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lunes

MOVIMIENTOS RELATIVOS Y ABSOLUTOS


En Física, dado que los observadores en general están en movimiento unos respecto de otros, es importante determinar cómo hay que expresar las relaciones de las magnitudes en consideración en diferentes sistemas de coordenadas que están, en general, moviéndose uno respecto de otros.

Un ejemplo bastante cotidiano de sistema no inercial de referencia lo constituye la Tierra. Su no inercialidad se debe principalmente a la rotación terrestre respecto a su eje, que es muy aproximadamente constante y equivalente a una vuelta completa en 24 horas. Su valor, en consecuencia, es bastante pequeño: w=7,2722 10^-5 s^-1. Pero la Tierra no solo gira sobre su eje, sino que se traslada en trayectoria elíptica alrededor del Sol. Y aún hay más.

Una mañana cualquiera, en un parque de la ciudad. Alguien está sentado en un banco, alguien pasea lentamente. El primero está en reposo total, velocidad cero, el segundo se mueve despacio, velocidad 3 km/h. Pero...¿Son esas sus velocidades reales? ¿Y si no fuera así ¿Qué pasaría si la Tierra frenase su movimiento?

viernes

ESTAMOS SOLOS


La ecuación de Drake es la herramienta más extendida para estimar el número de civilizaciones extraterrestres posibles. Se basa en varias divisiones de un total de ocho factores, partiendo de una generalidad (el ritmo anual de formación de estrellas "adecuadas") y descartando todas las fracciones que van en contra de la vida (una de ellas, por ejemplo, son los años en que una civilización inteligente puede perpetuarse en el tiempo).La fórmula se ha mantenido intacta desde los años sesenta.

Su ecuación carecerá de precisión siempre que no podamos dar soluciones numéricas concretas a esos valores. Dado que contamos con muy pocos parámetros precisos, los analistas han ofrecido resultados tan dispares como la posibilidad de una sola civilización ajena a la nuestra, veinticuatro o diez millones. Cálculos de probabilidades con márgenes de error (dada la incertidumbre) tan grandes que son inaceptables.

La idea del Gran Filtro fue propuesta por el profesor Robin Hanson en 1996, en un intento por responder a la paradoja de Fermi, y es una de las opciones más populares para explicar la paradoja (siendo otras que la inteligencia necesaria para alcanzar a crear tecnología avanzada puede ser muy rara, o que la Tierra es un planeta extremadamente raro en el que han coincidido muchas cosas)

jueves

ERAS DEL UNIVERSO


Se puede dividir la vida de nuestro Universo, geometría plana, topología Moebius, en varias etapas o eras, desde la que vivimos actualmente, una era de nacimiento de estrellas y galaxias, hasta la final, cuando la oscuridad sea la dueña absoluta de Todo, en un Universo que sigue expandiéndose indefinidamente.

Los agujeros negros terminarán engullendo la materia, y ellos mismos acabarán por disiparse debido a la radiación de Hawking.

Al final, la oscuridad de un espacio vacío, sin materia, sin energía, será lo más parecido a la nada absoluta...



martes

VELOCIDAD DE ESCAPE


La velocidad de escape de cualquier objeto en relación a un cuerpo celeste, como, por ejemplo, un planeta, de radio R, es la velocidad que es necesario lanzar dicho objeto para que no regrese al planeta. Para deducir la expresión de la velocidad de escape "v" que hay que comunicar al objeto aplicamos la relación entre el trabajo exterior y la variación de energía ΔE = Wext en la transformación que tiene lugar desde que el objeto es lanzado a la velocidad "v" hasta que llegara hipotéticamente a una distancia infinita con velocidad nula.

Resulta interesante relacionar estos resultados sobre los valores de la velocidad de escape en la Tierra y en la Luna con la formación de la atmósfera terrestre. Ambos objetos (la Tierra y la Luna) están situados aproximadamente a la misma distancia del Sol y, desde que se produjeron las expediciones espaciales a Luna se sabe que en ambos existía agua (en la Luna quedan restos de hielo) Por tanto, podemos suponer que la energía proporcionada por el Sol debería haber provocado en ambos el proceso de evaporación del agua, pero mientras las moléculas de agua terrestres quedaron atrapadas por la atracción gravitatoria de nuestro planeta, las moléculas de agua lunares podían escapar de la atracción gravitatoria de nuestro satélite, dado que se movían en el proceso de evaporación a una velocidad similar (al ser calentadas ambas por el Sol), pero en la Luna la velocidad de escape es mucho menor.

Esta es una de las razones que facilitaron la formación de la atmósfera terrestre, una capa protectora, sin cuya presencia no se podría haber desarrollado vida en nuestro planeta. En el vídeo se intenta escapar no solo del planeta Tierra, sino del Sistema Solar, de la Galaxia de la Vía Láctea, del grupo local, del cúmulo de Virgo, del Universo observable...y hasta del Universo real.

viernes

EL GATO DE SCHRÖDINGER


La famosa paradoja acerca del gato apareció impresa por primera vez en 1935. Einstein calificó la proposición de Schrödinger como la forma «más bonita» de mostrar el carácter incompleto de la representación ondulatoria de la materia como representación de la realidad. La paradoja del gato aún se discute en teoría cuántica; esta paradoja no ha sido resuelta de forma satisfactoria para todos.

La idea que hay tras este experimento imaginado es muy simple. Schrödinger sugirió el considerar una caja que contiene una fuente radiactiva, un detector que registra la presencia de partículas radiactivas (un contador Geiger, por ejemplo), una botella de vidrio conteniendo un veneno como el cianuro, y un gato vivo. Se diseña el experimento de forma que el detector esté conectado el tiempo suficiente como para que exista una probabilidad del 50 % de que uno de los átomos del material radiactivo se desintegre y el detector registre una partícula. Si el detector registra un suceso de este tipo,el recipiente de vidrio se rompe y el gato muere; si no, el gato vive.

No hay forma de conocer el resultado del experimento hasta que se abre la caja y se mira en su interior; la desintegración radiactiva es un fenómeno aleatorio y es impredecible excepto en sentido estadístico. De acuerdo a la interpretación de Copenhague, igual que sucedía en el experimento de la doble rendija donde existía la misma probabilidad de que el electrón pasara por uno u otro de los agujeros y las dos posibilidades solapadas originaban una superposición de estados, en este caso las dos probabilidades iguales para la desintegración y para la no desintegración producirían una superposición de estados.

El experimento entero, con el gato y los demás componentes, está basado en la regla de que la superposición es real hasta que se observa, y que únicamente en el instante de dicha observación la función de onda se colapsa en uno de los dos estados. En tanto que no se mire el interior de la caja, hay una muestra radiactiva que se ha desintegrado y no se ha desintegrado, un vaso con veneno que no está ni roto ni entero, y un gato que está muerto y vivo, y ni vivo ni muerto.

martes

EL VALS DE LAS GALAXIAS


Partiendo de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, comienza un insólito viaje hacia los confines del Universo. Atravesamos el Grupo Local, con nuestras galaxias satélites, y pasamos cerca de Andrómeda, que en un futuro lejano se fusionará con la Vía Láctea para formar una supergalaxia.

Dejamos el Grupo Local y nos internamos por los laberintos del Universo hasta llegar al Cúmulo de Virgo y de allí al Supercúmulo de Virgo y a Laniakea, la Estructura que lo contiene. Y el viaje prosigue hasta el umbral del Universo visible...y más allá.Nos adentramos brevemente en lo desconocido, el Universo real, cuya luz no nos llegará nunca, por lo que es más que probable que jamás lleguemos a conocerlo.

La geometría del Universo es plana, aunque últimamente hay científicos que lo cuestionan. La topología, respetando la geometría plana, podría adoptar la forma de una cinta de Moebius, con una sola cara, pero esto entra de lleno en el terreno de la especulación

WITTEN Y LA TEORIA M


Antes de aparecer la Teoría-M, los especialistas en teoría de cuerdas podían demostrar que, con la elección más sencilla de la componente de Calabi-Yau del espacio, la fuerza gravitatoria casi, aunque no del todo, se fusiona con las otras tres. Los especialistas en teoría de cuerdas descubrieron que el desencaje se podía evitar, entre otros trucos, modelando la forma del espacio de Calabi-Yau elegido, pero ese ajuste fino posterior a los hechos siempre hace que los físicos se sientan incómodos.

Dado que actualmente nadie conoce un método para predecir la forma precisa de las dimensiones de Calabi-Yau, parece peligroso basarse en algunas soluciones de problemas, si estas solucionesdependen tan delicadamente de los finos detalles de su forma. Sin embargo, Witten ha demostrado que la segunda revolución de las supercuerdas proporciona una solución mucho más robusta.

