miércoles, 26 de junio del 2019 Fecha
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Colaboraciones

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

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Kevin Han, investigador de la NASA que estuvo por aquí para explicarnos(como responsable de la misión), como sería la excursión a Europa, la sexta luna de Júpiter con posibilidad de contener formas de vida.

 

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Las carácterísticas de aquel pequeño “mundo” con un océano interior, nos lleva a la convicción de que, debajo de la superficie heladam en esas aguas “saladas”, se podrían encontrar “seres” que demuestren que no estamos sólos.

Por otra parte, quisiera recordar a los asiduos vivistantes de este lugar que, el que tenga algo que decir, que lo diga, cualquier obra que tenga que publicar, estamos a su disposición.

En el Apartado de Colaboraciones, están algunos amigos que generosamente cedieron sus obras.

¡Animensé!

 

Está claro… ¡Si no sabemos… Conjeturamos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (5)

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Recreación de un agujero blanco

Recreación de un agujero blanco – Archivo

¿Hemos detectado ya agujeros blancos y no los hemos reconocido?

Según el físico Carlo Rovelli, la materia oscura podría estar hecha de esos fenómenos cósmicos (hasta ahora teóricos) que expulsan materia

 

A principios de la pasada década de los setenta, casi nadie creía en la existencia de los agujeros negros. Ni siquiera las numerosas detecciones indirectas (materia cayendo dentro de ellos) lograba convencer a los científicos de su existencia. Físicos de la talla de Steven Weinberg se negaban en rotundo a admitir que esas “aberraciones teóricas” pudieran ser reales, incluso después del descubrimiento, en 1964, de Cisne X1, objeto de encendidas polémicas y también de la famosa apuesta entre Stephen Hawking, que a pesar de sus creencias optó por sostener que no se trataba de un agujero negro, y su colega Kip Thorne, que apostó lo contrario. Tuvieron que pasar varias décadas hasta que se pudo probar con total certeza que, efectivamente, en el sistema binario Cisne X1 había un agujero negro, que se convirtió así en el primero descubierto por el hombre. Hoy en día, existen numerosas evidencias de que el Universo está repleto de ellos.

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En su libro el Orden del Tiempo llega a preguntarse ¿Y si el Tiempo no existiera?

Y ahora, según explica en un magistral artículo divulgativo en New Scientist el físico teórico Carlo Rovelli, de la Universidad francesa de Aix-Marseille, podría estar sucediendo lo mismo con unos objetos, si cabe, aún más extraños que los agujeros negros: los agujeros blancos. Algo que, en esencia, sería casi idéntico a sus “hermanos negros”, pero a la inversa.

Lo cierto es que en la actualidad, igual que sucedía en los setenta con los agujeros negros, nadie o casi nadie cree en la existencia de agujeros blancos, que se consideran poco más que un simple ejercicio matemático sin contrapartida alguna en el mundo real. A diferencia de los negros, los agujeros blancos no absorben materia, sino que la expulsan. De este modo, igual que nada de lo que entra en un agujero negro puede volver a salir, tampoco nada de lo que sale de un agujero blanco puede volver a entrar.

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Se supone que los agujeros blancos (si existen), en lugar de engullir materia la expulsan

A pesar del rechazo general, sin embargo, algunos grupos de físicos, entre ellos el de Rovelli, han empezado a investigar una posibilidad de la Mecánica Cuántica que permite una vía para que los agujeros blancos se formen realmente y de que el cielo, por lo tanto, pueda estar repleto de ellos, a pesar de no haber detectado todavía ninguno.

“La razón para sospechar que existen agujeros blancos -escribe Rovelli en New Scientist- es que podrían resolver un misterio abierto: lo que sucede en el centro de un agujero negro. Vemos grandes cantidades de materia en espiral alrededor de los agujeros negros, y luego cayendo dentro.Toda esa materia atraviesa la superficie del agujero, el horizonte de sucesos o punto de no retorno, cae en picado hacia el centro y… luego? Nadie lo sabe”.

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    No parece razonable pensar que podamos entrar, algún día, en un agujero negro

Según la teoría general de la Relatividad de Einstein, la mejor descripción que existe hasta ahora de la gravedad, la materia que entra en un agujero negro se concentra en un único punto central de densidad infinita, algo que los físicos han llamado “singularidad”. En ese punto, la realidad misma dejaría de ser lo que es, el tiempo se detendría y todo lo que existe se desvanecería en la nada. Sin embargo, y debido precisamente a esas condiciones tan extremas, la singularidad se sitúa fuera del ámbito de las teorías de Einstein, por lo que Rovelli considera que no son fiables. De hecho, en la singularidad la gravedad sería tan fuerte que estaría dominada por los efectos cuánticos. “Para entender lo que sucede -explica el científico- necesitamos una teoría cuántica de la gravedad”.

Para el investigador, los efectos cuánticos podrían evitar que se forme una densidad infinita en el centro del agujero negro. Y, al final, en lugar de concentrarse en una singularidad, “la materia podría hacer lo que comunmente hace después de una caída: rebotar”. Aunque no podría rebotar dentro del agujero negro, donde las cosas solo pueden caer y moverse hacia abajo.

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La inmensa conjetura que hace aquí Rovelli nos habla de la gran imaginación que tiene

“Pero aquí está la magia -escribe Rovelli-: la gravedad cuántica permite que rebote no solo la materia, sino toda la geometría espacio-tiempo del agujero negro, es decir, que continúe a través del punto central del agujero negro en una región separada y nueva del espacio-tiempo, donde no solo la materia, sino también todo el espacio-tiempo está rebotando. Esto es lo que llamamos un agujero blanco. Una pelota que rebota sigue una trayectoria que parece una película de su caída proyectada hacia atrás. Un agujero blanco es como una película de un agujero negro proyectado hacia atrás. Desde el exterior, no sería muy diferente: tiene una masa como un agujero negro, por lo que las cosas se atraen y pueden orbitar a su alrededor. Pero mientras que un agujero negro está rodeado por un horizonte a través del cual es posible entrar pero no salir, un agujero blanco está rodeado por un horizonte a través del cual es posible salir pero no entrar”.

