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Nosotros y el Universo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y... ¿nosotros?    ~    Comentarios Comments (7)

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Distancias desde el grupo local para los grupos seleccionados y los grupos en el Supercúmulo Local

Se sospecha que, en la medida que los cúmulos se agrupan en supercúmulos, asimismo los supercúmulos se agrupan en hipercúmulos. Estos últimos debe ser las segundas estructuras más grandes del Universo, después de la Gran Muralla. Una anomalía gravitacional conocida como el Gran Atractor existe en alguna parte dentro del supercúmulo local.

La Gran Muralla es una concentración aproximadamente bidimensional de galaxias, con una longitud de al menos 200 millones  por 600 millones de años-luz, aunque con menos de 20 millones de años-luz de grosor. Contiene muchos miles de galaxias y se le calcula una masa de al menos 1016 masas solares. La Gran Muralla se extiende más de 120º en el cielo (8- 16h AR) y se encuentra a unos 250 millones de años-luz. Esta y otras muchas estructuras similares, junto con las muchas estructuras filamentarias en la distribución de galaxias, nos sugiere que las estructuras a gran escala del Universo pueden tener una naturaleza celular, con otras “Grandes Murallas” formando las caras de las células y los filamentos de galaxias formando las intersecciones de las caras.

También hablamos del Gran Atractor como una supuesta concentración de materia en la dirección de las constelaciones de Hydra y Centaurus que puede estar tirando de las galaxias cercanas, incluyendo a la nuestra (la Vía Láctea), hacia sí. Como, al parecer, es también la Grab Muralla, la masa que se le calcula es de 5 x  1016 masas solares y se encuentra a unos 150 millones de años-luz de nosotros. Su evidencia fue inferida originalmente a partir de estudios de los movimientos de galaxias cion respecto al flujo de Hubble. Aunque existe claramente una concentración de galaxias (¿La Gran Muralla?) en el lugar donde supuestamente se encuentra el Gran Atractor, estudios más recientes indican que el flujo de galaxias observado es debido probablemente al tirón conjunto producido por varios cúmulos distintos que dejan sentir la enorme fuerza de gravedad que generan.

Todos sabemos de las inmensas distancias existente entre estrellas y entre galaxias, y, las unidades de medidas especiales que hemos inventado para poder expresarlas. Ahí tenemos la imposibilidad física de viajar a otros mundos y no digamos a otras Galaxias.  Las velocidades que pueden alcanzar en la actualidad nuestros ingenios espaciales no llega ni a 70.000 km/h ¿Cuánto tardarían en recorrer los 2,3 millones de años-luz  ( 21.759.840.000.000.000.000 km) que nos separa de Andrómeda? Incluso el desplazarnos hasta la estrella más cercana, Alfa Centauri, resulta una tarea impensable si tenemos en cuenta que la distancia que nos separa es de 4’3 años-luz y un año-luz = 9.460.800.000.000 km.

Construyendo la nave más moderna que hoy pudiéramos, y, suponiendo que tuviera todos los adelantos que permitieran un viaje seguro, las tripulaciones antes de llegar al destino serían de distintas generaciones que se sucederían en las tareas cotidianas de la nave-ciudad. Hasta que no se busque la manera de esquivar la barrera de la velocidad de la luz, los viajes a otros mundos están algo complicados para nosotros. ¿Quizás ese motor del que hablan que distorsiona el espacio? Claro que no parece sencillo anular las temperaturas que se generarían en el entorno de la nave.

¿Estaría programada la presencia de los seres vivos inteligentes en el Universo?

Por fuerza la cosmología conduce a cuestiones fronterizas entre ciencia experimental, filosofía y religión. No es solo el caso de los sabios antiguos. También los físicos de hoy se plantean preguntas de esa clase, sobre todo a propósito del llamado “principio antrópico”. A partir de los conocimientos actuales, este principio señala que las leyes y magnitudes físicas fundamentales parecen cuidadosamente afinadas para que la formación y el desarrollo del universo pudieran dar lugar a la vida en la Tierra y en otros planetas idóneos para acogerla.

Algunas veces nos podríamos preguntas: ¿Para qué tántos sueños? Si inmersos en un vasto Universo de dimensiones “infinitas” para nosotros, al final del camino, miramos la imagen de arriba y eso es lo que podría quedar de nuestro Sol, una insignificante Nebulosa Planetaria y, la consecuencia de tal transición de fase será, una Tierra sin vida y un Sistema solar de objetos muertos.

La humanidad, es en realidad, algo muy complejo y difícil de entender.  Sabemos que en el Universo existen cientos de miles de millones y trillones de protones y electrones o 10-5 átomos por c/cm3 de espacio, todos, absolutamente todos los protones, son exactamente iguales.  Con los electrones pasa igual y lo mismo con los átomos, son exactos, copias los unos de los otros, la misma masa, la misma carga y las mismas propiedades, no podríamos encontrar un electrón distinto a otro.  Sin embargo, referido a nosotros, los individuos que componemos toda la Humanidad (unos 7.000 millones), resulta que, ni siquiera uno es exactamente igual a otro.  Cada uno es diferente a los demás y tiene sus propias características particulares que lo hace distinto.