En el contexto de la teoría de cuerdas/Teoría-M, nuestros hallazgos cosmológicos son, por ahora, demasiado primitivos para determinar si nuestra ansiada «teoría del todo» realmente hace honor a su nombre y establece su propia versión de las condiciones iniciales, elevándolas así a la categoría de ley física

EL UNIVERSO OBSERVABLE Y EL REAL


En el modelo del Big Bang, el universo observable es finito por el simple hecho de que la luz procedente de galaxias lo suficientemente alejadas no ha tenido tiempo de alcanzarnos en el tiempo finito de expansión. El radio del universo observable es entonces algo mayor que c t0, siendo c la velocidad de la luz y t0 la edad actual del universo. Esto podría implicar una distancia entre unos 15 y unos 45 mil millones de años luz (el cálculo exacto dependerá del modelo de universo considerado).

Respecto al Universo con mayúsculas podemos decir que no sabemos sus auténticas domensiones. Se suele decir que si la densidad de materia es mayor que la densidad crítica, el universo es finito, e infinito en otro caso. Esa apreciación es correcta si asumimos dos cosas:

1. El modelo del Big Bang es una buena descripción del Universo con mayúsculas.

2. Aceptando lo anterior, suponemos que el universo tiene una estructura geométrica global (es decir, una topología) sencilla, tal y como una hiperesfera finita, un espacio tridimensional euclídeo infinito o un espacio tridimensional infinito análogo a una silla de montar. Pero no se puede descartar que el universo no sea algo más complejo, algo así como un hipertoro, por ejemplo, es decir, una especie de rosquilla o donut tridimensional.

miércoles

RESPUESTAS CORTAS, PREGUNTAS LARGAS


El Principio de Incertidumbre de Heisenberg, El Origen de las especies, El triángulo de las Bermudas, El hotel infinito de Hilbert, La Teoría de la Relatividad de Einstein...empezando por Heisenberg y terminando por Einstein, cualquiera que preguntara por alguna de estas cuestiones y fuera contestado de manera precisa, se encontraría con un mar de datos, fórmulas, deducciones, hipótesis y tesis, que muy probablemente le llenarían la cabeza hasta casi hacerla estallar. Aquí se trata de una explicación sumamente sencilla, sumamente rápida y sumamente insuficiente.

Sin embargo, quizá consigan estas ínfimas respuestas, con sus simpáticas animaciones, despertar un cierto interés que cristalice en un estudio mucho más exhaustivo de todos y cada uno de los temas, enormemente interesantes, que nos amplíen nuestros límites de entendimiento y nos lleven por los caminos rigurosos de la Ciencia, en nuestra innata curiosidad en la búsqueda de la verdad.

Es esa curiosidad la causante del avance extraordinario de la Ciencia, desde que el hombre más primitivo, mirando al firmamento, se preguntara: "Por qué", y decidiese que las respuestas deberían tener un carácter basado en la razón y no en las creencias

EL PRIMER PULSAR


Ya en 1934, Zwicky y Baade hicieron una sugerencia trascendental, pero especulativa: "las supernovas representan las transiciones de las estrellas normales a neutrónicas, que en sus etapas finales constan de neutrones unidos estrechamente en forma de paquete compacto". En 1939, Oppenheimer y Volkoff demostraron que tal estrella podía existir, con un diámetro de 20 Km y una densidad de 10e15 veces la del agua. Pero todo esto eran conjeturas. Además, en las siguientes décadas, los pulsars no fueron objetivos de los astrónomos.

Fue en la década de los sesenta cuando realmente comienza la historia de estos extraños pobladores del Cosmos, y, como tantas veces ha sucedido en descubrimientos científicos, el objetivo del experimento u observación no fue precisamente el hallazgo de un pulsar. Bell y Hewish, en la Universidad de Cambridge, trataben de determinar el tamaño de focos radioemisores. Corría el año 1967, y ya en 1960 Frank Drake, en Green Bank, habían detectado señales que resultaron ser debidas a experimentos de radar del mando militar norteamericano. En el verano de 1967, Jocelyn Bell advirtió algo extraño en los mapas que semanalmente se obtenían en el telescopio de Cambridge: sobre tales registros aparecía, alrededor de medianoche, algo que parecía ser estallidos o impulsos radioemitidos.

El 28 de Noviembre, la señal del foco llegaba muy intensa y los astrónomos determinaron un impulso extraordinariamente corto, de 0,016 segundos de duración, que se recibía cada 1,33730115 segundos. Pronto se encontraron tres pulsars más. El 9 de Febrero de 1968 hicieron públicos los resultados, con lo que se inició la investigación acerca de los pulsars. En Octubre de 1968, Staelin y Reifenstein, miembros del NRAO de Green Bank, localizaron un pulsar en medio de la Nebulosa del Cangrejo, lo que venía a confirmar que el pulsar era el resto de una supernova. El 15 de Noviembre de 1968, los científicos del Observatorio de Arecibo, en Puerto Rico, determinaron que el período del pulsar de Crab Nebula era de 33,09112 milisegundos, y el 16 de Enero de 1969, en el Observatorio de Steward, en Arizona, se obtuvo una imagen óptica de este pulsar, el NP 0532, que se enciende y se apaga cada 33 milisegundos.

TEXTO AQUI

http://www.javierdelucas.es/pulsars.htm

martes

EL VIAJE IMPOSIBLE


Suele ser una constante en los miembros de nuestra especie, profundamente curiosa, el que les atraiga todo aquello que suene a misterioso. Los Agujeros Negros, término acuñado por el físico estadounidense John Wheeler en 1967, objetos cuya existencia predice la teoría General de la Relatividad, pertenecen a esa familia, y así se han convertido en sujeto de atracción e interés público.

En el siglo XVIII, cuando se aceptaba la Teoría de Newton según la cual la luz estaba formada por partículas, John Michell (1724-1793) y Pierre Simon Laplace (1749-1827), ya especularon con la posible existencia de “estrellas oscuras”, estrellas de pequeño radio y gran masa que ejercerían la suficiente atracción gravitacional sobre los corpúsculos luminosos para no dejarlos escapar del entorno estelar. Nada en las Leyes de la Física del Siglo de las Luces impedía la existencia de estrellas de este tipo. Si se abandonó la idea fue debido a que la Teoría Ondulatoria de la luz terminó desbancando a la corpuscular, y no estaba nada claro cómo una descripción ondulatoria encajaba con las Leyes de la Gravedad de Newton.

Expresado sucintamente, un Agujero Negro es un objeto estelar creado por la implosión de una estrella, en el que todo aquello con masa y/o energía puede caer, pero del que nada puede salir, ni siquiera la luz, que no tiene masa pero sí energía, que queda también atrapada en su interior, destinada acaso a perderse en la ruptura del espacio y del tiempo (singularidad espacio-temporal) que esconde en su seno el Agujero. Y si la luz no puede salir, tampoco podremos verlo, solamente sentir los efectos gravitacionales producidos por su enorme masa.

No toda estrella está destinada, cuando su combustible nuclear se agota, a convertirse en un Agujero Negro. Es preciso que su masa supere un cierto valor, que depende del tamaño de la estrella. En caso contrario, termina sus días como una fría estrella de neutrones, objetos de aproximadamente la misma masa que el Sol, pero de sólo 50 a 1000 km de circunferencia, formado por neutrones aprisionados por la fuerza de la gravedad, algo así como núcleos atómicos gigantes pero sin protones y con la interacción gravitacional desempeñando el papel de la interacción fuerte, que es la que reina en el reducido ámbito de los núcleos atómicos. Algunas estrellas de neutrones, que giran muy rápidamente emitiendo radiación de gran regularidad, forman lo que se denomina Púlsares.

Teóricamente, sin embargo, pueden existir Agujeros de todos los tamaños y de todas las masas, combinando ambos de manera apropiada. Agujeros Negros microscópicos que tienen el tamaño de una partícula elemental, otros de 10 masas solares y de algunos kilómetros de radio, o Agujeros Negros gigantes de varios miles de millones de masas solares y tan grandes como el Sistema Solar.

Hay indicios de que pueden existir Agujeros Negros gigantes en el núcleo de algunas galaxias, incluyendo la Vía Láctea. En cuanto a Agujeros Negros de tamaño “normal”, parece demostrada su existencia: se acepta generalmente que Cygnus X-1, un objeto situado en nuestra galaxia, y que forma parte de un sistema binario (su compañera, HDE 226868, es una estrella brillante ópticamente oscura en rayos X), es un Agujero Negro. Si ha sido posible detectarlo es porque Cygnus X-1 atrae gases de HDE 226868, que se precipitan hacia él; en su camino, estos gases son acelerados, emitiendo rayos X, que es posible observar mediante radiotelescopios. Los cálculos realizados indican que el Agujero Negro situado en el centro de Cygnus X-1 tiene una masa probablemente alrededor de 16 Soles.

domingo

ECUACIONES QUE CAMBIARON LA FISICA


Ese lenguaje tan abstracto e incomprensible para muchos (el lenguaje matemático) no sólo explica el día a día del mundo, sino también el del Universo. Fórmulas tan sencillas y clásicas como las ecuaciones de Newton revelan por qué nos movemos por el suelo y al saltar caemos de nuevo sobre él. Si saltásemos sobre la Luna nos elevaríamos mucho más alto porque su masa es más pequeña y hay mucha menos atracción gravitacional.

