La ciencia (del latín scientĭa ‘conocimiento‘) es el conjunto de conocimientos estructurados sistemáticamente. La ciencia es el conocimiento obtenido mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos, a partir de los cuales se generan preguntas, se construyen hipótesis, se deducen principios y se elaboran leyes generales y sistemas organizados por medio de un método científico. (Wikipedia)

Lo cierto es que la curiosidad del Ser Humano fue siempre la impulsora de que pudiéramos ir avanzando en el saber del mundo, de la Naturaleza, del Universo mismo. Siempre hemos buscado el cómo el cuando y el por qué de las cosas que podíanmos observar a nuestro alrededor sin comprenderlas. Ya desde los tiempos primitivos, nuestros ancestros, de alguna manera rústica, hicieron y dieron los primeros pasos en Ciencia, cuando llegaron a manejar el fuego o construyeron la rueda.

Cuando nos ponemos a hablar de Ciencia en relación a su historia y los orígenes de la misma, la mayoría de las veces nos perdemos por vericuetos que nos llevan hasta callejones sin salida situados muy lejos en el tiempo y que no podemos ver con claridad. Así las cosas, nos vemos obligados a ser menos ambiciosos y mirar más cerca poder obtener algunos resultados más fiables de lo que pudo pasar en esos pueblos del mundo que, como Sumer, India, Egipto, China y más tarde Grecia, nos dejaron una buena colección de señales del saber que pudieron llegar hasta nuestros días. De todo eso hemos hablado aquí en diversos  trabajos presentados.

Sin imaginación nunca habriamos avanzado

La ciencia y el pensamiento proceden de la necesidad de investigar, de indagar, y su fin es la investigación. Ésta nace de una insatisfacción frente a las respuestas que proporciona la tradición las preguntas fundamentales de la existencia humana y material. El fundamento de la primera ciencia de que se tiene noticia, la filosofía, consiste en que el hombre no posee las respuestas a las cuestiones que se le plantean, sino que debe buscarlas para alcanzar la sabiduría: no es “sophias” (sofía) o sabiduría en sí, sino “philosophia”, es decir, amor por la sabiduría, deseo de poseer la sabiduría, indagación directa para rastrear la verdad más allá de las costumbres, de las tradiciones y de las apariencias.

Se han realizado algunos estudios en los que, finalmente, se reconocía que entre el siglo IX y el siglo XV “el flujo de la ciencia y la tecnología entró en Europa sobre todo procedente del Islam”. Expertos de la Revista Sciencie informa de que las contribuciones del Islam y de China figuran entre los acontecimientos que “representan los innumerables giros, vueltas, paradojas, contradicciones, tragedias y otros detalles históricos deshilvanados que se han sintetizado en esa realidad mucho más compleja y variada que es la aventura científica”. Otros acontecimientos de este que figuran en la lista son la práctica de la Alquimia por parte de Newton, el falso descubrimiento de los “rayos N” y las negativas de los geólogos a aceptar la teoría de la deriva continental.

Nos quedamos con lo último pero… El origen está más lejos.

Por lo general, cuando oímos hablar de Isaac Newton nos vienen a la cabeza sus aportaciones a la ciencia, y en especial a la física y las matemáticas. Sin embargo, Newton no sólo fue uno de los más importantes científicos de todos los tiempos, sino que a lo largo de su vida dedicó gran de sus esfuerzos a cuestiones como la Alquimia o la teología, interesándose, por ejemplo, en descifrar lo que interpretó como un código oculto en la Biblia –lo que le llevó al estudio de la cábala hebrea–, o en intentar determinar el probable aspecto del Templo de Salomón, además de muchas otros intereses que hoy pueden resultarnos insólitos un científico.

No existe una buena definición de la Ciencia. Después de muchas tentativas, la American Physical Society, se decidió finalmente por una definición pero, consideraba que si la definición era muy larga, se podrían colar en ella alguna pseudociencias tales como ; si la hacían demasiado estricta, podrían quedar exclídos temas como la teoría de cuerdas, la biología evoluctiva e incluso la Astronomía.

Es una Ciencia por derecho propio, nos habla del Universo, del espacio-tiempo, de todo lo que existe y que está conformado por la materia y, de las fuerzas que lo rigen todo.

Así que definir lo que la Ciencia es, ser realistas, no es una tarea fácil si tenemos en su diversidad, su complejidad, su maravillosa y extensa estructura que hace un recorrido que abarca todo el saber del mundo y, sintetizar eso, en unas pocas palabras…aparte de ser una difícil tarea, tiene el peligro de no decir lo que pretende expresar. “La ciencia es un estudio lógico y sistemático de la naturaleza y del mundo físico que, generalmente incluye tanto experimento como teoría”. En verdad es una definición bastante floja. La Ciencia, eas mucho más que eso y, para esa incompletitud, mejor me quedaría con: “La Ciencia es la que nos lleva hacia la Sabiduría, hacia el conocimiento del “mundo”, del Universo y todo lo que en él está presente”.

En la primera definición (no la mía), el autor ha puesto generalmente en cursiva, y explica: “porque se planteáramos una exigencia absoluta de experimentos, tendríamos que excluir la Astronomía, la más antigua de todas las ciencias, ya que no es posible recreqar nuevas estrellas o galaxias en el laboratorio, ni escenificar la formación del Sistema solar. Sin embargo, en astronomía las observaciones son a menudo tan valiosas como el experimento. El cometa Halley regresa con una regularidad sorprende; el Sol sale mañana”.

El Filósofo Kal Popper añadió el rerquisito de la “refutación”. La Ciencia es refutable; la religión no es. Una teoría o una ley científica munca pueden ser demostradas de una manera absoluta; de ahí que sea posible refutarlas. Por ejemplo, Newton dijo que la fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración ( F= ma). No podemos demostrar que todos los objetos de todas las galaxias obedecen ley o que todos los objetos obedecerán siempre esta ley. Sin embargo, para demostrar la falsedad de esta ley bastaría un sólo experimento. (Albert Einstein y algunos expertos en física cuántica han demostrado que algunos de los conceptos de Newton son erróneos). Por lo tanto, los científicos deben proponer sólo teorías que puedan ser refutadas, tal afirmó Popper. Estas teorías han de ser comprobables. No existe tal requisito en el caso de la religión.

Dicho esto, sigue habiendo problemas con la definición de lo que la Ciencia es. , por ejemplo, es refutable. Si un astrólogo nos dice que nos encontraremos con una guapa extranjera el martes, esto puede comprobarse. Por otra parte, la teoría de las supercuerdas, planteada por algunos físicos como la “teoría de todo”, requeriría un acelerador de partículas de diez años-luz de diámetro para poder refutarla. La mayor parte de la biología evolutiva tampoco puede comprobarse experimentalmente. No se puede reproducir la evolución de una nueva especie, ni recrear los dinosaurios comenzando con un animal unicelular. Si aplicamos la regla de la refutación demasiado estrictamente, tendremos que incluir la astrología en el campo de la ciencia y excluir la biología evolutiva, la teoría de cuerdas y quizá incluso la astronomía.

En consecuencia, es mejor que no nos tomemos demasiado en serio lo de la refutación de Popper. De otro modo, podríamos vernos obligados a excluir toda la ciencia de los antiguos griegos. Éstos no sólo eludían los experimentos, sino que abominaban de ellos, confiando en que la razón estaba por encima de la evidencia empírica.

Algo que no se debe tomar en considración es el pragmatismo de la ciencia o la motivación del científico. Estas cuestiones se han utilizado a menudo desacreditar las ciencias no occidentales:  sí,  es un bien hecho , pero no es “puro”; o, a la inversa, no resulta práctico. En cuanto a la motivación, muchos descubrimientos científicos fueron impulsados por motivos religiosos: los matemáticos árabes perfeccionaron el álgebra en para facilitar las leyes islámicas de la herencia, del mismo modo que los védicos de la India resolvieron raíces cuadradas para construir los altares de los sacrificios con unas dimensiones adecuadas. En estos casos, la ciencia estuvo al servicio de la religión.

La ley de los opónimos de Stigler, formulada por el experto en estadística Stephen Stigler (arriba), afirma que ningún descubrimiento científico lleva el de su descubridor original. Él mismo admite que “su Ley”, en realidad, fue descubierta por Robert K. Merton, un especialista en sociología de la ciencia.

todos los casos en los que se cumple la Ley Stigler, el más famoso es el del Teorema de Pitágoras, según el cual la suma de los cuadrados de los dos lados perpendiculares de un triángulo rectángulo es igual al cuadrado de la hipotenusa de dicho triángulo. O bien en lenguaje matemático, a² + b² = c², donde a y b son los lados perpendiculares y c es la hipotenusa. Jacob Bronowski escribe lo siguiente:

“Hasta la , el Teorema de Pitágoras sigue siendo el teorema más importante de todas las matemáticas. Esta afirmación puede parecer atrevida y extraordinaria, pero no es extravagante, ya que lo que el teorema de Pitágoras establece es una caracterización fundamental del espacio en que nos movemos y es en este teorema donde dicha caracterización se expresa por primera vez traducida a números. Además, el encaje exacto de los números describe las leyes exactas que rigen el universo. De hecho, se ha propuesto que los números correspondientes a las dimensiones de los triángulos rectángulos sean mensajes que podrían enviarse a planetas de otros sistemas solares a modo de test, para comprobar si en estos planetas existe vida racional”.

Claro que, los hindúes, los egipcios y los babilonios utilizaban “tríos pitágóricos” determinar ángulos rectos en la construcción de edificios. Un trío de números pitagóricos es un conjunto de tres números que representan las dimensiones de los lados de un triángulo rectángulo. Pitágoras “inventó” su teorema hacia el año 550 a. C. Los babilonios habían catalogados cientos de tríos antes del año 2000 a. C., en una época en la que Pitágoras ni había nacido.

Lo mismo se podría decir de Riemann y Einstein, cuando éste último utilizó el Tensor métrico de aquel (formulado 60 años antes) poder formular su teoría de la relatividad general.

Riemann creó su tensor métrico para que, a partir de ese momento, otros dispusieran de una poderosa herramienta que les hacía posible expresarse, a partir del famoso teorema de Pitágoras (uno de los grandes descubrimientos de los griegos en matemáticas que establece la relación las longitudes de los tres lados de un triángulo rectángulo: afirma que la suma de los cuadrados de los lados menores es igual al cuadrado del lado mayor, la hipotenusa; es decir, si a y b son los longitudes de los dos catetos, y c es la longitud de la hipotenusa, entonces a² + b² = c².  El teorema de Pitágoras, por supuesto, es la base de toda la arquitectura; toda estructura construida en este planeta está basada en él. Claro que, es una herramienta para utilizar en un mundo tridimensional).

                                                                 Los espacios curvos de Riemann

El tensor métrico de Riemann, o N dimensiones, fue mucho más allá y podemos decir que es el teorema para dimensiones más altas con el que podemos describir fenómenos espaciales que no son planos, tales como un remolino causado en el agua o en la atmósfera, como por ejemplo también la curvatura del espacio en presencia de grandes masas. Precisamente, el tensor de Riemann permitió a Einstein formular su teoría de la gravedad y posteriormente lo utilizo Kaluza y Klein para su teoría en la quinta dimensión de la que años más tarde se derivaron las teorías de supergravedad, supersimetría y, finalmente, las supercuerdas.

Para asombro de Eintein, cuando tuvo ante sus ojos la conferencia de Riemann de 1.854 que le había enviado su amigo Marcel Grossman, rápidamente se dio de que allí estaba la clave para resolver su problema.  Descubrió que podía incorporar todo el cuerpo del trabajo de Riemann en la reformulación de su principio. Casi línea por línea, el gran trabajo de Riemann encontraba su verdadero lugar en el principio de Einstein de la realtivdad general. Esta fue la obra más soberbia de Einstein, incluso más que su celebrada ecuación E = mc². La reinterpretación física de la famosa conferencia de Riemann se denomina relatividad general, y las ecuaciones de campo de Einstein se sitúan las ideas más profundas de la historia de la ciencia.

                                    Sí, dudas hemos tenido todos

Hay otras muchas cuestiones de las que podríamos hablar y, la Física y la Astronomía, siendo mi gran Pasión, ocupa mucho de mi tiempo

1. Una simetría unificadora.
2. La capacidad de explicar grandes cantidades de experimentales con las expresiones matemáticas más económicas.

El Modelo Estándar falla en ambos aspectos, mientras que la relatividad general los exhibe, ambos, de manera bien patente. Nunca una teoría dijo tanto con tan poco; su sencillez es asombrosa y su profundidad increíble.De hecho, que se publicó en 1.915, no ha dejado de dar frutas, y aún no se han obtenido de ella todos los mensajes que contiene.

El principio director del modelo estándar dicta que sus ecuaciones son simétricas. De igual modo que una esfera ofrece el mismo aspecto cualquier punto de vista, las ecuaciones del modelo estándar subsisten sin variación al cambiar la perspectiva desde la que son definidas. Las ecuaciones permanecen invariables, además, cuando esta perspectiva se desplaza en distinta magnitud a diferentes puntos del espacio y el tiempo.

Al contrario de la relatividad general, la simetría del Modelo Estándar, está realmente formada empalmando tres simetrías más pequeñas, una por cada una de las fuerzas; el modelo es espeso e incómodo en su forma. Ciertamente no es económica en modo alguno. Por ejemplo, las ecuaciones de Einstein,  escritas en su totalidad, sólo ocupan unos centímetros y ni siquiera llenaría una línea de esta página. A partir de esta escasa línea de ecuaciones, podemos ir más allá de las leyes de Newton y derivar la distorsión del espacio, el Big Bang y otros fenómenos astronómicos importantes como los  Agujeros Negros.  Por el contrario, sólo escribir el Modelo Estándar en su totalidad requeriría, siendo escueto, un par de páginas  y parecería un galimatías de símbolos complejos sólo entendibles por expertos.

Claro que, todo esto es, otroa historia.

emilio silvera

 

 

Lo cierto es que, ¡tampoco sabemos cuál será el final del Universo!

 

“Dentro de miles de millones de años a partir de , habrá un último día perfecto en la Tierra… Las capas de hielo Ártica y Antártica se fundirán, inundando las costas del mundo. Las altas temperaturas oceánicas liberarán más vapor de agua al aire, incrementando la nubosidad y escondiendo a la Tierra de la luz solar retrasando el final. Pero la evolución solar es inexorable.  Finalmente los océanos hervirán, la atmósfera se evaporará en el espacio y nuestro planeta será destruido por una catástrofe de proporciones que ni podemos imaginar.”

 Lo que entonces pueda quedar…¿Qué importa ahora? ?Será un comienzo?

Así se expresaba Carl Sagan al pensar en el futuro de nuestra Tierra cuando el Sol, agotado su combustible nuclear, llegara a su final.

Es bueno el ser humano que sepa el por qué de las cosas, que se interese por lo que ocurre a su alrededor, por su planeta que le acoge, por el lugar que ocupamos en el universo, por cómo empezó todo, cómo terminará y qué será del futuro de nuestra civilización y de la Humanidad en este universo que, como todo, algún día lejano del futuro el tiempo inexorable, llevará al final de sus días.

El fin del universo es irreversible, de ello hemos dejado amplio testimonio a lo largo de muchos trabajos, su final estará determinado por la Densidad Crítica, la cantidad de materia que contenga nuestro universo que será la que lo clasifique como universo plano, universo abierto, o universo cerrado. En uno de estos modelos de universos, el final será distinto…,  claro que para nosotros, la Humanidad, será indiferente el  modelo que pueda resultar; en ninguno de ellos podríamos sobrevivir cuando llegara ese momento límite del fin. La congelación y el frío del cero absoluto o la calcinación del fuego final a miles de millones de grados, acabarán con nosotros, si para entonces, estuviéramos aún por aqui (que no es probable).

 

Para evitar eso se está trabajando hace décadas. Se buscan formas de superar dificultades que nos hacen presas fáciles de los elementos. La naturaleza indomable, sus leyes y sus fuerzas, hoy por hoy son barreras insuperables, para poder hacerlo, necesitamos saber.

El saber nos dará soluciones para conseguir más energías, viajar más rápido y con menos riesgos, vivir mejor y más tiempo, superar barreras hoy impensables como las del límite de Planck, la barrera de la luz (para poder viajar a las estrellas) y el saber también posibilitará, algún día, que nuestras generaciones futuras puedan colonizar otros mundos en sistemas solares de estrellas lejanas, viajar a otras galaxias, viajar a otro tiempo y, finalmente, viajar para escapar de nuestro destino, a otros universos.

            , ¿Cómo serían esos otros universos?

Sí, lo sé, algunos de los que esto puedan leer pensarán que estoy fantaseando, pero la verdad es que no he hablado con más seriedad en mi vida, ya que, si no fuera como estoy diciendo, entonces, ¿ qué tantas calamidades, desvelos y sufrimientos? Creo que la Humanidad tiene que cumplir su destino, primero en las estrellas lejanas, en otros mundos dentro y fuera de nuestra galaxia, y después…, ¿quién sabe? Claro que, a todo esto, debemos contar con eso que denominamos TIEMPO.

Nos referimos al tiempo en múltiples ocasiones y para distintas situaciones y motivos, como al referirnos a la duración de las cosas sujetas a cambios, época durante la cual ocurrieron unos hechos, edad de los objetos, estación del año, el período de vida de alguien desde que crece hasta que deja de existir, ocasión o coyuntura de hacer algo, cada uno de los actos sucesivos en que dividimos la ejecución de un , y otros mil temas que requieren la referencia temporal.

Dicen que va unido al espacio. Pero, también que es relativo. Pero, también que es una abstracción y que no existe en realidad. Pero, todos queremos disponer de él. Pero, vemos los efectos de su transcurrir. Pero, sin tiempo no podemos hacer nada ni tener esperanzas de futuro. ¿Qué será, en realidad el Tiempo?

En física, el tiempo es la cuarta coordenada espacial en el continuo espacio-tiempo. En gramática es la categoría que indica el momento relativo en que se realiza o sucede la acción del verbo: pretérito, lo que ha sucedido; presente, lo que sucede en ese momento y futuro, lo que aún no ha sucedido. Nos referimos al tiempo meteorológico para explicar el estado del clima (hace mal tiempo; qué tiempo más bueno hace hoy, etc). En mecánica, el tiempo puede estar referido a las fases de un motor. También están los tiempos referidos a cada una de las partes de igual duración en que se divide el compás musical. En astronomía nos referimos al tiempo de aberración en relación al recorrido de un planeta hasta llegar a un observador terrestre. El tiempo está también en la de cálculo horario que empleamos en nuestra vida cotidiana para controlar nuestros actos y evitar el caos (¿qué haríamos sin horario de trenes, de comercio, bancos, oficinas, etc?).

El tiempo es tan importante en nuestras vidas que está presente siempre, de mil formas diferentes, que nacemos (cuando comienza “nuestro tiempo”), hasta que morimos (cuando “nuestro tiempo ha terminado”). El tiempo siempre está. Es algo que, simplemente, está ahí.

Sin embargo, a pesar de lo importante que es el TIEMPO, no he podido leer nunca una explicación satisfactoria sobre el mismo; una explicación que lo defina con sencillez y claridad sin restarle la importancia que tiene para todos y lo que en realidad es dentro del contexto – no ya de nuestras vidas, simples e insignificantes puntos en la inmensidad del universo – de la naturaleza cósmica de la que formamos .

Como nos ocurre con tantas otras cosas y conceptos, debemos saber, de una vez por todas qué es, en realidad el Tiempo. Creo que cuando sepamos comprender lo que el Tiempo es, la Humanidad habrá dado un paso tan importante en su caminar por el Mundo que, a partir de ese momento, lo podremos “ver” todo de otra manera, con otra perspectiva más amplia y que nos permitirá “ver” más lejos en la comprensión del Universo Universo mismo.

¡Saber lo que es el Tiempo! ¡Un dolor de cabeza!

emilio silvera

      Antes fue una estrella masiva y ahora, sólo vemos sus filamentos remanentes

Pues yo he sido a veces un muchacho y una chica,

Un matorral y un pájaro y un pez en las olas saladas.

Esto nos decía Empédocles, el padre de aquellos primitivos elementos formados por Agua, tierra, aire y fuego que, mezclados en la debida proporción, formaban todas las cosas que podemos ver a nuestro alrededor. Claro que, él no podía llegar a imaginar donde pudimos llegar después en la comprensión de la materia a partir del descubrimiento de las partículas “elementales” que formaban el átomo.

Sí, hay cosas malas y buenas  pero, todas deben ser conocidas poder, en el primer caso aprovecharlas y en el segundo prevenirlas.

Pero demos un salto en el tiempo y viajémos hasta los albores del siglo XX cuando se hacía vez más ervidente que alguna clase de energía atómica era responsable de la potencia del Sol y del resto de las estrellas que más lejos, brillaban en la noche oscura. Ya en 1898, sólo dos años despuès del descubrimiento de la radiactividad por Becquerel, el geólogo americano Thomas Chrowder Chamberlin especulaba que los átomos eran “complejas organizaciones y centros de eneromes energías”, y que “las extraordinarias que hay en el centro del Sol pueden…liberar una parte de su energía”. Claro que, por aquel entonces, nadie sabía cual era el mecanismo y cómo podía operar, hasta que no llegamos a saber mucho más, sobre los átomos y las estrellas.

El intento de lograr tal comprensión exigió una colaboración cada vez mayor los astrónomos y los físicos nucleares. Su llevaría, no sólo a resolver la cuestión de la energía estelar, sino también al descubrimiento de una trenza dorada en la que la evolución cósmica se entrelaza en la historia atómica y la estelar.

La Clave: Fue comprender la estructura del átomo. Que el átomo tenía una estructura interna podía inferirse de varias líneas de investigación, entre ellas, el estudio de la radiactividad: para que los átomos emitiesen partículas, como se había hallado que lo hacían en los laboratorios de Becquerel y los Curie, y para que esas emisiones los transformasen de unos elementos en otros, como habían demostrado Rutherford y el químico inglés Frederick Soddy, los átomos debían ser algo más que simples unidades indivisibles, como implicaba su (de la voz griega que significa “imposible de cortar”).

Antes de que la imagen de arriba fuese una realidad tuvieron que pasar muchos miles y millones de años. Hasta donde sabemos y el origen más aceptado para nuestro Universo es el de una inmensa explosión proveniente de una singularidad en la que la densidad y la energía eran “infinitas” y a partir de ahí, comenzó la gran aventura.

¡El Universo!

Antes de alrededor de un minuto y cuarenta segundos desde el comienzo del tiempo,  no hay núcleos atómicos estables.  El nivel de energía en el ambiente es mayor que la energía de unión nuclear. Por consiguiente, todos los núcleos que se forman, se destruyen de rápidamente.

Alrededor de un segundo desde el comienzo del tiempo, llegamos a la época de desacoplamiento de los neutrinos.  Aunque en esa época el Universo es más denso que las orcas (y tan caliente como la explosión de una bomba de hidrógeno), ya ha empezado a parecer vacío a los neutrinos.  Puesto que los neutrinos sólo reaccionan a la fuerza débil, que tiene un alcance extremadamente corto, pueden escapar de sus garras y volar indefinidamente sin experimentar ninguna otra interacción.

Aunque parezca mentira, al día de hoy no sabemos, a ciencia cierta, como se formaron las galaxias

Así, emancipados, en lo sucesivo son libres de vagar por el Universo a su manera indiferente, volando a través de la mayor   de la materia como sino existiese. (Diez trillones de neutrinos atravesarán sin causar daños el cerebro y el cuerpo del lector en el tiempo que le lleve leer esta frase.  Y en el tiempo en que usted haya leído esta frase estarán más lejos que la Luna).

En menos de un siglo, el neutrino pasó de una partícula fantasma – propuesta en 1930 por el físico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958) a explicar el balance de energía en una forma de radioactividad,  el llamado decaimiento beta, en una sonda capaz de escrutar el interior de estrellas y de la propia Tierra.

De esa manera, oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del big bang persiste aún después, formando una radiación cósmica de fondo de neutrinos semejante a la radiación de fondo de microondas producida por el desacoplamiento de los fotones.

Si estos neutrinos “cósmicos” (como se los llama para diferenciarlos de los neutrinos liberados más tarde por las supernovas) pudiesen ser observador por un telescopio de neutrinos de alguna clase, proporcionarían una visión directa del Universo cuando sólo tenía un segundo.

A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más denso y más caliente, y el nivel de  estructura que puede existir se hace cada vez más rudimentario.

Por supuesto, en ese tiempo, no hay moléculas, ni átomos, ni núcleos atómicos, y, a 10-⁶ (0.000001) de segundo después del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones ni protones.  El Universo es un océano de quarks libres y otras partículas elementales.

Si nos tomamos el de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de antiquarks existen mil millones y un quark.  asimetría es importante.  Los pocos quarks en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilación general quark-antiquark formaran todos los átomos de materia del Universo del último día.  Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetría materia antimateria en alguna etapa anterior.

Nos aproximamos a un tiempo en que las estructuras básicas de las leyes naturales, y no sólo las de las partículas y campos cuya conducta dictaban, cambiaron a medida que evolucionó el Universo.

La primera transición semejante se produjo en los 10^-11 de segundo después del comienzo del tiempo, cuando las funciones de las fuerzas débiles y electromagnéticas se regían por una sola fuerza, la electrodébil.  hay bastante energía ambiente para permitir la creación y el mantenimiento de gran de bosones w y z.

Estas partículas – las mismas cuya aparición en el acelerador del CERN verificó la teoría electrodébil – son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagnéticas y débiles, lo que las hace indistinguibles.  En ese tiempo, el Universo está gobernando sólo por tres fuerzas: la gravedad, la interacción nuclear fuerte y la electrodébil.

Más atrás de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.  Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.   Seguramente, en el futuro, será la teoría M (de supercuerdas) la que contestará esas preguntas sin respuestas ahora.

En los 10^-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las cósmicas son aún menos conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

En el universo temprano la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo que interacioban, producían calor y formaron las primeras estrellas.

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 15.000 y 18.000 millones de años, cunado la perfecta simetría que, se pensaba, caracterizó el Universo, se hizo añicos para dar lugar a los simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que, nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que , sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

Pero hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo bebé.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10^-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.

Del otro lado de esa puerta está la época de Plank, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

La fuerza nuclear fuerte hizo posible la existencia de los núcleos que atraían electrones para formar átomos

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einsteins que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla.

emilio silvera

 

Hay en todas las cosas un ritmo que es de nuestro Universo.

“Hay simetría, elegancia y gracia…esas cualidades a las que se acoge el verdadero artista. Uno puede encontrar ese ritmo en la sucesión de las estaciones, en la en que la arena modela una cresta, en las ramas de un arbusto creosota o en el diseño de sus hojas. Intentamos copiar ese ritmo en nuestras vidas y en nuestra sociedad, buscando la medida y la cadencia que reconfortan. Y sin embargo, es posible ver un peligro en el descubrimiento de la perfección última. Está claro que el último esquema contiene en sí mismo su propia fijeza. En esta perfección, todo conduce hacia la muerte.”

De “Frases escogidas de Muad´Dib”, por la Princesa Irulan.

¿Será el Universo como creemos que es? Como pregona la filosofía, nada es como se ve a primera vista, todo depende bajo el punto de vista en el que miremos las cosas. Y, por otra parte, no siempre podemos profundizar lo necesario para poder vislumbrar lo que “allí” pueda existir. Muchas son las cosas que no sabemos y los lugares a los que no podemos llegar, la tecnología es aún insuficiente para lograrlo y, nuestro intelecto… ¡Sigue creciendo!

“Lo primero que hay que comprender sobre los universos paralelos… es que no son paralelos. Es importante comprender que ni siquiera son, estrictamente hablando, universos, pero es más fácil si uno lo intenta y lo comprende un poco más tarde, después de haber comprendido que todo lo que he comprendido hasta ese momento no es verdadero.”

Douglas Adams

¿Qué vamos a hacer con esta idea antrópica fuerte? ¿Puede ser algo más que una nueva presentación del aserto de que nuestra de vida compleja es muy sensible a cambios pequeños en los valores de las constantes de la naturaleza? ¿Y cuáles son estos “cambios”? ¿Cuáles son estos “otros mundos” en donde las constantes son diferentes y la vida no puede existir?

Necesitaremos más que una simple escalera para llegar a las galaxias lejanas. ¡Ni la nuestra podemos recorreer!

En ese sentido, una visión plausible del universo es que hay una y sólo una forma para las constantes y leyes de la naturaleza. Los universos son trucos difíciles de hacer, y cuanto más complicados son, más piezas hay que encajar. Los valores de las constantes de la naturaleza determinan a su vez que los elementos naturales de la tabla periódica, desde el hidrógeno 1 de la tabla, hasta el uranio, número 92, sean los que son y no otros. Precisamente, por ser las constantes y leyes naturales como son y tener los valores que tienen, existe el nitrógeno, el carbono o el oxígeno.

Esos 92 elementos naturales de la tabla periódica componen toda la materia bariónica (que vemos y detectamos) del universo. Hay más elementos como el plutonio o el einstenio, pero son los llamados transuránicos y son artificiales.

Si las constantes naturales variaran sólo una diezmillonésima… ¡No podríamos estar aquí! Así, las cosas son las que son en nuestro Universo que se rige por las mismas leyes en todas sus regiones, Las Leyes de la naturaleza son las mismas y producen los mismos fenómenos en estrellas, galaxias, agujeros negros, creación de estrellas y de mundos y… ¡De se seres conscientes de Ser!

La situación de los planetas en relación a sus estrellas, alentados por las leyes universales y las constantes de la Naturaleza, hace que sea posible la presencia de vida en la Tierra -que es lo que sabemos- y, ