atmósfera local difractan los rayos solares en mayor o menor grado, ocasionando el cromatismo de la Luna eclipsada durante la fase de totalidad. Usualmente la magnitud del eclipse se caracteriza por una escala cualitativa denominada número de Danjon. Se plantea una nueva metodología para la estimación precisa del número de Danjon utilizando la fotometría RGB. Se desarrollaran software de colometría digital  para valorar y determinar el número de Danjon cuantitativo y el espesor óptico atmosférico promedio; se pretende que las técnicas y software puedan ser empleadas  durante la ocurrencia de Eclipses Totales de Luna y que resulten   independiente de la auto calibración de las cámaras y/o del telescopio empleado por  cada observador. 

Palabras Clases: Eclipse Total de Luna, Numero de Danjon, Espesor óptico atmosférico, Colorimetría digital.