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¿Otras dimensiones?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Sin categoría    ~    Comentarios Comments (0)

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Georg Bernhard Riemann lo empezó todo. Es el responsable del descubrimiento del espacio multidimensional. Anticipando el siglo siguiente de progreso científico, Riemann fue el primero en afirmar que la naturaleza encuentra su ámbito natural en la geometría del espacio multidimensional, y gracias a su visión inicial, pudieron plasmarse en realidad teorías como las de la relatividad general de Einstein, en cuatro dimensiones, la de Kaluza-Klein, en cinco dimensiones, o la más reciente teoría de cuerdas de diez  y once dimensiones.

                       Espacio curvo de Riemann (II de III)R i e m a n n | Wiki | •Ciencia• Amino

Riemann al contrario que Euclides (2.000 años antes que él), nos trajo la geometría de los espacios curvos

El nombrarlo aquí es sólo cuestión de justicia. No podemos hablar de espacios multidimensionales sin nombrar a Riemann que, nacido el 17 de septiembre de 1826, con su golpe maestro al dar aquella conferencia en la facultad de la universidad de Gotinga en Alemania, dejó pasar un rayo de luz a todas las mentes científicas, no ya de su propio tiempo, sino a las del siglo siguiente.

                                                Matemáticas y sus fronteras

                                                       Universidad de Gotinga en Alemania

Bien es verdad que, de momento, nuestras mentes sólo son capaces de percibir el universo de cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal, con las que cotidianamente nos desenvolvemos. Esto quiere decir que sólo hemos sido capaces de reproducir las dimensiones más altas en la teoría de los números, y nuestras mentes (al menos la mía) por mucho que lo intente, no son capaces de ver un mundo de más dimensiones; no podemos. Tenemos que evolucionar para poder captar ese nuevo universo de más dimensiones que acogería, sin crear problemas, todas las cuestiones científicas hoy antagónicas, como la relatividad general y la mecánica cuántica.

Habitualmente ocurre que podemos tener un genio delante nuestra y no sabemos verlo. Jacob Bronowski escribió:

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El genio de hombres como Newton y Einstein reside en que saben hacer preguntas inocentes y transparentes que resultan tener respuestas revolucionarias.

Einstein era un hombre que podía plantear cuestiones tremendamente simples, como por ejemplo, ¿qué aspecto tendría un rayo de luz si uno pudiera alcanzarlo? Así de sencillas o de complicadas pueden ser las cosas, sólo se trata de quién responda a la pregunta. ¿Cuántos con mejor o peor fortuna han tratado de explicar lo que es el tiempo? Lo vemos o sentimos pasar ante nuestros ojos, transcurre incesante, nos trae en día y la noche una y otra vez, pasan los años con el transcurso del tiempo, ¿pero qué es? ¡Hay tantas cosas que no sabemos explicar que, si lo pensamos, terminamos profundamente frustrados!

  Viajes en el tiempo y otros fenómenos: la teoría de la relatividad - La  Soga | Revista CulturalTeoría de la relatividad especial - Wikipedia, la enciclopedia libre   Teoria de la relatividad especial. by Hiram Tijerina on Prezi NextLas Teorías de la Relatividad, explicadas de forma sencilla en estos 8  vídeos

Ya se ha contado muchas veces que, en 1905, disponiendo de mucho tiempo libre en la oficina de patentes, Einstein analizó cuidadosamente las ecuaciones de campo de Maxwell, le añadió algunos ingredientes de Lorente y Poincaré y fue llevado a postular el principio de la relatividad especial: la velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia en movimiento uniforme. El principio de apariencia inocente es uno de los mayores logros de la mente humana. Algunos han dicho que, junto con la ley de gravitación de Newton, se sitúa como una de las más grandes creaciones científicas de todos los tiempos.

Muchos han sido los aspectos interesantes deducidos a partir de la teoría relativista especial, y el que más ha llamado siempre mi atención es aquel que nos dice que el tiempo es la cuarta dimensión y que las leyes de la naturaleza se simplifican y unifican en dimensiones más altas.

