En concreto, la energía es una cantidad que depende de cómo midamos las distancias y los intervalos de tiempo. Un automóvil de prueba que choca a gran velocidad contra una pared de ladrillos tiene obviamente energía. No obstante, si el veloz automóvil se aproxima a la velocidad de la luz, sus propiedades de distorsionan. Se contrae como un acordeón y los relojes en su interior se frenan. Lo que es más importante, Einstein descubrió que la masa del automóvil también aumenta cuando se acelera. Pero, ¿de dónde procede este exceso de masa?, y él concluyó que procedía de la energía.

                                         Nosotros somos energía conectados a la Galaxia

La teoría desarrolla un sistema de matemáticas con el fin de reconciliar estas afirmaciones en aparente conflicto. Una conclusión de la teoría es que la masa de un cuerpo, m, aumenta con su velocidad. Einstein también concluyó que si un cuerpo pierde energía L, su masa disminuirá en L/c². Einstein generalizó esta conclusión al importante postulado de que la masa de un cuerpo es una medida de su contenido en energía, de acuerdo con su ecuación m=E/c² que, en su versión más conocida es E=mc².

Esto tuvo consecuencias perturbadoras. Dos de los grandes descubrimientos de la física del siglo XIX fueron la conservación de la masa y la conservación de la energía; es decir, la masa total y la energía total de un sistema cerrado, tomados por separado, no cambian. Por ejemplo, si el coche veloz choca contra el muro de ladrillos, la energía del automóvil no desaparece, sino que se convierte en energía sonora del choque, energía cinética de los fragmentos de ladrillo que vuelan por los aires, energía calorífica, y así sucesivamente. La energía total (y la masa total) antes y después del choque es la misma.

  Inmensas energías de una explosión supernova han transformado los elementos simples en otros más complejos

Sin embargo, Einstein decía ahora que la energía del automóvil podría convertirse en masa (un nuevo principio de conservación que decía que la suma total de la masa y la energía debe siempre permanecer constante). La materia no desaparece repentinamente, ni la energía brota de la nada. En este sentido, la materia desaparece sólo para liberar enormes cantidades de energía o viceversa.

Cuando Einstein tenía 26 años, calculó exactamente cómo debía cambiar la energía si el principio de la relatividad era correcto, y descubrió la relación E = mc². Puesto que la velocidad de la luz al cuadrado (c²) es un número astronómicamente grande, una pequeña cantidad de materia puede liberar una enorme cantidad de energía. Dentro de las partículas más pequeñas de materia hay un almacén de energía, más de un millón de veces la energía liberada en una explosión química. La materia, en cierto sentido, puede verse como un depósito casi inagotable de energía; es decir, la materia es en realidad energía condensada.

Einstein supo ver que las dimensiones más altas tienen un propósito: unificar los principios de la naturaleza. Al añadir dimensiones más altas podía unir conceptos físicos que, en un mundo tridimensional, no tienen relación, tales como la materia y la energía o el espacio y el tiempo, que gracias a la cuarta dimensión de la relatividad especial, quedaron unificados.

Desde entonces, estos conceptos los tenemos que clasificar no por separado, sino siempre juntos como dos aspectos de un mismo ente materia-energía por una parte y espacio-tiempo por otra. El impacto directo del trabajo de Einstein sobre la cuarta dimensión fue, por supuesto, la bomba de hidrógeno, que se ha mostrado la más poderosa creación de la ciencia del siglo XX, claro que en contra del criterio de Einstein, que era pacifista y nunca quiso participar en proyectos de esta índole.

Einstein completó su teoría de la relatividad con un segundo trabajo, que al menos en parte, estaba inspirado por lo que se conoce como principio de Mach; la guía que usó Einstein para crear esta secuela final y completar su teoría de la relatividad general.

“El principio de Mach es una hipótesis sobre la naturaleza de las fuerzas inerciales expresada por primera vez por el físico Ernst Mach en 1893. Este principio se enuncia de la siguiente forma:

La inercia de cualquier sistema es el resultado de su interacción con el resto del Universo. En otras palabras, cada partícula del universo ejerce una influencia sobre todas las demás partículas.”

Einstein enunció que la presencia de materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor. Ésta es la esencia del principio físico que Riemann no logró descubrir: la curvatura del espacio está directamente relacionada con la cantidad de energía y materia contenida en dicho espacio. Esto, a su vez, puede resumirse en la famosa ecuación de Einstein, que se denota:

Esta ecuación engañosamente corta es uno de los mayores triunfos de la mente humana. De ella emergen los principios que hay tras los movimientos de las estrellas y galaxias, los agujeros negros, el Big Bang, y seguramente, el propio destino del universo.

Hace tiempo ya que estamos pretendiendo subir la escalera que nos lleve hasta el secreto universal de la energía

Es curiosa la similitud que se da entre la teoría del electromagnetismo y la relatividad general; mientras que Faraday experimentó y sabía los resultados, no sabía expresarlos mediante las matemáticas, y apareció Maxwell que finalmente formuló la teoría.

