¿Asombrarnos? ¡Tenemos tantos motivos!

No es que el Universo sea más de lo que imaginas, es que siempre será mucho más de lo que puedas imaginar. Sólo podemos imaginar hasta el límite de nuestros conocimientos, y, de ellos, podemos suponer “cosas” que, aunque no vimos nunca, podrían estar en alguna parte. Sin embargo, muchas otras “cosas” nunca podrán ser imaginadas, nuestra ignorancia lo impide.

La ciencia que estudia las leyes que determinan las estructura del Universo con referencia a la materia y la energía de la que está constituida. Se ocupa no de los cambios químicos que ocurren, sino de las fuerzas que existen entre los objetos y las interrelaciones entre la materia y la energía. Tradicionalmente, el estudio se dividía en campos separados: calor, luz, sonido, electricidad y magnetismo y mecánica (Física clásica).

Desde el siglo XX, sin embargo, la Mecánica cuántica y la Física relativista han sido cada vez más importantes; el desarrollo de la Física moderna ha estado acompañado del estudio de la Física atómica, Física nuclear y Física de partículas, molecular…

             Imagen de NGC 4569 y su vecina IC 3583

La Física de cuerpos astronómicos y sus interacciones recibe el nombre de Astrofísica, la Física de la Tierra, recibe la denominación de Geofísica, y el estudio de los aspectos Físicos de la Biología se denomina Biofísica. Tenemos que concluir que sin la Física, no sabríamos cómo es el universo que nos acoge y el por qué del comportamiento de la materia-energía que en él está presente.

Gracias a los aceleradores de partículas hemos podido llegar muy lejos hacia atrás en el tiempo para poder saber sobre cómo se pudo formar y, “suponer” cómo pudo surgir. Cuando llegamos a los 10^-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las condiciones cósmicas son poco conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electro-débil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

Aún no había Carbono que se produciría mucho más tarde, en las estrellas, mediante el efecto triple alfa

En el universo temprano la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo, El roce producían calor y formaron las primeras estrellas a los doscientos millones de años del comienzo del tiempo y, sus cúmulos y aglomerados se convirtieron en las primeras galaxias que, tampoco sabemos a ciencia cierta, que mecanismos pudieron seguir para formarse, ya que, la expansión de Hubble lo impedía, ¿Qué estaba allí presente que generaba la gravedad necesaria para retener toda esa materia? ¿Sería la “materia oscura”?

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 13.700 y 15.000 millones de años, cuando la perfecta simetría -que se pensaba, caracterizó el Universo-, se hizo añicos para dar lugar a las simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que nos trajo las fuerzas y constantes Universales que,  paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que ahora, sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

No todo lo que imaginamos se ajusta a la realidad. Sin embargo… ¡Es lo que más se asemeja a ella!

Realmente, carecemos de una teoría que nos explique lo que pasó en aquellos primeros momentos y, hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo temprano.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10^-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada. Del otro lado de esa puerta está la época de Planck, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

No parece fácil una Teoría que unifique lo grande y lo muy pequeño, es decir la Gravedad de Einstein y el cuanto de Planck. Cuando se plantean problemas lógicos para tratar de unirlas… ¡Aparecen los infinitos! Y, sin embargo, en la Teoría de Cuerdas, parece que subyace una teoría cuántica de la gravedad, ambas teorías, la de Planck y Einstein, conviven allí tan ricamente, sin que los infinitos dichosos aparezcan.

“Rovelli empieza resumiendo la LQG en solo tres ecuaciones cuánticas (ver la figura, omito tratar de explicarlas aquí) que son invariantes Lorentz, que se pueden acoplar a campos de fermiones y de bosones de Yang-Mills, e incluso a una constante cosmológica. Tres ecuaciones sencillas en apariencia pero que representan una física difícil de interpretar. Los símbolos que aparecen en estas ecuaciones tienen connotaciones físicas, pero todavía nadie sabe qué significan realmente. La conjetura de los expertos en LQG es que estas tres ecuaciones se reducen a las ecuaciones de Einstein en el límite clásico, no presentan divergencias ultravioletas y describen la geometría cuántica del espacio-tiempo. Hay que aclarar que las tres ecuaciones que presenta Carlo son una formulación posible de la LQG y que según él son equivalentes a cualquier otra formulación de dicha teoría.”

La fuente: La Ciencia de la Mula Francis

                  Teoría cuántica de Bucles                                             Teoría cuántica de Lazos

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einstein que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla. Cuando los físicos tratan de hermanar las dos teorías… ¡Aquello echa chispas! Y, aunque el problema esté muy bien planteado, las respuestas son un galimatias y aparecen los dichosos infinitos que no se dejan renormalizar. La Mecánica cuántica y la Gravedad no parecen llevarse nada bien y, de esa manera, la fuerza que mantiene unidos los planetas en el Sistema solar, las estrellas en las galaxias y las galaxias en los cúmulos… ¡recorre solitaria el universo!

Claro que, los cien mil millones de neuronas que tenemos en el cerebro (tantas como estrellas en la Vía Láctea), no dejan de generar nuevas ideas que van a la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad, es decir, una teoría en la que puedan convivir todas las fuerzas. Parece que dicha teoría subyace en la no comprobada teoría de cuerdas que, como algunos dicen, es una teoría del futuro para la que no disponemos de los medios necesarios que permita su comprobación empírica, es decir, para verificar dicha avanzada teoría se necesita la energía de Planck (10¹⁹ GeV), y, esa energía, ni en algunas generaciones futuras la podremos obtener.

Esta entrada fue publicada el lunes, 1 de marzo de 2021 a las 7:20 y está clasificada bajo: El Universo y los pensamientos. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.