Feb
20
¡La Física Cuántica! ¿Llegaremos a comprenderla?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (4)
Es realmente maravilloso que podamos haber llegado, en el extremo de las escalas, hasta esos mundos fantáscitos que nos proporcionan los “universos” de lo muy pequeño y de lo muy grande. Lo más cotidiano para nosotros es lo que se encuentra en el macro mundo, lo que se interrelaciona directamente con nosotros, lo que podemos ver y tocar. Sin embargo, ahí está ese otro “mundo” que se nos escapa a los sentidos pero que es, tan real como el otro. Es el que describe la mecánica cuántica y que nos habla de maravillas y procesos asombrosos que son, tan reales como los que contemplamos a nuestro alrededor.
No podemos ver todo lo que existe. Sin embargo, no por estar fuera de nuestra visión deja de existir, ahí está formando parte de ese otro mundo que se nos escapa, al que nuestras percepciones directas, nuestros sentidos, no pueden llegar pero que henmos podido alcanzar a “ver” mediante los ingenios que hemos podido inventar para , de manera indirecta, a ese espacio que se escapa de nosotros por su pequeñez y que, no por ello deja de tener una gran importancia para nosotros y para todo el mundo que nos rodea, de hecho, de esas “pequeñas cositas” resulta estar hecho el Universo. He leído por ahí:
“La mayor parte de la gente desconoce que la mecánica cuántica, es decir, el modelo teórico y práctico dominante hoy día en el ámbito de la ciencia, ha demostrado la interrelación entre el pensamiento y la realidad. Que cuando creemos que podemos, en realidad, podemos. Sorprendentes experimentos en los laboratorios más adelantados del mundo corroboran esta creencia.
El estudio sobre el cerebro ha avanzado mucho en las últimas décadas mediante las tomografías.
Conectando electrodos a este órgano, se determina donde se produce cada una de las actividades de la mente. La fórmula es bien sencilla: se mide la actividad eléctrica mientras se produce una actividad mental, ya sea racional, como emocional, espiritual o sentimental y se sabe a qué área corresponde esa facultad.
Estos experimentos en neurología han comprobado algo aparentemente descabellado: cuando vemos un determinado objeto aparece actividad en ciertas partes de nuestro cerebro…. pero cuando se exhorta al sujeto a que cierre los ojos y lo imagine, la actividad cerebral es ¡idéntica! Entonces, si el cerebro refleja la misma actividad cuando “ve” que cuando “siente”, llega la gran : ¿cuál es la Realidad?
“La solución es que el cerebro no hace diferencias entre lo que ve y lo que imagina porque las mismas redes neuronales están implicadas; para el cerebro, es tan real lo que ve como lo que siente”, afirma el bioquímico y doctor en quiropráctica, Joe Dispenza en el libro “¿y tú qué sabes?”. En otras palabras, que fabricamos nuestra realidad desde la forma en que procesamos nuestras experiencias, es decir, mediante nuestras emociones.”
La mecánica cuántica que conocemos en nuestros días se ha conseguido gracias a la suma de muchos esfuerzos y sería preciso en la historia pasada de esta disciplina que investiga como es el mundo, como funciona la Naturaleza, para saber como se llegó a moldear esos conocimientos que nos llevan al “universo” de lo infinitesimal, de los objetos más pequeños pero que, sin ellos, no podrían existir los más grandes. Ninguna duda nos puede caber ya sobre el hecho cierto de que, la mecánica cuántica, es una de las ramas principales de la Física y está entre uno de los más grandes avances del pasado siglo XX en lo que al conocimiento humano del mundo se refiere. Nos explica el comportamiento de la materia-energía y, de hecho, sin esos conocimientos hubiera sido imposible alcanzar el nivel tecnológico del que hoy podemos disfrutar.
Un día de 1900, Max Planck escribió un artículo de ocho páginas que cambió el mundo de la física. En él nos habló del cuanto, unos pequeños paquetes de energía que eran emitidos por los cuerpoos calientes y, dejó sembrada la semilla de un árbol que no ha dejado de crecer desde entonces. Más tarde llegó Einstein que inspirado en aquel trabajo de Planck, fue un poco más allá y realizó aquel famoso trabajo conocido del Efecto fotoeléctrico. Desde entonces, los físicos no dejaron de ampliar y desarrollar las bases de nuestros conocimientos actuales.
La estructura de las fuerzas familiares como la Gravedad y el magnetismo fueron desarrolladas relativamente temprano. Todos conocemos la historia de Newton y sus trabajos y que, mucho después, dejó perfeccionado Einstein en relación a la fuerza gravitatoria. Las fuerzas electromagnéticas se determinaron también bastante pronto pero, no fue hasta 1927 cuando Dirac realizaría los primeros cálculos cuánticos de interacción de la radiación con la materia y en los años cuarenta y cincuenta gracias a los trabajos de, entre otros, Schwinger y Feynman, se construyó una teoría (electrodinámica cuántica) compatible con los principios básicos de la relatividad y la mecánica cuántica y con una capacidad predictiva asombrosa. Se han conseguido comprender éstos fenómenos, podríamos decir que al nivel de un acuerdo entre los cálculos teóricos y los resultados experimentales de más de diez cifras decimales, y, tal cosa, amigos míos, es un inmenso logro de la mente humana.
No podríamos comprender el macrocosmos sin haber descubierto antes que, en realidad, está fuertemente ligado al microcosmos, a la física subnuclear, ese mundo de lo muy pequeño que, cuando se profundiza en él, nos habla del futuro dinámico del universo y se comienza a ver con claridad como aquellas cuestiones antes no resultas, están ahí, ante nuestros ojos y para que nuestras mentes la puedan entender gracias a la dinámica activa de ese ámbito que resulta ser el campo de las partículas elementales y las fuerzas que con ellas actúan.
Las interacciones débiles y las interacciones fuertes, por su profunda lejanía, tardaron en ser comprendidas. Está claro que, el corto alcance en el que se desarrollan imposibilitaron bastante su hallazgo. Antes, los físicos no tenían acceso al mundo subatómico al que más tarde pudieron entrar de la mano de los microscopios electrónicos, los grandes aceleradores y otros ingenios de increíble alcance y precisición. Así que, a diferencia de lo que pasó con la Gravedad y el electromagnetismo, no se partía de una teoría clásica bien establecida, de manera que se tuvo que construir directamente, una teoría cuántica y relativista de ambas interacciones: la interacción nuclear débil y la interacción nuclear fuerte.
La empresa de comprender aquellas interacciones fue ardua y se tuvo que esperar hasta los año setenta para las teorías correctas y completas. En estos años se produjeron, primero la demostración por el holandés Gerard ´t Hooft, culminando los trabajos de su mentor, el también holandés, Martinus Veltman, de la autoconsistencia (llamada, por motivos técnicos, renormalización) de las teorías propuestas fenomenológicamente por Glashow, Wienberg y Salam para interacciones débiles; y segundo, el descubrimiento de la propiedad de libertad asintótica (por Gross, Wilczek y Plotzer) de las interacciones fuertes. Ambos grupos consiguieron el Nobel, pero los últimos no vieron premiados sus esfuerzos hasta 30 años después, en 2004, cuando se había comprobado de manera suficiente la veracidad de sus predicciones sobre la libertad de los Quarks en su confinamiento, cuando éstos, están juntos y los Gluones, se comportan como si no estuvieran allí, sólo actúan cuando tratan de separse.
En 1973, Wilczek, un graduado trabajando con David Gross en la Universidad de Princeton, descubrió la libertad asintótica que afirma que mientras más próximos estén los quarks menor es la interacción fuerte entre ellos; cuando los quarks están extremadamente próximos la interacción nuclear entre ellos es tan débil que se comportan casi como partículas libres.
Estosd avances hicieron posible obtener teorías consistentes con la relatividad y la mecánica cuántica de ambos tipos de interacciones; teorías que, además han superado con éxito las muchas confrontaciones experimentales que han sido realizadas hasta nuestros días. Aunque no hay ni cálculos teóricos, ni experimentales tan exactos como en el caso de la electrodinámica cuántica, es cierto que el nivel de precisión de los cálculos con interacciones débiles llegan a cuatro y más cifras significativas y, para interacciones fuertes, estamos alcanzando el nivel del uno por ciento.
La Interacción gravitatoria que se deja notar en las grandes estructructuras se hace presente y se deja sentir, podemos ver como funciona y cuáles son sus consecuencia. Sin embargo, en el mundo de lo muy pequeño, esta interacción, continúa siendo la cenicienta en lo que se refiere a la comprensión de la estructura microscópica y la incidencia que la interacción gravitatoria pueda ahí y, curiosamente, es la interacción que se conoce desde hace mucho tiempo y sabemos, perfectamente de su funcionamiento en ese ámbito de lo muy grande pero, hace mutis por el foro cuando nos acercamos al mundo de las partículas, de la mecánica cuántica. Por eso se habla tanto de que necesitamos una teoría cuántica de la gravedad.
No tenemos alguna de la fuerza de Gravedad a nivel experimental sobre la interacción gravitatoria a cortas distancias, donde sólo se puede llegar a través de inmensas energías. A lo más que hemos podido llegar es a experimentos del tipo realizado por Eötvös, midiendo la interacción gravitatoria entre dos cuerpos a distancias del orden del centímetro: las interacciones gravitatorias entre partículas elementales (quarks, electrones o incluso núcleos) es tan minúscula que son pocas las esperanzas de poderlas medir…por ahora ni en muchom tiempo futuro, y, siendo así (que lo es), nos tenemos que dedicar a emitir conjeturas y a especular con lo que podría ser.
En el siglo XIX se consiguió uno e los logros más impresionantes que nunca pudo alcanzar la Humanidad. ¡La comprensión de los fenómenos electromagnéticos. Comprensión en la que participaron (como casi siempre) muchos científicos, entre los que podemos destacar a dos británicos: el inglés Muchael Faraday, responsable de una buena parte de la investigación y de los conceptos experimentales (de él es el concepto de que tan importante sería para la Física), y, el escocés James Clerk Maxwell al que le debemos la síntesis teórica que condensó en unas pocas ecuaciones fundamentales, de las propiedades de las interacciones electromagnéticas a nivel clásico, esto es, macroscópico.