Einstein, al igual que Faraday, había descubierto los principios físicos correctos, pero carecía de un formulismo matemático riguroso suficientemente potente para expresarlo (claro que Faraday no era matemático, y Einstein sí lo era). Carecía de una versión de los campos de Faraday para la gravedad. Irónicamente, Riemann tenía el aparato matemático, pero no el principio físico guía, al contrario que Einstein. Así que finalmente fue Einstein el que pudo formular la teoría con las matemáticas de Riemann.

                                                                           Faraday y Maxwell

“¡Qué extraño sería que la teoría final se descubriera durante nuestra vida! El descubrimiento de las leyes finales de la naturaleza marcará una discontinuidad en la historia del intelecto humano, la más abrupta que haya ocurrido desde el comienzo de la ciencia moderna del siglo XVII. ¿Podemos imaginar ahora cómo sería?”

https://youtu.be/zyaveVWKniw

¿Es la belleza un principio físico?

                                 

La teoría de supercuerdas nos da una formulación convincente de la teoría del universo, sin embargo, el problema fundamental radica en que una comprobación de dicha teoría está más allá de nuestras posibilidades actuales. De hecho, la misma teoría predice que la unificación de todas las fuerzas ocurre a la energía de Planck, o 10¹⁶ miles de millones de electronvoltios, que como sabéis, es alrededor de mil billones de veces mayor que las energía actualmente disponibles en nuestros aceleradores de partículas.

Ya he comentado otras veces que el físico David Gross (el de más edad de los miembros conocidos como el cuarteto de cuerdas y autores de la teoría llamada la cuerda heterótica) dijo en una ocasión: “El coste de generar esta fantástica energía necesitaría el dinero de las tesorerías de todos los países del mundo juntos, y quizá no llegara. Es verdaderamente astronómico.“

Siendo así, de momento estamos condenados a no poder verificar experimentalmente este motor (parado) que haría marchar el vehículo de la física. La teoría deca-dimensional está paralizada en dos sentidos: el económico y técnico y el matemático. El primero por falta de dinero que nos pudiera construir aceleradores tan potentes (el LHC sólo cumple parte de nuestros deseos) como para descubrir la partícula de Higgs, los quarks e incluso las cuerdas vibrantes, esos previsibles y minúsculos objetos primordiales que conforman la materia. En segundo lugar, las formulaciones matemáticas complejas que, según parece, aún no se han inventado. Parece que hoy, ni siquiera Witten o Perelman conocen el secreto de los números mágicos que nos puedan llevar hasta el final del camino iniciado por Einstein y Kaluza-Klein.

Aunque llegar hasta las cuerdas no será nada fácil, particularmente opino que la teoría de cuerdas nos dará muchas alegrías y que en ella están las respuestas a muchas preguntas que no sabemos contestar. Es cierto que no puede ser verificada al tener la energía necesaria para ello. Sin embargo, hay indicios de que las cuerdas pueden estar ahí, a la espera de que las podamos encontrar.

Dentro del mundo de la física los hay de todas las opiniones: en contra y a favor. Es famosa la postura detractora del Nobel Sheldon Glashow de Harvard; no quiere ni oír hablar de la teoría de supercuerdas a la que califica de física de teatro.

Otros muchos, la mayoría, como Murray Gell-Mann, Steven Weinberg (ambos premios Nobel) o el mismo E. Witten (medalla Field), opinan lo contrario y ven en esta teoría de dimensiones más altas el futuro de la física. Simplemente se trata de que, dicha teoría, nos ha llegado por casualidad mucho antes de lo que correspondía.

Los trabajos de Gabriele Veneziano (Florencia, 1942) son pioneros en uno de los temas estrella de la física teórica, la teoría de cuerdas, que permite desarrollar escenarios alternativos al Big Bang, mediante la existencia del tiempo y del espacio desde siempre.

La teoría de cuerdas se inventó a finales de los sesenta, y pasados los años se ha visto que era un escenario donde era posible describir al mismo tiempo la materia, el espacio y el tiempo, y de esa manera resolver un problema que se plantea en la teoría de la relatividad de Einstein. El mismo Einstein dedicó muchos años a intentar reconciliar su teoría de la relatividad con la mecánica cuántica. No lo consiguió, en su tiempo ni existían las matemáticas necesarias para ello, y, de hecho, aún seguimos esperando que aparezcan.

Ya sabemos que en física toda teoría debe ser verificada, una y otra vez, en uno y otro lugar, experimentalmente, obteniendo siempre el mismo resultado; es la única manera de que sea aceptada por la comunidad científica. Mientras tanto, la teoría no es fiable y queda a la espera de ser comprobada, verificada sin ningún lugar para la duda.

Pero, ¿se puede recrear la creación?

Sí, somos tan osados que ahí, debajo de ese círculo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), situado cerca de Ginebra por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), (formando un anillo de 27 kilómetros de circunferencia a 100 metros de profundidad, estamos pretendiendo recrear lo que en aquellos momentos (de la creación) pasó.

La teoría de supercuerdas trata de eso. Quiere explicarnos todos los misterios del universo a partir de ese primer momento, ¡la creación! ¿Cuántas y cuántas páginas no habré leído y escrito sobre estos temas fascinantes de los secretos del universo, las fuerzas que lo rigen, la materia de las galaxias y de los objetos que lo pueblan? No podría decirlo. Sin embargo, hay una cosa que sí puedo decir: ¡cuanto más profundizo en estas cuestiones, cuanto más conocimientos adquiero, más fascinación siento, y desde luego, mi capacidad de asombro persiste!

