sábado, 14 de diciembre del 2019 Fecha
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Relación energética del Sol y la Tierra

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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¿Cómo será, en verdad, el Universo?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en AIA-IYA2009    ~    Comentarios Comments (0)

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Es sorprendente el mundo de la nueva cosmología y su hito principal: la evolución y la estructuras coherentes del universo. El Universo es mucho más complejo de lo que ninguno de los poetas o místicos se haya atrevido a imaginar. Estas son algunas de las observaciones enigmáticas que han surgido del estudio y la observación:

  • El universo “plano”: en ausencia de materia, el espacio-tiempo se vuelve “plano” o “euclidiano” (ese tipo de espacio donde la distancia más corta entre dos puntos es la línea recta), en lugar de curvado (donde la distancia más corta entre dos puntos es una curva). Sin embargo, esto significa que el “Big Bang” que originó nuestro universo experimentó un ajuste fino sorprendente, en caso de que hubiera producido sólo una mil millonésima más de materia de lo que lo hizo, o una mil millonésima menos, se habría curvado.
  • La “masa perdida” del universo: hay más fuerza gravitatoria en el cosmos de la que puede responsabilizarse la materia visible; todavía se cree que la materia por sí misma tiene masa para ejercer la fuerza gravitatoria. Incluso cuando los cosmólogos permiten una variedad de la materia “oscura” (ópticamente invisible), queda todavía una gran porción de materia (y por lo tanto de masa) pérdida.
  • La expansión acelerada del cosmos: las galaxias distantes tienen más velocidad según se alejan unas de otras, aunque deberían estar decelerándose, ya que la fuerza de Gravedad frena la fuerza del Big Bang que las lanzó.
  • La coherencia de algunos parámetros cósmicos: la masa de las partículas elementales, el número de partículas y las fuerzas que existen entre ellas se ajustan misteriosamente a ciertos parámetros que se repiten una y otra vez.
  • El problema del horizonte: las galaxias y otras macroestructuras del universo evolucionan casi uniformemente en todas las direcciones desde la Tierra, incluso a través de distancias tan grandes que las estructuras no pueden haber estado conectadas por la luz, y por eso no podrían haberse correlacionados entre ellas a través de señales llevadas por la luz (de acuerdo con la teoría de la relatividad, ninguna señal puede viajar más rápida que la luz).
  • El ajuste fino de las constantes universales: los parámetros clave se han ajustado de una manera increíblemente fina para producir ratios armónicos no recurrentes, pero también las condiciones (esa es la sensación que percibimos), por lo demás extremadamente improbables, bajo las cuales la vida puede emerger y evolucionar en el cosmos que, finalmente, resultará ser un suceso ordinario y corriente que emerge bajo ciertas condiciones presentes en muchos planetas del Universo.

Está claro que hablamos de la edad del Universo y nos referimos a esos 13.500 millones de años que, en realidad, es el “límite” al que hemos podido llegar en nuestras obervaciones pero, ¿quién asegura que ese supuesto límite no está mucho más allá? y, si eso fuera así, ¿qué edad tendría realmente el universo?

Las dudas son muchas, las certezas son pocas, y, como hacía ayer mismo el amigo Jipi, hay que desconfiar del mismísimo Big Bang que, aunque hasta el momento ha sido una buena herramienta para explicar lo que pasó, también es verdad que tiene muchas zonas en sombras que nos impide “ver” lo que realmente pudo pasar. Nadie, con certeza, nos puede explicar esos primeros segundos.

Tenemos que seguir investigando, observando, experimentando para que, finalmente, obtengamos las respuestas que nos puedan contestar a todas estas preguntas que, de momento, sólo son enigmas sin resolver.

emilio silvera

Recordando a Boltzmann

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Carnaval de Física    ~    Comentarios Comments (1)

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El trabajo científico desarrollado por Boltzmann en su época crítica de transición que puso el colofón a la física “clásica” – cuya culminación podríamos situar en Maxwell – y antecedió (en pocos años) a la “nueva” física, que podemos decir que comenzó con Max Planck y Einstein. Aunque ciertamente no de la importancia de los dos últimos, la labor científica de Boltzmann tiene una gran relevancia, tanto por sus aportaciones directas (creador junto con “su amigo” Maxwell y Gibbs de la mecánica estadística, aunque sea el formulismo de éste último el que finalmente haya prevalecido; esclarecedor del significado de la entropía, etc.) como por la considerable influencia que tuvo en ilustres físicos posteriores a los que sus trabajos dieron la inspiración, como es el caso de los dos mencionados, Planck y Einstein.