Los fenómenos electromagnéticos tal y como se entendían a finales del siglo XIX, se suponían debidos a la fuerza que una carga eléctrica ejerce sobre otra: tanto si las cargas son estáticas (y entonces la fuerza viene dada por la conocida ley de Coulomb) como si están en movimiento, situación en la que se generan campos magnéticos. Las vibraciones de estos campos electromagnéticos se suponían propagándose por el éter (el “éter luminífero”) y la luz se identificaba como un caso particular de estas vibraciones electromagnéticas. La corriente eléctrica se interpretaba como una especie de fluido: recuérdese que, en 1896, Lord Kelvin defendía esta naturaleza continua de la electricidad.
Lo que supuso el descubrimiento de la luz eléctrica para la Humanidad, aunque ahora lo podamos ver como cosa trivial y cotidiana, en realidad vino a cambiar el mundo que se vio de , sacado bruscamente de la penunmbra para sumergirse en la más maravillosa claridad del día artificial. Aquello supuso un cambio enorme para muchos de los ámbitos sociales en las ciudades y, no digamos, más tarde, en el de los hospitales, laboratorios y también en el más cotidiano mundo doméstico.
Está claro que la luz es algo tan enn nuestras vidas que, sin ella, nos encontramos desamparados, desnudos y, si nos referimos a la natural, la que nos manda el Sol, la cosa sería más grave ya que, sin ella, no podríamos estar aquí. De todo esto, como de cualquiera de los temas de Física que pudiéramos escoger al azar, nos podríamos estar hablando durante años…¡es tan fascinante! ¡son tan maravillosos! todos esos conocimientos que, de alguna manera, nos acercan a que podamos comprender en funcionamiento del mundo y nos cuentan el por qué ocurren las cosas de la, manera en que la vemos que pasan. Muchas son las historias que se podrían contar de todos estos sucesos que, por el camino de los descubrimientos tuvimos que recorrer.
La teoría cuántica, recordémoslo, afirma que para todo objeto existe una función de onda que mide la probabilidad de dicho objeto en un cierto punto del espacio y del tiempo. La teoría cuántica afirma también que nunca se conoce realmente el estado de una partícula hasta que se haya hecho una observación. Antes de que haya una medida, la partícula puede estar en uno de entre una diversidad de estados, descritos por la función de onda de Schrödinger. Por consiguiente, antes de que pueda hacerse una observación o medida, no se puede conocer realmente el estado de la partícula. De hecho, la partícula existe en un estado ultramundano, una suma de todos los estados posibles, hasta que se hace una medida.
Cuando esta idea fue propuesta por primera vez por Niels Bohr y Werner Heisemberg, Einstein se revolvió contra ella. “¿Existe la luna sólo porque la mira un ratón?“, le gustaba preguntar. Según la teoría cuántica, en su estricta interpretación, la Luna, antes de que sea observada, no existe realmente tal como la conocemos.
“La Luna puede estar, de hecho, en uno cualquiera de entre un infinito de estados, incluyendo el estado de estar en el cielo, de estar explotando, o de no estar allí en absoluto. Es el proceso de medida que consiste en mirarla el que decide que la Luna está girando realmente alrededor de la Tierra“.
Decía Einstein con ironía.
Edwin Schrödinger, autor de la ecuación con su función de onda, se disgustó con estas interpretaciones de su ecuación. Para demostrar lo absurdo de la situación creada, Schrödinger colocó un gato imaginario en una caja cerrada. El gato estaba frente a una pistola, que está conectada a un contador Geiger, que a su vez está conectado a un fragmento de uranio. El átomo de uranio es inestable y sufrirá una desintegración radiactiva. Si se desintegra un núcleo de uranio, será detectado por el contador Geiger que entonces disparará la pistola, cuya bala matará al gato.
Para decidir si el gato está vivo o muerto, debemos abrir la y observar al gato. Sin embargo, ¿cuál es el estado del gato antes de que abramos la caja? Según la teoría cuántica, sólo podemos afirmar que el gato está descrito por una función de onda que describe la suma de un gato muerto y un gato vivo.
Para Schrödinger, la idea de pensar en gatos que no están ni muertos ni vivos era el colmo del absurdo, pero la experimental de la mecánica cuántica nos lleva inevitablemente a esta conclusión. Hasta el momento, todos los experimentos han verificado, favorablemente, la teoría cuántica.
La paradoja del gato de Schrödinger es tan extraña que uno recuerda a menudo la reacción de Alicia al ver desaparecer el gato de Cheshire en el centro del de Lewis Carroll: “Allí me verás“, dijo el Gato, y desapareció, lo que no sorprendió a Alicia que ya estaba acostumbrada a observar cosas extrañas en aquel lugar fantástico. Igualmente, los físicos durante años se han acostumbrados a ver cosas “extrañas” en la mecánica cuántica.
La Mecánica cuántica, es , más fascinante el el Pais de las Maravillas de Alicia
Existen varias maneras de abordar esta dificultad de lo incomprensible en mecánica cuántica. En primer lugar, podemos suponer que Dios existe. Puesto que todas las “observaciones” implican un observador, entonces debe haber alguna “conciencia” en el universo. Algunos físicos como el premio Nobel Eugene Wigner, han insistido en que la teoría cuántica la existencia de algún tipo de conciencia cósmica universal.
La segunda forma de tratar la paradoja es la preferida por la gran mayoría de los físicos en activo: ignorar el problema.
El físico Richard Feynman dijo en cierta ocasión:
“Creo que es justo decir que nadie comprende la mecánica cuántica. No siga diciéndose a sí mismo, si puede evitarlo, “¿pero cómo puede ser así?” porque se meterá “hasta el fondo” en un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe como puede ser eso“. De hecho, a menudo se ha dicho que de todas las teorías propuestas en el siglo XX, la más absurda es la teoría cuántica. Algunos dicen que la única cosa que la teoría tiene a su es que “es indudablemente correcta”.
¿Siempre será parte del misterio?
Sin embargo, existe una tercera forma de tratar esta paradoja, denominada teoría de los muchos universos. Esta teoría (como el principio antrópico) no gozó de mucho favor en la última década, pero está siendo revitalizada por la función de onda del universo de Stephen Hawking.
Pero, bueno… ¿cómo he llegado hasta aquí? Es cierto que… ¡Los senderos de la te pueden llevar a tántos sitios…!
emilio silvera
Feb
20
La Física del pasado, un repaso
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Rumores del Saber ~ Comments (0)
Línea de tiempo de la física moderna
1895
Se descubren los rayos X y se estudian sus propiedadesEl físico alemán Wilhelm Röntgen logra la primera radiografía experimentando con un tubo de rayos catódicos que había forrado en un grueso papel negro. Se da cuenta de que el tubo además emitía unos misteriosos rayos que tenían la propiedad de penetrar los cuerpos opacos. Los llamó rayos X. Por este aporte fue galardonado con el primer premio Nobel de Física, en 1901.
1896-1898
Se descubre la radioactividad y se aísla el radio en 1898, el físico francés Henri Becquerel descubre que el uranio emite una penetrante radiación. Dos años más tarde, sus colegas Marie y Pierre Curie comenzaron a aislar el radio, con sus emisiones positivas (alfa), negativas (beta) y neutras (gama).
1897
Se descubre el electrón. El investigador británico Joseph John Thomson determina que los rayos catódicos, observados en tubos vacíos bajo alto voltaje, son “cuerpos negativamente cargados”. Estos son los electrones, la primera y genuina partícula indivisible encontrada.
1900
Max Planck propone el quantum de energía, Para explicar los colores del calor de la materia incandescente, el físico alemán Max Planck asumió que la emisión y absorción de radiación ocurre en cantidades discretas y cuantificadas de energía. Su idea marcó el inicio de la teoría cuántica de la materia y la luz.
1901
Las ondas electromagnéticas cruzan el océano. Guglielmo Marconi, un inventor italiano, genera ondas de radio que son detectadas cruzando el océano Atlántico. Después de unos pocos años, la radio es ampliamente usada por los barcos en el mar.
1905 – 1914
Se propone la dualidad onda-partícula de la luz. Albert Einstein propone que la luz, que tiene propiedades de onda, también estaba formada por paquetes de energía cuantificados y discretos, que más tarde fueron llamados fotones. Este modelo explica el efecto fotoeléctrico, en que la luz “expulsa” electrones de una placa de metal.
1905
La teoría de la relatividad redefine el tiempo y el espacio. Albert Einstein publica su teoría de la relatividad especial, donde postula que nada moverse más rápido que la luz, que el tiempo y el espacio no son absolutos, y que la materia y la energía son equivalentes (E=mc2). Nunca nadie dijo tanto con tan poco. Aquí empezamos a poder entablar un serio diálogo con los fotones.
1908-1913
Se clasifican las estrellas. El astrónomo danés Ejnar Hertzsprung y el astrofísico norteamericano Henry Norris Russell correlacionan la energía emitida por una estrella con su temperatura. Esto ordena los tipos estelares las gigantes rojas hasta las enanas blancas, y permite la comprensión de cómo las estrellas nacen y mueren.
1911
Se propone el modelo nuclear del átomo de Ernest Rutherford (físico neozelandés que trabaja en Inglaterra) propone el modelo nuclear del átomo explicar el “rebote” de las partículas alfa desde una delgada lámina de oro. Descubre que en el centro del átomo está el núcleo (la verdadera materia) que supone tan solo el 1/100.000 del átomo, el resto, son espacios vacíos.
1911
Se descubre la superconductividad El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes observa que el mercurio pierde su resistencia eléctrica a temperaturas cercanas al cero absoluto. Este efecto de la baja temperatura también se observa en otros materiales. Le concedieron el Nobel de Física de 1913.
1911-1912
Se revela la estructura atómica de cristalesLa técnica de la cristalografía de rayos X, desarrollada por el equipo de William y Henry Lawrence Bragg, padre e hijo, en Gran Bretaña, y Max von Laue en Alemania, muestra que la hermosa simetría de los cristales sólidos revela la disposición de los átomos.