             El LHC no es suficiente para generar las energías necesarias para llegar a las cuerdas

Qué lástima que no se construya un super-colisionador superconductor , que encontrara los vestigios subatómicos que mostrara una señal característica de la supercuerda, tal como la supersimetría. Claro que, no creo que hoy por hoy podamos ser capaces de construir un “monstruo” semejante que  pudiera sondear la distante energía de Planck (10¹⁹ GeV), pero sí podría habernos ofrecido una evidencia muy fuerte (aunque indirecta) de la corrección de la teoría de supercuerdas.

Ese super-colisionador fue un proyecto fallido que se hubiese completado en las afueras de Dallas, Texas, hubiera contado con un tubo gigantesco de 85 Km de circunferencia rodeado de enormes bobinas magnéticas. Lanzaría protones a velocidades muy cercanas a la de la luz, que viajarían en el sentido de las agujas del reloj y el sentido contrario, para en un momento dado hacerlos colisionar a una energía de 40 billones de electronvoltios (TeV), generando una intensa ráfaga de residuos subatómicos analizados por detectores que encontrarían partículas exóticas que hubieran arrojado luz sobre la forma esencial de la materia. Los campos magnéticos para guiar los protones y los antiprotones dentro del tubo son tan excepcionalmente grandes (del orden de 100.000 veces el campo magnético de la Tierra) que hubieran sido necesarios procedimientos extraordinarios para generarlos y mantenerlos. Además, el enfriamiento de las bobinas hasta casi el cero absoluto (-273º) y otros problemas hubieran obligado a enormes avances tecnológicos. Sin embargo, la política retiró el proyecto y nos quedamos sin la esperada partícula de Higgs (que ahora busca el LHC), que es la que genera la ruptura de simetría y es por tanto el origen de la masa de los quarks, así que habríamos podido descubrir el origen de la masa mucho antes. Aunque a decir verdad…, no las tenemos todas consigo.

Acordaos de que hace unos días os contaba como allá por el siglo XIX algunos científicos declararon que la composición de las estrellas estaría siempre fuera del alcance del experimento. En 1.825, el filósofo y crítico social francés Auguste Comte, al escribir el Curso de Filosofía, declaraba que nunca conoceríamos las estrellas de otra forma que como inalcanzables puntos de luz en el cielo debido a su enorme distancia de nosotros. Las máquinas del siglo XIX, o de cualquier siglo, argumentaba, no eran suficientemente potentes como para escapar de la Tierra y alcanzar las estrellas.

Así que parecía que el determinar la composición de las estrellas era imposible, y lo curioso es que casi al mismo tiempo, el físico alemán Joseph von Fraunhofer estuviera haciendo precisamente eso. Utilizando un prisma y un espectroscopio pudo descomponer la luz blanca emitida desde las estrellas lejanas y determinar la composición química de dichas estrellas. De la misma manera pudiera, en este mismo instante, estar trabajando un físico-matemático en profundizar en la teoría de supercuerdas y estar formulando otro respetable avance hacia nuestro futuro. Podemos desconfiar pero…negar la posibilidad de algo, sería arriesgado.

Como científico, ingeniero y emprendedor alcanzó logros como el descubrimiento de las “líneas de Fraunhofer” en el espectro óptico de la luz del sol, inventó un nuevo método de manufactura de lentes e inició un negocio de producción de vidrio para microscopios y telescopios. Debido a su carácter multifacético el instituto tecnológico Fraunhofer-Gesellschaft  lleva su apellido.

¿Qué sería de nosotros sin la física?

Tampoco los átomos eran verificables hace dos siglos y llegaron Planck, Einstein,  Bohr, Heisenberg, Schrödinger, Feynman y tantos otros que dejaron todo el misterio al descubierto con la mecánica cuántica que nos puede facilitar datos con una precisión asombrosa.

La topología es probablemente la más joven de las ramas clásicas de las matemáticas. En contraste con el álgebra, la geometría y la teoría de los números, cuyas genealogías datan de tiempos antiguos, la topología aparece en el siglo diecisiete, con el nombre de analysis situs, ésto es, análisis de la posición. No podemos perderla de vista, ahí pueden estar las respuestas de la teoría de cuerdas.

Es la rama de las matemáticas  dedicada al estudio de aquellas propiedades de los cuerpos geométricos que permanecen inalteradas por transformaciones continuas. Es una disciplina que estudia las propiedades de los espacios topológicos y las funciones continuas.  La Topología se interesa por conceptos como proximidad, número de agujeros, el tipo deconsistencia (o textura) que presenta un objeto, comparar objetos y clasificar, entre otros múltiples atributos donde destacan conectividad, compacidad, metricidad, o metrizabilidad, etcétera.