                                                  Todos distintos pero, ¡todos iguales!

Ahí precisamente reside la grandeza y también la dificultad.  La grandeza que da la variedad y el enorme abanico que posibilidades de mentes distintas empeñados en resolver un problema que se estudia bajo miles de millones de puntos de vista, con lo cuál, es más difícil que, finalmente, no aparezca la solución.  La dificultad que esa misma variedad genera entre seres que, al ser diferentes, también tienen criterios distintos y distintas maneras de ver las cosas y, no pocas veces conlleva a conflictos indeseables.

Ni nos paramos a pensar en el largo camino que hemos tenido que hacer hasta llegar hasta aquí.

Necesitamos que algo alumnbre nuestras mentes para ver el Universo

Por muy atentamente que hemos querido mirar, no podemos llegar a esa realidad que la Naturaleza esconde y que, supuestamente, dio lugar a todo ésto, el Big Bang que nos trajo el Universo conocido. Muchos miles de millones de años más tarde pudimos aparecer nosotros aquí sin saber, a ciencia cierta, si hemos venido por cuestiones del Azar, si hay algún plan predeterminado para nosotros, o, si como sospecho, simplemente somos una variante más surgida de la evolución de la materia, creada por el Universo, para, como decía el sabio, poder observarse así mismo.

¿Qué entendemos por Big Bang?

El Big Bang, esa teoría aceptada por todos y que “nos dice” como se formó nuestro Universo y comenzó su evolución hasta llegar a ser como ahora lo podemos contemplar. De acuerdo a esta teoría, el Universo se originó a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad, y desde entonces ha estado siempre expandiéndose. La teoría de la relatividad General predice la existencia de una singularidad en el comienzo, cuando la temperatura y la densidad eran infinitas, antes del comienzo del Tiempo y del nacimiento del Espacio.

La mayoría de los cosmólogos interpretan esta singularidad como una indicación de que la relatividad general de Einstein deja de ser válida en el Universo muy primitivo (no existía materia, todo era una infinita concentración de energía), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teoría de cosmología cuántica.

Con nuestro conocimiento actual de la física de partículas de altas energías, podemos hacer retroceder el reloj a través de la teoría leptónica y la era hadrónica hasta una millonésima de segundo después del Big Bang, cuando la temperatura era de 1013K. Utilizando una teoría más especulativa, los cosmólogos han intentado llevar el modelo hasta 1035 s  después de la singularidad, cuando la temperatura era de 1028K.  Esa infinitesimal escala de longitud es conocida como Límite de Planck = 1035m que en la Ley de radiación de Planck, es distribuida la energía radiada por un cuerpo negro mediante pequeños paquetes discretos llamados cuantos, en vez de una emisión continua.  A éstas distancias, la Gravedad está ausente para dejar actuar a la mecánica cuántica.

La teoría del Big Bang es capaz de explicar la expansión del Universo; la existencia de una radiación de fondo cósmica, y la abundancia de núcleos ligeros como el helio, el helio-3, el deuterio y el litio-7, cuya formación se predice que ocurrió alrededor de un segundo después del Big Bang, cuando la temperatura reinante era de 1010 K.

La radiación de fondo cósmica proporciona la evidencia más directa de que el Universo atravesó por una fase caliente y densa.  En la teoría del Big Bang, la radiación de fondo es explicada por el hecho de que, durante el primer millón de años más o menos (es decir, antes del desacoplo de la materia y la radiación y, por tanto, en equilibrio término con ella.  Esta fase es habitualmente denominada “bola de fuego primordial”.)

Cuando el Universo se expandió y se enfrió a 3000 K se volvió transparente a la radiación, que es la que observamos en la actualidad, mucho más fría y diluida, como radiación térmica de microondas.  El descubrimiento del fondo de microondas en 1.956 puso fin a una larga batalla entre el Big Bang y su rival la teoría del Universo estacionario de P. Hoyle y otros, que no podía explicar la forma de cuerpo negro del fondo de microondas.  Es irónico que, el termino Big Bang, tuvo inicialmente un sentido burlesco y fue acuñado por Hoyle, contrario a la teoría del Universo inflacionario y defensor del estacionario.

CRONOLOGÍA DEL BIG BANG

Era de Planck

 

De   0   a 10-43 seg.

a           10-34 k

Era de radiación

 

 

de 10-43 a 30.000 años

desde 10-34 a 104 k

Era de la materia

de 30.000 años al presente

han pasado 13.500.000.000 de años

Desde 104 a 3 k actual

 

Para fijar más claramente los hechos se debe extender la explicación evolutiva del universo en las fases principales que son las eras reseñadas en el recuadro de arriba, su duración y temperatura.