1913
Diagrama del modelo atómico de Bohr.
Se expone el modelo de átomo de Niels BohrNiels Bohr, físico danés, presenta su modelo atómico en que los electrones giran a grandes velocidades en órbitas circulares alrededor del núcleo ocupando la órbita de menor energía posible, esto es, la órbita más cercana al núcleo. El electrón “subir” o “caer” de nivel de energía, para lo cual necesita “absorber” o “emitir” energía, por ejemplo en de radiación o de fotones.
1913
La teoría cuántica explica el espectro del hidrógeno. El físico danés Niels Bohr usa la idea del quantum predecir la longitud de onda de la luz emitida por el hidrógeno incandescente, que la física clásica no logra explicar.
1915-1924
Después de una larga carrera a la búsqueda de la manera en que debía ser formulada, Einstein consiguió plasmar en realidad uno de los más complejos pensamientos de la Mente Huamna, Él nos dijo como funciona la Naturaleza en presencia de los grandes cuerpos que curvan el espaciotiempo y dibujan la geometria espacial del universo.
La teoría de la relatividad general reemplaza la ley de gravedad de NewtonAlbert Einstein extendió su teoría especial describir la gravedad como una propiedad inherente al espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Einstein reemplaza la ley de gravedad de Newton por una ecuación que explica la gravitación como una curvatura del espacio-tiempo. La teoría explica correctamente la desviación gradual de la órbita del planeta Mercurio.
1916
Robert Andrews Millikan en 1891
Se determina la magnitud de la constante cuántica. El norteamericano Robert Millikan usa el efecto fotoeléctrico que Einstein explicó en 1905, medir h, la constante matemática introducida por Max Planck para definir su quantum de energía, que es: 6,626 x 10-34 joule-segundo.
1917
El telescopio del Monte Wilson comienza sus operaciones. Un telescopio con un espejo de 100 pulgadas (el más grande por 30 años) es instalado en la cima del Monte Wilson, en California, elegido por la tranquilidad y claridad de su atmósfera.
1919
un eclipse solar se comprueba la deflexión de la luz por el campo gravitacional, tal como predijo la teoría de la relatividad general. De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad curva el espacio y desvía los haces de luz. Una expedición montada por la Real Sociedad Astronómica observa el efecto predicho en las ideales de un eclipse solar. La confirmación hace famoso a Einstein.
1922
La teoría de la relatividad general predice un universo expansivo.Aunque Einstein en un principio rechazó el resultado, su teoría de la relatividad general predijo que todo el espacio-tiempo se expande, como señaló el matemático y meteorólogo soviético Alexander Friedmann.
1923
Se confirma la dualidad onda-partícula de la luzEl físico norteamericano Arthur Holly Compton observa que en sus interacciones con electrones, las ondas electromagnéticas se comportan como partículas, por ejemplo, como pequeñísimas bolas de billar, una nueva evidencia que confirma la realidad del fotón.
1923
Se propone la dualidad onda-partícula de la materiaInspirado en por su experiencia en la Primera Guerra Mundial con las ondas de radio, el físico francés Louis de Broglie generaliza la dualidad onda-partícula sugiriendo que las partículas de materia también se comportan como ondas.
1923
Se descubre la naturaleza de las galaxias. El astrónomo norteamericano Edwin Hubble, usando el telescopio del Monte Wilson, determina que la galaxia Andrómeda está a un millón de años luz (más tarde se corrigió a dos millones de años luz). Esto resuelve un largo debate sobre las distancias cósmicas.
1924
Se publica El cohete en el espacio interplanetario. El pionero alemán de cohetes Hermann Obert muestra cómo un cohete desarrollar suficiente velocidad de salida para vencer la atracción gravitacional de la Tierra. Sin embargo, no sería justo dejarlo aquí. En 1903, el profesor de matemáticas de educación secundaria Konstantín Tsiolkovsky (1857–1935) publicó Исследование мировых пространств реактивными приборами (“La exploración del espacio cósmico por métodos de reacción”), el primer trabajo científico serio que trataba de vuelos espaciales. La ecuación del cohete de Tsiolskovski —el principio que gobierna la propulsión de cohetes— lleva su nombre en su honor. Su trabajo fue particularmente desconocido fuera de la Unión Soviética, donde inspiró extensas investigaciones, experimentación, y la formación de la Sociedad Cosmonáutica. Su trabajo se volvió a publicar en el 1920 en respuesta al interés ruso sobre el trabajo de Robert Goddard. Entre otras ideas, Tsiolkovsky propuso acertadamente el uso de oxígeno e hidrógeno líquidos como un excelente par propulsor, determinó la estructura que se debía construir y diseñó la forma en que debían estar los cohetes para aumentar la eficiencia de masa y aumentar así radio de alcance.
1925-1934
Se formulan nuevos fundamentos la mecánica cuántica. El físico alemán Werner Heisenberg aplica el concepto matemático de matrices para dar de los cuantos de luz discretos emitidos y absorbidos por los átomos. Su idea provee de una estructura a la nueva física cuántica.
La Mecánica matricial es una formulación de la mecánica cuántica creada por Werner Heisenberg, Max Born y Pascual Jordan en 1925. La mecánica matricial fue la primera definición completa y correcta de la mecánica cuántica. Extiende el modelo de Bohr al describir como ocurren los saltos cuánticos. Lo realiza interpretando las propiedades físicas de las partículas como matrices que evolucionan en el tiempo. Es el equivalente a la formulación ondulatoria planteada por Erwin Schrödinger y es la base de la notación bra-ket de Paul Dirac para la formulación ondulatoria.
1925
Comienza el estudio de la estructura estelar. El astrofísico inglés Arthur Eddington encuentra una relación simple la masa de una estrella y la energía que irradia.
1926
La ecuación de Schrödinger describe la naturaleza ondulatoria de la materia. El físico austriaco Erwin Schrödinger introduce su famosa ecuación (figura 1) que describe la naturaleza de onda de la materia, la que se convierte en una piedra angular de la mecánica cuántica. Donde Ψ es la función de onda de una partícula, m su masa y V su energía potencial.
Al comienzo del siglo XX se había comprobado que la luz presentaba una dualidad onda corpúsculo, es decir, la luz se podía manifestar (según las circunstancias) como partícula (fotón en el efecto fotoeléctrico), o como onda electromagnética en la interferencia luminosa. En 1923 Louis-Victor de Broglie propuso generalizar esta dualidad a todas las partículas conocidas. Propuso la hipótesis, paradójica en su momento, de que a toda partícula clásica microscópica se le puede asignar una onda, lo cual se comprobó experimentalmente en 1927 cuando se observó la difracción de electrones. Por analogía con los fotones, De Broglie asocia a cada partícula libre con energía y cantidad de movimiento una frecuencia y una longitud de onda :
La comprobación experimental hecha por Clinton Davisson y Lester Germer mostró que la longitud de onda asociada a los electrones medida en la difracción según la fórmula de Bragg se correspondía con la longitud de onda predicha por la fórmula de De Broglie.
Esa predicción llevó a Schrödinger a tratar de escribir una ecuación para la onda asociada de De Broglie que para escalas macroscópicas se redujera a la ecuación de la mecánica clásica de la partícula.
1926-1928
Se desarrolla la televisión y se transmite una señal sobre el océano. El ingeniero eléctrico británico John Baird transmite la primera imagen de televisión de objetos en movimiento. En 1928, envía una película a través de tecnología inalámbrica que cruza el océano Atlántico.
1927
Se prueba la dualidad onda-partícula de la materiaClinton Davisson y Lester Germer, del laboratorio de Teléfonos Bell, muestran que los electrones “rebotan” una hilera de átomos en un cristal de níquel de manera que las ondas de luz se reflejan y difractan desde una superficie corrugada.
1927
Werner Heisenberg propone el principio cuántico de incertidumbreWerner Heisenberg, físico alemán, establece su principio cuántico de incertidumbre, según el cual es imposible medir exactamente la posición y velocidad de una partícula al mismo tiempo.
1927
Se postula que el universo comenzó un único evento. Georges Lemaitre, astrónomo y clérigo belga, concluye que el universo comenzó su expansión desde un pequeño y caliente “huevo cósmico”. Este es el origen de la teoría del Big Bang. Después de aquellos primeros escarceos, vinieron a desarrollar la idea una legión de cosmólogos, astrónomos y físicos que, con la ayuda de modernos aparatos y rtelescopios, han podido ir acercando la idea primera a un moderno Modelo Cosmológico que, hay en día es el más aceptado: El Big Bang.
1928
Se descubre una nueva interacción la luz y la materia. El físico indio Chandrasekhara Venkata Raman encuentra que un haz de luz cambia su longitud de onda si es desviado por la materia. Con la llegada del láser, Raman rápidamente logra una importante herramienta para el estudio de los materiales orgánicos e inorgánicos.
1928
Se predicen las antipartículas. Combinando la relatividad especial con la mecánica cuántica, el físico británico Paul Dirac elabora una ecuación el comportamiento de los electrones, que inesperadamente también predice la existencia de nuevas partículas con propiedades similares pero carga opuesta, llamadas genéricamente antipartículas: ¡el Positrón!
1929
Se establece la expansión del universoEdwin Hubble descubre que mientras más lejos está una galaxia de nosotros, más de su luz se desplaza el rojo y más rápido se separa de nosotros. Esto sugiere que el universo se expande, como fue predicho en 1922.
1929-1932
Se demuestra la actividad eléctrica en células nerviosas. El neurofisiólogo británico Edgar Adrian usa instrumentos electrónicos como el osciloscopio para detectar eventos eléctricos en nervios y células cerebrales. Más tarde, Adrian estudia cómo actividad eléctrica se relaciona con la epilepsia.
1930
Se inventa el motor de reacción a chorro. Frank White, un ingeniero aeronáutico británico, patenta el primer motor de reacción a chorro, que sería testeado en un de prueba en 1941.