Toda ecuación es importante, y nadie puede certificar que alguna sea más relevante que otra, pero algunas fórmulas clave están presentes en la cabeza de todos por haber contribuido a cambiar la historia de la Humanidad.

Teoría de la Relatividad
Formulada en 1905, esta archiconocida ecuación cambiaría radicalmente el curso de la física. Así, esta ecuación, por la que Einstein será recordado para siempre, demostró que la masa y la energía eran simplemente dos caras de la misma moneda.

Ley de la Gravedad
Formulada en 1687 por Isaac Newton, esta ecuación no solo explicaba este fenómeno físico sino que ayudó a comprender el funcionamiento de la gravedad a nivel de todo el universo, unificando en una sola ecuación fenómenos aparentemente tan diferentes como la caída de una manzana y las órbitas de los planetas.

Ecuaciones de Maxwell
Describen por completo los fenómenos electromagnéticos, el comportamiento y la relación entre la electricidad y el magnetismo. En origen se trataba de 20 ecuaciones pero finalmente fueron unificadas en 4. El responsable de tal avance fue James Clerk Maxwell en 1863.

Segunda ley de la Termodinámica
Formulada en 1874 por Ludwig Boltzmann, a hombros de Carnot, esta ecuación indica que, en un sistema cerrado, la entropía es siempre constante o creciente. Se trata de una de las leyes más importantes de la física y expresa que “La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo”.

Ecuación de Schrödinger
Formulada en 1927 por Erwin Schrödinger, describe la evolución temporal de una partícula masiva no relativista. Así, el espacio no está vacío y cuando una partícula lo atraviesa, la deforma, y el espacio también genera una forma de onda por esta perturbación. La ecuación representa la probabilidad de que en un tiempo determinado se encuentre allí la partícula en las coodenadas X,Y y Z del espacio. En definitiva, describe la evolución de un sistema cuántico.


viernes

EL PROPOSITO DE LA VIDA


Todos aquellos que pretender usar, y abusar, de la Ciencia con fines claramente partidistas, en este caso en asuntos religiosos, que pretender probar la existencia de Dios a partir de la Teoría del Big Bang es, cuando menos, poco riguroso. El argumento que se emplea es que todo debe tener una causa, y que por consiguiente, debe existir una causa, o un “antes”, para la creación del Universo en el Big Bang. Ahora bien, cualquiera que pueda aceptar el concepto de una deidad a la que no se le puede asociar una causa, podría, y tal vez debería, aceptar la idea de que el Universo es, o puede ser, él mismo una causa sin causa.

Sorprende, asimismo, que aquellos que pretenden utilizar con propósitos deístas esta particular instancia de la Física en la que se utiliza el concepto de creación, no se esfuercen por hacer lo propio en otros apartados de esta Ciencia en los que también se recurre a creaciones (y aniquilaciones), como sucede en la Teoría Cuántica de Campos, en donde la creación y aniquilación de partículas es parte integrante de la Teoría.

Argumentos como éstos socavan la relevancia posible de Dios en la Ciencia. En ocasiones, sin embargo, se manejan otras razones para intentar dar la impresión de que la Ciencia favorece un cierto concepto de religiosidad. En este sentido, es frecuente que se citen las siguientes frases de Albert Einstein: “La experiencia más bella y profunda que pueda tener el hombre, es el sentido de lo misterioso, percibir que tras lo que podemos experimentar, se oculta algo inalcanzable a nuestros sentidos. Algo cuya belleza y sublimidad se alcanza sólo indirectamente y a modo de pálido reflejo, es religiosidad. En este sentido, yo soy religioso”.

jueves

MUCHOS MUNDOS


Si hay algo que parece único, es el Universo, al que más de uno definiría, simplista pero razonablemente, como el “conjunto de todas las cosas”. De hecho, la singularidad mayor de la Cosmología es que no puede, al contrario de lo que ocurre en otros campos de la Ciencia, experimentar con su objeto principal. No hay manera, en efecto, de introducir modificaciones, de afectar al Universo para comprobar si responde de la forma que prevén nuestras Teorías Cosmológicas.

Pero una de las cosas que enseña la Ciencia es que cualquier idea es posible, no importa lo peregrina que nos pueda parecer fuera del contexto apropiado que le da sentido. Así ocurre con el Universo, que puede dejar de ser único y convertirse, para los físicos teóricos, en múltiple.

Esta extraña, pero sin duda atractiva posibilidad, procede no de la Cosmología, sino de la Mecánica Cuántica. Una de las características más problemáticas de la Teoría Cuántica se encuentra en el denominado “colapso de la función de onda”, el proceso mediante el cual, al observar un fenómeno, el sistema “colapsa”, se reduce, elige uno de los estados presentes en la función de onda, que está formada por una superposición lineal de estados “elementales” o autoestados. La Mecánica Cuántica únicamente nos dice que existe tal o cual probabilidad de que el resultado de nuestra medida sea el que expresan los diferentes autoestados.

TEXTO COMPLETO:

http://www.javierdelucas.es/muchosuniversos.htm

lunes

PRINCIPIO DEL UNIVERSO


El Universo se expande. Las galaxias, en general, se separan unas de otras, hecho descubierto en el año 1929 por el astrónomo norteamericano Edwin Hubble. La medición que hizo fue la siguiente: observó la luz emitida por distantes galaxias y la comparó con la luz emitida en los mismos átomos en laboratorios terrestres. Descubrió que la longitud de onda de la luz de distantes galaxias era más larga de lo esperado, que estaba desplazada hacia el extremo rojo del espectro.

Interpretando esto como el efecto Doppler, llegó a la conclusión de que todas las galaxias en el Universo se alejan de nosotros, y que cuanto más lejos están, más rápido se alejan. Nos encontramos en un Universo en expansión, y eso es un hecho científicamente irrefutable. Antes de la comprobación experimental de Hubble, Alexander Friedmann resolvió ecuaciones de campo de la Relatividad General que daban como resultado un Universo no estático, como preconizaba el propio Eisntein.

La expansión implica que el Universo tuvo un principio en el tiempo. La imagen del Universo en la que todo empieza a partir de un estado muy caliente y muy denso, y luego se expande, recibe el nombre de Big Bang. Este término fue acuñado irónicamente por el astrofísico británico y "enfant terrible" Fred Hoyle, cuyo modelo de Universo Estacionario o de creación continua de los años cuarenta chocaba frontalmente con el de la gran explosión.

viernes

UN SACO DE VACIO


Si tocas con tu mano cualquier superficie sólida, por ejemplo la superficie de una mesa, nuestros sentidos te dirán que estás en contacto con esa superficie. Por otro lado, evidentemente, tu mano no atravesará la mesa. Esto, que parece tan obvio, choca con el hecho de que la materia esté prácticamente vacía, ya que siendo esto así ¿por qué el espacio vacío de los átomos de mi mano no ocupa el espacio vacío de los átomos de la superficie con la que estoy en contacto?

Cuando dos grupos de átomos de diferentes objetos se acercan, mientras no se produzcan reacciones químicas, las nubes de electrones de las últimas capas se repelen ya que tienen la misma carga (negativa). Así pues, los átomos de tu mano no llegan a estar en contacto material con los de la superficie de la mesa debido a la fuerza de repulsión que aparece como consecuencia de las nubes de electrones. Y esta fuerza es precisamente lo que te provoca la sensación de estar tocando algo.

En realidad, por mucho que hagas presión con tu mano en la superficie, nunca llegas a tocar la misma. Si la presión que ejerces sobre la superficie fuese lo suficientemente grande, por ejemplo, golpeando la mesa con todas tus fuerzas, podrías llegar a partir la mesa en dos partes. Aún así no habrías tocado realmente a la mesa, lo que habría pasado es que habrías acercado tanto los átomos, que la fuerza de repulsión sería de tal magnitud que provocaría la rotura de enlaces entre átomos de la superficie de la mesa.

jueves

MUCHOS ATOMOS


En 1913, N. Bohr, basándose en los conocimientos que facilitaba la mecánica cuántica, y para explicar de modo adecuado las líneas espectrales, presentó un modelo atómico que establecía y cuantificaba (mediante los números cuánticos) la distribución de los electrones alrededor del núcleo, la forma orbital en que se movían y las condiciones bajo las cuales éstos saltaban de una a otra órbita.