EL ESPACIO EN CUATRO DIMENSIONES (Minkowski), MASA Y ENERGíA: E=mc2Espacio de Minkowski |

Fue Minkowski, un antiguo profesor de Einstein, el que, al leer la teoría de éste, introdujo el concepto de cuarta dimensión referida al tiempo y superó así el concepto de tiempo que se remontaba hasta Aristóteles. El espacio y el tiempo quedaron así irremediablemente unidos como espaciotiempo. Así pasamos de un mundo de tres dimensiones a un universo de cuatro. La mente humana pasó entonces a tener una visión más amplia del universo. También cambiaron conceptos como los de la masa y la energía, que resultaron ser la misma cosa. ¿Y qué decir de la posibilidad real de frenar el paso del tiempo al viajar a velocidades relativistas? ¡Son tantas maravillas!

             Un paseo por el Cosmos: ¿Por qué no podemos ver dimensiones más altas?Gravitación invariante de (A)dS en altas dimensiones - ppt descargar

Para ver cómo dimensiones más altas simplifican las leyes de la naturaleza, recordemos que un objeto tiene longitud, anchura y altura. Puesto que tenemos libertad para girar un objeto 90º, podemos transformar su longitud en anchura y su anchura el altura. Mediante una simple rotación, podemos intercambiar cualquiera de las tres dimensiones espaciales. Ahora bien, si el tiempo es la cuarta dimensión, entonces es posible hacer “rotaciones” que convierten el espacio en tiempo y el tiempo en espacio. Estas rotaciones tetradimensionales son precisamente las distorsiones del espacio y del tiempo exigidas por la relatividad especial. En otras palabras, espacio y tiempo se mezclan de una forma esencial, gobernada por la relatividad. El significado del tiempo como la cuarta dimensión es que pueden hacerse rotaciones entre el tiempo y el espacio de una forma matemáticamente precisa. A partir de entonces, deben ser tratados como dos aspectos de la misma magnitud: el espacio-tiempo. Así han quedado unificadas las leyes de la naturaleza al pasar de tres a cuatro dimensiones.

En qué consiste la 'teoría del todo'? | Tec ReviewTeoría del todo o teoría unificada

                         El sueño de unificar las leyes de la Naturaleza en una Teoría del Todo

La discusión de la unificación de las leyes de la naturaleza fue más bien abstracta, y lo habría seguido siendo si Einstein no hubiese dado el siguiente paso decisivo. Él comprendió que si el espacio y el tiempo pueden unificarse en una sola entidad, llamada espacio-tiempo, entonces quizá la materia y la energía pueden unirse también en una relación dialéctica. Si las reglas pueden contraerse y los relojes pueden frenarse, razonó, entonces cualquier cosa que midamos con regla y relojes también debe cambiar.

Sin embargo, casi todo en el laboratorio de un físico se mide con regla y relojes. Esto significa que los físicos tendrían que recalibrar todas las magnitudes del laboratorio que una vez dieron por hecho que eran constantes.

                                         Alto impacto: un auto perforó una pared tras chocar contra una chata |  Rosario3

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.

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.

Superar la velocidad de la luz significa viajar en el pasado? - QuoraRespuestas (XC): ¿Por qué la masa aumenta con la velocidad? – Ciencia de  Sofá

La masa de un objeto aumenta a medida que incrementa su velocidad y de dónde sale esa masa que se suma. Como la velocidad de la luz es el límite que impone el universo, si el objeto se acerca a c (la velocidad de la luz en el vacío, se irá frenando y, la energía cinética se convierte en masa (E = mc2 )

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.

Teoría M - Wikipedia, la enciclopedia libreLos orígenes de la teoría de supercuerdas II: la primera revolución | La  física en el tiempo | SciLogs | Investigación y Ciencia

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.

No lo parece, pero en la Estación Espacial sí hay gravedad; hay  microgravedad: qué es y por qué es tan importante para hacer cienciaEl Espacio-Tiempo se curva entorno al Observador | Textos Científicos

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 campo  Einstein, de la Relatividad general.

Una ecuación engañosamente corta que 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.

emilio silvera

Las Constantes Naturales y los grandes números

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Sin categoría    ~    Comentarios Comments (0)

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Las constantes de la naturaleza - John D. BarrowLas constantes de la Naturaleza : Blog de Emilio Silvera V.

Dan al Universo su carácter distintivo y lo hace singular, distinto a otros que podría nuestra imaginación inventar. Estos números misteriosos, a la vez que dejan al descubierto nuestros conocimientos, también dejan al desnudo nuestra enorme ignorancia sobre el Universo que nos acoge. Las medimos con una precisión cada vez mayor y modelamos nuestros patrones fundamentales de masa y tiempo alrededor de su invarianza; no podemos explicar sus valores.