1930-1935
Se inventa el plástico. El químico alemán Hermann Staudinger muestra cómo las pequeñas moléculas forman cadenas de polímeros, estructura fundamental del plástico, y sugiere cómo polímeros. En la Compañía E. I. du Pont de Nemours, el químico norteamericano Wallace Hume Carohers desarrolla el nylon y la goma sintética.
1932
Se descubre el neutrón. El físico británico James Chadwick bombardea berilio con núcleos de helio y encuentra el neutrón, el segundo constituyente del núcleo atómico junto con el protón. partícula eléctricamente neutra se usar para bombardear y probar el núcleo.
1932
Los positrones, la partícula contrapuesta al electrón, es muy utilizada en medidina. La tomografía por emisión de positrones, es una tecnología sanitaria propia de una especialidad médica llamada medicina nuclear.
Se encuentra la primera antipartículaEl físico norteamericano Carl D. Anderson examina los rastros dejados por un rayo de partículas cósmicas en una cámara de niebla. Anderson descubrió la huella de la trayectoria de un electrón positivo, o positrón, cuya existencia había predicho Paul Dirac en 1928.
1932
Se propone el mecanismo de creación de agujeros negros. Basado en la teoría de la relatividad general, el astrónomo alemán Karl Schwarzschild mostró en 1916 que un cuerpo denso producir un efecto gravitacional tan fuerte que la luz no puede escapar: un agujero negro. En 1932, el astrofísico indioestadounidense Subrahmanyan Chandrasekhar calculó que una estrella de una cierta masa colapsa bajo su propia gravedad y se convierte en una enana blanca. Para una masa mucho mayor el colapso puede llevar a una estrella de neutrones y finalmente a un agujero negro.
1932
El ciclotrón consta de dos placas semicirculares huecas, que se montan con sus bordes diametrales adyacentes dentro de un campo magnético uniforme que es normal al plano de las placas y se hace el vacío. A dichas placas se le aplican oscilaciones de alta frecuencia que producen un campo eléctrico oscilante en la región diametral entre ambas. Como consecuencia, durante un semiciclo el eléctrico acelera los iones, formados en la región diametral, hacia el interior de uno de los electrodos, llamados ‘Ds’, donde se les obliga a recorrer una trayectoria circular mediante un campo magnético y finalmente, a
Se inventa el ciclotrón. El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y el estudiante M. Stanley Livingston construyen un ingenioso dispositivo para estudiar el núcleo atómico sondeándolos con partículas subatómicas energizadas. Su ciclotrón acelera esas partículas haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo a través de un campo eléctrico y produce partículas con una energía extremadamente alta. El diseño inspira generaciones de aceleradores de partículas que examinan el núcleo y las partículas elementales.
1933
Se presenta el problema de la materia oscura. Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que ellas deben contener más masa de la que podemos ver y llama a este inexplicable material “materia oscura”. En 1934 se producen isótopos radioactivos artificiales, Irène Joliot-Curie (hija de Pierre y Marie Curie) y su marido, Frédéric Joliot-Curie, bombardean aluminio con núcleos de helio para producir un isótopo radioactivo artificial: fósforo-30. Los isótopos radioactivos son prontamente utilizados en exámenes biológicos como la toma de yodo la glándula tiroides.
1935-1938
Se inventa la fotocopiadora. El inventor norteamericano Chester Carlson inventa un método para copiar basado en el hecho de que el selenio se vuelve un buen conductor eléctrico cuando se ilumina. La primera fotocopiadora comercial, Xerox modelo A, se operaba manualmente y usaba un papel especial. La primera fotocopiadora automática se produjo bajo el Xerox en 1959.
1936
El sonido se graba en una cinta magnética. El dispositivo llamado “magnetófono” usa cinta magnética ―primero fabricado de polvo magnético aplicado a una tira de papel― para grabar un concierto dirigido por Sir Thomas Beecham.
1937
Se encuentra un “electrón pesado: ” los rayos cósmicos examinados en una cámara de niebla, el físico norteamericano Carl D. Anderson y Seth Neddermeyer encuentran el muón, una partícula elemental 200 veces más masiva que un electrón.
1937
Se inventa el radar y se pone en operaciones. Robert Watson-Watt y otros ingenieros británicos desarrollan el radar (acrónimo de “Radio Detection and Ranging” [detección y medición de distancias mediante ondas radioeléctricas]), un método para detectar objetos distantes iluminándolos con ondas de radio y midiendo la señal reflectante; su primera aplicación fue en la defensa aérea.
1938
Se descubre el mecanismo de producción de energía de las estrellas. La física clásica no cuantificar la enorme energía que genera una estrella de tamaño promedio como nuestro sol. El físico alemán-estadounidense Hans Bethe explica este fenómeno en términos de la teoría de las reacciones nucleares. Bethe calculó que la alta temperatura dentro de las estrellas causa que los núcleos de hidrógeno se fusionen, constituyan helio y liberen una gran energía por billones de años.
1938
Se encuentra un de comportamiento de fluidos. Trabajando a temperaturas cercanas al cero absoluto, el físico soviético Pyotr Kapitsa encuentra que el helio líquido tiene propiedades de superfluido; fluye casi sin ninguna fricción interna, exhibiendo comportamientos bizarros como una tendencia a escalar espontáneamente fuera de su envase.
1938-1939
Se observa la fisión nuclear en el uranio. Los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann detectaron “elementos livianos” en el uranio irradiado con neutrones; la física austriaca Lise Meitner (fugada de los nazis) y su sobrino Otto Frish explican este resultado como una fisión nuclear.
1939
Vuela el primer helicóptero diseñado para la producción en masa. Después de su fracaso al construir un helicóptero viable en 1909-1910, el ingeniero aeronáutico ruso Igor Sikorsky usa los nuevos conocimientos en aerodinámica para construir y volar exitosamente su helicóptero VVS-300.
1942
Se usa el microscopio de electrones para examinar un virus. Los electrones, debido a su comportamiento ondulatorio, tienen asociada una longitud de onda. En el microscopio electrónico, inventado por el ingeniero alemán Ernst Ruska, un haz de electrones de onda corta examina una muestra con más alta resolución que la que ser obtenida con un microscopio óptico. En 1942, Salvador Edward Luria, un biólogo italoestadounidense, usa el dispositivo para tomar imágenes de un virus de tamaño 10-7 metros.
1942
Comienza a operar el primer reactor nuclear. Debajo de las galerías del estadio de fútbol de la Universidad de Chicago, un equipo encabezado por el físico italoestadounidense Enrico Fermi inició la primera reacción en cadena de fisión nuclear controlada, en una “pila atómica” que contenía uranio y grafito.
1942
Se produce el elemento plutonio y se aísla el uranio–235. Se realizan dos descubrimientos fundamentales en Estados Unidos, basados en tecnología militar. Glenn Seaborg y sus colegas bombardearon uranio en un ciclotrón y produjeron el elemento plutonio fisionable, uno de los nueve elementos nuevos más pesados que el uranio que Seaborg ayudaría a . John Dunning y sus colaboradores mostraron que el uranio-235 es una forma fisionable del uranio y desarrollaron un método para aislar este isótopo. El plutonio-239 y el uranio-235 llegaron a ser esenciales para la producción de la bomba atómica.
1944
Se resuelve un problema básico de magnetismo. El químico noruego-estadounidense Lars Onsager desarrolla una ingeniosa descripción matemática del modelo Ising, una simulación en dos dimensiones de un magneto compuesto por muchos pequeños magnetos atómicos. Más tarde, este probó ser útil en el análisis de otros sistemas complejos, como los gases adheridos a superficies sólidas y las moléculas de hemoglobina que transportan oxígeno.
1946
Se inventa la datación con carbono (carbono 14). El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el decaimiento del carbono 14 radiactivo. La datación por radiocarbono es certera para eventos de más de 50 000 mil años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e investigadores de la Tierra.
1946
Se completa el primer computador electrónico digital programable. El computador ENIAC (iniciales en inglés de Integrador y Comparador Numérico Electrónico), basado en tubos al vacío, entra al servicio de la Universidad de Pensylvania. Sus características básicas son: una máquina electrónica, digital y programable, características que aun son esenciales en los modernos computadores.
1947
Se termina el primer gran radiotelescopio. Delineando sobre el pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky, y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radiotelescopio de 218 pies de diámetro, en Jodrell Bank (Inglaterra).
1947
Se inventa el transistor. Los físicos estadounidenses John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain inventan el transistor, un amplificador electrónico compuesto por pequeñas piezas de material semiconductor. Este es el precursor del circuito integrado y de los chips de memoria.
1947
Se descubre el pión. Con métodos fotográficos, el físico británico Cecil Frank Powell encuentra evidencia en los rayos cósmicos estudiados del mesón pi o pión, una partícula predicha por Yukawa en 1935.
1948
Se formula la teoría moderna de luz y electrones, electrodinámica cuántica. Los físicos estadounidenses Richard Feynman y Julian Schwinger y el físico japonés Sin-Itiro Tomonaga, desarrollan la electrodinámica cuántica (QED), la primera teoría completa de la interacción de fotones y electrones.
1949
Se modela el núcleo atómico. La física alemana-estadounidense María Goeppert Mayer y Hans Jensen, en Alemania, describen que el núcleo atómico está constituido por capas esféricas de neutrones y protones. Esto explica la especial estabilidad del núcleo. Aunque en realidad, la estabilidad del núcleo biene dada por los bosones intermediarios de la fuerza nuclear fuewrte que los constituyen. Sin olvidar que, el núcleo tiene carga positiva y se estabiliza cuando es rodeado por el mismo número de electrones que protones tiene, y, al ser los electrones partículas de carga negativa, equilibra el átomo en general.
1949
Se inventa la memoria de núcleo magnético para computadorEl ingeniero estadounidense Jay Forrester, quien trabajaba para la Armada de Estados Unidos, concibe el uso de pequeños anillos que se pueden magnetizar en el norte o sur para representar los números binarios 1 ó 0. Su memoria de centro de ferrito, tridimensional y de alta velocidad, llega a ser un hito en el diseño de computadores.
