¿Viajar por el Tiempo? II

“Frank Wilczek estadounidense de origen polaco e italiano. Junto con David Gross y David Politzer recibió el Premio Nobel de Física 2004 por el descubrimiento de la libertad asintótica en la teoría de la interacción fuerte.”

“La cromodinámica cuántica es una teoría de gauge que describe la interacción entre quarks y gluones. Los quarks son los fermiones de esta teoría y desempeñan un papel análogo a los electrones y neutrinos del modelo electrodébil, los gluones son los bosones de gauge de la teoría, y desempeñan un papel análogo a los fotones en la QED.​ Los gluones son representables mediante un campo de Yang-Mills cuya simetría interna es el grupo SU(3).”

La fuerza nuclear fuerte funciona como un muelle de acero que, cuanto más se estira, más resistencia opone. Así, si los Quarks se quieren separar la fuerza aumenta y no los deja

En cromo-dinámica cuántica, la propiedad de libertad asintótica hace que la interacción entre quarks sea más débil cuanto más cerca están unos de otros (confinación de quarks) y la fuerza crece cuando los quarks tratan de separarse, es la única fuerza que crece con la distancia. Los quarks y los gluones están confinados en una región cuyo valor se define por:

R » ћc /L » 10^{-13 cm.}

En realidad, la única manera de que pudiéramos observar quarks libres, sería en un ambiente con la temperatura del universo primitivo, es la temperatura de desconfinamiento.

No se explicar por qué, se me ha venido a la Mente el Big Crunch que está referido a un estado final de un Universo cerrado de Friedmann  (es decir, uno en el que la densidad excede a la densidad crítica).

“A Alexander Friedmann de Rusia se le acredita el desarrollo de una ecuación dinámica de la expansión del universo en 1920. Este fue un momento en que Einstein, Willem de Sitter de los Países Bajos, y Georges Lemaitre de Francia, también estaban trabajando en ecuaciones para modelar el universo. Friedmann lo desarrolló como una ecuación relativista en el marco de la relatividad general, pero la descripción aquí se limita a una versión no relativista simplificada, basada en las leyes de Newton.

Las formas convenientes de la ecuación de Friedmann con el que examinar la temperatura y el tiempo de expansión para el modelo del Big Bang del universo son:

 

 

 

Además de la densidad y la constante de gravitación G, la ecuación contiene el parámetro de Hubble H, un parámetro de escala R, y un factor k que se llama parámetro de curvatura. El parámetro de curvatura indica si el universo es abierto o cerrado. Las ecuaciones anteriores no especifican la naturaleza de la densidad ρ. No incluyen las posibles interacciones de partículas que no sean la atracción gravitatoria. Tales interacciones de partículas como las colisiones, podrían especificarse en términos de presión, por lo que al modelo anterior se le refiere a veces como un universo “sin presión”. Las versiones más detalladas de la ecuación de Friedman incluyen tales efectos.

Einstein consideró agregar un nuevo término, la famosa (o infame) constante cosmológica que produciría un universo estático.” (La constante cosmológica fue introducida inicialmente por Einstein en 1917 para lograr un universo estático, que coincidía con la concepción del universo reinante en su tiempo. … Edwin Hubble sugirió en 1929 que el universo parecía estar en expansión.)

Dicho universo se expande desde el Big Bang inicial, alcanza un radio máximo, y luego colapsa hacia un Big Crunch, donde la densidad de la materia se vuelve infinita después de que la Gravedad haga parar la expansión de las galaxias que, lentamente al principio, y muy rápidamente después, comenzarán a desplazarse en sentido contrario, desandarán el camino para que toda la materia del universo se junte en un punto, formado una singularidad en la que dejaría de existir el espacio-tiempo. Después del Big Crunch debería haber otra fase de expansión y colapso, dando lugar a un universo oscilante.  universo que se va y universo que viene.

Nuestros orígenes se pierden en la noche de los tiempos. Han tenido que pasar muchos eones desde que, los materiales “fabricados en las estrellas” pasaran a ser constituyentes de lo que sería nuestra especie después de evolucionar, desde la “materia inerte” hasta la consciencia y los pensamientos.