Las constantes de la Naturaleza : Blog de Emilio Silvera V.

“La constante de estructura fina de Sommerfeld (símbolo α) es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética. Es una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico es independiente del sistema de unidades usado.

{\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}s}}\div h\nu ={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}s}}\div {\frac {hc}{2\pi s}}={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}\hbar c}}}

En la teoría de electrodinámica cuántica, la constante de estructura fina juega el rol de una constante de acoplamiento, representando la fuerza de la interacción entre electrones y fotones. Su valor no puede predecirse por la teoría, y debe insertarse uno basado en resultados experimentales. De hecho, es uno de los veinte «parámetros externos» en el modelo estándar de física de partículas.”

                Tabla 1. Valores CODATA 2014 recomendados para h,e,k y NA. Entre paréntesis, los valores de las incertidumbres típicas asociadas.

Nunca nadie ha explicado el valor numérico de ninguna de las constantes de la naturaleza. ¿Recordáis el 137? Ese número puro, adimensional, que guarda los secretos del electrón (e), de la luz (c) y del cuanto de acción (h). Hemos descubierto otros nuevos, hemos relacionado los viejos y hemos entendido su papel crucial para hacer que las cosas sean como son, pero la razón de sus valores sigue siendo un secreto profundamente escondido.

Buscar esos secretos ocultos implica que necesitamos desentrañar la teoría más profunda de todas y la más fundamental de las leyes de la Naturaleza: descubrir si las Constantes de la Naturaleza que las definen están determinadas y conformadas por alguna consistencia lógica superior o si, por el contrario, sigue existiendo un papel para el azar.

  • la frecuencia de la transición hiper-fina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133, ΔνCs, es 9 192 631 770 Hz,
  • la velocidad de la luz en el vacío, c, es 299 792 458 m/s,
  • la constante de Planckh, es 6,626 070 15 x 10-34 J s,
  • la carga elemental, e, es 1,602 176 634 x 10-19 C,
  • la constante de Boltzmann, k, es 1,380 649 x 10-23 J/K
  • la constante de Avogadro, NA, es 6,022 140 76 x 1023 mol-1,
  • la eficacia luminosa de la radiación monocromática de 540 x 1012 Hz, Kcd, es 683 lm/W.

Si estudiamos atentamente las Constantes de la Naturaleza nos encontramos con una situación muy peculiar. Mientras parece que ciertas constantes estuvieran fijadas, otras tienen espacio para ser distintas de las que son, y algunas no parecen afectadas por ninguna otra cosa del ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­– o en el – universo.

¿Llegaron estos valores al azar?

¿Podrían ser realmente distintos?

¿Cuán diferentes podrían ser para seguir albergando la existencia de seres vivos en el Universo?

Y si solo puede haber vida en nuestra región de Universo?Constantes universales : Blog de Emilio Silvera V.

Una simple variación en la carga del electrón o en la masa del protón, haría imposible la presencia de vida en nuestro Universo.

En 1986, el libro The Anthropic Cosmological Principle exploraba las diez maneras conocidas en que la vida en el universo era sensible a los valores de las constantes universales. Universos con constantes ligeramente alteradas nacerían muertos, privados del potencial para desarrollar y sostener la complejidad que llamamos vida.

En la literatura científica puede encontrarse todo tipo de coincidencias numéricas que involucran a los valores de las constantes de la naturaleza. He aquí algunas de las fórmulas propuestas (ninguna tomada en serio) para la constante  de estructura fina.

Valor experimental: 1/α = 137’035989561…

  • Lewis y Adams:           1/α = 8π (8π5 / 15)1/3               = 137’384
  • Eddington:                   1/α = (162 – 16) / 2 + 16 – 1   = 137
  • Wiler:                            1/α = (8π4 / 9)(245! / π5)1/4       = 137’036082
  • Aspden y Eagles:         1/α = 108π (8 / 1.843)1/6         = 137’035915

                                                 El estado actual de la teoría M - La Ciencia de la Mula Francis

Por supuesto, si la teoría M da al fin con una determinación del valor de 1/α podría parecerse perfectamente a una de estas fórmulas especulativas. Sin embargo ofrecería un amplio y constante edificio teórico del que seguiría la predicción.