                      Retrato de Leonhard Euler, pintado por Johann Georg Bruker

De todas las maneras, yo no perdería de vista la funciones modulares de Ramanujan, una bella teoría para la teoría de cuerdas supone que cada modo o vibración de una cuerda fundamental representa una partícula elemental distinta, y puede explicar a la vez la naturaleza de la materia y del espacio-tiempo (las partículas en lugar de ser puntuales pasan a ser unidimensionales). Es la primera teoría cuántica de la gravedad: Cuando se calcularon por primera vez las ligaduras de auto-consistencia que impone la cuerda sobre el espacio-tiempo, se observó con sorpresa que las ecuaciones de Einstein ( teoría de la gravedad) emergían de la cuerda, de hecho, el gravitón o cuanto de gravedad era la menor vibración de la cuerda cerrada.

No sabemos todavía por qué la teoría de cuerdas está definida sólo en 10, 11 y 26 dimensiones, aunque parece seguro que esta teoría no podría unificar las fuerzas fundamentales con tan solo tres dimensiones. Las cuerdas se rompen y se forman en el espacio N-dimensional arrastrando con ellas una serie de términos que destruyen las maravillosas propiedades de la teoría. Afortunadamente, estos términos aparecen multiplicados por el factor (N-10), lo que nos obliga a elegir N=10 para eliminarlos.

Los teóricos de cuerdas al intentar manipular los diagramas de lazos KSV ( Kikkawa-Sakita-Virasoro) creados por las cuerdas en interacción encuentran unas extrañas funciones llamadas modulares que aparecen en las ramas más distantes e “inconexas” de las matemáticas((Yutaka Taniyama ( Japón, 1927-1958) observó que cada función modular está relacionada con una curva elíptica. Esto forma la base de la conjetura Taniyama-Shimura que demostró ser una parte importante en la demostración del Último Teorema de Fermat de Andrew Wiles )). Una función que aparece continuamente en la teoría de funciones modulares se denomina función de Ramanujan, en honor al matemático Srinivasa Ramanujan, nacido en 1887 en Erode, India, cerca de Madrás.

Ramanujan ¡Qué personaje misterioso! su mente estaba conformada por teoremas en lugar de por neuronas, y, aunque murió muy joven (como Riemann), sus trabajos del último año de su vida mientras se estaba muriendo, se podría comparar con el trabajo de toda una vida de los 10 mejores matemáticos del mundo. En otra ocasión ya os hablé de este personaje extensamente.

Emilio Silvera Vázquez

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Estamos confinados en un pequeño mundo que tiene una compañera inseparable ( la Luna), El planeta se mueve y, los seres vivos que están situados en distintas regiones, no perciben dichos movimientos que son continuos, y, ni acelera ni desacelera, pasando desapercibido para nosotros. y, así, v9iajando en esta nave espacial natural, llevamos cientos de miles de años mientras que eol inexorable paso del tiempo lo va cambiando todo.

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Algunas veces, cuando a solas pienso más profundamente en nuestra presencia en el mundo que habitamos, en el recorrido que ha hecho nuestra especie hasta llegar hasta aquí, en la inmensa lucha contra los elementos y las circunstancias adversas que hemos tenido que superar, sobre todo, esa enorme carga que llevamos sobre nosotros: ¡la ignorancia!, que no pocas veces nos lleva a comportamientos irracionales y contrarios a nuestros propios intereses. ¡Tantas esperanzas y sueños! Cuando, en realidad, no somos dueño de nuestro destino como especie que siempre ha estado en poder de la Naturaleza que nos creó. Las estrellas brillan en el cielo, ajenas a nuestra presencia. En realidad estamos en manos del Azar y nada impide que en cualquier momento, un gran asteroide venido del espacio pueda acabar con nuestra especie y toda la vida que pulula sobre nuestro planeta.

En las actuales circunstancias, SOS ÁFRICA focaliza su acción en la región semiárida de Kenya donde la hambruna y la sequía condicionan la vida de miles de personas en esta y en otras muchas partes del mundo. No todo son grandes ciudades y abundancia.

“Con los avances tecnológicos de hoy parecería imposible que no sepamos cuándo va a hacer erupción un volcán…Pero cuando se trata de este ubicado en el noroeste de Wyoming, es exactamente el caso.

El supervolcán ubicado en el Parque Nacional Yellowstone conocido como la Caldera Yellowstone ha estado esperando a hacer erupción por los últimos miles de años… y nadie sabe cuándo se activará.

Los científicos están constantemente estudiando el volcán porque si hace erupción, podría ser un evento desastroso para millones de personas. Esto es lo que ocurriría en caso de una erupción en el futuro cercano.

Probablemente habría un terremoto, o varios, antes de la erupción. Todo el país se cubriría de cenizas. Para que el magma y la lava alcancen la superficie, muchas rocas deben romperse. Si el súper-volcán hiciera erupción, tendríamos señales de aviso con semanas y meses de antelación a la explosión.

La caldera se desmoronaría y abriría un inmenso hueco en la Tierra.

 

 

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos (¿racionales?) de extinguirse así mismos, agotar los recursos, propagar infecciones letales y venenos mortales, hacer pruebas nucleares con la propia Naturaleza y un sin fin de locuras más, lo cierto es que también, aparte de los peligros que aquí nos acechan, bien sean naturales o artificiales, lo cierto es que, las amenazas externas nos acechan.