    Primera forma de la materia, los primeros átomos. Pero, expliquemos algo más sobre las Eras en el proceso del Big Bang:

See full size image El Tiempo de Plank nos lleva hacia la Era…

De la radiación

Período entre 10-43 s (la era de Planck) y 300.000 años después del Big Bang.  Durante este periodo, la expansión del Universo estaba dominada por los efectos de la radiación o de las partículas rápidas (a altas energías todas las partículas se comportan como la radiación).  De hecho, la era leptónica y la era hadrónica son ambas subdivisiones de la era de radiación.

La era de radiación fue seguida por la era de la materia que antes se reseña, durante la cual los partículas lentas dominaron la expansión del Universo.

Hadrones: Un hadrón, es una partícula compuesta de quarks y que “siente” la interacción fuerte. Ejemplos de hadrones son los protones y los neutrones (los bariones que forman el núcleo de los átomos y por eso son conocidos también como nucleones) que tienen otros hermanos en la imagen reseñados.

Era Hadrónica

Corto periodo de tiempo entre 10-6 s y 10-5 s después del Big Bang en el que se formaron las partículas atómicas pesadas, como protones, neutrones, piones y kaones entre otras.  Antes del comienzo de la era hadrónica, los quarks se comportaban como partículas libres.  El proceso por el que se formaron los quarks se denomina transición de fase quark-hadrón.  Al final de la era hadrónica, todas las demás especies hadrónicas habían decaído o se habían desintegrado, dejando sólo protones o neutrones.  Inmediatamente después de esto el Universo entró en la era leptónica.

Era Leptónica

Intervalo, que comenzó unos 10-5 s después del Big Bang, en el que diversos tipos de leptones eran la principal contribución a la densidad del Universo.  Se crearon pares de leptones y antileptones en gran número en el Universo primitivo, pero, a medida que el Universo se enfrió, la mayor parte de las especies leptónicas fueron aniquiladas.  La era leptónica se entremezcla con la hadrónica y ambas, como ya dije antes, son subdivisiones de la era de la radiación.  El final de la era leptónica se considera normalmente que ocurrió cuando se aniquilaron la mayor parte de los pares electrón-positrón, a una temperatura de 5×109 k, más o menos un segundo después del Big Bang.  Después, los leptones se unieron a los hadrónes para formar átomos.

Así se formó nuestro Universo, a partir de una singularidad que explotó expandiendo toda la densidad y energía a unas temperaturas terroríficas y, a partir de ese mismo instante y el espacio junto con la materia que, finalmente desembocó en lo que ahora conocemos como Universo.

El Universo es el conjunto de todo lo que existe, incluyendo (como he dicho) el espacio, el tiempo y la materia.  El estudio del Universo se conoce como cosmología.  Los cosmólogos distinguen al Universo con “U” mayúscula, significando el cosmos y su contenido, y el universo con “u” minúscula, que es normalmente un modelo matemático deducido de alguna teoría física como por ejemplo, el universo de Friedman o el Universo de Einstein-de Sitter.  El Universo real está constituido en su mayoría de espacios que aparentemente están vacíos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas, planetas, gases y otros objetos cosmológicos.

El Universo se está expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias está aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmológico en la luz procedente de los objetos distantes. Existe evidencia creciente de que el espacio puede estar lleno de alguna clase de materia que no hemos podido observar, no emite radiación pero incide en el comportamiento de las galaxias que se alejan las unas de las otras a más velocidad de la que deberían, si la materia existente, fuese sólo la bariónica, la que observamos y que conforma las galaxias.  Esa “materia invisible” si finalmente se demuestra que existe, podría constituir muchas veces la masa total de las Galaxias visibles. Claro que, la expansión, también podría deberse a alguna clase de fuerza fundamental que aún no hemos sabido comprender.

Lo cierto es que, el concepto más favorecido sobre el origen del Universo es la teoría del Big Bang, de acuerdo con la cual el Universo se creó, como hemos dicho antes,  a partir de una densa y caliente concentración enorme de energía, lo que llamamos singularidad, de la que surgío una inmensa explosión en forma de bola de fuego que se expandió para crear el espacio, el tiempo y toda la materia que lo conforma. Y, al principio, se dice que sólo había una sola fuerza fundamental que, al enfriarse el Universo primitivo, se dividió en las cuatro que ahora conocemos. Todo ello, ocurrió, según los datos de que se disponen, hace ahora aproximadamente 13.700 millones de años.

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Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas

Como desde siempre, cuando fuímos conscientes de ser, comenzamos a querer desvelar los secretos del Universo, de la Naturaleza que nos mostraba nuestro mundo, de las interrogantes que ponía en nuestras mentes la presencia de estrellas en el firmamento y, entonces, comenzamos a plantear preguntas:

¿Cuántas partículas hay en el Universo?