1950
Se publica investigación pionera en física de plasmaEn electrodinámica cósmica, el astrofísico sueco Hannes Alfvén resume su temprano en física del plasma, el estudio de los gases ionizados, que se relaciona con fenómenos del campo magnético de la Tierra como la aurora boreal, la ciencia del espacio, y con investigaciones posteriores en fusión nuclear.
1951
Se construye el primer computador electrónico comercialLos ingenieros estadounidenses John Mauchly y John Eckert construyeron el Univac I (Universal Automatic Computer I) con 5 mil tubos al vacío y almacenamiento de en cinta magnética. En 1952, un computador Univac recopiló la votación presidencial de Estados Unidos, anticipando el triunfo de Dwight Eisenhower.
1952
Se analiza el ADN usando rayos XLa físico-química británica Rosalind Franklin realiza estudios del ADN utilizando rayos X. Estos estudios se usan luego para establecer la estructura del ADN.
1952-1953
Se concibe y construye el precursor del láserEl físico estadounidense Charles H. Townes y sus colegas soviéticos Alexander Mikhailovich Prokhorov y Nikolai Gennadiyevich Basov sugieren en independiente una forma de inducir a las moléculas para que emitan microondas intensas y coherentes. Townes construyó y le dio al primer maser (término proveniente de las iniciales en inglés de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation [amplificación de microondas mediante radiación de emisión estimulada]).
1953
Se propone la estructura de doble hélice para el ADNEl biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos británicos, junto con el biólogo estadounidense James Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la compleja molécula orgánica que codifica la información genética: el ADN.
1954
Se inventa la celda solarCientíficos de los laboratorios Bell desarrollan la celda fotovoltaica, un dispositivo de silicio que usa luz solar para generar una corriente eléctrica.
1954-1956
Nace la fibra óptica
El físico holandés Abraham van Heel descubre que un revestimiento de película mejora la transmisión de luz por fibras de vidrio, lo que conduce al rápido desarrollo de tecnología. En 1956, el ingeniero indio Narinder Kapany acuña el término “fibras ópticas”.
1956-1957
Se derriba una ley fundamental de las partículas elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus imágenes en un espejo deberían comportarse en idéntica. Después de que dos físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang, propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo liderado por un tercer físico estadounidense de origen chino, Chien-Shiung Wu, confirmó la predicción.1957Se lanza la primera nave espacial orbitalEn una asombrosa hazaña que puso inicio a la era espacial, la Unión Soviética lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por el Sputnik II, de 1.000 libras.
1957
Se explica la superconductividadEl equipo estadounidense conformado por John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer resuelve el viejo acertijo de la superconductividad, descubierta en 1911. Ellos mostraron que los electrones en superconductores forman pares cuyas propiedades cuánticas les permiten viajar sin perder energía.1958Se inventa el circuito integradoRobert Noyce, de la Fairchild Semiconductor Corporation, y Jack Kilby, de Texas Instruments, inventaron en independiente el circuito integrado, que incorpora muchos transistores y otros en un solo chip hecho del semiconductor silicio (el primer circuito integrado de Kilby).
1958
Se usa el ultrasonido por primera vez en aplicaciones médicasInspirado en el éxito del sonar antisubmarino durante la Segunda Guerra Mundial, el obstetra británico Ian Donald comienza a usar ondas de sonido de alta frecuencia para examinar fetos en mujeres embarazadas. técnica de ultrasonido evita los riesgos de los rayos X y se comienza a usar ampliamente en obstetricia y otras aplicaciones médicas.
1958-1962
Se exploran y aplican los túneles cuánticos.
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, de Sony Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras consideradas impenetrables por la física clásica, en el dispositivo electrónico “diodo túnel”.
En 1962, Brian Josephson, estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge, descubre que los pares de electrones pueden perforar un túnel dos superconductores separados, un efecto que se usa en pruebas de sensibilidad magnética en geología, medicina y física.
1959
Se predice y confirma un efecto cuántico.
El físico estadounidense David Bohm y el estudiante graduado israelí Yakir Aharonov predijeron que un campo magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón en una no admitida por la física clásica. El efecto Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica.
1960
Se construye el primer láserEn la compañía aeronáutica Hughes, el físico estadounidense Theodore Maiman extrae una brillante y altamente concentrada luz de color muy puro de un cilindro de rubí. El láser es un producto de la teoría cuántica y pronto se usa en un amplio rango de aplicaciones comerciales.
1962
Se inventan los láser semiconductoresInvestigadores de GE, IBM y del Laboratorio Lincoln del MIT descubren que los dispositivos diodos basados en el semiconductor arseniuro de galio (GaAs) convierten la energía eléctrica en luz. En la década de 1990, se fabricaron billones de láser semiconductores año para usarlos en telecomunicaciones y reproductores de CD.
1963
Se descubren los quásaresEl astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente distante. Este es el primer quasar conocido, un objeto que se ve similar a una estrella, pero más brillante que algunas galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros negros gigantes.
1964
Se postula la existencia de los quarksLos teóricos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig postulan en independiente la existencia de los quarks, partículas con cargas eléctricas que son fracciones de las cargas de los electrones, como los ladrillos de protones, neutrones y otras partículas de interacción fuerte. Esto introduce un nuevo orden dentro del mundo subatómico.
1965
Ley de MooreGordon Moore, cofundador de Intel Corporation, nota que el de elementos activos que se pueden en un chip de computador se duplica cada 18 meses. La regla conocida como ley de Moore continúa vigente por más de tres décadas. Para fines del siglo XX, algunos chips contendrían más de 109 transistores.
1966
Se demuestra la potencialidad del vidrio como medio eficaz de transmisión a larga distancia (fibra óptica)Charles Kao y George Hockham, de los Laboratorios Standard Communications, de Inglaterra, publican un artículo que demuestra teóricamente qu
…
La Historia sigue hasta llegar a nuestros días y, desde el año 1.966 hasta la fecha, son muchos los sucesos, descubrimientos e inventos que se han realizado. Sin embargo, hemos querido dejar aquí un recuerdo del pasado que, por gentileza del Programa Explora chileno, podéis disfrutar hoy aquí.
Feb
18
¡Nuestras Mentes!…¡ ¿Llegaremos a comprenderlas alguna vez?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en La Mente - Filosofía ~ Comments (0)
Una parte de la ciencia estudia la estructura y la evolución del Universo: La cosmología.
La cosmología observacional se ocupa de las propiedades físicas del Universo, como su composición física referida a la química, la velocidad de expansión y su densidad, además de la distribución de Galaxias y cúmulos de galaxias. La cosmología física intenta comprender estas propiedades aplicando las leyes conocidas de la física y de la astrofísica. La cosmología teórica construye que dan una descripción matemática de las propiedades observadas del Universo basadas en esta comprensión física.
La cosmología también tiene aspectos filosóficos, o incluso teológicos, en el sentido de que trata de comprender por qué el Universo tiene las propiedades observadas. La cosmología teórica se basa en la teoría de la relatividad , la teoría de Einstein de la gravitación. De todas las fuerzas de la naturaleza, la gravedad es la que tiene efectos más intensos a escalas y domina el comportamiento del Universo en su conjunto.
El espacio-tiempo, la materia contenida en el Universo con la fuerza gravitatoria que , los posibles agujeros de gusano y, nuestras mentes que tienen conocimientos de que todo esto sucede o puede suceder. De manera que, nuestro consciente (sentimos, pensamos, queremos obrar con conocimiento de lo que hacemos), es el elemento racional de personalidad humana que controla y reprime los impulsos del inconsciente, para desarrollar la capacidad de adaptación al mundo exterior.
Al ser conscientes, entendemos y aplicamos nuestra razón natural para clasificar los conocimientos que adquirimos mediante la experiencia y el estudio que aplicamos a la realidad del mundo que nos rodea. Claro que, no todos podemos percibir la realidad de la misma manera, las posibilidades existentes de que el conocimiento de esa realidad, responda exactamente a lo que ésta es en sí, no parece .
Descartes, Leibniz, Locke, Berkeley, Hume (que influyó decisivamente en Kant), entre otros, construyeron una base que tomó fuerza en Kant, para quien el conocimiento arranca o nace de nuestras experiencias sensoriales, es decir, de los datos que nos suministra nuestros cinco sentidos, pero no todo en él procede de esos datos. Hay en nosotros dos fuentes o potencias distintas que nos capacitan , y son la sensibilidad (los sentidos) y el entendimiento (inteligencia). Esta no puede elaborar ninguna idea sin los sentidos, pero éstos son inútiles sin el entendimiento.
A todo esto, para mí, el conocimiento está inducido por el . La falta y ausencia de interés aleja el conocimiento. El interés puede ser de distinta índole: científico, social, artístico, filosófico, etc. (La gama es tan amplia que existen conocimientos de todas las posibles vertientes o direcciones, hasta tal punto es así que, nunca nadie lo podrá saber todo sobre todo). Cada uno de nosotros puede elegir sobre los conocimientos que prefiere adquirir y la elección está adecuada a la conformación individual de la sensibilidad e inteligencia de cada cual.
Lo que ocurría allá arriba, siempre despertó en nosotros y curiosidad
También se da el caso de personas que prácticamente, por cuestiones genéticas o de otra índole, carecen de cualquier por el conocimiento del mundo que les rodea, sus atributos sensoriales y de inteligencia funcionan a tan bajo rendimiento que, sus comportamientos son casi-animales (en el sentido de la falta de racionalidad), son guiados por la costumbre y las necesidades primarias: comer, dormir…
El polo opuesto lo encontramos en múltiples ejemplos de la historia de la ciencia, donde personajes como Newton, Einstein, Riemann, Ramanujan y tantos otros (cada uno en su ámbito del conocimiento), dejaron la muestra al mundo de su genio .
Pero toda la realidad está encerrada en una enorme burbuja a la que llamamos Universo y que encierra todos los misterios y secretos que nosotros, seres racionales y conscientes, persiguen.