Según el investigador, la posibilidad teórica de que tales objetos existan está prevista por la relatividad general, y para ellos existen “soluciones exactas de las ecuaciones de la teoría”. Soluciones que, sin embargo, siempre se han visto como puros artificios matemáticos sin conexión alguna con el mundo real. Precisamente, ironiza Rovelli, lo mismo que sucedía con los agujeron negros hace no tanto tiempo.

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Hay veces que cuando leemos declaraciones como esta del físico Rovelli, nos transportan a un plano de fantasía en el que pueden aparecer… ¡Hasta los unicornios! (Las imágenes y el comentario que va debajo no son del reportaje).

Algunas ideas alrededor de los agujeros blancos sugieren que estarían conectados a los agujeros negros a través de un túnel espaciotemporal, un agujero de gusano. De forma que la materia entraría por el agujero negro y saldría después, en otro lugar del Universo o incluso en otro Universo, a través de un agujero blanco.

Pero Rovelli opina que no se necesitan “especulaciones tan extravagantes”, y que el agujero blanco se encontraría exactamente en el mismo lugar en el que estaba el agujero negro, solo que en su futuro. En otras palabras, el “otro lado del centro” de un agujero negro puede estar, sencillamente, “en el futuro del agujero. Esto es difícil de visualizar, pero el resultado es simple: en la primera parte de su vida, el agujero es negro y la materia cae; pero durante la segunda, después de la transición cuántica, es blanco y la materia rebota”.

La transición: de negro a blanco

 

“Diagrama de Kruskal, en que se muestra la región de agujero negro (zona blanca adyacente a la zona gris superior), la región de agujero blanco (zona blanca adyacente a la zona gris inferior), y las dos regiones asintóticamente planas en blanco, a izquierda y derecha, las cuales describen el campo gravitatorio en los alrededores de un cuerpo esférico.”

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En este punto, es importante fijarse en el momento de transición en el que un agujero negro pasa a ser un agujero blanco. “Aquí, nuevamente, es la teoría cuántica la que permite que esto suceda, gracias a un fenómeno conocido como tunelización cuántica”. Hoy en día, el “efecto tunel” está bien estudiado e incluso se aplica a la construcción de microscopios y otros instrumentos científicos. “Una partícula atrapada dentro del núcleo atómico -explica Rovelli- no podría escapar según la mecánica clásica, pero la teoría cuántica le permite ‘hacer un túnel debajo’ de la pared potencial que la atrapa, y por lo tanto irradiar fuera del núcleo”.

Ahora bien, la vida de los agujeros negros puede ser extremadamente larga. ¿En qué momento un agujero negro pasa a ser un agujero blanco? Hace ya varias décadas, en 1974, Stephen Hawking aventuró la idea de que, después de todo, los agujeros negros no lo eran tanto, ya que emitían una cierta cantidad de radiación, hoy conocida como radiación Hawking en honor al genial físico británico. Es decir, que con el paso del tiempo y a través de esa emisión lenta pero continua de radiación, los agujeros negros van reduciendo su tamaño y finalmente se evaporan.

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                                         Cuesta creer que esto se convierta en… esto otro

Y a medida que reducen su tamaño, según Rovelli, “aumenta la probabilidad de que se conviertan en agujeros blancos. Cosa que en algún momento, sucede”. Este escenario, sin embargo, contiene un aspecto desconcertante: la evaporación de un agujero negro es un proceso que se produce con extrema lentitud y que puede durar muchos millones de años, mientras que la materia que cae en el agujero negro llega a su centro en pocos segundos, por lo que su “rebote” debería ser casi inmediato. Por lo tanto, ¿cómo podría la materia salir tan pronto a través de un agujero blanco cuando ese mismo agujero blanco tarda tanto tiempo en formarse?

La respuesta, para Rovelli, radica en “la increíble flexibilidad del tiempo”. Sabemos, por ejemplo, que el tiempo transcurre más lentamente al nivel del mar, más cerca del centro de la Tierra, que en lo alto de una montaña. Y a medida que nos acercáramos a un agujero negro, el tiempo se ralentizaría aún mucho más. Por lo tanto, “un tiempo muy corto dentro del agujero negro sería equivalente a un tiempo muy largo fuera de él. Si pudiéramos ver el “rebote” de la materia desde fuera, parecería estar sucediendo a cámara super lenta. Por lo tanto, escribe Rovelli “los agujeros que vemos en el cielo podrían ser sencillamente objetos que colapsan y rebotan hacia fuera”, pero percibidos por nosotros en una cámara exageradamente lenta.

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                                                          Lo que entra no sale

Una ventaja añadida de tal escenario es que resuelve la famosa paradoja de la pérdida de información en el interior del agujero negro, algo que la naturaleza prohíbe. En efecto, si dentro de un agujero negro el tiempo llegara a su fin, la información de la materia que entrara en la singularidad se perdería para siempre. Pero si esa materia termina rebotando y saliendo de nuevo al exterior a través de un agujero blanco, la información no se perdería.

Un escenario teórico que, en su artículo, Rovelli califica de hermoso. Ahora bien, Significa esto que “el cielo está realmente lleno de agujeros blancos? Y si es así ¿Podemos verlos?

¿Dónde están los agujeros blancos?

 

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Hipótesis de cómo se forman los agujeros blancos… ¡Las hay!

 

El investigador opina que la respuesta “depende de cosas que aún no comprendemos totalmente”. Entre ellas, el tiempo que puede llegar a durar un agujero negro. Se cree que los agujeros negros que se han formado tras el colapso de una estrella son aún demasiado jóvenes y grandes como para convertirse en agujeros blancos. No así la miriada de agujeros negros microscópicos que podrían haberse formado durante el Big Bang, y que podrían haberse trasformado ya, o estar transformándose ahora, en pequeños agujeros blancos que estarían virtualmente por todas partes.

“Sin embargo -escribe Rovelli en New Scientist- tenemos un límite bastante firme entre una vida ¨larga¨, limitada por el tiempo de evaporación de Hawking, y una vida ¨corta¨ mínima requerida por el inicio de los fenómenos cuánticos. Lo cual nos permite sacar algunas conclusiones preliminares”.