¿De donde vino la sustancia del Universo?

¿Qué hay más allá del borde del Universo?

¿Por qué la Luna no se cae y se mantiene ahí, flotando en el espacio?

¿Que es la materia de la que todo está formado?

¿Quiénes somos nosotros y por qué vinimos aquí?

        ¡Sí, hemos avanzado!

En algún momento de su historia, la Humanidad no podía tener respuestas para estas preguntas y, con el paso del tiempo, se han podido contestar algunas. Sin embargo, otras muchas quedan planteadas y nadie ha sabido dar una respuesta convincente y autoconsistente que, pudiendo ser comprobada, nos muestre la realidad en la que estamos inmersos.  Recuerdo como Isaac Asimov nos decía:

“Podemos imaginar que hay unos 100.000.000.000 de Galaxias en el Universo.  Cada una de estas Galaxias tiene una media de masa igual a 100.000.000.000 la masa del Sol. Quiere decir que la cantidad total de materia en el Universo sería igual a 1011x1011 ó 1022 veces la masa del Sol. Dicho de otra manera, en el Universo hay materia suficiente para hacer 10.000.000.000.000.000.000.000 (diez mil trillones) de soles como el nuestro.

La masa del Sol es de 2×1023 gramos.  Esto significa que la cantidad total de materia en el Universo tiene una masa de:  1022x2x1033 ó  2×1055 gramos.  Lo que podemos reseñar

20.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.  Que es igual a veinte nonillones.

Miremos ahora al revés.  La masa del Universo está concentrada casi por entero en los nucleones que contiene.  Los nucleones son partículas diminutas y hacen falta 6×1023 de ellas para formar una masa equivalente a un gramo. Pues bien, si 6×2023 nucleones hacen 1gr. y si hay 2×1055gr. En el Universo, entonces el número total de nucleones en el Universo podría ser de 6×1023x2x1055 ó 12×1078, que de manera más convencional se escribiría 1,2×1079.”

mundo brana

En cierta manera, nadie sabe con exactitud de donde surgió la sustancia del universo y las fuerzas fundamentales que lo rige, y, precisamente por eso, por desconocerlo, hacemos conjeturas y formulamos teorías que, como la del Big Babg, van encaminadas y tratan de dar una explicación, lo más coherente posible, con lo que observamos a nuestro alrededor.

Especular es una herramienta que utilizamos con generosidad. Hablamos de todas las cuestiones que podamos percibir, constatar o, simplemente intuir y, llegamos a conclusiones como: Suponemos la existencia de energías negativas que contrarrestan las positivas existentes, y, de esa manera, todo queda simétrico e igualado. Todo en el Universo es una estabilidad debida al equilibrio de dos fuerzas contrapuestas que se igualan y anulan. Las estrellas, en su actividad de fusión tienden a expandirse y, la gravedad que genera su propia masa, tiende a contraerlas, así, la expansión queda equilibrada por la contracción y, ese equilibrio, las hace vivir miles de millones de años.

Sabemos que, el Universo, en sus comienzos, produjo enormes cantidades de partículas de materia y de antimateria, y la cantidad de la una y de la otra no era iguales, no sabemos por qué razón, las partículas positivas eran más que las negativas. Es decir, la materia era superior a la antimateria. Como ambas se destruyen al interaccionar, finalmente, prevaleció la materia que conforma las estrellas y los mundos y todos los objetos presentes en las galaxias del Universo. Sin embargo, sospecho que la cosa no es tan sencilla y que, podríamos estar contemplando un universo equilibrado gracias a otro (que no vemos) formado de antimateria y que es, el que hace posible ese equilibrio.

Una vez destruidos todos los protones materia-antimateria, quedó el sobrante de partículas positivas que es la materia de nuestro Universo pero, es lógico pensar que, el suceso era igualado y quedó una parte igual de antimateria que no vemos pero que…¡en alguna parte andará! Incluso en alguna ocasión me ha dado que pensar sobre el hecho de que, esa antimateria que, al fin y al cabo es igual que la materia pero con carga negativa, también genera fuerza gravitatoria y…

No siempre podemos dar una explicación de las cosas que observamos. La mecánica cuántica, por ejemplo, difiere tanto de nuestro mundo cotidiano que parece ser de “otro mundo” y, los objetos que en ella se contemplan tienen un comportamiento extraño y que no se ajustan a lo que nos dice el sentido común.

¿Existen en nuestro Universo dimensiones ocultas?

Hemos llegado a imaginar y lo estamos buscando, ese otro universo de más dimensiones del que nos habla la teoría de cuerdas. La teoría es avanzada y tiene problemas que se encuentran dentro de los enunciados de sus propios conceptos. Para desarrollar su formulación es necesario aplicar al menos diez dimensiones y, en algunos casos, se ha llegado hasta un número de veintiséis: sólo vemos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, el resto de dimensiones adicionales están enroscadas en el límite de Planck e invisibles para nosotros, ya que en el Big Bang, las dimensiones que podemos ver se expandieron, mientras que las otras permanecieron compactadas. Hay numerosas explicaciones que tratan de decirnos el motivo de que estas dimensiones permanecieran en su estado primitivo, pero ninguna parece muy convincente.