Todo el mundo sabe lo que es la conciencia; es lo que nos abandona cada noche cuando nos dormimos y reaparece a la mañana siguiente cuando nos despertamos. Esta engañosa simplicidad me recuerda lo que William James escribió a finales del siglo XIX sobre la atención:”Todo el mundo sabe lo que es la atención; es la toma de posesión por la mente, de una forma clara e intensa, de un hilo de pensamiento de entre simultáneamente posibles”. Más de cien años más tarde somos muchos los que creemos que seguimos sin tener una comprensión de fondo ni de la atención, ni de la conciencia que, desde luego, no creo que se marche cuando dormimos, ella no nos deja nunca.
La falta de comprensión ciertamente no se debe a una falta de atención en los círculos filosóficos o científicos. Desde que René Descartes se ocupara del problema, pocos han los temas que hayan preocuado a los filósofos tan persistentemente como el enigma de la conciencia.
Para Descartes, como para más de dos siglos después, ser consciente era sinónimo de “pensar”: el hilo de pensamiento de James no era otra cosa que una corriente de pensamiento. El cogito ergo sum, “pienso, luego existo”, que formuló Descartes como fundamento de su filosofía en Meditaciones de prima philosophía, era un reconocimiento explícito del papel central que representaba la conciencia con respecto a la ontología (qué es) y la epistemología (qué conocemos y cómo le conocemos).
Claro que tomado a pie juntillas, “soy consciente, luego existo”, nos conduce a la creencia de que nada existe más allá o fuera de la propia conciencia y, por mi parte, no estoy de acuerdo. Existen muchísimas cosas y hechos que no están al alcance de mi conciencia. Unas veces por imposibilidad física y otras por imposibilidad intelectual, lo es que son muchas las cuestiones y las cosas que están ahí y, sin embargo, se escapan a mi limitada conciencia.
Todo el entramado existente alrededor de la conciencia es de una complejidad enorme, de hecho, conocemos mejor el funcionamiento del Universo que el de nuestros propios cerebros. ¿Cómo surge la conciencia como resultado de procesos neuronales particulares y de las interacciones entre el cerebro, el cuerpo y el mundo? ¿Cómo pueden explicar estos procesos neuronales las propiedades esenciales de la experiencia consciente ?
Cada uno de los estados conscientes es unitario e indivisible, pero al mismo tiempo cada persona puede elegir entre un ingente de estados conscientes distintos.
Muchos han los que han querido explicar lo que es la conciencia. En 1.940, el gran neurofisiólogo Charles Sherrington lo intento y puso un ejemplo de lo que él pensaba sobre el problema de la conciencia. Unos pocos años más tarde también lo intentaron otros y, antes, el mismo Bertrand Russell hizo lo propio, y, en todos los casos, con más o menos acierto, el resultado no fue satisfactorio, por una sencilla razón: nadie sabe a ciencia cierta lo que en verdad es la conciencia y cuales son sus verdaderos mecanismos; de hecho, Russell expresó su escepticismo sobre la capacidad de los filósofos para alcanzar una respuesta:
“Suponemos que un proceso fisico da comienzo en un objeto visible, viaja hasta el ojo, donde se convierte en otro proceso físico en el nervio óptico y, finalmente, produce algún efecto en el cerebro al mismo tiempo que vemos el objeto donde se inició el proceso; pero este proceso de ver es algo “mental”, de naturaleza totalmente distinta a la de los procesos físicos que lo preceden y acompañan. Esta concepción es tan extraña que los metafísicos han inventado toda suerte de teorías con el fin de sustituirla con algo menos increíble”.
Está claro que en lo más profundo de ésta consciencia que no conocemos, se encuentran todas las planteadas o requeridas mediante preguntas que nadie ha contestado.
Al comienzo mencionaba el cosmos y la gravedad junto con la consciencia y, en realidad, con más o menos acierto, de lo que estaba tratando era de hacer ver que todo ello, es la misma cosa. Universo-Galaxia-Mente. Nada es independiente en un sentido global, sino que son de un todo y están estrechamente relacionados.
Una Galaxia es simplemente una parte pequeña del Universo, nuestro planeta es, una mínima fracción infinitesimal de esa Galaxia, y, nosotros mismos, podríamos ser comparados (en a la inmensidad del cosmos) con una colonia de bacterias pensantes e inteligentes. Sin embargo, todo forma parte de lo mismo y, aunque pueda dar la sensación engañosa de una cierta autonomía, en realidad todo está interconectado y el funcionamiento de una cosa incide directamente en las otras.
Pocas dudas pueden caber a estas alturas de que, el hecho de que podamos estar hablando de estas cuestiones, es un milagro en sí .
Después de millones y millones de años de evolución, se formaron las conciencias primarias que surgieron en los animales conciertas estructuras cerebrales de cierta (aunque limitadas) complejidad que, podían ser capaces de construir una escena mental, pero con capacidad semántica o simbólica muy limitada y careciendo de un verdadero lenguaje.
La conciencia de orden (que floreció en los humanos y presupone la coexistencia de una conciencia primaria) viene acompañada de un sentido de la propia identidad y de la capacidad explícita de construir en los estados de vigilia escenas pasadas y futuras. Como mínimo, requiere una capacidad semántica y, en su forma más desarrollada, una capacidad lingüística.
Los procesos neuronales que subyacen en nuestro cerebro son en realidad desconocidos y, aunque son muchos los y experimentos que se están realizando, su complejidad es tal que, de momento, los avances son muy limitados. Estamos tratando de conocer la máquina más compleja y perfecta que existe en el Universo.
Si eso es así, resultará que después de todo, no somos tan insignificantes como en un principio podría parecer, y solo se trata da tiempo. En su momento y evolucionadas, nuestras mentes tendrán un nivel de conciencia que estará más allá de las percepciones físicas tan limitadas. Para entonces, sí estaremos totalmente integrados y formando parte, como un todo, del Universo que ahora presentimos.
El carácter de la conciencia me hace adoptar una posición que me lleva a decidir que no es un objeto, sino un proceso y que, desde este punto de , puede considerarse un ente digno del estudio científico perfectamente legítimo.
La conciencia plantea un problema especial que no se encuentra en otros dominios de la ciencia. En la Física y en la Química se suele explicar unas entidades determinadas en función de otras entidades y leyes. Podemos describir el agua con el lenguaje ordinario, pero podemos igualmente describir el agua, al menos en principio, en términos de átomos y de leyes de la mecánica cuántica. Lo que hacemos es conectar dos niveles de descripción de la misma entidad externa (uno común y otro científico de extraordinario poder explicativo y predictivo. Ambos niveles de descripción) el agua líquida, o una disposición particular de átomos que se comportan de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica (se refiere a una entidad que está fuera de nosotros y que supuestamente existe independientemente de la existencia de un observador consciente.
En el caso de la conciencia, sin embargo, nos encontramos con una simetría. Lo que intentamos no es simplemente comprender de qué manera se puede explicar las conductas o las operaciones cognitivas de otro ser humano en términos del funcionamiento de su cerebro, por difícil que esto parezca. No queremos simplemente conectar una descripción de algo externo a nosotros con una descripción científica más sofisticada. Lo que realmente queremos hacer es conectar una descripción de algo externo a nosotros (el cerebro), con algo de nuestro interior: una experiencia, nuestra propia experiencia individual, que nos acontece en tanto que observadores conscientes. Intentamos meternos en el interior o, en la atinada ocurrencia del filósofo Tomas Negel, qué se siente al ser un murciélago. Ya sabemos qué se siente al ser nosotros mismos, qué significa ser nosotros mismos, pero queremos explicar por qué somos conscientes, saber qué es ese “algo” que no s hace ser como somos, explicar, en fin, cómo se generan las cualidades subjetivas experienciales. En suma, deseamos explicar ese “Pienso, luego existo” que Descartes postuló como evidencia primera e indiscutible sobre la cual edificar toda la filosofía.
Ninguna descripción, por prolija que sea, logrará nunca explicar cabalmente la experiencia subjetiva. Muchos filósofos han utilizado el ejemplo del color para explicar este punto. Ninguna explicación científica de los mecanismos neuronales de la discriminación del color, aunque sea enteramente satisfactorio, bastaría para comprender cómo se siente el proceso de percepción de un color. Ninguna descripción, ninguna teoría, científica o de otro tipo, bastará nunca para que una daltónica consiga experimentar un color.
En un experimento mental filosófico, Mary, una neurocientífica del futuro daltónica, lo sabe todo acerca del visual y el cerebro, y en particular, la fisiología de la discriminación del color. Sin embargo, cuando por fin logra recuperar la visión del color, todo aquel conocimiento se revela totalmente insuficiente comparado con la auténtica experiencia del color, comparado con la sensación de percibir el color. John locke vio claramente este problema hace mucho tiempo.
Pensemos por un momento que tenemos un amigo ciego al que contamos lo que estamos viendo un día soleado del mes de abril: El cielo despejado, limpio y celeste, el Sol allí arriba esplendoroso y cegador que nos envía su luz y su calor, los árabes y los arbustos llenos de flores de mil colores que son asediados por las abejas, el aroma y el rumor del río, cuyas aguas cantarinas no cesan de correr transparentes, los pajarillos de distintos plumajes que lanzan alegres trinos en sus vuelos por el ramaje que se mece movido por una brisa suave, todo esto lo contamos a nuestro amigo ciego que, si de pudiera ver, comprobaría que la experiencia directa de sus sentidos ante tales maravillas, nada tiene que ver con la pobreza de aquello que le contamos, por muy hermosas palabras que para hacer la descripción empleáramos.
La mente humana es tan compleja que, no todos ante la misma cosa, vemos lo mismo. Nos enseñan figuras y dibujos y nos piden que digamos (sin pensarlo) la primera cosa que nos sugiere. De entre personas solo coinciden tres, los otro siete divergen en la apreciación de lo que el dibujo o la figura les sugiere.
Esto nos viene a demostrar la individualidad de pensamiento, el libre albedrío para decidir. Sin embargo, la misma , realizada en grupos de conocimientos científicos similares y específicos: Físicos, matemáticos, químicos, etc. hace que el número de coincidencias sea más elevada, más personas ven la misma respuesta al problema planteado. Esto nos sugiere que, la mente, está en un estado virgen que cuenta con todos los elementos necesarios para dar respuestas pero que necesita experiencias y aprendizaje para desarrollarse.