También tendría que haber, o mejor, que hacer, algunas predicciones de cosas que todavía no hemos medido; por ejemplo, las siguientes cifras decimales de 1/α, que los futuros experimentadores podrían buscar y comprobar con medios más adelantados que los que ahora tenemos, a todas luces insuficientes en tecnología y potencia.

Obstinados navegantes en océanos de incertidumbre: LA CUESTIÓN DE LAS  CONSTANTES FÍSICAS DE LA NATURALEZA

Todos estos ejercicios de juegos mentales numéricos se acercan de manera impresionante al valor obtenido experimentalmente, pero el premio para el ingenio persistente le corresponde a Gary Adamson, cuya muestra de 137-logía se mostraron en numerosas publicaciones.

Estos ejemplos tienen al menos la virtud de surgir de algún intento de formular una teoría de electromagnetismo y partículas. Pero hay también matemáticos “puros” que buscan cualquier combinación de potencias de números pequeños y constantes matemáticas importantes, como π, que se aproxime al requerido 137’035989561… He aquí algún ejemplo de este tipo.

  • Robertson:                    1/α = 2-19/4 310/3 517/4 π-2           = 137’03594
  • Burger:                         1/α = (1372 + π2)1/2                 = 137’0360157

Ni siquiera el gran físico teórico Werner Heisenberg pudo resistirse a la ironía o irónica sospecha de que…

En cuanto al valor numérico, supongo que 1/α = 24 33 / π, pero por supuesto es una broma.

Arthur Eddington, uno de los más grandes astrofísicos del siglo XX y una notable combinación de lo profundo y lo fantástico, más que cualquier figura moderna, fue el responsable impulsor de poner en marcha los inacabables intentos de explicar las constantes de la naturaleza mediante auténticas proezas de numerología pura. Él también advirtió un aspecto nuevo y especular de las constantes de la naturaleza.

                    Teoría cuántica de campos - Wikipedia, la enciclopedia libreTeoría cuántica de campos - Wikipedia, la enciclopedia libre

Hay que prestar atención a las coincidencias. Uno de los aspectos más sorprendentes en el estudio del universo astronómico durante el siglo XX, ha sido el papel desempeñado por la coincidencia: que existiera, que fuera despreciada y que fuera recogida. Cuando los físicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cuántico y a explorar y explorar la nueva teoría de la gravedad de Einstein para describir el universo en conjunto, las circunstancias eran las adecuadas para que alguien tratara de unirlas.

Nota dominical: Por qué llamaron Sir Arthur «Adding-One» a Eddington y el  número de partículas que hay en el universo | Francis (th)E mule Science's  NewsAnécdota Científica #10: Una confirmación de la Relatividad. | •Ciencia•  Amino

                       Tuvo un importante papel en la verificación de la Teoría de Einstein

Entró en escena Arthur Eddington; un extraordinario científico que había sido el primero en descubrir cómo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. También hizo importantes contribuciones a nuestra comprensión de la galaxia, escribió la primera exposición sistemática de la teoría de la relatividad general de Einstein y fue el responsable de verificar, en una prueba decisiva durante un eclipse de Sol, la veracidad de la teoría de Einstein en cuanto a que el campo gravitatorio del Sol debería desviar la luz estelar que venía hacia la Tierra en aproximadamente 1’75 segmentos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, y así resultó.

                                                             El astrofísico Arthur Eddington - Cultura y ocio

Albert Einstein y Arthur Stanley Eddington se conocieron y se hicieron amigos. Se conservan fotos de los dos juntos conversando sentados en un banco en el jardín de Eddington en el año 1930, donde fueron fotografiados por la hermana del dueño de la casa.

Aunque Eddington era un hombre tímido con pocas dotes para hablar en público, sabía escribir de forma muy bella, y sus metáforas y analogías aún las utilizan los astrónomos que buscan explicaciones gráficas a ideas complicadas. Nunca se casó y vivió en el observatorio de Cambridge, donde su hermana cuidaba de él y de su anciana madre.

Eddington creía que a partir del pensamiento puro sería posible deducir leyes y constantes de la naturaleza y predecir la existencia en el universo de cosas como estrellas y galaxias. ¡Se está saliendo con la suya!