¿Sabremos alguna vez comprender la verdadera naturaleza del Universo?

 

Muchos tienen puestas sus esperanzas en ésta nueva manera de ver el Universo, y a pesar de tántos inconvenientes, cada día que pasa la teoría M tiene más amigos. Parece la única candidata seria a que algún día se convierta en la soñada “Teoría de Todo”. En ella encontramos todas las fuerzas, explica todas las partículas y la materia, allí subyace la relatividad y la mecánica cuántica… ¡también la luz!; todo está allí presente, perfectamente encajado en una perfecta simetría y sin que surjan infinitos sin sentido como ocurre con otras teorías. Es la esperanza de muchos, la llave que necesitamos para abrir la puerta hacia el futuro… Claro que, cuando se denomina “Teoría de Todo”, al menos a mí, me parece algo pretencioso.

Lo cierto es que, en el Universo en que vivimos, nada desaparece; con el paso del tiempo se cumplen los ciclos, todas las cosas evolucionan y se convierten en otras distintas, es un proceso irreversible. Nada se destruye, simplemente cambia y, de esa manera, la materia “inerte” llega a convertirse en materia evolucionada hasta el punto de adquirir “vida” y ser consciente. Todo comienza en lugares como el que abajo podeis contemplar. Ahí se forman y nacen las estrellas que, más tarde, durante la secuencia principal y también al final de sus vidas, crean materiales complejos y regresan a su origen de Nebulosas, mientras la mayor parte del material que la conforma, queda convertida (dependiendo de su masa) en una enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro.

La Piel de Zorra, el Unicornio, y el Arbol de Navidad

Las Nebulosas como estas donde el gas hidrógeno es el protagonista al hacer posible el nacimiento de nuesvas estrellas mediante la compleja unión del gas con nubes de polvo creando intensas zonas de radiación ultravioleta que ionizan toda la región circundante, todo ello, forma una amalgama con la rojiza emisión nebular escitada por la energética radiación de las estrellas nuevas que inciden en las oscuras nubes de polvo haciéndolas radiantes hasta formar una azulada nebulosa de reflexión.

En lo concerniente a cambios y transformaciones, el que más me ha llamado siempre la atención es el de las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el combustible nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

¿Cuántas veces habré imaginado estar contemplando, desde un lugar privilegiado, unas de estas formaciones y, ser testigo del surgir de una nueva estrella?  Ahí arriba, en la Imagen está la respuesta a muchas preguntas. De ahí surgen estrellas que hacen posible la existencia de elementos que, como el Carbono, el Nitrógeno y también el Oxígeno y el Hidrógeno (entre otros muchos) están presentes en los mundos que facilitan y hacen posible el surgir de la vida.

Nosotros, la especie humana, inmersos en toda esta grandeza de la que formamos parte, estamos atentos por si la Naturaleza nos habla, y podemos comprender lo que trata de decirnos. Creo que, simplemente nos tenemos que parar para llegar a comprender lo que trata de comunicarnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino que debemos elegir para que, la Humanidad, tenga, al menos, alguna posibilidad de superar lo que se le viene encima. Para lograrlo, entre otras muchas cosas, tenemos mos que encontrar la manera (no de superar) sino de burlar a la velocidad de la luz, para escapar de algunos acontecimientos anunciados para nuestro futuro y, algún otro que, sin que esté a la vista, nos podría echar encima en cualquier momento.

lo cierto es que, la única respuesta que podemos dar hoy a tantas preguntas que no podemos contestar es que,  el Universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacio es una muestra, nunca podrá ser modificado por nada de lo que nosotros podamos hacer y, en esas circunstancias, lo mejor será adaptarse a él y, si el caso llega y nuestra inteligencia lo consigue…escapar cuando algún momento fatal se acerque.

File:Military laser experiment.jpg

Si hemos sabido utilizar los fotones para conseguir esos rayos láser… ¿por qué no podríamos lograr otras maravillas que nos permitan ir más allá de lo que ahora podemos imaginar? Hasta hace muy pocos años la Gravitación y la Mecánica Cuántica eran dos campos de la Física Teórica que utilizaban metodologías muy distintas y que estaban prácticamente desconectados entre sí. Por una parte, la interacción gravitatoria está descrita por la Teoría de la Relatividad General de Einstein, que es una teoría clásica (es decir, no cuántica) en la que la Gravedad se representa como una propiedad geométrica del espacio y del tiempo. Por otro lado, la mecánica cuántica gobierna el mundo de las partículas atómicas y subatómicas. Su generalización relativista (la Teoría Cuántica de Campos) incorpora los principios de la Teoría Especial Relativista y, junto con el principio gauge, ha permitido construir con extraordinario éxito el llamado Modelo Estándar de la Física de las Partículas Elementales.