¿ Debemos concluir entonces que una explicación científica satisfactoria de la conciencia queda para siempre fuera de nuestro alcance? ¿O es de manera posible romper esa barrera, tanto teórica como experimental, para resolver las paradojas de la conciencia?
Todavía no sabemos encajar las piezas
La respuesta a estas y otras preguntas, en mi opinión, radica en reconocer nuestras limitaciones actuales en este del conocimiento complejo de la mente, y, como en la Física cuántica, existe un principio de incertidumbre que, al menos de momento (y creo que en muchos cientos de años), nos impide saberlo todo sobre los mecanismos de la conciencia y, aunque podremos ir contestando a preguntas parciales, alcanzar la plenitud del conocimiento total de la mente no será nada sencillo, entre otras razones está el serio inconveniente que su nosotros mismos, ya que, con nuestro que hacer podemos, en cualquier momento, provocar la propia destrucción.
Una cosa si está clara: ninguna explicación científica de la mente podrá nunca sustituir al fenómeno real de lo que la propia mente pueda .
¿ Cómo se podría comparar la descripción de un con sentirlo, vivirlo física y sensorialmente hablando ?
Hay cosas que no pueden ser sustituidas, por mucho que los analistas y especialistas de publicidad y márketin se empeñen, lo auténtico siempre será único. Es curioso cómo funciona la Naturaleza. Si miramos unos millones de protones, electrones o neutrones, no podemos ver ninguna diferencia en ninguno de ellos, todos son exactamente iguales. Sin embargo, nosotros los Humanos, somos siete mil millones y, aunque parecidos, nunca podremos encontrar a dos seres iguales, ni físicamente ni mentalmente tampoco, Cada uno de nosotros tiene su propio mundo en su Mente.
emilio silvera
Feb
18
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Futuro incierto ~ Comments (1)
El cerebro es capaz de inventar recuerdos de hechos que nunca ocurrieron y visitar lugares que, ¡no sabemos si existirán en alguna parte! Los cien mil millones de neuronas que no dejan de titilar produciendo fogonazos que hacen saltar las ideas que nos llegan, no pocas veces sin saber de dónde, es aún un gran misterio que los estudiosos tratan de resolver. No se ha podido llegar a saber cómo funciona el cerebro humano y su complejidad es tal que, sólo el universo mismo se le podría comparar.
La capacidad humana para aprender, inventar, buscar recursos, y sobre todo, adaptarse a las circunstancias es bastante grande. A lo largo de los últimos milenios Civilizaciones del pasado han demostrado que desarrollarse y constituir sociedades que apuntan maneras de querer hacer bien las cosas. Bueno, al menos esas son las sensaciones que yo he podido percibir.
Aunque examinando la realidad de los hechos y la Historia del pasado, las perspectivas no se cunplieron…, del todo. No se cumplen dichas espectativas. Sociedades democráticas y de derecho –aquellas polis griegas del pasado-, El sueño de un reparto equitativo de la riqueza es una quimera.
Hay cosas de las que, sin ser los responsables directos, nos hacen sentir verguenza
Medio mundo se muere desnutrido y, el otro medio, se muere por la obesidad. Los pueblos, por motivos religiosos, de ocupación de zonas ricas en recursos energéticos y por otras causas que nunca justificaron el resultado, se están matando en pleno comienzo del siglo XXI.
Mientras estos monstruos sean necesarios… ¡Mal van las cosas!
Con tal panorama, nadie podrá negar que la Humanidad, no se ha ganado el derecho a tal nombre, estamos deshumanizados y en pleno proceso de “humanización”. Tenemos ingenios espaciales que nos envían datos de las estrellas, robots que hacen de planetas lejanos y hacen análisis de la composición del terreno de las lunas de Júpiter o Saturno, satélites orbitando la Tierra que nos facilitan las comunicaciones y nos envían los parámetros del tiempo en los rincones más alejados del globo, ordenadores que se programan para que un láser opere un ojo humano o mil maravillas más. Sin embargo, a pesar de todo eso, dentro de nosotros prevalece el instinto animal salvaje que de manera inconciente, nos hace desconfiar de los demás y nos empuja incluso a matar, de inhumana, por defender aquello que consideramos nuestro o que simplemente queremos. Y mientras que sea así, la “Humanidad” no será “humana”…, todavía. Parece que nos falta evolución y que el proceso continúa, aún falta bastante tiempo para alcanzar el nivel que, de manera definitiva, nos distinga de los animales irracionales. De momento, no hemos podido conquistar esa racionalidad que tanta falta nos hace. En algunos aspectos, nos comportamos como auténticos idiotas.
¿Cuántos problemas podríamos solucionar y cuántos programas de investigación podríamos llevar a buen fin, si se destinaran los presupuestos de todos los países del mundo gastados en armas y ejércitos a causas más nobles? Estamos inmersos en una sociedad del miedo, en la que los poderosos, tienen dominado al mundo que se rige por sus intereses, y, la mayoría de las personas, aunque no tienen cadenas ni grilletes los esclavos del pasado, sí tienen otros amarres que los tienen confinados en un mundo de Hipotecas y de trabajos precarios que, de alguna manera, viene a ser lo mismo.
Hoy parece que me he salido del guión científico para explicar el motivo por el cual (guiado por el egoísmo de unos pocos), la Humanidad está dejando de lado su verdadera obligación de avanzar en el sentido del conocimiento para que, llegado el momento, puedamos hacer frente a los terribles problemas que tendremos que resolver. De momento, el más prioritario y terrible de todos es el de conseguir una digna capacidad de vida para nuestros hermanos, tenemos que procurar una digna forma de vida para todos los seres del planeta y que, de manera práctica y efectiva las regiones ricas acudan en ayuda de las regiones pobres del mundo evitando la miseria, el hambre, la enfermedad y la muerte que sin inmutarnos, estamos presenciando, cada día, cómodamente sentados en nuestro confortable sofá viendo y oyendo las horribles noticias que nos llegan esas desgraciadas regiones. Lo más lamentable es que tales sucesos, por su cotidianidad, han pasado a ser parte de nuestras vidas, se toma como algo inevitable que, al estar lejos de nosotros, no nos afecta.
Habrá que despejar las brumas de la mente que nos impiden ver el paisaje. Tenemos que despertar de este terrible sueño, para poder ver la horrible realidad. Tenemos la obligación moral, ética y social de cambiar el actual de las cosas. El mundo no puede seguir así por mucho tiempo.
Un futuro mejor
Sin importar la procedencia familiar, ni el lugar de nacimiento, y teniendo en las capacidades personales de cada uno, todos, sin excepción, recibirán las enseñanzas más adecuadas a sus capacidades. No podemos dejar escapar mentes de inmensa imaginación y poderosas ideas por el simple hecho de no tener los medios para poder desarrolarlas. Recuerdo, en neste punto que, el padre de Newton, era un humilde y pequeño agricultor que ni sabia escribir. Sin embargo, ello no impidió que su hijo destacara como uno de los científicos más grandes de nuestro mundo.
Matemáticos, físicos, químicos, biólogos, astrónomos, o simples peones de factorías, uno será lo que quiera ser, lo que su mente le permita y sus deseos les exijan, hagámos que sea una realidad el tan aireado -pero inexistente- libre albedrio. Dejémos que cada cual pueda elegir su destino y que surjan escritores, músicos pintores o actores. También el espíritu tiene que ser alimentado.
El mejor amigo… ¡Un libro! Allí, lo mismo encontramos bellas historias que hacen volar nuestra imaginación, como las respuestas a preguntas que nadie nos supo contestar. una fantástica aventura, pasando por un poema de amor, hasta el más intrincado secreto de la Naturaleza
Ahora, cada uno de nosotros -por lo general-, tiene lo que ha podido conseguir, no lo que verdaderamente quería. ¿Cuántos magníficos médicos, profesores, ingenieros o físicos no se habrán perdido por falta de apoyo? Tenemos que poner los medios que sean necesarios para que todos podamos ser lo que realmente queremos, una de las bases de la felicidad está en el principio de realizar aquello que más nos atrae. ¿Cuántas veces hemos oído decir… ¡me gusta tanto lo que hago que, más que un , es un gozo!?
Es totalmente cierto, el que hace lo que le gusta no siente el paso del tiempo, se podría pasar horas y horas inmerso en su trabajo, fascinado con lo que llena sus sentidos, mentalmente situado en su mundo particular, sin que nada le pueda distraer, se aísla del entorno y consigue la felicidad a través de lo que hace.
Está claro que la calidad de vida, en todos los aspectos, estará presente allí donde se esté desarrollando una actividad acorde con los deseos de las personas que la llevan a cabo. Quien desarrolla un no deseado se limita a cumplir de cualquier manera, está todo el rato mirando el reloj deseando que la jornada finalice, su rostro refleja el fastidio que la tarea le produce. Por el contrario, quien hace aquello que de verdad le gusta, lo hará a conciencia, buscará la perfección y la belleza en aquello que realiza, y, mientras lo hace, estará tan centrado y concentrado en su trabajo que, para un atento observador, parciera que está fuera de este mundo, fuera del entorno, sumergido en su propia realidad.
Dicho todo lo anterior, si no conseguimos algún día que todo eso sea una realidad todos, difícilmente lograremos un mundo plenamente desarrollado y habitado por gente felices que, habiendo desarrollado sus intelectos, también, como consecuencia de ello, habrán logrado construir una Sociedad en la que, todos tendrán su lugar y nadie estará ni se sentirá postergado.
¿Cuántos problemas desaparecerán si pudiéramos conseguir eso? Qui´zas algún día lejos, muy lejos aún en el futuro, podremos gozar de un panorama así, en el que todos, tengan la oportunidad de desarrollar sus cualidades y las mentes, plenamente evolucionadas, darán sus ideas que todas las puedan compartir.