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Me viene a la memoria la puesta en marcha del LHC y recuerdo a los muchos agoreros que predecían que el funcionamiento del ingenio y la utilización de esas energías y los grandes imanes, harían aparecer a los microagujeros negros que se tragarían la Tierra. Claro que nada de eso sucedió u ahora se piensa en llegar a los 100 TeV de potencia para encontrar las cuerdas vibrantes.

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“Si la vida útil resulta ser larga -razona el investigador-, entonces solo los pequeños agujeros negros primordiales se habrían vuelto blancos. Lo cual implicaría que todos los agujeros blancos que hay actualmente en el cielo deben tener un tamaño muy pequeño”. El peso de cada uno de estos agujeros blancos diminutos sería del órden de un microgramo, que es el peso de un fragmento de cabello humano de apenas 1,2 cm.

Lo cual, según el investigador, abre la interesante posibilidad de que esos diminutos agujeros blancos sean un componente fundamental de la misteriosa materia oscura que los astrónomos han detectado, aunque solo de forma indirecta, en el cielo. Las diversas teorías sobre la composición de la materia oscura no han podido demostrarse hasta ahora, y las partículas que deberían formarla según esas teorías se resisten a ser descubiertas en laboratorio.

Resultado de imagen de La materia oscura ESTÁ COMPUESTA POR AGUJEROS BLANCOSResultado de imagen de La materia oscura ESTÁ COMPUESTA POR AGUJEROS BLANCOS

                                   LO QUE NOS FALTABA POR ESCUCHAR (En la declaración siguiente)

Pero “la posibilidad de que la materia oscura esté compuesta de pequeños agujeros blancos no requiere nada más que la física establecida, es decir, la relatividad general y la teoría cuántica, y no está descartada por ninguna observación. Si esto es correcto, ya hemos observado agujeros blancos: ¡son la materia oscura!”.

Por otro lado, “si la vida útil de los agujeros negros resultara ser corta, los agujeros negros primordiales que ya se han transformado en blancos deberían tener ahora la masa de un pequeño planeta y podrían explotar violentamente, transformando la mayor parte de su masa en radiación emitida. Este evento debería enviarnos rayos cósmicos extremadamente energéticos y señales cortas y violentas en la banda de microondas o radio. Los últimos son particularmente intrigantes porque ya se han detectado señales similares: las misteriosas y rápidas explosiones de radio observadas recientemente por los radiotelescopios. Una vez más, podríamos haber visto ya agujeros blancos”.

Para Rovelli, “encontrar evidencia de agujeros blancos en el cielo sería un hermoso paso adelante en nuestra comprensión del Universo. Podrían representar la primera observación directa de la gravedad cuántica en acción, y así abrir una ventana al mayor problema de la física fundamental, el problema de comprender los aspectos cuánticos del espacio-tiempo”.

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Universo rebotado

El artículo de Rovelli termina con “una última idea muy especulativa. Es posible que nuestro Universo no haya nacido en el Big Bang, sino que puede haber ¨rebotado¨de una fase de colapso anterior. Esta posibilidad está permitida por la gravedad cuántica y otros marcos teóricos. El mecanismo cuántico del rebote cósmico sería similar al rebote del agujero negro al blanco. Y los gujeros blancos microscópicos de hoy podrían haberse formado antes de ese rebote. Si fuera así, la geometría del espacio-tiempo en el rebote no habria sido homoigénea, tal y como sugiere la cosmología convencional, sino llena de ¨arrugas¨, ya que cada agujero blanco sería como un gran pico en la geometria espaciotemporal”.

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Para el investigador, ese hecho “podría ser relevante” a la hora de resolver el misterio de la flecha del tiempo, que es la pregunta de por qué el tiempo avanza en una sola dirección. Y es que la flecha del tiempo podría no haber sido causada por un estado ¨especial¨ del Universo (es decir, con muy baja entropía) como se cree comunmente. En su lugar, podría ser una simple cuestión de perspectiva relacionada con la ¨especial¨ ubicación de los observadores: estamos fuera de todos los agujeros”.

“Los agujeros blancos -concluye Rovelli- son una posibilidad plausible, aunque casi inexplorada. Aún tenemos que identificar uno, pero también tardamos mucho tiempo en reconocer los agujeros negros”.

Artículo de Prensa de José M. Nieves

Gravedad cuántica, fluctuaciones de vacío…

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

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Sabemos del Universo que no sabemos cómo surgió, si está sólo o acompañado, si es cíclico y se reproduce una y otra vez, si cada vez que surge también viene acompañado por los mismos procesos que nos llevan hacia la vida…

La imagen de arriba, fue cedida en su día por la NASA y, en ella, podemos contemplar la inmensidad de un Universo que no hemos llegado a conocer y, como nos pasa en tantas otras cuestiones, nos tenemos que conformar construyendo Modelos que nos aproximen a lo que pudo ser y que no reflejan, necesariamente, lo que fue.

  

“A partir de sus principios en Sumeria alrededor del 3500 a. de C., en Mesopotamia, los pueblos del norte comenzaron a intentar registrar la observación del “mundo” con cuantitativos y numéricos sumamente cuidados. Pero sus observaciones y medidas aparentemente fueron tomadas con otros propósitos más que la ley científica. Un caso concreto es el del teorema de Pitágoras, que fue registrado, aparentemente en e siglo XVIII a,C.: la tabla mesopotámica Plimpton 322 registra un número de trillizos pitagóricos (3,4,5) (5,12,13)…., datado en el 1900 a. C., posiblemente milenios antes de Pitágoras, pero no era una formulación abstracta del teorema de Pitágoras.

¿Qué nos espera en los próximos 10 años?

Lo cierto es que, cada vez que ha salido alguien, que como el precursor de la ciencia ficción, el entrañable Julio Verne, nos hablaba de viajes imposibles y de mundos insólitos, nadie pudo creer, en aquellos momentos, que todas aquellas “fantasías” serían una realidad en el futuro más o menos lejano. Todo lo que él imagino hace tiempo que se hizo realidad y, en algunos casos, aquellas realidades fantásticas, han sido sobrepasadas como podemos contemplar, en nuestras vidas cotidianas. Ingenios espaciales surcan los espacios siderales y, otros, lo hacen por el misterioso fondo oceánico como fue predicho hace ahora más de un siglo.