Según un estudio serio y profundo llevado a cabo por un equipo de científicos, han podido llegar a la conclusión de que, el Humano y el Chimpancé, tienen un ancestro común del que salió las dos ramos de éstas especies. El Ancestro no era ni Homo ni Pan, y, de él divergieron ambas especies que, mientras que una de ellas envía naves al Espacio Interestelar, la otra, sigue en la rama de los árboles.

No dejamos de hacernos preguntas queriendo saber, si estamos aquí por el Azar de la confluencia de una serie de parámetros difíciles de juntar, o, por el contrario puede existir algo superior que nos trajo para un propósito pre-determinado.

Pero, nosotros ¿Qué pintamos aquí?

¡Mirado así no parece que seamos gran cosa!

Antes de pasar a otros temas, retomemos el de los viajes en el tiempo y las paradojas que pueden originar.

Una versión de la máquina del tiempo de Thorne consiste en dos cabinas, cada una de las cuales contiene dos placas de metal paralelas. Los intensos cambios eléctricos creados entre cada par de placas de metal paralelas (mayores que cualquier cosa posible con la tecnología actual) rizan el tejido del espacio-tiempo, creando un agujero en el espacio que une las dos cabinas.

Una cabina se coloca entonces en una nave espacial y es acelerada a velocidades próximas a la de la luz, mientras que la otra cabina permanece en la Tierra. Puesto que un agujero de gusano puede conectar dos regiones des espacio con tiempos diferentes, un reloj en la cabina de la nave marcha más despacio que un reloj en la cabina de la Tierra. Debido a que el tiempo transcurriría a diferentes velocidades en los dos extremos del agujero de gusano, cualquiera que entrase en un extremo del agujero de gusano sería instantáneamente lanzado al pasado o al futuro.

Aunque en la película Contac, la intrépida viajera fue y regresó…

Parece que la función de las placas metálicas paralelas consiste en generar la materia o energía exótica necesaria para que las bocas de entrada y salida del agujero de gusano permanezcan abiertas y, como la materia exótica genera energía negativa, los viajeros del tiempo no experimentarían fuerzas gravitatorias superiores a 1g, viajando así al otro extremo de la galaxia e incluso del universo o de otro universo paralelo de los que promulga Stephen Hawking. En apariencia, el razonamiento matemático de Thorne es impecable conforme a las ecuaciones de Einstein.

Esa materia exótica de energía negativa

Pero ¿Qué repercusión tendría esa energía negativa en el cuerpo humano?

Normalmente, una de las ideas básicas de la física elemental es que todos los objetos tienen energía positiva. Las moléculas vibrantes, los vehículos que corren, los pájaros que vuelan, los niños jugando tienen todos energía positiva. Por definición, el espacio vacío tiene energía nula. Sin embargo, si podemos producir objetos con “energías negativas” (es decir, algo que tiene un contenido de energía menor que el vacío), entonces podríamos ser capaces de generar configuraciones exóticas de espacio y tiempo en las que el tiempo se curve en un circulo.

El espacio se curva y junta dos regiones lejanas para que el viajero llegue en poco Tiempo

Este concepto más bien simple se conoce con un nombre que suena complicado: la condición de energía media débil (average weak energy condition, o AWEC). Como Thorne tiene cuidado en señalar, la  AWEC debe ser violada; la energía debe hacerse temporalmente negativa para que el viaje en el tiempo tenga éxito. Sin embargo, la energía negativa ha sido históricamente anatema para los relativistas, que advierten que la energía negativa haría posible la antigravedad y un montón de otros fenómenos que nunca se han visto experimentalmente.

Pero Thorne señala al momento que existe una forma de obtener energía negativa, y esto es a través de la teoría cuántica.