Los movimientos de cometas y asteroides constituyen una seria amenaza para el desarrollo y la continuidad de la vida inteligente en sus primeras etapas. Los impactos no son infrecuentes y en el pasado lejano han tenido efectos catastróficos sobre nuestro planeta, la Tierra. Somos afortunados por estar doblemente protegidos de estos impactos: por nuestra pequeña y cercana vecina, la Luna, y por nuestro vecino lejano y gigante Júpiter que tiene una masa mil veces mayor que la Tierra y está situado en las afueras del Sistema solar donde su poderosa atracción gravitatoria puede capturar objetos errantes que se dirigen hacia el interior.

El Hubble pudo captar ésta imagen de los fragmentos del cometa Schumacher-Levy 9 que cayeron sobre Júpiter y tomaron la instantánea de las “heridas” producidas en la superficie del gigante.

En el siglo XX tuvimos dos impactos importantes en la Tierra, uno en América del Sur y el otro en Tunguska, al norte de Rusia. Hemos estado haciendo trampas con la ley de los promedios pero, un día, nuestra suerte cambiará. Y, aunque es cierto que algunos gobiernos están haciendo esfuerzos económicos en proyectos encaminados a seguir y vigilar las trayectorias de algunos grandes meteoritos sospechosos, lo cierto es que el paso del tiempo acerca, de manera inexorable, el acontecimiento hacia nosotros, dado que en última instancia será inevitable.

“Todavía hoy los científicos continúan dilucidar este misterioso impacto, o más bien explosión. Por que el objeto en cuestión explosionó a unos cinco kilómetros de altura sobre la tierra dejando su marca radial sobre los bosques rusos. Científicos italianos aseguran haber descubierto un posible cráter abierto por el objeto extraterrestre que chocó con la Tierra en la región siberiana de Tunguska en 1908. Los investigadores afirman, en la revista de geología ‘Terra Nova’, que el lago Cheko, situado a 8 kilómetros del epicentro de la explosión, llena el cráter producido por el choque de un fragmento de la roca.”

Cien años han pasado de la explosión de origen desconocido que arrasó una zona de 50 kilómetros de diámetro en Tunguska, una remota zona de Siberia, explosión que se conoce con el nombre de evento de Tunguska. Esta explosión fue tan potente que fue detectada por sismógrafos en toda Asia y Europa e incluso llegaron a medirse en Londres las variaciones de presión atmosférica que causó.

A la fecha (al menos que yo sepa), sólo una sonda ha visitado un Asteroide que se Acerca a La Tierra. Se trata de la sonda NEAR-Shoemaker (Near Earth Asteroid Rendezvous), NASA, USA. Fue lanzada el 17 de Febrero de 1996 con destino final en el asteroide de tipo orbital amor 433 Eros. Su peso total era de 805 kilogramos. En Febrero de 1998 pasó por Eros sin ponerse en órbita. El 14 de Febrero de 2000 entró en órbita alrededor de Eros y el 12 de Febrero de 2001 descendió (!!) suavemente sobre él.

La sonda sobrevivió al aterrizaje y transmitió una serie de imágenes desde la superficie de este AAT. Se observaban bloques de rocas en un suelo polvoriento semejante al de nuestra Luna. Esta sonda contaba con espectrógrafos ópticos, infrarrojos, de rayos X y Gamma, magnetómetros, una cámara óptica multiespectral y un radar láser.

Algunos de estas rocas llegan a tener más de mil kilómetros (Asteroide 1 Ceres. Algunos, como el conocido por el nombre de Ida llegan a tener hasta su propia pequeña luna llamada Dáctil. ¿Os imagináis lo que sería la caída de uno de estos monstruos sobre nuestras cabezas?

Curiosamente, estas intervenciones externas sobre la evolución de la Tierra tienen otra cara. Es cierto que pueden producir extinciones globales de una inmensa gravedad y retrasar la evolución de la complejidad en millones de años. Pero, en ciertas circunstancias pueden tener un efecto positivo y acelerador sobre la evolución de formas de vida inteligente.

El suceso que, según todos los indicios, dio lugar a la extinción de los dinosaurios por la caída de un objeto espacial en la provincia del Yucatán hace ahora 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica. Lo cierto es que, la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo. Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral .

La desaparición de los dinosaurios, junto con otras muchas formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos. Además limpió algunos nichos de competidores por los recursos naturales. Todo aquello estimuló una rápida aceleración del desarrollo de la diversidad. Quizás esos impactos desempeñen un papel vital en la puesta en marcha de nuevos mecanismos evolutivos cuando, las formas de vida se ven atascadas en caminos poco prometedores.

Si repasamos los desastres ocurridos en 2.017 podremos ver que, en algunas regiones, las cosas están cambiando. Hay que asumir esa realidad de que no podemos controlar la Naturaleza, estamos a su merced y no contamos con los medios que nos puedan preservar de éstos eventos.

¿Quién sabe? Pudiera ser que sin impactos, los procesos de desarrollo pueden establecerse en un camino estable pero poco prometedores y con extinciones sistemáticas se posibilitan mutaciones y cambios que, de otra manera, nunca llegarían a producirse. Hemos oído muchas veces esa expresión que dice: ¡La Naturaleza es sabia! Pero, por otra parte, se me hace muy cuesta arriba pensar que ninguna de las estrellas que titilan en el firmamento, se puedan preocupar de nuestra efímera existencia aquí en la Tierra.

