NEUTRINOS

Los neutrinos son partículas subatómicas de tipo fermiónico, de carga neutra y espín 1/2. Los últimos estudios han confirmado que los neutrinos tienen masa, aunque ésta no se conoce con exactitud. Su valor, en todo caso, sería muy pequeño habiéndose obtenido tan sólo cotas superiores con valores aproximadamente 200.000 veces más pequeños que la masa del electrón. Además, su interacción con las demás partículas es mínima por lo que pasan a través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla.

La masa del neutrino tiene importantes consecuencias en el modelo estándar de física de partículas ya que implicaría la posibilidad de transformaciones entre los tres tipos de neutrinos existentes en un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos. En todo caso, los neutrinos no se ven afectados por las fuerzas electromagnética o nuclear fuerte, pero sí por la fuerza nuclear débil y la gravitatoria.

En el modelo estándar se consideraba inicialmente al neutrino como a una partícula sin masa. De hecho, en muchos sentidos se la puede considerar de masa nula pues ésta es, por lo menos diez mil veces menor que la del electrón. Esto implica que los neutrinos viajan a velocidades muy cercanas a la de la luz. Por ello, en términos cosmológicos al neutrino se le considera materia caliente, o materia relativista. En contraposición la materia fría sería la materia no relativista.

En 1998, durante la conferencia 0-mass neutrino, se presentaron los primeros trabajos que mostraban que estas partículas tienen una masa ínfima. Previamente a estos trabajos se había considerado que la hipotética masa de los neutrinos podía tener una contribución importante dentro de la materia oscura del Universo. Sin embargo, resultó que la masa del neutrino era insuficiente, demasiado pequeña para ser siquiera tenida en cuenta en la ingente cantidad de materia oscura que se calcula que hay en el universo. Por otro lado, los modelos de evolución cosmológica no cuadraban con las observaciones si se introducía materia oscura caliente. En ese caso las estructuras se formaban de mayor a menor escala. Mientras que las observaciones parecían indicar que primero se formaron las agrupaciones de gas, luego estrellas, luego proto galaxias, luego cúmulos, cúmulos de cúmulos, etc. Las observaciones, pues, cuadraban con un modelo de materia oscura fría. Por estos dos motivos se desechó la idea de que el neutrino contribuyera de forma destacada a la masa total del universo.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

La entropía es como el calor: está definida en términos de un cambio de estado, no un estado como tal. Supongamos que un fluido en algún estado inicial cambia a un nuevo estado. Entonces la diferencia de entropía entre los dos estados es el cambio total en la cantidad «calor dividido entre temperatura».

En símbolos, para un pequeño paso a lo largo de un camino entre los dos estados, la entropía S está relacionada con el calor Q y la temperatura T por la ecuación diferencial dS = dQ/T. El cambio en la entropía es el cambio en el calor por unidad de temperatura. Un cambio grande de estado puede representarse como una serie de pequeños, de modo que sumamos todos estos cambios pequeños en la entropía para obtener el cambio total de entropía.

El cálculo nos dice que el modo de hacer esto es usar una integral. Una vez definida la entropía, la segunda ley de la termodinámica es muy simple. Afirma que en cualquier proceso termodinámico físicamente factible, la entropía de un sistema aislado debe siempre aumentar. En símbolos, dS ≥ 0.

Por ejemplo, supongamos que dividimos una habitación con una mampara móvil, ponemos oxígeno en un lado de la mampara y nitrógeno en el otro. Cada gas tiene una entropía concreta, relacionada con algún estado de referencia inicial. Ahora eliminamos la mampara, permitiendo a los dos mezclarse. El sistema combinado también tiene una entropía concreta, relacionada con los mismos estados de referencia iniciales. Y la entropía del sistema combinado es siempre mayor que la suma de las entropías de los dos gases por separado.

EL TIEMPO NO EXISTE

¿Qué es el tiempo? Podríamos decir que el tiempo es la sucesión de pasado, presente y futuro. Pero lo curioso es que ni el pasado, ni el futuro son… Sólo nos queda el presente, un instante que no deja de dejar de ser y que continuamente desaparece entre dos nadas, sin duración.

Pensemos en el presente, lo que hacíamos hace apenas un instante ya es pasado y ya no es, sólo existe como recuerdo. Pero lo fascinante es que el tiempo no deja nunca de fluir, ese es el gran misterio: el presente deja continuamente de ser, sin por eso desaparecer. Es decir, deja de ser, pero sigue siendo. Un flujo eterno, que desaparece en un pequeño instante… imposible de aprehender.

Hablemos del futuro: ¿qué es el futuro? Nada real, una mera posibilidad que simplemente no es. Podemos ir todo lo rápido que queramos, pero nunca saldremos del presente, ni por supuesto, del tiempo.

Imaginemos por un momento un universo sin vida de ningún tipo ¿Qué sería el tiempo? Un presente sin pasado y sin futuro, en el que sólo tiene sentido el concepto de espacio. ¿Existiría el tiempo si no existiera el hombre? ¿Es el tiempo parte del mundo o por el contrario sólo existe bajo el paraguas de nuestra subjetividad?