Posteriormente, Sommerfeld completó el mencionado modelo con un tercer número cuántico, con el que precisó que las órbitas electrónicas eran elípticas y no coplanarias.

En 1925, Uhlenbeck y Goudsmit demostraron que los electrones atómicos tienen un movimiento de rotación, que se define con un cuarto número cuántico. El estudio del núcleo atómico ha dado lugar a la física nuclear, y ésta ha puesto de manifiesto la existencia de numerosas partículas subatómicas. Las teorías ondulatorias de E. Schrödinger sobre las partículas elementales hacen considerar los niveles energéticos u orbitales de N.

Bohr cambió a una nueva perspectiva, en la que el concepto de posición de un partícula se convierte en la probabilidad de presencia de una onda estacionaria.

martes

LEY Y UNIDADES DE PLANCK


En 1900 consiguió una ecuación muy simple que describía con precisión la distribución de irradiación de las variadas frecuencias; se basaba en una suposición decisiva: la energía no es divisible indefinidamente.

Como la materia, estaba formada por partículas, a las que llamó cuantos, siendo el tamaño de cada uno, para cada radiación electromagnética, directamente proporcional a su frecuencia.

A la pequeña constante de proporcionalidad se la llamó, en su honor, constante de Plank, y se reconoce ahora como una de las constantes fundamentales del Universo. Esta teoría era tan revolucionaria que ni el mismo Plank creía completamente en ella, sospechando que podía ser una trampa matemática sin ninguna relación con algo real.

Pero cuando Einstein la aplicó al efecto fotoeléctrico y Bohr al modelo atómico con tan excelentes resultados, la teoría cuántica había alcanzado tanta importancia que Plank recibió el Nobel en 1918.

lunes

SINGULARIDAD


Debido a la estructura matemática de la teoría, existe una cantidad llamada FACTOR DE ESCALA (" a(t) "), que determina, en promedio, cuán separados están dos "puntos" cualesquiera del Universo. 

Todo el contenido del Universo (gas de partículas elementales, polvo interestelar e intergaláctico, galaxias y cúmulos de éstas, etc.) es tratado como "puntos", los cuales se encuentran distribuídos de manera homogénea e isotrópica. La evolución de tales puntos se maneja como si fuese un "fluído perfecto", sin interacciones entre los puntos. Nótese que a(t) varía con el tiempo. El resultado de aplicar el postulado (a) nos dice que la mayoría de las galaxias observadas se alejan de nuestra Galaxia a diferentes velocidades (algunas que otras se están acercando a la Vía Láctea, y por lo tanto su espectro electromagnético presenta un corrimiento hacia el azul). Se dice entonces que el Universo está expandiéndose: el factor a(t)crece al transcurrir el tiempo. 

Ahora bien, ya que no se han encontrado obstáculos teóricos para decir lo contrario, podemos ir hacia atrás en el tiempo y decir que a(t) disminuye. Esto significaría, si la extrapolación hacia el pasado es correcta, que hace mucho tiempo atrás todas las galaxias estaban muy cerca una de la otra. 

Podemos ir aún más atrás, hasta el tiempo en que a(t) = 0 : el modelo entonces predice que para este tiempo, definido como "t = 0, el origen", no existía distancia alguna entre un "punto" y otro en el Universo. TODO EL UNIVERSO SE ENCONTRABA EN,o TIENDE HACIA, UN ESTADO DE INFINITA DENSIDAD Y TEMPERATURA, estado al cual llamaremos SINGULARIDAD INICIAL [S-I]. Como es bien sabido, una singularidad es un infinito matemático.

viernes

REACCIONES QUIMICAS DE SUSTITUCION


Las Reacciones de Desplazamiento o Reacciones de Sustitución son aquellas en las que un elemento de un compuesto es sustituido por otro que interviene en la reacción según la siguiente fórmula: A + BC → B + AC donde el elemento B del compuesto BC es sustituido por el elemento A.

Ejemplos de Reacciones de Desplazamiento: 2 NaI + Br2 → 2 NaBr + I2 2 HCl + Zn → Cl2Zn + H2 2 Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 2 HCl + Mg → MgCl2 + H2 Cu + AgNO3 → Ag + Cu(NO3)2 H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2 2Al + 3H2O → Al2O3 + 3H2 HCl + Fe → Cl2Fe + H2 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2 2Li + 2HCl → LiCl + H2 F2 + 2NaBr → 2NaF + Br2

El desplazamiento simple es aquélla en la que reaccionan un elemento y un compuesto, y el elemento por afinidad química sustituye a otro elemento del compuesto. En este tipo de reacciones, A es el elemento que desplaza o sustituye y puede ser un metal o no-metal.


HASTA LA LONGITUD DE PLANCK


La longitud de Planck es la distancia o escala de longitud por debajo de la cual se espera que el espacio deje de tener una geometría clásica. Una medida inferior previsiblemente no puede ser tratada adecuadamente en los modelos de física actuales debido a la aparición de efectos de gravedad cuántica.

Es razonable sospechar que la teoría de la conciliación de la relatividad general y la teoría cuántica se involucran las tres constantes de c, G y Ћ . Planck tomó nota de que, aparte de factores numéricos hay una forma única de utilizar estas constantes para definir unidades de longitud, tiempo y masa.

La longitud de Planck forma parte del sistema de unidades natural, y se calcula a partir de tres constantes fundamentales, la velocidad de la luz, la constante de Planck y la constante gravitacional. Equivale a la distancia que recorre un fotón, viajando a la velocidad de la luz, en el tiempo de Planck.

El valor de la longitud de Planck se obtiene combinando las tres constantes fundamentales de cada una de la teorías que se suponen que explican el universo en su conjunto: "h barra", o lo que es lo mismo la constante de Planck h/2pi; la velocidad de la luz c; y la constante de la gravitación G.

Por análisis dimensional se obtiene entonces que a partir de esas constantes se puede construir una longitud, la longitud de Planck, l=raiz("hbarra"*G/c^3). De la misma forma se pueden calcular el tiempo de planck, la energía de planck, la masa de planck, que todos vienen a dar cuenta de los limites previstos a partir de los cuales se observarian de nuevo efectos de gravedad cuantica. Su valor es 1,53493738496*10^-35 metros.

miércoles

CIVILIZACIONES


Una teoría de cómo agrupar las civilizaciones avanzadas fue enunciada por el astrofísico ruso Nicolai Kardashov que propuso agruparlas en tres tipos: I, II, y III.

Una civilización tipo I sería verdaderamente planetaria, una sociedad multicultural, científica y tolerante donde todo el planeta está interrelacionado, y hoy en día podemos ver señales de ello en la Tierra.

Dado que una civilización del tipo I ya es verdaderamente planetaria, en la actualidad la civilización humana aún es del tipo 0, recalco; existen las huellas de una civilización tipo I pero aún necesitaremos algunos siglos más para llegar al siguiente tipo; el científico Carl Sagan estimó que estamos en alrededor del 0.7 en esta escala. 

Una de las suposiciones de las civilizaciones tipo I es que llegan al equilibrio ecológico, resuelven conflictos nacionales y raciales, y son capaces de aprovechar todas las fuentes de energía disponibles en su planeta, algo que evidentemente aún no sucede en nuestra civilización; problemas como el calentamiento global y las guerras son una realidad.

 Después de cierto tiempo, un planeta no será suficiente para suplir las necesidades energéticas de una civilización tipo I, por lo que tenderá a consumir la energía de su estrella. Las civilizaciones capaces de aprovechar toda la energía que requieren de su estrella son del tipo II o estelar, y para realizar tal proeza hay una idea que parecerá sacada de una historia de ciencia ficción pero que podría ser factible, construir una esfera de Dyson. Se trata de una estructura que circundaría una estrella y que por ende absorbería toda la energía que emitiera. Suena extravagante pero hay astrónomos que se lo toman en serio. Por ejemplo, en la estrella KIC 8462852 se han percibido anomalías que consisten en una reducción periódica del 20% de su brillo en periodos no regulares, lo cual no debería ocurrir en una estrella adulta libre de discos protoplanetarios

martes

GENIOS DE LA FISICA


Einstein y la Teoría de la Relatividad, Newton y la Ley de Gravitación Universal, Maxwell y las ecuaciones del Campo Electromagnético, Schrödinger y la fórmula fundamental de la Física Cuántica y Galileo, con el inicio de la Física Clásica son, en mi opinión, los físicos más importantes en la Historia de la Física.