Entre los números de Eddington, uno lo consideró importante y lo denominó “número de Eddington”, que es igual al número de protones del universo visible. Eddington calculó (a mano) este número enorme y de enorme precisión en un crucero trasatlántico concluyendo con esta memorable afirmación.

Cómo es viajar en crucero solo - HolaCruceros BlogTripadvisor | Crucero turístico a bordo Bateaux Parisiens por el río Sena  ofrecido por Bateaux Parisiens | París, Francia

Con libreta y lápiz, sentado en lugar tranquilo del crucero (en el viaje de novios) dijo:

 “Creo que en el universo hay

15.747.724.136.275.002.577.605.653.961.181.555.468.044.717.914.527.116.709.366.231.425.076.185.631.031.296

protones y el mismo número de electrones.

Este número enorme, normalmente escrito NEdd, es aproximadamente igual a 1080. Lo que atrajo la atención de Eddington hacia él era el hecho de que debe ser un número entero, y por eso en principio puede ser calculado exactamente.

Durante la década de 1920, cuando Eddington empezó su búsqueda para explicar las constantes de la naturaleza, no se conocían bien las fuerzas débil y fuerte, y las únicas constantes dimensionales de la física que sí se conocían e interpretaban con confianza eran las que definían la gravedad y las fuerzas electromagnéticas.

Eddington las dispuso en tres grupos o tres puros números adimensionales. Utilizando los valores experimentales de la época, tomó la razón entre las masas del protón y del electrón:

mp / me ≈ 1.840

La inversa de la constante de estructura fina:

2πhc / e2 ≈ 137

Y la razón entre la fuerza gravitatoria y la fuerza electromagnética entre un electrón y un protón:

e2 / Gmpme ≈ 1040

A éstas unió o añadió su número cosmológico, NEdd ≈ 1080.

A estos cuatro números los llamó “las constantes últimas”, y la explicación de sus valores era el mayor desafío de la ciencia teórica.

¿Son estas cuatro constantes irreducibles, o una unificación posterior de la física demostrará que alguna o todas ellas pueden ser prescindibles?

¿Podrían haber sido diferentes de los que realmente son?

Qué es la constante gravitacional? - GravedadTema 4: Electromagnetismo

De momento, con certeza nadie ha podido contestar a estas dos preguntas que, como tantas otras, están a la espera de esa Gran Teoría Unificada del Todo, que por fin nos brinde las respuestas tan esperadas y buscadas por todos los grandes físicos del mundo. ¡Es todo tan complejo! ¿Acaso es sencillo y no sabemos verlo? Seguramente un poco de ambas cosas; no será tan complejo, pero nuestras mentes aún no están preparadas para ver su simple belleza. Una cosa es segura, la verdad está ahí, esperándonos.

Para poder ver con claridad no necesitamos gafas, sino evolución. Hace falta alguien que, como Einstein hace 100 años, venga con nuevas ideas y revolucione el mundo de la física que, a comienzos del siglo XXI, está necesitada de un nuevo y gran impulso. ¿Quién será el elegido? Por mi parte me da igual quién pueda ser, pero que venga pronto. Quiero ser testigo de los grandes acontecimientos que se avecinan, la teoría de supercuerdas y mucho más.

emilio silvera

Parece que la “materia oscura” se desvanece

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Materia extraña    ~    Comentarios Comments (2)

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             ¿Y si la materia oscura no existiera?

Una nueva teoría niega la existencia de la “materia oscura y de la energía oscura” porque los fenómenos que las justificarían pueden demostrarse sin ellas,.

Energía oscura - Wikipedia, la enciclopedia libreLa materia oscura, el gran secreto del universo

 

Algunos dicen que todo el Universo está permeado por esa “materia oscura” que no podemos ver pero condiciona lo que el Universo es. Y, lo mismo pasa con la energía oscura que se supone incide en todos los acontecimientos del Cosmos.

Reportaje en Libertad digital
                                              NASA divulga nueva imagen sobre Cúmulo de Pandora | Cuba Si
Imagen procesada del Cúmulo de Pandora con la supuesta materia oscura en azul. | NASA

En 1933, Fritz Zwicky hizo un descubrimiento que dejó al mundo sin palabras: había, afirmó en un estudio este astrónomo suizo, mucha más materia en el Universo de la que realmente podemos ver. Los astrónomos la bautizaron “materia oscura”. Tuvieron que pasar casi cuatro décadas para que encontraran una prueba sólida de la “existencia de la materia oscura”. Lo hizo Vera Rubin, en 1970, y con ello consiguió explicar los movimientos y la velocidad de las estrellas. Más cerca en el tiempo los científicos han dedicado considerables recursos a identificar la materia oscura, ya sea en el espacio, bajo tierra o en laboratorios como el del CERN.