Todo eso nos ha proporcionado una serie de conocimientos que nos han traído hasta el siglo XXI en el que, nos encontramos un poco estancados y, el saberlo, nos hace conscientes de que necesitamos nuevos paradigmas, nuevas reglas y nuevas maneras de mirar hacia el futuro. Las viejas teorías han cumplido sobradamente sus cometidos y, están cansadas, piden a grito que vengan otras nuevas que las permitan descansar.

Serán las teorías de cuerdas, serán universos paralelos, teorías luz-luz de energía-masa, o, vaya usted a saber qué nuevas ideas se abrirán paso en el saber de la Humanidad pero, lo cierto es que, es hora de que surjan nuevos modelos, nuevas formas y nuevas ideas que nos lleven hacia el futuro que, de momento, está algo estacionado… a pesar de todo.

emilio silvera


  1. El Universo y la grandeza que no podemos comprender : Blog de Emilio Silvera V., el 14 de marzo del 2013 a las 10:48

    […] de entender.  Sabemos que en el Universo existen cientos de miles de millones y trillones de protones y electrones o 10-5 átomos por c/cm3 de espacio, todos, absolutamente todos los […]

 

  1. 1
    Fandila
    el 6 de diciembre del 2012 a las 10:57

    Sobre el big Bang y sus contradiciones.
     
    Resulta paradógico pensar, y constatar según se experimenta, que la energía de “vacío” sea ilimitada, tanto en la extensión como en su concentración puntual, para suponer una singularidad, un solo punto desde el que surgiera todo lo existente, el Universo.
    Si esa base “primera” es ilimitada, lo normal sería que de ella surgan de manera aleatoria masas (Materializaciones) de todo tipo, muy parecidas, según unas probabilidades emergentes del caos. También será logico que unos elementos primeros más simples diesen, en su recombinación según las normas de los cuantos, las formas estructuradas posibles cada vez más complejas.
    La simple acreción (En largos periodos) de elementos dipersos originarian aglomeraciones o localizaciones como las que ahora vemos, o como puntos singulares.
    Que existiesen grandes concentraciones, incluso puntuales, vendría a ser un resultado gravitacional, cuando ésta fuese  notable, pues el principio de esta fuerza ya se daba en ese todo precedente, solo la masa, macroemergente, sería progresivamente posterior y aumentaría.
    Pensar en una concentración unica e infinita sin origen alguno, más que una irracionalidad es un sin sentido. Por qué los puntos de concentración no podrían ser muchos y mantenerse agrupados a la medida, como hacedores de “nuestro” universo (De estos, como tales, habría muchos y cada cual a su bola aunque más debilmente ligados)
    Esta manera, más universalista, para nada habría de contradecir los procesos temporales de la creación (Establecimiento) de la “materia”, que serían más extensos y diversificados, pero equivalentes en la “localición Universo”.
    Por otro lado el argumento referido al fondo de microondas se antoja como muy pobre cuando entre los cientificos hay explicaciones diversas para dicho fenómeno.
    Creo que las opiniones para el Big Bang en principio fueron de orden filosófico (Comienzo y final para todo) y también religioso, una creación por “un ser por encima de la existencia”.
    Cordiales saludos.

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 6 de diciembre del 2012 a las 12:10