               La soledad no es buena para ningún Ser vivo, necesitamos de los demás

Resulta muy difícil imaginar un organismo con vida que logre sobrevivir completamente aislado de otras formas de vida. Las necesidades orgánicas de todos los seres vivos vuelve el contacto con otras especies una condición sine qua non para poder sobrevivir en lo que conocemos como ecosistemas, los cuales se definen, justamente, por la interacción de varias formas de vida.

La existencia de un ser vivo que logre vivir completamente independiente del resto de formas de vida es algo que podríamos a priori enmarcar en el contexto de la ciencia ficción. Sin embargo, un reciente descubrimiento que tuvo lugar en Sudáfrica ha dejado boquiabierta a la ciencia.

A ciencia cierta (aunque le adjudiquemos al meteorito caído en el Yucatán todo el “mérito”), no sabemos, con plena certeza el motivo de aquella extinción. Algunos estudios dicen que fue el cambio de la atmósfera, el oxígeno el que acabó con ellos. Lo cierto es que, su desaparición nos sacó de un callejón sin salida y otras especies pudieron prosperar.

Unas condiciones duras y rápidamente cambiantes podrían estimular la adaptación y acelerar los procesos evolutivos incrementando la diversidad que es el mejor seguro de vida que puede tener un planeta contra la extinción total de su biología por un impacto futuro. Claro que, no lo veríamos de la misma manera si fuéramos dinosaurios. Por otra parte, la vida es persistente y, como se puede leer debajo de la imagen de arriba, hasta aislada insiste en estar presente.

Por otra parte y de manera independiente de los posibles sucesos naturales que nos puedan amenazar, nuestra imaginación también crea otros que, según los rumores… pudieran ser ciertos. Tal es el caso del Planeta X, Hercóbulus, El 12º Planeta, Nibiru, son diferentes nombres que existen desde antiguo para designar a un extraño y destructor cuerpo celeste, que forma parte del Sistema Solar vecino de Tylo, pero que sin embargo su órbita tan elíptica y tan larga le lleva a cruzarse con nuestro Sistema Solar cada 3660 años.

El paso del planeta X, cruzándose por dentro de nuestro Sistema Solar, crearía unos efectos devastadores en La Tierra, encendiendo volcanes, terremotos, tsunamis, lluvias de fuego, etc… pues tendría que acercarse a unos 14 millones de millas de La Tierra, que astronómicamente se puede considerar como una distancia peligrosamente próxima.

La órbita elíptica de Nibiru, un planeta rojizo, más grande que Júpiter, le lleva a atravesar nuestro Sistema solar causando desequilibrios apocalípticos en la Tierra. Hercóbulus tiene un tamaño bastante grande, entre 2 y 5 veces mayor que Júpiter, con lo que la fuerza de este planeta gigante altera electromagnéticamente y gravitacionalmente, a todos los niveles, a nuestro planeta; su polo norte ejerce una gran influencia magnética al acercarse al polo norte de La Tierra, momento en el que ambos cuerpos se repelen magnéticamente y se produce una gran sacudida geo-magnética que cambia los polos en La Tierra.

Esto explicaría que la civilización humana transcurre y evoluciona en el tiempo mediante periodos cíclicos, de aproximadamente cada 4 milenios, siendo una de las visitas indeseables de Nibiru la causante de la desaparición del continente de la Atlántida. según todas estas leyendas, se calcula que el paso de Nibiru cerca de La Tierra, hacia el año 2012 (decían), podría ocasionar la muerte de 2/3 de la población mundial. (Ya tenemos aquí “hecha realidad” la predicción maya).

¡Qué gente!

Lo cierto es que no tenemos que ir tan lejos para poder constatar in situ, los cambios que los desastres naturales pueden producir en nuestro entorno que, con cada suceso catastrófico se ve transformado y hay cosas que desaparecen para dejar pasos a otras nuevas… La vida incluida.

Los cráteres volcánicos, como parece ser el caso, están frecuentemente llenos de agua de lluvia y freáticas, formando lagos. Suele ocurrir que, tras una erupción volcánica, sean destruidos miles de kilómetros cuadrados de terreno a su alrededor y cambien por completo la orografía de la zona. Parece imposible pensar que la Naturaleza pueda recuperarse tras un acontecimiento de este tipo, sin embargo, las primeras muestras de vida vegetal aparecen a unos escasos tres meses del acontecimiento en los campos cubiertos por las cenizas ricas en minerales. Poco tiempo después, vuelven los animales y la vida, se reanuda, como si allí, nada hubiese pasado.

Así es la Naturaleza, y, como tantas veces se dijo aquí, algo se destruye para hacer posible que algo nuevo surja a la vida. Cuando una estrella muere crea las condiciones necesarias para que otras surjan a la vida. La eterna rueda de los ciclos del Universo que, una y otra vez, reproduce los acontecimientos para que todo siga igual pero… diferente. Y, aunque os parezca una paradoja, así es el ritmo del Universo en el que todo muere para que todo pueda seguir el ritmo evolutivo que la Naturaleza impone.