¿Que aún falta mucho para que eso llegue -si es que llega algún día-? No tanto como a simple vista nos pueda parecer, el transcurrir del tiempo es inexorable y, lo mismo que todo tuvo un principio, también tendrá un final y, mientras ese final llega, si por el camino podemos alcanzar cosas buenas…, mucho mejor. Cuando me pongo a escribir y a dejar mis ideas por ahí, escritas en las hojas de papel de una libreta, o, en éstas mismas páginas del Blog… Pienso que:
“El gráfico representa un modelo de manguera de un espacio-tiempo de dimensiones más altas de Kaluza-Klein, donde la longitud, o mejor, la dimensión a lo largo de la longitud de la manguera representa el 4-espacio-tiempo normal, y la dimensión alrededor de la manguera representa la dimensión extra “pequeñas” (quizá escala de Planck). Imaginemos un “ser” que habite en mundo, que rebasa estas dimensiones extra “pequeñas”, y por ello no es realmente consciente de ellas.
Es posible que, de la misma manera, también nosotros estémos imposibilitados ver esas dimensiones extra que, sin embargo, nos permita ver más allá de las matemáticas topológicas, más allá de las fluctuaciones de vacío, más allá de los quarks, más allá de las singularidades y… ¿Por qué no decirlo? ¡Más allá de nuestro propio Universo! No podemos olvidarnos de que dentro de varios eones, nuestro Universo podría morir. Estamos obligados a buscar la manera (si existe), de escapar de ese destino fatal.”
“Algo tuyo queda en esas hojas de papel o en las páginas escritas en un blog virtual que, de alguna manera, grita los mensajes que surgen de tu mente”.
Cuando escribo, mis pensamientos recorren los caminos más inesperados, y relaciono cosas que a simple vista nadan tienen que ver con el tema que estoy tratando, pero no es así, todo, de alguna manera, está conectado. Nuestros cerebros son tan complejos que se podrían definir los entes pensante del Universo -en otra ocasión trataremos sobre “La expansión del Universo–La expansión de la mente“, un tema que nos habla de cómo todo evoluciona, cambia y se transforma y, nosotros, no somos ninguna excepción.
¡Ah! Si no podemos aquello que queremos hacer… ¿Dónde queda el libre Albedrío?
No siempre hemos podido elegir el camino a seguir
Así que, al igual que ocurre con el Amor (que nadie puede elegir de quién se podrá enamorar), pasa en los demás estadios de la vida de una persona que, no pocas veces, se ve abocada a situaciones y momentos que cambian su vida sin que nada pueda hacer por remediarlo. Una cosa es nuestra intención y nuestros deseos y otra muy distinta, lo que el destino nos tenga reservado. Cualquier suceso puede cambiar nuestras vidas. Siendo yo pequeño, mi padre fue parte de un terrible suceso. Siendo marinero pescador, en la amdrugada fría y oscura de un día de febrero de hace ya muchos años, el pequeño barco de madera en el que navegaba por las aguas de Cabo Verde, fue embestido por un mercante que lo partío en dos.
Dos días pudo aguantar agarrado a un tablón de su propio barco y, por suerte, los marineros de otro mercante que pasó por allí recogieron y lo llevaron a puerto. Aquella experiencia lo dejó asmático e imposibilitado para poder embarcarse más. Y, siendo aquello lo único que sabía hacer, la familia quedó desampaarada y sin ingresos. En aquellos tiempos no daban subsidios ni pagas por accidentes. Siendo el mayor de los hermanos, aunque un niño en edad de seguir en la escuela, tuve que dejarla y ponerme a trabajar para ayudar en casa y, de ahí, se puede seguir una larga historia que cambió por completo mi vida y también, la de toda mi familia. Un hecho fortuíto, un accidente, cambió nuestro futuro.
¿Quién está exento de que le pase algo similar, de que algún suceso cambie su vida para siempre?
¿El Libre Albedrío? Sí, en una pequeña fracción de nuestros actos, nos permite elegir lo que queremos pero… ¡Nunca podremos hacer todo lo que podamos desear! El Libre Albedrio no existe, es una abstracción, una ilusión de la mente que se nos ha dado para que, no podamos caer en la desesperación al ser consciente de que no somos dueños de nuestros propios destinos. Hacemos todo lo que podemos por conseguir lo deseado y, a vedes, hasta lo podemos conseguir pero… ¡Ahí está lo imprevisto!
emilio silvera
Feb
18
¡Noticia! ¿Una nueva física por “debajo” del cero absoluto?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Noticias ~ Comments (0)
Lo que es normal en invierno para muchas personas, hasta ha sido imposible en la física: Una temperatura por debajo de cero. Para mucha gente, las temperaturas bajo cero en la escala Celsius (grados centígrados) sólo son sorprendentes en verano. En la escala absoluta de temperatura, llamada también escala Kelvin y usada por los físicos, no es posible descender por debajo de cero, al menos no en el sentido de que algo esté más frío que cero grados kelvin.
Según el significado físico de temperatura, la temperatura de un gas está determinada por el movimiento caótico de sus partículas. Cuanto más frío esté el gas, más lentamente se mueven sus partículas. A cero grados Kelvin (273 grados centígrados bajo cero), las partículas dejan de moverse y desaparece todo ese desorden. Por tanto, nada estar más frío que cero grados en la escala Kelvin.
Edificio principal de la Universidad de Múnich
Sin embargo, unos físicos en la Universidad Ludwig-Maximilian de Múnich, y el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, ambas instituciones en Alemania, han creado en el laboratorio un gas atómico que llega a alcanzar valores negativos en la escala Kelvin, siguiendo las definiciones convencionales adoptadas. Estas temperaturas absolutas negativas tienen varias implicaciones aparentemente absurdas: Aunque los átomos en el gas se atraen entre sí y producen una presión negativa, el gas no se colapsa, una conducta también postulada en la cosmología para el efecto principal de la energía oscura.
Con la ayuda de temperaturas absolutas negativas, se podría, hipotéticamente hablando, crear motores térmicos capaces de proezas imposibles en el mundo físico conocido, por ejemplo un motor de combustión con una eficiencia termodinámica superior al 100 por cien.
Para convertir al agua en vapor, hay que suministrar energía. A medida que el agua se calienta, las moléculas de agua incrementan su energía cinética y en promedio se mueven cada vez más rápido. Sin embargo, las moléculas individuales poseen energías cinéticas distintas, muy lentas hasta muy rápidas. Los estados de baja energía son más comunes que los de alta energía, es decir, sólo unas pocas partículas se mueven con mucha rapidez. En física, esta distribución se conoce como Distribución de Boltzmann. El equipo de físicos de Ulrich Schneider e Immanuel Bloch ha dado ahora con un gas en el que esta distribución está invertida: muchas partículas poseen energías altas, y sólo unas pocas tienen energías bajas. Esta inversión de la distribución de energía implica que las partículas han asumido, al menos en ese aspecto, una temperatura absoluta negativa.
La Distribución de Boltzmann invertida es el sello distintivo de la temperatura absoluta negativa, y esto es lo que Schneider y Bloch han logrado. Sin embargo, el gas no está más frío que cero grados Kelvin, sino más caliente, otra aparente paradoja.
Como mejor se puede ilustrar el significado de una temperatura absoluta negativa es con esferas que ruedan en un paisaje en el que los valles representan una energía potencial baja, y las colinas una energía potencial alta. Cuanto más rápido se muevan las esferas, mayor es su energía cinética: Si se parte de temperaturas positivas y se aumenta la energía total de las esferas calentándolas, esas esferas se moverán cada vez más hacia regiones de alta energía. Si fuera posible calentar las esferas hasta una temperatura infinita, las probabilidades de que estuvieran en algún punto del paisaje serían la mismas para cualquier punto, independientemente de la energía potencial. Si en esa situación se pudiera añadir aún más energía y por tanto calentar aún más las esferas, éstas se reunirían preferentemente en estados de alta energía, y estarían aún más calientes que una temperatura infinita. La distribución de Boltzmann se invertiría, y la temperatura sería por tanto negativa. A primera vista, puede parecer extraño que una temperatura absoluta negativa sea más caliente que una positiva. Sin embargo, esto es simplemente una consecuencia de la definición histórica de Temperatura Absoluta; si estuviera definida de manera diferente, contradicción aparente no existiría.
La temperatura en el espacio exterior, según todas las mediciones de satélites de microondas, es de -270,43ºC (2,72 Kelvin) y los átomos y moléculas se mueven más despacio que están en un medio más caliente.
Esta inversión de la población de estados de energía no es posible en el agua o en cualquier otro sistema natural, ya que el sistema tendría que absorber una cantidad infinita de energía, algo imposible. Sin embargo, si existiera un límite superior para la energía de las partículas, como sería el caso de la cima de la colina en el símil del paisaje de energías potenciales, la situación sería completamente diferente. El equipo de Bloch y Schneider parece que ha dado ahora con un sistema de gas atómico de ese tipo, caracterizado por un límite superior de energía. Este aparente logro es fruto de su en el laboratorio, siguiendo las propuestas teóricas de Allard Mosk y Achim Rosch.
Hipotéticamente, la existencia de materia a temperaturas absolutas negativas tiene toda una serie de implicaciones sorprendentes, de las que destaca la ya citada de un motor de combustión con una eficiencia superior al 100 por cien. Sin embargo, esto no significa que se viole la ley de conservación de la energía. Lo que ocurriría es que el motor no sólo podría absorber energía de un medio más caliente, sino también de uno más frío.
El logro de los físicos de Múnich también podría ser interesante para la cosmología, ya que la conducta termodinámica de la temperatura negativa presenta semejanzas con la llamada energía oscura. Los cosmólogos consideran que la energía oscura es la fuerza misteriosa que acelera la expansión del universo, cuando parece lógico que el cosmos debería contraerse por la atracción gravitatoria todas las acumulaciones de masa del cosmos.
Existe un fenómeno similar en la nube atómica creada en el laboratorio de Múnich: El experimento se basa en el hecho de que los átomos en el gas no se repelen sí como en un gas convencional, sino que sus interacciones son de atracción. Esto significa que los átomos ejercen una presión negativa en vez de una positiva. Como consecuencia, la nube de átomos “quiere” contraerse y debería colapsarse, tal como cabría esperar que pasara con el universo bajo el efecto de la gravedad. Pero debido a la temperatura negativa de la nube de átomos, esto no sucede.
Fuente: NCYT Amazings