Después hay otros muchos, desde Arquímedes hasta Hawking, pero los mencionados aquí fueron los genios que impulsaron, de manera singular, los avances más espectaculares de esta ciencia. Abrieron nuevos caminos antes inexplorados y convirtieron a la Física en la ciencia que, paso a paso, nos va describiendo el funcionamiento del mundo, utilizando el razonamiento basado en el método científico, demostrable en el laboratorio o a través de impecables desarrollos matemáticos. Así, en la actualidad, ha desplazado a otros senderos de conocimiento, hasta hacerlos un hueco en el género literario o esotérico


jueves

HACIA EL FUTURO


El estudio de la velocidad de recesión en galaxias muy lejanas se ha podido realizar desde hace unos pocos años, gracias al desarrollo reciente de los instrumentos y las técnicas de observación astronómica. Y el resultado ha sido sorprendente. En el pasado, la expansión era más lenta que en la actualidad. Dicho de otro modo, la expansión no es cada vez más lenta, sino más rápida. El Universo no está frenando, está acelerando.

Esto plantea un nuevo y complejo problema a la Cosmología. Con la física que conocemos, la única fuerza capaz de actuar a gran escala en todo el Universo es la fuerza de gravedad, que hace que las galaxias se atraigan unas a otras. Por tanto, la expansión debería frenarse gradualmente. Sí el universo está acelerando, debe existir una fuerza desconocida, de tipo repulsivo, y que en las grandes distancias es más intensa que la propia fuerza de gravedad. Hoy en día no sabemos cual es esa fuerza, aunque la suponemos asociada a la energía oscura. Es por tanto la energía oscura la responsable de la aceleración del Universo.

EL TERCER ORIGEN


El Homo Sapiens difiere de todos los demás tipos Homo en que posee una caja craneal alta y redondeada y además carece de curvatura ósea alguna sobre las cejas; su cara es vertical, sin mandíbulas prominentes, la barbilla está bien desarrollada y los dientes son más pequeños. Tiene un cerebro mayor que el Erectus y la pelvis configurada de distinto modo que el Neandertal.

Los restos más antiguos del Homo Sapiens se encontraron en Africa, en Etiopía, con una datación de 130.000 años de antigüedad. Richard Leakey encontró los restos de tres individuos: éste fue el comienzo de una serie de hallazgos africanos, entre los 100.000 y los 35.000 años de edad, todos de Homo Sapiens. En Europa, los primeros Homo Sapiens aparecieron hace 35.000 años: el hallazgo más joven es el de Kelsterbach, Alemania, 31.000 años. En 1868 se encontraron cinco esqueletos de Homo Sapiens de la Era Glacial en Cro-Magnon, Les Eyzies, por lo que todos los Homo Sapiens de la Era Glacial Europea han recibido el nombre de aquel lugar.

El origen del Homo Sapiens no se ha determinado de forma concluyente, aunque es casi seguro que nació en Africa, donde se conocen posibles precursores: el Homo Erectus avanzado del tipo de Rodesia. Debe tenerse en cuenta que se sabe poco de la secuencia de acontecimientos en Asia y en Europa, pero en ambos continentes también había tipos de Homo Erectus avanzados. Aunque existen diversidad de razas entre la población de nuestros días, todas ellas pertenecen a la misma especie, Homo Sapiens.

Stephen J.Gould afirmó: "Todos los humanos que ahora poblamos la Tierra somos hermanos". Podemos identificar tres razas principales: la mongoloide, la negroide y la caucasoide. Nadie ha sido capaz de demostrar que exista diferencia alguna entre las razas a nivel de características mentales. El último continente donde se asentaron seres humanos fue América, que llegaron a través del estrecho de Bernia, ya que durante las épocas glaciales era tierra seca, hace unos 15.000 años; hace 11.000 años ya habían alcanzado las zonas más meridionales de América del Sur. Al alcanzar estas zonas, los seres humanos habían completado la conquista de la tierra habitable; los que vivían en aquella ‚poca, hace unos 10.000 años, eran idénticos a nosotros.

¿HA TERMINADO LA EVOLUCION?

Admitida la existencia de un proceso evolutivo, que comienza en LUCA y termina en el hombre actual, la Evolución puede dividirse en dos grandes períodos: la Evolución Prebiológica, en la cual la materia inerte se transformó en materia orgánica y ésta se agrupó para formar estructuras más complejas, moléculas biológicas, y la Evolución Biológica, que se inició en los orgánulos, y que ha comprendido todo el desarrollo capaz de llegar a transformarlas en todos los seres vivos que pueblan el planeta.

La Evolución Prebiológica ha finalizado, ya que en la Tierra no se dan en la actualidad las características necesarias para que tenga lugar este tipo de evolución. Sin embargo, y según la opinión unánime de la comunidad científica, la Evolución Biológica continúa, modificando lenta pero progresivamente todas las especies, y no se ha detenido con la aparición del hombre. Sin embargo, quizá esta evolución no está teniendo en el hombre las mismas características, ya que a ella se ha unido lo que muchos científicos consideran una tercera fase del proceso evolutivo: la evolución cultural o psicosocial. Para esta etapa no rigen las normas de la Evolución Biológica: ya no es posible hablar de selección natural, de lucha por la vida, etc. En este proceso evolutivo hay que contar con los grupos sociales, el ejercicio del poder, el desarrollo tecnológico, el progreso económico, etc., que actúan como mecanismos que se superponen a los clásicos de la Evolución Biológica con tal fuerza que en ocasiones modifican los factores que rigen ésta.

El hombre , con su tecnología, perturba la marcha normal de la Evolución Biológica, rompiendo un equilibrio cuyas consecuencias son imprevisibles. En términos generales, es evidente que los avances científicos y tecnológicos han supuesto un avance gigantesco en el género humano, pero los peligros son también evidentes. Todos debemos ser conscientes de que la sintonía con la Naturaleza es fundamental, que no debe romperse jamás en aras de cualquier proyecto, ya sea de carácter científico, tecnológico, económico, político, militar o de cualquer otra índole.

miércoles

UNA TEORIA DEL MULTIVERSO


El Multiverso es una teoría de la Física teórica, relativista y cuántica, (supercuerdas y teoría M) que postula que nuestro universo es solo uno en una vasta colección de universos que existen separados por distancias que no somos capaces ni de imaginar.

El origen de este Multiverso estaría en una primera inflación, un primer Big Bang, que le dio origen a todo, incluido el tiempo y el espacio. De acuerdo con una variante de la teoría, esta inflación eterna continúa en algunos lugares, pero en otros, se detiene. Allí, en los lugares donde la inflación no continúa, se originarían los universos, el nuestro y también otros, cada uno con sus leyes físicas y fundamentales distintas. Mientras se van creando, como burbujas en una bañera, la inflación continúa separándolos eternamente.

Esta teoría parte de un vacío cuántico inicial, cuyas fluctuaciones permiten la aparición y desaparición continua de partículas, la "bañera" del ejemplo, al que podemos llamar "inflatón"o "universo de fondo". Pero teorías más radicales, basadas en postulados de la Física cuántica, como el principio de Incertidumble, el efecto Lamb, el efecto Casimir, el efecto Schwinger y muchos otros, apuntan al cambio de esta teoria, sustituyendo el vacío cuántico por la nada absoluta. La Física cuántica ha destruido la causalidad, "todo efecto no tiene por qué tener una causa", y la certeza absoluta, "todo aquello que no viole ninguna ley cuántica, puede ocurrir".

Así, el desarrollo de los acontecimientos, sería el siguiente:

NADA-BIG BANG PRIMORDIAL (INFLACION PRIMORDIAL)-UNIVERSO DE FONDO-INFLACION-UNIVERSOS BURBUJA-BIG BANGS LOCALES (INFLACIONES DE LOS DISTINTOS UNIVERSOS CON DISTINTAS LEYES FISICAS)...

En estos universos múltiples, con distintas leyes físicas, la inflación puede frenarse, acelerarse, estancarse...Uno de estos universos es el nuestro, con leyes de su naturaleza que, gracias al gran avance de la Ciencia, estamos empezando a comprender. Es un universo plano, con una inflación que se acelera, lo que predice un final de expansión eterna.

El modelo del Multiverso expuesto, aun basado en teorías matemáticamente contrastadas y científicamente plausibles, es teoría, y lo que es peor, prácticamente indemostrable. Nuestro confinamiento en el universo en que habitamos nos hace imposible acceder a métricas y condiciones necesarias para la confirmación de la teoría, por lo cual, es muy probable que nunca podremos tener una "Ley del modelo de Multiverso inflacionario". Los modelos inflacionarios todavía no están libres de problemas en su definición. Por ahora se basan en modelos extrapolados de modelos efectivos, es decir, no sabemos qué campo es el que generó la inflación. Lo que parecen indicar los datos es que debe de ser un campo escalar.