Emilio Silvera Vázquez

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Está claro que todas estas ideas son fruto de la imaginación, y, muy alejadas de la realidad en el Presente. Sin embargo, si echamos una mirada hacia atrás en el Tiempo, si miramos todos los avances conseguidos en los últimos 300 años ¿Qué se podría pensar de lo que se logrará en el Futuro?

Hiperespacio, Agujeros de Gusano, “Doblar” el Espacio-Tiempo, de tal manera que, estrellas lejanas se acerquen a nosotros para poder llegar a ellas sin recorrer la distancia física que nos separa. ¿Quién puede saber lo que la mente humana podrá alcanzar “mañana”?

Lo que sí es cierto y no podemos poner en duda es el hecho de que, la Ciencia, seguirá intentando llegar a esas distancias (ahora inalcanzables), buscando atajos que burlen (que no vencer), a la velocidad de la luz en el vacío, ese límite que impone el Universo que, cuando se intenta sobrepasar, ocurren cosas extrañas.

Emilio Silvera Vázquez

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“Inicialmente, se presenta, de modo simplificado, el Modelo Estándar como una teoría sofisticada que identifica las partículas elementales y sus interacciones. Después, en el ámbito de esa teoría, se enfocan aspectos – el vacuo no es vacío; partículas desnudas y vestidas; materia oscura y viento oscuro; materia y antimateria; el campo y el bosón de Higgs; neutrinos oscilantes – que pueden ser motivadores desde el punto de vista de la enseñanza y del aprendizaje de la Física. Finalmente, se discute la probable superación de esa teoría por otra más completa.”

                                       

                             

                                         

                                     

La Física actual busca una teoría más amplia que el modelo estándar . Una teoría que dé una descripción completa, unificada y consistente de la estructura fundamental del universo. ¿Será la compleja Teoría de cuerdas, que integra también la interacción gravitatoria?

                          Si finalmente se verificara la Teoría de Cuerdas, el Modelo Estándar estaría en peligro

El modelo estándar es una poderosa herramienta pero no cumple todas las expectativas; no es un modelo perfecto. En primer lugar, podríamos empezar por criticar que el modelo tiene casi veinte constantes que no se pueden calcular. Desde luego, se han sugerido numerosas ideas para explicar el origen de todos estos parámetros o números inexplicables y sus valores, pero el problema de todas estas teorías es que los argumentos que dan nunca han sido enteramente convincentes. ¿Por qué se iba a preocupar la naturaleza de una fórmula mágica si en ausencia de tal fórmula no hubiera contradicciones? Lo que realmente necesitamos es algún principio fundamental nuevo, tal como el principio de la relatividad, pero no queremos abandonar todos los demás principios que ya conocemos.

Ésos, después de todo, han sido enormemente útiles en el descubrimiento del modelo estándar. El mejor lugar para buscar un nuevo principio es precisamente donde se encuentran los puntos débiles de la presente teoría y, construimos máquinas como el LHC para que nos diga lo que no sabemos.

Una regla universal en la física de partículas es que para partículas con energías cada vez mayores, los efectos de las colisiones están determinados por estructuras cada vez más pequeñas en el espacio y en el tiempo. El modelo estándar es una construcción matemática que predice sin ambigüedad cómo debe ser el mundo de las estructuras aún más pequeñas. Pero existen varias razones para sospechar que sus predicciones pueden, finalmente (cuando podamos emplear más energía en un nivel más alto), resultar equivocadas.

Vistas a través del microscopio, las constantes de la naturaleza parecen estar cuidadosamente ajustadas sin ninguna otra razón aparente que hacer que las partículas parezcan lo que son. Hay algo muy erróneo aquí. Desde un punto de vista matemático no hay nada que objetar, pero la credibilidad del modelo estándar se desploma cuando se mira a escalas de tiempo y longitud extremadamente pequeñas, o lo que es lo mismo, si calculamos lo que pasaría cuando las partículas colisionan con energías extremadamente altas. ¿Y por qué debería ser el modelo válido hasta aquí? Podrían existir muchas clases de partículas súper pesadas que no han nacido porque se necesitan energías aún inalcanzables. ¿Dónde está la partícula de Higgs? ¿Cómo se esconde de nosotros el gravitón?

Parece que el Modelo estándar no admite la cuarta fuerza y tendremos que buscar más profundamente, en otras teorías que nos hablen y describan además de las partículas conocidas de otras nuevas que están por nacer y que no excluya la Gravedad. Ese es el Modelo que necesitamos para conocer mejor la Naturaleza.

Claro que las cosas no son tan sencilla y si deseamos evitar la necesidad de un delicado ajuste de las constantes de la naturaleza, creamos un nuevo problema: ¿cómo podemos modificar el modelo estándar de tal manera que el ajuste fino no sea necesario? Está claro que las modificaciones son necesarias, lo que implica que muy probablemente haya un límite más allá del cual el modelo tal como está deja de ser válido. El modelo estándar no será nada más que una aproximación matemática que hemos sido capaces de crear, de forma que todos los fenómenos que hemos observado hasta el presente están reflejados en él, pero cada vez que se pone en marcha un aparato más poderoso, tenemos que estar dispuestos a admitir que puedan ser necesarias algunas modificaciones del modelo para incluir nuevos datos que antes ignorábamos.