Ahora, los profetas modernos resultan ser Físicos que nos hablan de sucesos cuánticos que no llegamos a comprender y que, son ¡tan extraños! que nos resultan poco familiares y como venidos de “otro mundo”, aunque en realidad, son fenómenos que ocurren en las profundidades del mundo de la materia.

  

 

 

 

 

 

Sí, a veces, el mundo cuántico, nos puede parecer de fantasía.

 

Mi fascinación por la Ciencia en general y por la Física y la Astronomía en particular, me lleva a bucear en cuántos libros, revistas especializadas, conferencias, y seminarios caen en mis manos o puedo asistir. Tomo nota de todo en libretas que tengo para ello, y, más tarde, haciendo trabajos donde pueden ir mezclados unos con otros, disfruto al ofrecer a otros lo que grandes especialistas nos han contado sobre temas que, no sólo deben interesarnos, sino que, no en pocas ocasiones, nuestro futuro depende de ellos. Este es, uno de esos casos.

No es fácil adentrarse en este universo de lo definitivamente pequeño, o incluso hablar de ello, exige un conocimiento muy profundo de las leyes de la naturaleza que rigen el mundo y que no tenemos. Las fuerzas que encontramos allí determinan la forma en la cual se mueven las partículas pequeñísimas y también le dan sus propiedades por medio de unos mecanismos que no siempre llegamos a comprender.

 

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            Este sería el mundo cuántico de nuestra imaginación, donde cualquier cosa es posible

Dibujo20150127 entanglement - stories by williams com

 

 

“Hay que leer el artículo de Bruschi. En la introducción afirma que el entrelazamiento cuántico es una correlación que no se sabe si interacciona con la gravedad (“Quantum entanglement is a type of correlation that, to date, is not known to interact with gravity”). Obviamente se refiere a nivel experimental, pues a nivel teórico nadie lo duda desde los primeros trabajos de Einstein (1935).”

Veamos ahora qué pasa en ese “mundo cuántico” que nos resulta tan extraño donde ocurren cosas que no son de nuestro “mundo” cotidiano. Muchas son las cosas que aún nos resultan misteriosas pero, ¿Qué alcanzaremos en el futuro? ¿Podremos realmente dominar y disponer de la energía de Planck que nos lleve hasta lugares inimaginables? ¿Serán nuestras mentes capaces de evolucionar hasta el extremo de que, algún día muy lejano en el futuro pudiéramos estar conectados con el ritmo vital del Universo, la energía pura que todo lo rige? Manejar esas potentes energías sería manejar los mundos, el espacio y, sobre todo, el Tiempo tan vital para nosotros.

 

Las partículas recorren todos los caminos posibles para ir de un punto a otro. Así lo dice la hipótesis de múltiples historias. Dos partículas alejadas por miles de años luz pueden estar conectadas, otras se trasladan de un punto a otro del espacio sin recorrer las distancias que separan esos dos puntos (Efecto túnel) y, así, podríamos contar historias cuánticas alucinantes.

  Por otra parte, existen hipótesis de todo tipo sobre lo que pudo pasar en aquellos primeros momentos.

El Papa Francisco y la Teoría del Big Bang

 

 

“La hipótesis de la dimensión transicional que explica la gravitación y la materia oscura no conceptúa la hipótesis del Big-Bang en el sentido que el universo se crea a través de la explosión de un super-átomo, que crea la materia y el tiempo a partir de un punto único en el Universo. Y que ésta materia y tiempo se expanden en el espacio a partir de éste punto, en todas direcciones.

Esta hipótesis sólo puede conceptuar el Big-Bang como un evento simultáneo de creación de materia y tiempo en todo el Universo. Es decir, que no hubo ninguna explosión focal y dispersión de materia y energía en todas direcciones, sino que la materia y energía se creó instantáneamente en infinitos puntos del Universo. ( Un Big-Bang Multiple y simultaneo.).

Casi inmediatamente, por la acción de las fuerzas de la gravedad y el tiempo, se crearon los elementos y la materia como tal, así como la formación de Galaxias, Soles, Planetas y otros cuerpos celestes.

Todos los fenómenos que se dieron en ese momento y que aún se dan, obedecen a las Leyes de la Física Clásica, incluyendo la Expansión o Contracción de sectores del Universo, y no están directamente relacionados con el Big-Bang.”

 

 

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Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla y quedan fuera de nuestra realidad inmersa en lo cotidiano de un mundo macroscópico que nos aleja de ese otro mundo misterioso e invisible donde residen los cuantos que, con su comportamiento, me obligan a pensar y me transportan de este mundo nuestro a ese otro que parece de fantasía siendo tan real cuando se accede a él. Allí moran las maravillas que la Naturaleza realiza para conseguir sus fines.

 

      En el mundo cuántico se pueden contemplar cosas más extrañas

Hay magnitudes asociadas con las leyes de la gravedad cuántica. La longitud de Planck-Wheeler, = 1’62 × 10-33 cm, es la escala de longitud por debajo de la cual es espacio, tal tiempo de Planck-Wheeler (1/c veces la longitud de Planck-Wheeler, o aproximadamente 10-43 segundos), es el intervalo de tiempo más corto que longitud de Planck-Wheeler, es decir, 2’61 × 10-66 cm2) juega un papel clave en la entropía de un agujero negro.

De todas las maneras, en este Universo:

 

Como nos dicen en este anuncio del Kybalion, nada es estático en el Universo y, todo está en continuo movimiento o vibración. Habreis oido hablar de la energía de punto cero que permanerce en una sustancia en el cero absoluto (cero K). Está de acuerdo con la teoría cuántica, según la cual, una partícula oscilando con un movimiento armónico simple no tiene…

 

                         Efecto Casimir

Me llama poderosamente la atención lo que conocemos como efecto Casimir… ¿De dónde sale esa energía exótica? Kip Thorne, el físico que asesoró en las películas de Contac y también en Interetellar, y, que es uno de los precursores de LIGO en persecución de las Onfas Gravitatorias, nos dice que utilizando energía exótica podremos abrir un agujero de gusano que nos lleve a otras galaxias.

¿Sabremos algún día conseguir eso?

 

Algunos han postulado que el Universo pudo surgir de una fluctuación del vacío que rasgó el espacio tiempo de otro universo.

Ordinariamente, definimos el vacío como el espacio en el que hay una baja presión de un gas, es decir, relativamente pocos átomos o moléculas. En ese sentido, un vacío perfecto no contendría ningún átomo o molécula, pero no se vacío theta (vacío θ), que es el gauge no abeliano (en ausencia de campos fermiónicos y campos de Higgs). En el vacío theta hay un vacío theta es análogo a una función de Bloch* en un cristal. Cuando hay un fermión sin masa, el efecto túnel fermiónicos con masa pequeña, el efecto túnel es mucho menor que gauge puros, pero no está completamente suprimido. El vacío theta es el punto de partida para comprender el estado de vacío de las teoría gauge fuertemente interaccionantes, como la cromodinámica cuántica.

 

En astronomía, el vacío está referido a regiones del espacio con

 

El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1.981; tiene un radio de Sabemos referirnos al producto o cociente de las unidades físicas básicas, elevadas a las potencias adecuadas, en una cantidad física derivada. Las cantidades físicas básicas de un sistema mecánico son habitualmente la masa (m), la longitud (l) y el tiempo (t). Utilizando estas dimensiones, la velocidad, que es una unidad física derivada, tendrá dimensiones l/t, y la aceleración tendrá dimensiones l/t2SI, la corriente, IPero volvamos…

 http://francisthemulenews.files.wordpress.com/2008/02/dibujo26ene2008a.jpg

Las ondas fluctúan de forma aleatoria e impredecible, con energía positiva momentáneamente aquí, energía negativa momentáneamente allí, y energía cero en promedio. El aspecto de partícula está incorporado en el concepto de partículas virtuales, es decir, partículas que pueden nacer en pares (dos partículas a un tiempo), viviendo temporalmente de la energía fluctuacional tomada prestada de regiones “vecinas” del espacio, y que luego se aniquilan y desaparecen, devolviendo la energía a esas regiones “vecinas”. Si hablamos de fluctuaciones electromagnéticas del vacío, las partículas virtuales son fotonesvirtuales; en el caso de fluctuaciones de la gravedad en el vacío, son gravitones virtuales.

Claro que, en realidad, sabemos poco de esas regiones vecinas de las que tales fluctuaciones toman la energía. ¿Qué es lo que hay allí? ¿Está en esa región la tan buscada partícula de Higgs? Sabemos que las fluctuaciones de vacío son, para las ondas electromagnéticas y gravitatorias, lo que los movimientos de degeneración claustrofóbicos son para los electrones. Si confinamos un electrón a una pequeña región del espacio, entonces, por mucho que uno trate de frenarlo y detenerlo, el electrón está obligado por las leyes de la mecánica cuántica a continuar moviéndose aleatoriamente, de forma impredecible. Este movimiento de degeneración claustrofóbico que produce la presión mediante la que una estrella enana blanca se mantiene contra su propia compresión gravitatoria o, en el mismo caso, la degeneración de neutrones mantiene estable a la estrella de neutrones, que obligada por la fuerza que se genera de la degeneración de los neutrones, es posible frenar la enorme fuerza de gravedad que está comprimiendo la estrella.

 

La degeneración de los electrones impide que la gravedad continúe comprimiendo a una estrella electrones se degeneran y, “protestan” porque no quieren estar tan juntos (son fermiones), y, es la fuerza de esa degeneración la única que frena la implosión de la estrella y queda convertida en una enana blancaque, en el centro de la nueva Nebulosa radia con fuerza.

De manera similar ocurre cuando la estrella es más masiva que nuestro Sol. Entonces, llegado el final de su vida y quedando a merced de la fuerza de Gravedad, ésta trata de comprimir la masa estelar al máximo. protones y electrones se  fusionan neutrones que, al verse tan comprimidos “protestan” y se degeneran para neutrones estable. Si la estrella es demasiado masivo, ni el Principio de exclusión de Pauli para los fermiones, puede frenar la inmensa gravedad que genera y, el final del proceso es un Agujero Negro.

De la misma manera…

 

Hace tiempo que sabemos (Einstein y así se desprende de L/V2 que podríamos expresar como m = E/c2. Si despejamos la energía, adquiere una Decir lo que pueda haber en ese “espacio vacío, no será nada fácil, sin embargo, parece que no sería un disparate pensar en la existencia allí de alguna clase de materia que, desde luego, al igual que la bariónica que sí podemos ver, genera energía y ondas gravitacionales que, de alguna manera que aún se nos oculta, escapa a nuestra vista y sólo podemos constatar sus efectos al medir las velocidades a las que se alejan las galaxias unas de otras: velocidad de expansión del universo, que no se corresponde en absoluto con la masa y la energía que podemos ver.

Hay que seguir atando cabos sueltos, uniendo piezas y buscando algunas que están perdidas de tal manera que, algún día, cuando podamos disponer de la energía necesaria, podamos llegar más allá de los Quarks.

 

¡Quién sabe! Quizá sea el LHC el que, con sus resultados, nos pueda dar una respuesta de lo que realmente existe en ese mal llamado vacío y que, según parece, está lleno a rebosar. Sí, pero ¿de qué está lleno? Ya veremos. De Higgs, ese Bosón que le da la masa a las partículas y que fue prsentado a bombo y platillo a todos los medios en 2012. Ahora, el LHC con más potencia energética, tratará de descubrir las partículas supersimétricas que supuestamente son las componentes de la “materia oscura” y también, intentará otras cosas que los físicos intuyen están ahí sin que se dejen ver como, por ejemplo… ¿El Gravitón?

Estamos en un momento crucial de la física, las matemáticas y la cosmología, y debemos, para poder materia oscura o a una teoría cuántica de la gravedad, que también está implícita en la teoría M. Estamos anclados; necesitamos nuevas y audaces ideas que puedan romper las cadenas virtuales que atan nuestras mentes a ideas del pasado. En su momento, esas ideas eran perfectas y cumplieron su misión. Sin embargo, ahora no nos dejan continuar y debemos preparar nuestras mentes.

emilio silvera

Conjeturar… ¡Tratando de saber!

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El principio antrópico y otras cuestiones

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¡El Universo! ¿Sabía que nosotros íbamos a venir? De todas las maneras, pensar como nos dice la imagen de arriba de que el universo estaba pensando en nosotros para conformar unas leyes y unas constantes que hicieran posible nuestra presencia… ¡Parece muy presuntuoso! ¿Cuantas criaturas inteligentes podrán habitar en otros mundos? Y, aquí mismo, en nuestro planeta, ¿cuantas especies existen? Nosotros sólo somos una más que, en este mundo, nos tocó el premio de ser la dominante.

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¿El Principio Antrópico? DE todas las maneras, parece conveniente hacer una pequeña reseña que nos explique que es un principio en virtud del cual la presencia de la vida humana está relacionada con las propiedades del Universo.  Como antes hemos comentado de pasada, existen varias versiones del principio antrópico.  La menos controvertida es el principio antrópico débil, de acuerdo con el cual la vida humana ocupa un lugar especial en el Universo porque puede evolucionar solamente donde y cuando se den las condiciones adecuadas para ello.  Este efecto de selección debe tenerse en cuenta cuando se estudian las propiedades del Universo.

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Una versión más especulativa, el principio antrópico fuerte, asegura que las leyes de la física deben tener propiedades que permitan evolucionar la vida.  La implicación de que el Universo fue de alguna manera diseñado para hacer posible la vida humana hace que el principio antrópico fuerte sea muy controvertido, ya que, nos quiere adentrar en dominios divinos que, en realidad, es un ámbito incompatible con la certeza comprobada de los hechos a que se atiene la ciencia, en la que la fe, no parece tener cabida. Sin embargo, algunos han tratado de hacer ver lo imposible.

“Basado en las propuestas del premio Nobel de física Paul Dirac sobre los ajustados, sincronizados y muy precisos valores de las constantes de la naturaleza, los físicos actuales comienzan a valorar aquello que han denominado el “principio antrópico¨, es decir, poco a poco, a lo largo de los años han entendido que siempre quedará un espacio de información faltante cuando intentamos teorizar o conceptualizar los inicios del universo supeditados exclusivamente sobre la capacidad contenida en las leyes de la física para explicar dichos inicios.”

 

El principio antrópico nos invita al juego mental de probar a “cambiar” las constantes de la Naturaleza y entrar en el juego virtual de ¿Qué hubiera pasado si…? Especulamos con lo que podría haber sucedido si algunos sucesos no hubieran ocurrido de tal a cual manera para ocurrir de ésta otra. ¿Qué hubiera pasado en el planeta Tierra si no aconteciera en el pasado la caída del meteorito que acabó con los dinosaurios? ¿Habríamos podido estar aquí hoy nosotros? ¿Fue ese cataclismo una bendición para la Humanidad y nos quitó de encima a unos terribles rivales?

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Fantasean con lo que pudo ser…. Es un ejercicio bastante habitual, solo tenemos que cambiar la realidad de la historia o de los sucesos verdaderos para pretender fabricar un presente distinto.  Cambiar el futuro puede resultar más fácil, nadie lo conoce y no pueden rebatirlo con certeza ¿Quién sabe lo que pasará mañana?

El problema de si las constantes físicas son constantes se las trae. Aparte del trabalenguas terminológico arrastra tras de sí unas profundas consecuencias conceptuales. Lo primero, uno de los pilares fundamentales de la relatividad especial es el postulado de que las leyes de la física son las mismas con independencia del observador. Esto fue una generalización de lo que ya se sabía cuando se comenzó a estudiar el campo electromagnético, pero todo lo que sabemos en la actualidad nos lleva a concluir que este postulado es bastante razonable.

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Lo que ocurra en la Naturaleza del Universo está en el destino de la propia Naturaleza del Cosmos, de las leyes que la rigen y de las fuerzas que gobiernan sus mecanismos sometidos a principios y energías que, en la mayoría de los casos, se pueden escapar a nuestro actual conocimiento.

Lo que le pueda ocurrir a nuestra civilización además de estar supeditado al destino de nuestro planeta, de nuestro Sol y de nuestro Sistema Solar y la galaxia, también está en manos de los propios individuos que forman esa civilización y que, con sensibilidades distintas y muchas veces dispares, hace impredecibles los acontecimientos que puedan provocar individuos que participan con el poder individual, es decir, esa parcial disposición que tenem0s  del “libre albedrío”.

                 ¿Cómo sería nuestro mundo si las constantes universales fueran diferentes?

Siempre hemos sabido especular con lo que pudo ser o con lo que podrá ser  si….,  lo que, la mayoría de las veces, es el signo de cómo queremos ocultar nuestra ignorancia. Bien es cierto que sabemos muchas cosas pero, también es cierto que son más numerosas las que no sabemos.

Sabiendo que el destino irremediable de nuestro mundo, el planeta Tierra, es de ser calcinado por una estrella gigante roja en la que se convertirá el Sol cuando agote la fusión de su combustible de Hidrógeno, Helio, Carbono, etc.,  para que sus capas exteriores de materia exploten y salgan disparadas al espacio exterior, mientras  que, el resto de su masa se contraerá hacia su núcleo bajo su propio peso, a merced de la Gravedad, convirtiéndose en una estrella enana blanca de enorme densidad y de reducido diámetro.  Sabiendo eso, el hombre está poniendo los medios para que, antes de que llegue ese momento (dentro de algunos miles de millones de años), poder escapar y dar el salto hacia otros mundos lejanos que, como la Tierra ahora, reúna las condiciones físicas y químicas, la atmósfera y la temperatura adecuadas para acogernos.

                                   El Sol será una Gigante roja y, cuando eso llegue, la Tierra…

Pero el problema no es tan fácil y, se extiende a la totalidad del Universo que, aunque mucho más tarde, también está abocado a la muerte térmica,  el frío absoluto si se expande para siempre como un Universo abierto y eterno. A estas alturas se ha descartado el Big Chunch y se saber que la expansión del Universo es imparable y que con el paso del tiempo las galaxias estarán más alejadas las unas de las otras hasta que, la energía, las temperaturas sean -273 ºC, un ámbito de quietud y “muerte”, allí nada -ni siguiera los átomos-, absolutamente nada se moverá.

Ese es un escenario posible con los datos que tenemos pero, y, ¿qué pasa con esos otros datos que no tenemos? No podrá el Universo expandirse tanto que alcanzará la unión con otro universo con el que terminará fundiéndose para conformar un universo mayor?

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Muerte térmica del Universo: De acuerdo con las leyes de la termodinámica, en el que toda la materia alcanzará finalmente la misma temperatura. En estas condiciones no existe energía disponible para realizar trabajo y la entropía del Universo se encuentra en su máximo. Este resultado fue predicho por el físico alemán Rudolf Julius Emmanuel Clausius (1822-1888), quien introdujo el concepto de entropía.

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        Y, nuevos cálculos sugieren que el cosmos puede estar un poco más cerca a una muerte térmica.

Para tener todo ese tumulto —estrellas en erupción, galaxias que se funden las unas con las otras,  agujeros negros que colapsan– el Cosmos es un lugar sorprendentemente ordenado. Los cálculos teóricos han demostrado desde hace mucho que la entropía del universo –una medida de su desorden– no es más que una diminuta fracción de la cantidad máxima permitida.

Un nuevo cálculo de la entropía mantiene este resultado general pero sugiere que el universo está más desordenado de lo que los científicos habían pensado y ha llegado ligeramente más lejos en su gradual camino hacia la muerte, según concluyen dos cosmólogos australianos.

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Al igual que sucede con las teorías sobre el origen del universo, donde el consenso general está a favor de la del Big Bang frente a otras propuestas alternativas, las teorías sobre el final del universo son variadas y ello es debido a que no sabemos cual podrá ser, todo se vuelven conjeturas.

“Un análisis de Chas Egan de la Universidad Nacional Australiana en Canberra y Charles Lineweaver de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney indica que la entropíacolectiva de todos los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias es unas 100 veces mayor de lo anteriormente calculado. Debido a que los agujeros negros supermasivos son los mayores contribuyentes a la entropía cósmica, el hallazgo sugiere que la entropíadel universo también es 100 veces mayor que la anterior estimación, según informaban los científicos el 23 de septiembre en ArXiv.org.”

El irreversible final está entre los tres modelos que se han podido construir para el futuro del Universo, de todas las formas  que lo miremos es negativo para la Humanidad -si es que puede llegar tan lejos-.  En tal situación, algunos ya están buscando la manera de escapar. Stephen Hawking ha llegado a la conclusión de que estamos inmersos en un multiuniverso. Como algunos otros él dice que existen múltiples universos conectados los unos a los otros.  Unos tienen constantes de la Naturaleza que permiten vida igual o parecida a la nuestra, otros posibilitan formas de vida muy distintas y otros muchos no permiten ninguna clase de vida.

Este sistema de inflación autorreproductora nos viene a decir que cuando el Universo se expande (se infla) a su vez, esa burbuja crea otras burbujas que se inflan y a su vez continúan creando otras nuevas más allá de nuestro horizonte visible.  Cada burbuja será un nuevo Universo, o mini-universo en los que reinarán escenarios diferentes o diferentes constantes y fuerzas.

El escenario que describe la imagen, ha sido explorado y el resultado hallado es que en cada uno de esos universos, como hemos dicho ya, pueden haber muchas cosas diferentes, pueden terminar con diferentes números de dimensiones espaciales o diferentes constantes y fuerzas de la Naturaleza, pudiendo unos albergar la vida y otros no. Claro que, sólo son pensamientos y conjeturas de lo que podría ser.

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También podría ser que los universos estuvieran dentro de burbujas que se van inflando hasta que se encuentran las unas con las otras y explotan para formar un universo mayor… ¡Cualquier cosa que pensemos podría ser posible! Es tan grande la baraja de posibilidades.

El reto que queda para los cosmólogos es calcular las probabilidades de que emerjan diferentes universos a partir de esta complejidad inflacionaria ¿Son comunes o raros los universos como el nuestro? Existen, como para todos los problemas planteados diversas conjeturas y consideraciones que influyen en la interpretación de cualquier teoría cosmológica futura cuántico-relativista.  Hasta que no seamos capaces de exponer una teoría que incluya la relatividad general de Einstein (la Gravedad-Cosmos y la Mecánica Cuántica-Átomo, no será posible  contestar a ciertas preguntas.

Existen en realidad, en nuestro Universo las cuerdas vibrantes de la Teoría M, o, simplemente se trata de un ejercicio mental complejo

Todas las soluciones que buscamos parecen estar situadas en teorías más avanzadas que, al parecer, solo son posibles en dimensiones superiores, como es el caso de la teoría de supercuerdas situada en 10 ó 26 dimensiones, allí, si son compatibles la relatividad y la mecánica cuántica, hay espacio más que suficiente para dar cabida  a las partículas elementales, las fuerzas gauge de Yang-Mill, el electromagnetismo de Maxwell y, en definitiva, al espacio-tiempo y la materia, la descripción verdadera del Universo y de las fuerzas que en el actúan.

Científicamente, la teoría del Hiperespacio lleva los nombres de teoría de Kaluza-Klein y súper gravedad.  Pero en su formulación más avanzada se denomina teoría de supercuerdas, una teoría que desarrolla su potencial en nueve dimensiones espaciales y una de tiempo, diez dimensiones.  Así pues, trabajando en dimensiones más altas, esta teoría del Hiperespacio puede ser la culminación que conoce dos milenios de investigación científica: la unificación de todas las fuerzas físicas conocidas.  Como el Santo Grial de la Física, la “teoría de todo” que esquivó a Einstein que la buscó los últimos 30 años de su vida.

Resultado de imagen de Los científicos mexicanos y italianos han encontrado cómo se curva el espacio por la presencia de masas directamente de observaciones astronómicas, a diferencia de las aproximaciones puramente teóricas propias de otras teorías gravitacionales, como las supercuerdas o la gravitación cuántica.

Parece que algo no va, algunos parámetros se presentan difusos, la Gravedad no acabamos de entenderla, el mundo infinitesimal… es raro y allí suceden cosas muy extrañas.

Durante el último medio siglo, los científicos se han sentido intrigados por la aparente diferencia entre las fuerzas básicas que mantienen unido al al Universo: la Gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil.  Los intentos por parte de las mejores mentes del siglo XX para proporcionar una imagen unificadora de todas las fuerzas conocidas han fracasado.  Sin embargo, la teoría del Hiperespacio permite la posibilidad de explicar todas las fuerzas de la Naturaleza y también la aparentemente aleatoria colección de partículas subatómicas, de una forma verdaderamente elegante.  En esta teoría del Hiperespacio, la “materia” puede verse también como las vibraciones que rizan el tejido del espacio y del tiempo.  De ello se sigue la fascinante posibilidad de que todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde los árboles y las montañas a las propias estrellas, no son sino vibraciones del Hiperespacio.

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No, no será fácil llegar a las respuestas de éstas difíciles preguntas que la física tiene planteadas. Y, sin embargo, ¿cómo podríamos describir lo que en estas teorías han llegado a causar tanta pasión en esos físicos que llevan años luchando con ellas? Recuerdo haber leído aquella conferencia apasionante que dio E. Witten en el Fermilab. Su pasión y forma de encausar los problemas, sus explicaciones, llevaron a todos los presentes a hacerse fervientes y apasionados fans de aquella maravillosa teoría, la que llaman M. Todos hablaban subyugados mucho después de que el evento hubiera terminado. Según contó León Lederman, que asistió a aquella conferencia: “Yo nunca había visto nada igual, cuando Witten concluyó su charla, hubo muchos segundos de silencio, antes de los aplausos y, tal hecho, es muy significativo.

Claro que, a medida que la teoría ha ido topándose con unas matemáticas cada vez más difíciles y una proliferación de direcciones posibles, el progreso y la intensidad que rodeaban a las supercuerdas disminuyeron hasta un nivel más sensato, y ahora, sólo podemos seguir insistiendo y esperar para observar que nos puede traer el futuro de esta teoría que, es posible (y digo sólo posible) que se pueda beneficiar, de alguna manera, de las actividades del LHC que, en algunas de sus incursiones a ese mundo fantasmagórico de lo infinitesimal, podría -y digo podría- atisbar las sombras que puedan producir las supercuerdas.

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En esta teoría se identifican 11 dimensiones, en donde la supergravedad interactúa entre membranas de 2 a 5 dimensiones (branas). Cuando E. Witten dió su conferencia de la teoría M ante sus compañeros físicos, todos quedaron fascinados por los conceptos y escenarios que les mostró, y, la única dificultad para verificar dicha teoría (que recoge los todos los modelos de cuerdas existentes), es que se necesita la energía de Planck (1019 GeV) para poder llegar hasta las cuerdas, y, dicha energía sólo estaba presente en el momento de la “creación”, con lo cual… ¡Será difícil confirmarla!

No son pocos los físicos capaces que están empeñados en demostrar esa teoría. Por ejemplo, Físicos de SLAC desarrollan una prueba de marco de trabajo dependiente para la Teoría de Cuerdas Crítica. La Teoría de Cuerdas resuelve muchas de las cuestiones que arruinan la mente de los físicos, pero tiene un problema importante (como arriba señalamos) no hay actualmente ningún método conocido para comprobarla y, si las energías requeridas para ello, es la de Planck  (1019 GeV), la cosa se pone fea, ya que, no está a nuestro alcance.

Está claro que, al tratar todas estas hipotéticas teorías, no pocos, han pensado que, algún día, se podría realizar el sueño de viajar por el Hiperespacio y, de esa manera, se habría logrado el medio para escapar de la Tierra cuando el momento fatídico, en el cual el Sol se convierta en gigante roja, no podamos seguir aquí.

Aunque muchas consecuencias de esta discusión son puramente teóricas, el viaje en el Hiperespacio (El Hiperespacio en ciencia ficción es una especie de región conectada con nuestro universo gracias a los agujeros de gusano, y a menudo sirve como atajo en los viajes interestelares para viajar más rápido que la luz), si llegara a ser posible, podría proporcionar eventualmente la aplicación más práctica de todas: salvar la vida inteligente, incluso a nosotros mismos de la muerte de este Universo cuando al final llegue el frío o el calor.

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        También en la teoría de supercuerdas está incluída ¡la Gravedad-Cuántica! Otra Ilusión

Esta nueva teoría de supercuerdas, tan prometedora del hiperespacio es un cuerpo bien definido de ecuaciones matemáticas, podemos calcular la energía exacta necesaria para doblar el espacio y el tiempo o para cerrar agujeros de Gusano que unan partes distantes de nuestro Universo.  Por desgracia, los resultados son desalentadores.  La energía requerida excede con mucho cualquier cosa que pueda  existir en nuestro planeta.  De hecho, la energía es mil billones de veces mayor que la energía de nuestros mayores colisionadores de átomos.  Debemos esperar siglos, o quizás milenios, hasta que nuestra civilización desarrolle la capacidad técnica de manipular el espacio-tiempo  utilizando la energía infinita que podría proporcionar un agujero negro para de esta forma poder dominar el Hiperespacio que, al parecer, es la única posibilidad que tendremos para escapar del lejano fin que se avecina. ¿Qué aún tardará mucho? Sí, pero el tiempo es inexorable y….,  la debacle llegará.

  Sí, hemos logrado mucho. Arriba tenemos la  imagen de la emisión en radio de un magnetar

No existen dudas al respecto, la tarea que nos hemos impuesto es descomunal, imposible para nuestra civilización de hoy pero, ¿y la de mañana, no habrá vencido todas las barreras? Creo que, el hombre es capaz de plasmar en hechos ciertos todos sus pensamientos e ideas, solo necesita tiempo y, como nos ha demostrado DA14 en el presente, ese tiempo que necesitamos, está en manos de la Naturaleza y, nosotros, nada podemos hacer si ella, no nos lo concede. Y, si por desventura es así, todo habrá podido ser, un inmenso sueño ilusionantede lo que podría haber sido si…

¿Dónde estará el límite? ¡No hay límites!

emilio silvera