              Tiene el supercúmulo Abell 1689 momento angular? - Astronomía - 2022

                            Nos han vendido imágenes de la “materia oscura”  inexistentes

Para consolidar aún más el concepto de materia oscura, el Premio Nobel de Física de 2011 fue para un grupo de científicos por “el descubrimiento de la expansión acelerada del universo a través de la observación de supernovas distantes”, algo posible gracias a la energía oscura.

Sin embargo, a pesar de los enormes recursos que se han invertido, aún quedan muchos misterios sin explicar relacionados con la materia y la energía oscura. O al menos quedaban. Ya que de acuerdo con André Maeder, investigador de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, ambos conceptos pueden dejar de ser válidos. En un artículo publicado en Astrophysical Journal, Maeder señala que los fenómenos que supuestamente describen la “materia y la energía oscura” pueden demostrarse sin ellos.

Resultado de imagen de Las ecuaciones de campo de la relatividad general

La forma en que representamos el universo y su historia se describe mediante las ecuaciones de Einstein de la relatividad general, la gravitación universal de Newton y la mecánica cuántica. El modelo de consenso actualmente es el de un Big Bang seguido de una expansión.

“En este modelo –señala Maeder en un comunicado–, hay una hipótesis de partida que no se ha tenido en cuenta, en mi opinión. Con eso me refiero al concepto de invariante: la invariancia del espacio vacío, en otras palabras, el espacio vacío y sus propiedades no cambian después de una dilatación o contracción. El espacio vacío juega un papel primordial en las ecuaciones de Einstein, ya que trata una cantidad conocida como “constante cosmológica”, y el modelo del universo resultante depende de ello”.

Sobre la base de esta hipótesis, Maeder está ahora reexaminando el modelo del universo, señalando que la invariancia de escala del espacio vacío también está presente en la teoría fundamental del electromagnetismo.

Imagen de la galaxia

Un estudio pone en duda la existencia de la materia oscura y la energía oscura, conceptos elaborados hace casi un siglo. THINKSTOCK

 

La expansión acelerada del universo se puede explicar | RTVE.es

 

Cuando Maeder llevó a cabo pruebas cosmológicas con este nuevo modelo, descubrió que coincidía con las observaciones. También descubrió que el modelo predice la expansión acelerada del universo sin tener que factorizar ninguna partícula o energía oscura. En resumen, según sus cálculos, la energía oscura puede no existir realmente ya que la aceleración de la expansión estaría contenida en las ecuaciones de la física.

                     ORIGEN DEL UNIVERSO by martaferlo2005 on emaze

Otro análisis realizado por Maeder se centró en la ley de gravitación universal de Newton. Si se incorpora a ella la hipótesis de este científico, la ley se modifica ligeramente. De hecho, contiene un término de aceleración externa muy pequeño, que es particularmente significativo en bajas densidades. Esta ley modificada, conduce a masas de cúmulos que concuerdan con la de materia visible (contrariamente a lo que argumentó Zwicky en 1933). Esto significa que no se necesita materia oscura para explicar las velocidades de las galaxias.

Resultado de imagen de La velocidad de las galaxias y la constante cosmológica

Una nueva prueba demostró que la teoría de Maederl también predice las altas velocidades alcanzadas por las estrellas en las regiones exteriores de las galaxias (como Rubin había observado), sin tener que recurrir a la materia oscura para describirlas. Finalmente, también permitió observar la dispersión de las velocidades de las estrellas que oscilaban alrededor del plano de la Vía Láctea. Esta dispersión, que aumenta con la edad de las estrellas relevantes, se puede explicar muy bien utilizando la hipótesis del espacio vacío invariante, mientras que antes no había acuerdo sobre el origen de este efecto.

“El anuncio de este modelo –concluye Maeder–, por fin resuelve dos de los mayores misterios de la astronomía y es fiel al espíritu de la ciencia: nada puede darse por sentado, ni en términos de experiencia, observación o razonamiento”.

¿Demasiado bueno para ser verdad?