      Veltman, cuando se le hablaba de un vacío lleno de partículas invisibles, era muy exceptico y, siempre argumentaba  con una cuestión: ¿No delatarían, decía, su presencia por sus campos gravitatorios? Claro que la teoría puede ser formulada de tal manera que esos campos gravitatorios queden compensados exactamente con otras partículas invisibles o por una contribución misteriosa del propio espacio vacío.
      ¿Cómo consigue la Naturaleza enmascarar tan exacta y eficientemente esos efectos de la gravedad que no podemos notar nada? Es un misterio que continúa siendo muy debatido todavía y a estas alturas. Hay cuestiones que, como esta que comentamos, tendrán una resolcuión satisfactoria el día que se consiga entender mucho mejor la “teoría de la Gravedad Cuántica”. Y eso, no ha llegado a suceder…de momento.
      Amigo Fandila, expones de manera racional lo que parecería que tendría que ser si aplicas la lógica pero, ya sabes que, no siempre las cosas se desarrollan de manera que nuestro sentido común pueda aceptar, sin una explicación del por qué sucedió de esa u otra manera y, el Big Bang, es uno de esos casos de cuyas explicaciones tenemos que…desconfiar, al menos, de manera moderada en la referente a algunos de sus aspectos.
      Ese surgir de todo lo que existe a partir de un punto de densidad y energía infinitos… Te hace dudar de que una cosa así pueda resultar cierta, si no hay una más amplia explicación a la que, de momento, no hemos podido tener acceso.
      Hay cosas que sí hemos podido llegar a saber como, por ejemplo: un protón choca con otro, y se hace una nueva partícula, un pión. Lo escribimos de esta forma:
      p+ + p+ → p+ + ∏+ + n
      De choques como esos entre partículas tenemos una buena diversidad de resultados y, en los aceleradores hemos recreado colisiones que nos han dado muchas respuetas. Pero, ¿cómo hacer para saber qué es en realidad y como surgen esas partículas del vacío.
      La manera de considerar estas cosas es imaginarse que todo el espacio, hasta el espacio vacío, está barrido por partículas, todas las que la Naturaleza en su infinita sabiduría puede proporcionar. No es una metáfora. Una de las consecuencias de la teoría cuántica (como bien sabes) es la de que, en el vacio saltan partículas verdaderamente a la existencia y salen de ella.
      Esas partículas, de todos los tamaños, son sin excepción temporales. Se crean, y enseguida desaparecen: es un bazar de frenñetica actividad. Como quiera que eso ocurre en el espacio en el que “nada hay”, en el “vacío”. Es una fantasmagoría cuántica, pero quizá sirva para explicar qué pasa en una colisión. Aquí aparece y desaparece un par de Quarks encantados (un cierto tipo de quark y su antiquark; allí se juntan un quark bottom y su antiquark. Y espera, por allá, ¿qué es eso? Bueno, cualquier cosa: un X y un anti-X aparecen, objetos que no conocemos todavía como la partícula aparecida días pasados en el LHC.
      Claro que, también hay reglas en esta locura caótica. Los números cuánticos deben sumar cero, el cero del vacío. Además, otra regla que está presente en todo esto es que, cuanto más pesados son los objetos, menos frecuentes será su evanescente aparición. Tomán “prestada” energía al vacío para hacer acto de presencia durante una insignificante fracción de segundo; luego desaparecen porque deben devolverla en un tiempo que especifican las relaciones de incertidumbre de Heisenberg. La clave está: si se puede proporcionar energía desde el exterior, la aparición virtual transitoria de estas partículas originadas en el vacío puede que se convierta a una existencia real, que quepa detectar con la cámara de burbujas o los contadores o con cualquier otro ingenio que nos lo permita.
      Pero, proporcionar energía ¿cómo? Y, pensando en todo esto, uno llega a dudar de que, el Universo pudiera surgir de una Fluctuación de vacío, ya que, en primer lugar y según las reglas era poco probable y, por el otro, si aún no había “nada” como se le suministró esa cantidad ingente de energía que haría falta para que, algo tan inmenso y virtual se convirtiera en algo material?
      Las mismas elucubraciones a que nos pueden llevar estos temas, hablan por sí misma de nuestra inmensa ignorancia y, a pesar de ello, no pocos, sin rubor, hablan y hablan sin parar dando cuenta de lo que fue,  y, sin poner delante de lo dicho siquiera, la palabra: “…parece que…en tales circunatancias podría ser que…”
      En fin amigo, seguiremos persiguiendo ese suelño que llevamos con nosotros y que se llama “saber” ¿Lo podremos convertir algún día, como pasa con esas partículas virtuales, en algo real?
      Un abrazo compañero perseguidor de respuestas que…nadie te sabe dar.

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  2. 2
    Fandila
    el 6 de diciembre del 2012 a las 14:50

    Una explicación, a mi manera y un tanto enrevesada, lo que no querría, sobre gravedad cuántica y emisión del vacío
     