En 1.948, el físico holandés Hendrik Casimir demostró que la teoría cuántica puede crear energía negativa: tomemos simplemente dos placas de metal paralelas y descargadas ordinariamente, el sentido común nos dice que estas dos placas, puesto que son eléctricamente neutras, no ejercen ninguna fuerza entre sí. Pero Casimir demostró que, debido al principio de incertidumbre de Werner Heisenberg, en el vacío que separa estas dos placas existe realmente una agitada actividad, con billones de partículas y antipartículas apareciendo y desapareciendo constantemente. Aparecen a partir de la “nada” y vuelven a desaparecer en el “vacío”. Puesto que son tan fugaces, son, en su mayoría, inobservables, y no violan ninguna de las leyes de la física. Estas “partículas virtuales” crean una fuerza neutra atractiva entre estas dos placas que Casimir predijo que era medible.

Cuando Casimir publicó el artículo, se encontró con un fuerte escepticismo. Después de todo, ¿Cómo pueden atraerse dos objetos eléctricamente neutros, violando así las leyes normales de la electricidad clásica? Esto era inaudito. Sin embargo, en 1.985 el físico M. J. Sparnaay observó este efecto en el laboratorio, exactamente como había predicho Casimir. Desde entonces (después de un sin fin de comprobaciones), ha sido bautizado como el efecto Casimir.

Claro que, poner la placa en nuestra parte del agujero sería fácil. Sin embargo, ¿Cómo llegaremos al otro extremo para situar la placa, si se encuentra a varios años luz de la entrada?

Una manera de aprovechar el efecto Casimir mediante grandes placas metálicas paralelas descargadas, sería el descrito para la puerta de entrada y salida del agujero de gusano de Thorne para poder viajar en el tiempo.

Los círculos entrecruzados daban vueltas a mucha velocidad creando el campo requerido de la primera puerta… ¿Quién hacía mover la puerta de llegada?

Por el momento, al no ser una propuesta formal, no hay veredicto sobre la máquina del tiempo de Thorne. Su amigo, Stephen Hawking, dice que la radiación emitida en la entrada del agujero sería suficientemente grande como para contribuir al contenido de materia y energía de las ecuaciones de Einstein. Esta realimentación de las ecuaciones de Einstein distorsionaría la entrada del agujero de gusano, incluso cerrándolo para siempre. Thorne, sin embargo, discrepa en que la radiación sea suficiente para cerrar la entrada.

Aquí es donde interviene la teoría de supercuerdas. Puesto que la teoría de supercuerdas es una teoría completamente mecano-cuántica que incluye la teoría de la relatividad general de Einstein como un subconjunto, puede ser utilizada para calcular correcciones a la teoría del agujero de gusano original.

En principio nos permitiría determinar si la condición AWEC es físicamente realizable, y si la entrada del agujero de gusano permanece abierta para que los viajeros del tiempo puedan disfrutar de un viaje al pasado.

Nuestra línea de universo resume toda nuestra historia, desde que nacemos hasta que morimos. Cuanto más rápido nos movemos más se inclina la línea de universo. Sin embargo, la velocidad más rápida a la que podemos viajar es la velocidad de la luz. Por consiguiente, una parte de este diagrama  espacio-temporal está “prohibida”; es decir, tendríamos que ir a mayor velocidad que la luz para entrar en esta zona prohibida por la relatividad especial de Einstein, que nos dice que nada en nuestro universo puede viajar a velocidades superiores a c.

El viaje al Pasado… ¡Por muchas vueltas que le doy, es imposible! El Pasado ya no está, y, viajar a un lugar que no existe… Por otra parte, suponiendo que se pudiera… ¿Cuántas paradojas podrían crearse para cambiar el Futuro de ese Pasado? Y, viajar al Futuro (que tan poco existe… Digamos que los Viajes en el Tiempo es un juego imaginativo de nuestras Mentes.

Antes comentaba algo sobre disfrutar de un viaje al pasado pero, pensándolo bien, no estaría yo tan seguro. Rápidamente acuden a mi mente múltiple paradojas que, de una u otra especie han sido narradas, principalmente por escritores de ciencia-ficción que, por lo general, son los precursores del futuro.

Si viajar en el tiempo finalmente pudiera ser posible, cosas parecidas a esta locura ¡”podrían ocurrir”!

La naturaleza no sólo es más extraña de lo que suponemos; es más extraña de lo que podamos suponer.

I. B. S. Haldane

emilio silvera

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