Boltzmann fue un defensor a ultranza del atomismo, polemizando sobre todo con Mach y Ostwald, antiatomistas partidarios de la energética y claros exponentes de la corriente idealista de la física alemana. Tuvo que abandonar su ambiciosa idea de explicar exactamente la irreversibilidad en términos estrictamente mecánicos; pero esta “derrota”, no ocultaré que dolorosa desde el punto de vista personal, le fue finalmente muy productiva, pues de alguna manera fue lo que le llevó al concepto probabilista de la entropía. Estas primeras ideas de Boltzmann fueron reivindicadas y extendidas, en el contexto de la teoría de los sistemas dinámicos inestables, sobre todo por la escuela de Prigogine, a partir de la década de 1970.

La personalidad de Boltzmann era bastante compleja. Su estado de ánimo podía pasar de un desbordante optimismo al más negro pesimismo en cuestión de unas pocas horas. Era muy inquieto; él decía – medio en serio, medio en broma – que eso se debía a haber nacido en las bulliciosas horas finales de los alegres bailes del Martes de Carnaval, previas a los “duelos y quebrantos” (entonces) del Miércoles de Ceniza.

Su lamentable final, su suicidio en Duino (Trieste) el 5 de septiembre de 1906, muy probablemente no fue ajeno a esa retorcida personalidad, aunque su precaria salud física fue seguramente determinante a la hora de dar el trágico paso hacia el lado oscuro.

Uno de los problemas conceptuales más importantes de la física es cómo hacer compatible la evolución irreversible de los sistemas macroscópicos (el segundo principio de la termodinámica) con la mecánica reversible (las ecuaciones de Hamilton o la ecuación de Schrödinger) de las partículas (átomos o moléculas) que las constituyen. Desde que Boltzmann dedujo su ecuación en 1872, este problema ha dado lugar a muy amplios debates, y el origen de la irreversibilidad es, aún hoy en día, controvertido.

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La Física: Son muchas cosas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Carnaval de Física    ~    Comentarios Comments (0)

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Habitualmente aceptamos que la física es la ciencia que estudia la estructura y propiedades de la materia y la energía, las formas de existencia de las mismas en el espacio y el tiempo, así como las leyes de rigen sus interacciones. En este definición no hay limitaciones precisas entre la naturaleza viviente e inanimada, y aunque ello no implica la reducción de todas las ciencias a la física, se deduce que las bases teóricas finales de cualquier dominio de las ciencias naturales tienen una naturaleza física. También se acepta que la biología es la ciencia que trata sobre la naturaleza viviente, incluyendo los aspectos morfológicos, fisiológicos y moleculares. Al ser ésta mucho más compleja que la inerte, la metodología utilizada para establecer los fundamentos de los fenómenos biológicos y sus leyes es, en general, bastante diferente a la utilizada para el estudio de los fenómenos físicos. Podríamos decir que la física biológica, o biofísica, es la física de los procesos biológicos estudiados a todos los niveles, comenzando por las moléculas y las células y terminando por la biosfera en su conjunto.

Todo esto de la física y la biología, materia viva y materia inerte, necesita de un estudio muy profundo. He pensado mucho en ello y, particularmente (algunos dirán que estoy loco), pienso que la materia es sólo una, que se nos presenta en distintas formas, unas más evolucionadas y más complejas que otras; unas en fase inerte y otras en su fase más avanzada: viva.

Físicos como Hermann von Helmholtz en  1850, midió la velocidad de propagación del impulso nervioso, y James Clark Maxwell, sobre 1857, presentó la teoría de la visión en colores.

Podríamos hablar de materia, de luz, de electromagnetismo, y acaso, ¿no son todas esas cuestiones distintos aspectos y variantes de la misma cosa?

Prote viene a significar “primero”; de ahí viene el nombre de protón, que según sea el número en que esté presente, compondrá una clase de materia u otra. Un protón será hidrógeno, y noventa y dos será uranio. Dos elementos distintos pero en realidad hechos por la misma partícula compleja. Al final, todo está hecho de quarks y electrones. Nosotros somos toda la materia del universo también. Claro que, hablar de los seres vivos como simple materia es una temeridad. Esa materia viva evolucionada y muy compleja ha necesitado miles de millones de años para formarse en el corazón de las estrellas, y cuando ha podido surgir tras un largo y tortuoso proceso que le ha llevado a un estado de consciencia, allí había aparecido una materia nueva que estaba acompañada de un ente pensante que la hacía sentir el dolor y el placer, el frío y el calor; el primitivo estado “inerte” ya no estaba.

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