Afortunadamente ya hemos encontrado un campo escalar fundamental en la naturaleza, el Higgs. Eso hace más plausible encontrar otro, el inflatón (universo de fondo), que produzca la inflación. Los argumentos gravitatorios asumen que la relatividad general es válida en el contexto inflacionario, tal vez lo sea, pero no está probado. Seguramente hay que partir de un estado anterior preinflacionario en el que una teoría de gravedad cuántica sea indispensable para saber qué genero y cómo la inflación. Pero nos queda el consuelo de haber llegado hasta aquí con razonamientos exclusivamente científicos, y ser conscientes de que la Física avanza con paso firme y acelerado hacia la comprensión del mundo, del todo... de la verdad.

domingo

EL SEGUNDO ORIGEN


Poco tiempo después de la formación de la primitiva Tierra, hace unos 5.000 millones de años, y en unas condiciones de enorme actividad geológica, aparece la Vida como consecuencia de un proceso evolutivo. La Vida comenzó hace unos 4.000 millones de años, cuando la Tierra aún no se había formado como tal. La Vida aparece por la evolución de moléculas primigenias presentes, que, siguiendo las leyes de la naturaleza, tienden a unirse construyendo moléculas más complejas.

Así aparecen los aminoácidos y otras macromoléculas, que bajo condiciones favorables de presión, temperatura y energía, devienen en el primer organismo vivo, LUCA (last universal common ancestor), y de ahí en adelante la evolución prosigue, formándose los microorganismos más primitivos y siguiendo con los seres vivos más complejos.

Esta evolución, que sucede durante miles de millones de años, es la que origina las especies, hasta llegar a un ser muy especial: el Humano. Un ser que desarrolla consciencia e inteligencia, y que es capaz de descubrir las leyes físicas que gobiernan el mundo en el que viven.

jueves

EL PRIMER ORIGEN


Los tres conceptos que marcan la Historia del Todo se pueden concretar en tres Orígenes: son los puntos de inflexión que marcan el devenir de la Existencia, desde antes del Big Bang hasta la actualidad. El primer Origen es el más importante, y el más difícil de explicar, ya que significa contestar a la pregunta más crucial de la Ciencia: "¿Cómo empezó todo?"

En un punto cualquiera de la Línea temporal comienza nuestro Universo como consecuencia de una fluctuación del vacío cuántico que origina nuestro espacio-tiempo, un Universo cuya geometría permite las condiciones necesarias para que sea tal y como hoy lo conocemos.

La Evolución explica de manera bastante convincente la continuidad que abarca desde el Big Bang hasta el momento presente, incluyendo la transición materia inerte-materia viva y la transición animal-hombre. El modelo del Universo oscilante cierra la Línea y la intrigante singularidad del Big Bang se excluye con la Propuesta de Ausencia de Límites de Hawking, o mejor aún con la Tunelación Cuántica de Alexander Vilenkin.

La Relatividad General y la Mecánica Cuántica marcan las pautas al desarrollo de nuestro Universo, mientras la Evolución y la autoorganización permiten, en proceso continuo, la aparición de la vida y el hombre.

Esta es la Teoría de la Línea Continua y Cerrada (TLCC), una teoría del Todo basada en consistentes argumentos científicos, que excluye la intervención de un Creador. Pero, como toda teoría científica, debe ser comprobada experimentalmente en su totalidad para ser universalmente aceptada, y, dada su amplitud y complejidad, aún no ha llegado ese momento...si es que llega alguna vez.

miércoles

LOS DIAS QUE VENDRAN


 ¿Qué pasará mañana? ¿Y el mes que viene? ¿Y el próximo año? No lo sabemos, pero los cosmólogos piensan por nosotros. La Ciencia ha avanzado tanto, sobre todo la Astrofísica, que se puede predecir con escaso margen de error qué le ocurrirá a la Tierra en los próximos años. Y no me estoy refiriendo a este siglo ni a los próximos, sino a cientos, miles, millones de años en el futuro. Nuestro planeta puede ser destruido de diversas formas, por causas naturales, más allá de que sea la propia especie humana quien colabore en su extinción. Grandes cataclismos, impactos de cometas o asteroides, debilitamiento del escudo de la atmósfera contra la radiación...y finalmente la muerte del Sol, que se convertirá en gigante roja, engullendo a la Tierra, antes de extinguirse. Esos son los días que vendrán...y lo sabemos.

Viajemos 100.000 millones de años hacia el futuro y encontraremos un universo que ha dejado de expandirse: un vasto espacio vacío e inmóvil. O, al menos, esa impresión nos dará, según un galardonado ensayo que participó en un concurso organizado por Gravity Research Foundation, organización no lucrativa.

Lawrence Krauss, de la Universidad Case Western Reserve, y Robert J. Scherrer, de la Universidad Vanderbilt, son los autores del ensayo que aparece publicado en la edición de octubre de Journal of Relativity and Gravitation. En un futuro lejano, la Tierra no será más que un tenue recuerdo, pues posiblemente nuestro planeta será destruido cuando el sol se expanda en su fase de gigante roja, dentro de 10.000 millones de años.

No obstante, si nuevas formas de vida llegaran a ocupar la Tierra, todo rastro de otras galaxias (y por consiguiente, el universo en expansión) habrá desaparecido de vista. “Los observadores podrán inferir la edad finita de su universo insular -escriben los autores-. Pero más allá de eso, la cosmología [el estudio del origen y la naturaleza del universo] habrá terminado para siempre”.

lunes

DECEPCION KAKU


Me decepciona Kaku al asistir como ponente a un Congreso de Ufología. El gran físico, reconocido como una autoridad en Mecánica Cuántica y en Cosmología, tiene, desde hace años, la debilidad de "coquetear" con el fenómeno Ovni.

En este aspecto, Kaku es como Punset, que pretendía ser divulgador científico y luego le fascinaba Uri Geller, Deepak Chopra y las medicinas alternativas. A Michio Kaku le pasa lo mismo con los ovnis, y no es la primera vez que dice estas tonterías. Y esto teniendo en cuenta además que la vertiente ufológica que le ha traído a España es la más demencial, son los de Proyecto Revelación y toda esta gente que piensa que hay acuerdos secretos con los aliens, abducciones… esto no tiene nada que ver ni siquiera con la ufología de los años 70, esta es la ufología más loca, la que habla de abducidos, de hibridación y de acuerdos secretos con los gobiernos.

La presencia de Kaku legitima congresos como el de Barcelona. Por lo menos le da un escaparate. Siempre ha habido científicos que pueden ser muy serios en lo suyo, y luego decir todo tipo de tonterías en lo que no es lo suyo… o incluso en lo suyo. El recientemente fallecido Kary Mullis, premio Nobel de Biología, aseguraba haber sido abducido por una raza de mapaches extraterrestres.

domingo

ASUMIENDO EL MULTIVERSO


El universo total, es decir, la totalidad de todo el tiempo y el espacio es inmensamente grande, mucho, mucho más grande que el universo observable; es decir, mucho más grande que nuestro universo. No es especulación, es una consecuencia directa de lo que sabemos del mundo.

Hoy no podemos prescindir de los universos múltiples sin abdicar de algunas de nuestras mejores teorías físicas (Big Bang, mecánica cuántica, teorías de cuerdas, etc...). En cierta forma, esas teorías nos "obligan" a asumir que hay otros universos.

Durante siglos, la cosmología ha asumido que el objetivo de toda la historia natural del universo era llegar al ser humano. Hoy sabemos que no es así.

Las teorías del primer nivel son una conclusión que surge de forma directa de la inflación cosmológica, del hecho de que el universo total esté en expansión. Esa expansión crea zonas desconectadas causalmente del resto o, lo que es lo mismo, universos paralelos. Según estas teorías, los universos tienen las mismas leyes físicas que el nuestro. Si funcionan como universos diferentes es porque están aislados entre sí.

Las teorías de segundo nivel no están de acuerdo con esto último. Al fin y al cabo, nuestro conocimiento del mundo físico puede estar mediado por el universo en que vivimos. Los teóricos de segundo nivel creen que las leyes físicas son "como el agua que cambia de forma según el recipiente": nosotros conocemos las leyes efectivas de este universo, pero no tienen por qué ser siempre las mismas.

Por tanto, proponen que esas diferentes zonas del universo podrían tener propiedades físicas diferentes a las nuestras (constantes físicas, número de dimensiones o partículas fundamentales). Este tipo de teorías surgen de conjugar la inflación cosmológica con la teoría de cuerdas.

Los niveles I y II dibujan universos que se parecen al nuestro en muchos sentidos. Pero conforme subimos de nivel, las hipótesis se separan cada vez más de las propiedades físicas que conocemos. Las teorías de nivel III, por ejemplo, surgen de una de las interpretaciones de la mecánica cuántica.

En la visión de Hugh Everett, los procesos aleatorios cuánticos provocan la diversificación del universo en universos paralelos. Simplificando, estas teorías sugieren que, efectivamente, hay unos universos en los que el gato de Schrödinger está vivo y otros en los que está muerto.