    La gravedad cuántica no puede ser diferente de la gravedad macro, es decir, su principio ha de ser el mismo. Eso sí, la masa o apantallamiento mutuo para que pueda darse dimnuye con las dimensiones, o sea con la masa, que como sabemos también depende de otras variables . Cuanto más al fondo del vacío la masa es más insignificante a favor de la energía no masica, ya encontramos esa ingignificancia en la onda fotón pese a ser macro. Que no será… traspasando ese límite hacía lo infracuántico. Pese a su no certeza, la materia oscura (La correspondiente más allá de Planck) evidencia una masa, por lo que se afectaría de la gravedad, y si se presenta en grandes aglomeraciones su masa total sería mayor.
    No se detecta la gravedad del vacío porque es omnipresente, está en todos sitios. Sería como un límite a partir del cual la gravedad se cuantifica, solo que no sería necesario si se piensa en que el responsable de la gravedad sea precisamente el vacío con su manifestación energetica resultante o presión, siempre presente.
    Progresivamente hacía “abajo”el vacío ha de ser más energético que masivo (Fragmentación de elementos o elementos onda). Realmente en esas profundidas siempre llenas, la gravedad ni será necesaria porque en lo lleno, sin frontera alguna, todo es agrupado, por esa aleatoria energía que todo lo rellena (Movimientos en todas direccioes y sentidos, uniformidad).
    El que las partículas surjan del vacío requerirá de que en su seno se den aleatoriamente ciertas interacciones proclives a la unión de elementos, los cuales “saltan” a una dimensión superior al ser más masivos (Circularan en el vacío pero ya como macros o más macros). Esto se intenta explicar con el mecanismo de Hibbs o con el menos concreto del colapso de onda, o conjuntos de onda que de circular libres pasan a enrocarse como partículas (Un frenado mutuo que confina las ondas constituyentes en “vórtices” giratorios má o menos permanentes)
    El resultado de ∏+ + n por el choque de de dos protones no tendría más lógica que la energía desprendida provoque en el caos de vacío una orientación circular de su energía, un pequeño campo masico, que de lugar al pión a expensas de los quarks sobrantes, dejando intacto al resto, el equivalente al neutrón.
    Tomar energía prestada del vacío a fin de cuentas significa tomar materia que hace que una partícula prospere. Pero no siempre ha de ocurrir con acierto, pues el equilibrio o estabilidad solo se consigue según cuantos fundamentales. Aquella “creación” más o menos aleatoria que no los cumple, estará “coja o sobrada” en su composición y tenderá a desprenderse de lo que le sobre o recoger lo que le falta, al cabo terminará desintegrandose si no lo logra, que será lo común. Los cuantos para establecerse requerirán de unas condiones de exactiud material no comunes. Sin embargo ¡cuanto es el numéro de elementos y partículas estables que existen!. Eso nos indica la inmensidad del vacío y el como las condiciones favorables también se repiten.
     
    Cordiales saludos

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    • 2.1
      emilio silvera
      el 7 de diciembre del 2012 a las 9:55

      Amigo mío:
      Lo cierto es que, cada Físico, lleva “su” Modelo debajo del brazo y, a la menor ocasión que se le presenta, lo expone allí donde vaya. Muchas son las variables que podemos imaginar para explicar todas estas cuestiones de la Física de las que, tenemos conocimientos parciales y, siendo así (que lo es), nuestros conocimientos de causa, no siempre están acordes con una buena defensa de lo que pretendemos explicar.
      No una sino mil o decenas de miles de veces, tendrán que ser comprobados los datos por medios diferentes, por científicos distintos, y, si finalmente, los resultados resultan ser los mismos…¡hemos dado con la respuesta esperada! Y, si no es así, a seguir buscando.
      En ese “universo cuántico” al que aludes, ocurren “cosas” que, al menos de momento, sólo podemos dar explicaciones que nos dictan la intuición apoyada por los conocimientos que hemos podido ir acumulando a lo largo de las últimas décadas y que, poco a poco, nos va acercando a esas respuestas deseadas.
      Hablamos del vacío, de las partículas virtuales que en el aparecen y desaparecen como por arte de magia. Hablamos de los constituyentes de la materia que hemos podido ir desmenuzando en una escala cada vez más profunda y de cada vez energías más elevadas, construímos un modelo estándar que, de alguna manera, ha sido una herramienta valiosa para explicar muchas cuestiones y, aunque resulte feo e incompleto, es loo mejor que hasta el momento hemos podido hacer.
      Tenemos la ilusión de llegar más lejos, de ahondar en los secxretos de la Naturaleza y poder conseguir esos conocimientos que nos faltan, que necesitamos para comprender plenamente.
      Precisamente hoy, he dejado un nuevo trabajo sobre los esfuerzos realizados hasta llegar a saber de los Quarks y, con un poco de suerte, con el LHC, posiblemente podamos llegar algo más lejos y, así, hasta que, nuestros conocimientos nos permitan construir máquinas más potentes y capaces de llevarnos hasta el límnite de Planck, allí donde, se unen las cuatro fuerzas y todo se exhibe de una manera clara y diáfana, donde es probable que, por fín, encontremos al gravitón y, donde las fuerzas de lo muy grande y lo muy pequeño, no tengan inconveniente en “tomarse juntas una copa” sin que los infinitos estropeen la fiesta.
      Un fin amigo, lo cierto es que, en los que hasta el m omento conocemos…¡Algo falta! para que todo encaje.
      Un cordial saludo.

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  3. 3
    juan
    el 6 de mayo del 2013 a las 15:18

    hola mejor vivir el dia a dia I dejarse de pensar es dificil yo siempre pienos en la teoria  de Einstein 1 ano de viaje 10 de la tiera
    y siempre me rallo y viajar ala velocidad de la luz I todo eso dejaros de tonterias I punto es possible perro oi en dia no

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    • 3.1
      emilio silvera
      el 7 de mayo del 2013 a las 5:55

      Quién sabe si algún día…, no daremos con la fórmula para poder burlar la velocidad de la luz para poder llegar a las lejanas estrellas. De momento, sólo estamos tanteando las posibilidades de como conocer la materia, el universo y sus fuerzas fundamentales que, aunque nos han sido presentadas… ¡guardan algunos secretos! que, tenemos que desvelar.

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