Más allá del modelo estándar habrá otras respuestas que nos lleven a poder hacer otras preguntas que en este momento, no sabemos ni plantear por falta de conocimientos.  Si no conociéramos que los protones están formados por Quarks, ¿Cómo nos podríamos preguntar si habrá algo más allá de los Quarks?

El gobierno de Estados Unidos, después de llevar gastados miles de millones de dólares, suspendió la construcción del super-colisionador superconductor de partículas asestando un duro golpe a la física de altas energías, y se esfumó la oportunidad para obtener nuevos datos de vital importancia para el avance de este modelo, que de momento es lo mejor que tenemos.

“Esta relación del modelo estándar se consigue con bosones de Higgs elementales en dobletes electrodébiles; está verificado experimentalmente a más del 1%. Aquí, g y g′ son acoplamientos gauge SU(2) y U(1) y tanθ_W = g′/g define el ángulo de mezcla débil.

La importante idea de una nueva interacción fuerte de gauge de fermiones sin masa en la escala electrodébil F_EW que conducen a la ruptura espontánea de su simetría quiral, de la cual un sugrupo SU(2) ⊗ U(1) es de gauge débil, fue propuesta por primera vez en 1979 por S. Weinberg​ and L. Susskind.​ Este mecanismo “technicolor” es natural ya que no necesita ajuste fino de parámetros.”

Se han estado inventando nuevas ideas, como la supersimetría y el technicolor. Los astrofísicos estarán interesados en tales ideas porque predicen una gran cantidad de nuevas partículas superpesadas, y también varios tipos de partículas que interaccionan ultra-débilmente, los technipiones. Éstas podrían ser las WIMP’s (Weakly Interacting Massive Particles, o Partículas Masivas Débilmente Interactivas) que pueblan los huecos entre las galaxias, y serían así las responsables de la masa perdida que los astrofísicos siguen buscando y llaman “materia oscura”.

Que aparezcan “cosas” nuevas y además, imaginarlas antes, no es fácil. Recordemos cómo Paul Dirac se sintió muy incómodo cuando en 1931 dedujo, a partir de su ecuación del electrón, que debería existir una partícula con carga eléctrica opuesta.

Esa partícula no había sido descubierta y le daba reparo perturbar la paz reinante en la comunidad científica con una idea tan revolucionaria, así que disfrazó un poco la noticia: “Quizá esta partícula cargada positivamente, tan extraña, sea simplemente el protón”, sugirió. Cuando poco después se identificó la auténtica antipartícula del electrón (el positrón) se sorprendió tanto que exclamó: “¡Mi ecuación es más inteligente que su inventor!”. Este último comentario es para poner un ejemplo de cómo los físicos trabajan y buscan caminos matemáticos mediante ecuaciones de las que, en cualquier momento (si están bien planteadas), surgen nuevas ideas y descubrimientos que ni se podían pensar. Así pasó también con las ecuaciones de Einstein de la relatividad general, donde Schwarzschild dedujo la existencia de los agujeros negros.

Se piensa que al principio del comienzo del tiempo, cuando surgió el Big Bang, las energías eran tan altas que allí reinaba la simetría total; sólo había una sola fuerza que todo lo englobaba. Más tarde, a medida que el universo se fue expandiendo y enfriando, surgieron las cuatro fuerzas que ahora conocemos y que todo lo rigen. Tenemos los medios, en los supercolisionadores de partículas, para viajar comenzando por 1.000 MeV, hasta finalizar en cerca de 10¹⁹ MeV, que corresponde a una escala de longitudes de aproximadamente 10^–30 cm. Howard Georgi, Helen Quinn y Steven Weinberg descubrieron que ésta es la región donde las tres constantes de acoplamiento gauge se hacen iguales (U(1), SU(2) y SU(3)); resultan ser lo mismo. ¿Es una coincidencia que las tres se hagan iguales simultáneamente? ¿Es también una coincidencia que esto suceda precisamente en esa escala de longitud? Faltan sólo tres ceros más para alcanzar un punto de retorno. Howard Georgi y Sheldon Glashow descubrieron un modelo genuinamente unificado en el dominio de energías de 10¹⁹ MeV tal que, cuando se regresa de allí, espontáneamente surgen las tres fuerzas gauge tal como las conocemos. De hecho, ellos encontraron el modelo; la fórmula sería SU(5), que significa que el multiplete más pequeño debe tener cinco miembros.

Materia y Energía Oscura… Un Misterio…Sin resolver.

Y, a todo esto, ¿Dónde está esa energía oculta? ¿Y donde la materia? Podemos suponer que la primera materia que se creo en el Universo fue la que llamamos (algún nombre había que ponerle) “Materia Oscura”, esa clase de Ilem o sustancia primera del Universo que mejor sería llamarla invisible, ya que, de no ser así, difícil sería explicar cómo se pudieron formar las primeras estrellas y galaxias de nuestro Universo, ¿Dónde está el origen de la fuerza de Gravedad que lo hizo posible, sino en esa materia escondida?

¡Lo dicho! Necesitamos saber, y, deseo que de una vez por todas, se cumpla lo que dejó dicho Hilbert en su tumba de Gotinga (Alemania): “Tenemos que saber, ¡sabremos!. Pero…

¡Que sea pronto!

Emilio Silvera Vázquez

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