Las teorías de nivel IV van más allá. En esos universos no cambian solo las teorías físicas, sino las propias matemáticas. Son realidades tan radicalmente distintas, que no somo capaces de imaginar

Ya sean zonas del universo desconectadas causalmente de nuestro universo, ya sean realidades cuánticas complejas: los universos paralelos no son teorías exóticas de físicos estrambóticos, son consecuencias directas de nuestro conocimiento actual del mundo. Y contra eso hay poco que hacer.

sábado

EL PRIMER GRAN CIENTIFICO


Aportes científicos de Arquímedes

El principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es considerado por la ciencia moderna como uno de los legados más importantes de la época Antigua. A lo largo de la historia, y de maneral oral, se ha transmitido que Arquímedes llegó a su descubrimiento de manera accidental gracias a que el Rey Hierón le encomendara comprobar si una corona de oro, mandada a fabricar por él, estaba hecha únicamente de oro puro y no contuviera algún otro metal. Tenía que llevar esto a cabo sin destruir la corona. Se dice que mientras Arquímedes meditaba la forma de resolver este problema decidió tomar un baño, y al entrar en la bañera se dio cuenta de que el agua aumentaba de nivel cuando él se sumergía en ella.

De este modo, llegaría a descubrir el principio científico que establece que “todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (líquido o gas) recibe un empuje ascendente, igual al peso del fluido desalojado por el objeto”.
Éste principio quiere decir que los fluidos ejercen una fuerza ascendente –que empuja hacia arriba- sobre cualquier objeto sumergido en ellos, y que la cantidad de esta fuerza de empuje es igual al peso del líquido desplazado por el cuerpo sumergido, sin importar su peso. La explicación de este principio describe el fenómeno de la flotación, y se encuentra en su Tratado sobre los cuerpos flotantes.

El principio de Arquímedes ha sido enormemente aplicado en la posteridad para la flotación de objetos de uso masivo como los submarinos, los barcos, los salvavidas y los globos aerostáticos.

Método mecánico

Otro de los aportes más importantes de Arquímedes a la ciencia fue la inclusión de un método puramente mecánico –es decir, técnico- en el razonamiento y argumentación de problemas geométricos, lo cual significó una manera inédita de resolver este tipo de problemas para la época. En el contexto de Arquímedes se consideraba a la geometría como una ciencia exclusivamente teórica, y lo común era que de la matemática pura se descendiera hacia otras ciencias de índole práctica en las que se pudieran aplicar sus principios. Por tal motivo, hoy en día se le considera como el precursor de la mecánica como disciplina científica.

En el escrito en el que el matemático expone el nuevo método a su amigo Eratóstenes, indica que éste permite abordar cuestiones de la matemática a través de la mecánica, y que en cierto modo es más fácil construir la demostración de un teorema geométrico si ya se tiene algún conocimiento práctico previo, que si no se tiene ninguna idea al respecto.
Este nuevo método de investigación llevado a cabo por Arquímedes vendría a ser precursor de la etapa informal del descubrimiento y formulación de hipótesis del moderno método científico.

Explicación de la ley de la palanca

Si bien la palanca es una máquina simple que fue utilizada desde tiempos muy anteriores a Arquímedes, fue éste quien formuló el principio que explica su funcionamiento en su tratado Sobre el equilibrio de los planos.En la formulación de esta ley, Arquímedes establece principios que describen los distintos comportamientos de una palanca al situar dos cuerpos sobre ella, dependiendo de su peso y su distancia del punto de apoyo. De esta manera, apunta que dos cuerpos capaces de ser medidos (conmensurables), situados sobre una palanca, se equilibran cuando se encuentran a distancias inversamente proporcionales a su peso. De igual manera, lo hacen los cuerpos inconmensurables (que no se pueden medir), pero esta ley fue demostrable por Arquímedes únicamente con cuerpos del primer tipo.

Su formulación del principio de la palanca es un buen ejemplo de la aplicación del método mecánico, ya que según explica en una carta dirigida a Dositeo, éste fue descubierto en un primer momento a través de métodos de la mecánica que puso en práctica. Posteriormente los formuló usando métodos de la geometría (teóricos). De esta experimentación sobre los cuerpos también se desprendió la noción de centro de gravedad.

Desarrollo del método de exhaución o agotamiento para la demostración científica

La exhaución es un método utilizado en la geometría que consiste en aproximar figuras geométricas cuya área se conoce, por medio de la inscripción y circunscripción, sobre alguna otra cuya área se pretenda conocer.
Si bien Arquímedes no fue el creador de este método, sí lo desarrolló de manera magistral, logrando calcular por medio de él un valor preciso de Pi. Arquímedes, utilizando el método de exhaución, inscribió y circunscribió hexágonos a una circunferencia de diámetro 1, reduciendo hasta el absurdo la diferencia entre el área de los hexágonos y el de la circunferencia. Para ello, biseccionó los hexágonos creando polígonos de hasta 16 lados, como se observa en la figura anterior. De este modo, llegó a precisar que el valor de pi (de la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro) se encuentra entre los valores 3,14084507… y 3,14285714….

Arquímedes utilizó magistralmente el método de exhaución debido a que no sólo logró aproximarse al cálculo del valor de Pi con un margen de error bastante bajo,y por lo tanto, deseado-, sino que además, por ser Pi un número irracional, a través de este método y los resultados obtenidos sentó las bases que germinarían en el sistema de cálculo infinitesimal, y posteriormente, en el cálculo integral moderno.

La medida del círculo

Para determinar el área de un círculo, Arquímedes empleó un método que consistía en trazar un cuadrado que encajara exactamente dentro de un círculo. A sabiendas de que el área del cuadrado era la sumatoria de sus lados y que el área del círculo era mayor, comenzó a trabajar en obtener aproximaciones. Esto lo hizo sustituyendo el cuadrado por un polígono de 6 lados y luego trabajó con polígonos más complejos. Arquímedes fue el primer matemático de la historia en aproximarse a hacer un cálculo serio del número Pi.

La geometría de esferas y cilindros

Entre los nueve tratados que compilan la obra de Arquímedes en las matemáticas y la física, se encuentran dos volúmenes sobre la geometría de esferas y cilindros. Esta obra versa sobre la determinación de que la superficie de cualquier esfera de radio es cuatro veces la de su círculo más grande, y que el volumen de una esfera es dos tercios la del cilindro en el que se inscribe.

lunes

LAS FORMULAS DE DIOS


Las matemáticas están presentes en nuestro día a día de innumerables formas. Sus ecuaciones, aplicadas a la física, han cambiado el curso de la historia para comprender el mundo que nos rodea y el Universo en que habitamos. Las matemáticas son el engranaje central que hace que giren todos los demás elementos que forman el cosmos.

Sin esa ciencia abstracta, no hubiese sido posible desarrollar o comprobar gran parte del conocimiento que tenemos en otros campos como la física, la química, la ingeniería e incluso la medicina y las ciencias sociales. Las leyes de la naturaleza y las leyes artificiales son expresiones de un fenómeno explicadas por las matemáticas para que el ser humano las pueda comprender (o al menos intentarlo). Lo que a primera vista no es más que una sucesión de letras, números y símbolos que suponemos que tienen un orden determinado, esconde en realidad las respuestas a preguntas que la humanidad lleva planteándose desde hace mucho tiempo.

Tal vez esas ecuaciones sean desconocidas para aquellas personas que no estudian el campo correspondiente o que no tienen un verdadero interés por el tema, pero una rápida búsqueda en Internet o en un libro hará que nombres como Pitágoras, Newton, Maxwell o Einstein comiencen a sonarnos de forma lejana. La llamada “cultura popular” hace que estos nombres sean reconocibles en casi cualquier parte del mundo, aunque no todos podamos comprender en qué consistió el trabajo de estos genios de su tiempo.

viernes

RINCONES DEL INFINITO


Saber que no sabemos no significa no querer saber y no maravillarse ante el misterio: salir a jugar en la noche a aprender a ver en la oscuridad. La versión más aceptada actualmente es que el Universo surgió del Big-Bang y que antes de esta “gran explosion” no había nada. Lo que evidentemente hace preguntarnos, ¿cómo algo —el Universo todo— pudo haber surgido de la nada? Esto lógicamente hace pensar que esa “nada” en realidad era algo. Para la religión necesariamente debe de existir un ser capaz de crear de la nada, de operar sobre el vacío e infundir el Ser en el Universo. Esto equivale a decir que ese algo que era la nada es Dios. La causa de que algo sea.

La Física en cambio considera que el problema de la nada es en realidad un problema semántico. Hemos creado el concepto de la nada a partir de nuestra experiencia del espacio como vacío, pensando que en ese espacio entre la materia nada sucede, nada se genera. Pero la “nada” como tal no existe. Esto es algo que puede observarse en el espacio vacío, del cual surgen inevitablemente lo que se conoce como partículas virtuales, las cuales constantemente se crean y se destruyen y pese a que no son observables directamente, los efectos que generan sí lo son. En este sentido la Física curiosamente se alinea con la etimología de la palabra nada, la cual proviene de la palabra nacer (en latín). Esta interesantísima identidad entre la nada y nacer nos sugiere, en otro plano, que la nada es nacimiento, el proceso de nacer. O, en otras palabras, una perenne potencia de ser.

"Puedes formar un estado que no tenga quarks y antiquarks en él, y es totalmente inestable. Espontáneamente empieza a producir pares de antiquarks y quarks”, dice el físico Frank Wilczek de MIT. Wilczek cree que esto podría aplicarse también al origen del Universo. "No hay barrera entre la nada y un rico Universo lleno de materia”. Según esta perspectiva, el Universo es lo que ocurre naturalmente con “la nada”. En cierta forma tú, yo, esta pantalla, el Sol, la Luna y todo lo demás solo somos fluctuaciones que emergen del vacío cuántico. Patrones, coherentes por un momento, que regresan al mar insondable del vacío-nacimiento.

Debido a la extrañeza inherente a la mecánica cuántica, “la nada” se transforma en algo constantemente. El principio de incertidumbre de Heisenberg señala que un sistema nunca puede tener exactamente cero energía y como la energía y la masa son equivalentes —dos caras de la misma moneda—, pares de partículas se pueden formar espontáneamente siempre y cuando se aniquilen rápidamente.

La incertidumbre cuántica sostiene que hay una compensación entre energía y tiempo: cuanto menos energía tiene un sistema, más tiempo puede mantenerse (de la misma forma las supernovas, con mayor energía, viven menos). Para explicar cómo nuestro Universo ha durado miles de millones de años, el tiempo suficiente para formar a partir del vacío cuántico galaxias, sistemas solares y formas de vida complejas, su nivel de energía debe de ser extraordinariamente bajo.
En los primeros instantes del Universo se llevó a cabo una breve explosión expansiva, conocida como inflación, la cual llenó el Universo de energía. Pero según la teoría de la relatividad de Einstein, la expansión del tiempo-espacio también significa más gravedad. La atracción gravitacional representa energía negativa que cancela la energía positiva de la inflación, esencialmente construyendo un cosmos de cero. “Se puede mostrar que esta energía gravitacional negativa exactamente cancela la energía positiva representada por la materia. Así que la energía total del Universo es cero”, dice Stephen Hawking.

Alan Guth, el físico que desarrolló la teoría inflacionaria, bromea diciendo que aunque se cree que no existe tal cosa como un almuerzo gratuito, “el Universo es el máximo almuerzo gratuito”. Y con esta misma ligereza reconforta: “en realidad no es peligroso crear un Universo en tu sótano, no desplazaría al Universo alrededor, aunque sí crecería enormemente”.

El problema de la creación del Universo parece violar la ley de la conservación de la energía pero, si hay cero energía total que conservar, ese problema desaparece y un Universo que simplemente surgió de la nada —fluctuaciones cuánticas— es algo que ocurre con cierta probabilidad. “Tal vez una mejor forma de decirlo es que ese algo es nada”, aclara Guth.
Que algo pueda ser nada parece un contrasentido, una aberración lógica. Sin embargo, el Universo no tiene que necesariamente ajustarse a nuestra lógica y, según hemos visto antes, la “nada” es sobre todo un concepto construido bajo la lógica aristotélica que ha creado la impronta en el cerebro humano de que las cosas son o no son, y al ser algo no son todo lo demás. ¿Pero puede algo ser y no ser? ¿Ser algo y nada?
La Física cuántica, al igual que la filosofía oriental, es profusa en paradojas. Un fotón es tanto una onda como una partícula y puede estar en estado de superposición —en todos los lugares (o en ninguno) a la vez— hasta que no se le apliqué una medición. De tal manera que en muchas ocasiones se ha jugado con la idea de que una partícula no existe hasta que es observada.

El físico estadounidense David Bohm, influenciado por la filosofía de Krishnamurti pero sin alejarse del rigor científico, teorizó que el mundo que experimentamos es una manifestación superficial de un proceso energético profundo, como una ola que surge de un mar de energía infinita. Y nuestra percepción de un fenómeno o de nuestro propio ser es algo ilusorio, ya que en el vacío toda la materia es una misma energía. Esto fue lo que llamó “la totalidad del orden implicado”. Su biógrafo Will Keepin explica:
«El entendimiento de Bohm de la realidad Física trastoca la noción ordinaria de ‘espacio vacío’. Para Bohm el espacio no es un vacío gigante a través del cual se mueve la materia; el espacio es tan real como la materia que se mueve a través de él. El espacio y la materia están íntimamente interconectados. De hecho, cálculos de la cantidad conocida como energía del punto cero sugieren que un centímetro cúbico de espacio vacío contiene más energía que toda la materia en el Universo conocido».
Aquí se empieza a dibujar sobre la espuma cuántica el que tal vez sea el secreto de la creación —de algo de la nada—, la potencialidad inherente e ilimitada de ser en todo. Como hemos visto, incluso en un espacio herméticamente cerrado en el que no haya “nada”, espontáneamente se generan pares de partículas de energía. Todo tiene la potencia de crear un Universo, ya que una de las posibilidades del acoplamiento de átomos que surgen del vacío es ordenarse para formar un Universo.

Este Universo que puede formarse como resultado de su propia naturaleza está lleno de vacío y este vacío cuántico está en un proceso de creación y destrucción permanente. Es decir, en cada parte de su inmensidad se están creando y destruyendo partículas que podrían ser otros Universos (¿y cómo saber que no lo son?).
Desde un punto de vista de psicología práctica esto puede llevarse a cada una de las experiencias que vivimos, recordando que cada fenómeno está esencialmente vacío y tiene la potencia de ser cualquier cosa, incluyendo quizás la creación de un Universo. Si somos de cierta forma, y nos mantenemos así, esto probablemente se debe a que constantemente llenamos el potencial de nuestras experiencias del mismo contenido, nos repetimos, creándonos igual al contarnos. Bajo esta noción de que todas las cosas están vacías y por lo tanto están constantemente siendo creadas, naciendo de la nada, podemos entender por qué nuestra descripción del mundo (“somos lo que pensamos” dice Buda en el Dhammapada) se convierte en el mundo que experimentamos.
De alguna forma constantemente estamos reproduciendo aquel acto atribuido a Dios de separar las tinieblas para hacer la luz con la palabra y hacer surgir al mundo. O lo que es equivalente, colapsar la función de onda y establecer un estado de coherencia de entre las fluctuaciones cuánticas.

Al sostener que el Universo está compuesto en su enorme mayoría de vacío, en un estado de energía cinética cercano al cero (en un estado profundo de no-dualidad), pero de energía potencial casi infinita, se sientan las bases para que el Universo funcione como una incesante máquina de creación. Pero esto no resuelve el origen de la creatividad del Universo. La pregunta tal vez ya no sería qué o quién creó el Universo, ya que la creación es una propiedad fundamental embebida en el telar del Universo, sino ¿cómo surgió esa creatividad o cuál es el origen de lo que origina?
«Nuestro entendimiento de la creación recae en la validez de las leyes físicas, particularmente de la incertidumbre cuántica. Pero eso implica que las leyes de la Física de alguna manera fueron codificadas al engranaje de nuestro Universo antes de que existiera. ¿Como pueden existir las leyes físicas por fuera del tiempo y el espacio sin una causa propia? O poniéndolo de otra forma, ¿por qué existe algo en vez de nada?» En otras palabras, esto podría reformularse diciendo que aunque al parecer el programa funciona solo, sin necesidad indispensable de que alguien lo hubiera programado, de cualquier forma exhibe un programa: una serie de leyes o un código que debe de haber preexistido al programa.

Descubrir por qué el Universo es como es supera ampliamente los alcances de este ensayo. Más que intentar responder a algo así, que sería como intentar hackear la mente de Dios, más allá de leer el código fuente, decodificar la intención del programa, lo mejor que podemos hacer es dejar nuevas interrogantes como semillas creativas en el abismo cuántico.
¿Es satisfactorio pensar que la creación es una propiedad fundamental de todo lo que es y que como tal simplemente existe, sin causa ni causante, desde siempre para siempre, el Universo es? ¿O acaso esto no nos remite también, ad infinitum, a un nuevo misterio, inaccesible para nuestro entendimiento actual? Y, por otra parte, ¿acaso la Física al erradicar de la creación a un creador no infunde de las propiedades creativas generalmente exclusivas de la divinidad a la totalidad del Universo? ¿Flotando entre cada átomo yace latente algo que participa en las cualidades de lo divino, haciendo del cosmos entero un holograma de Dios?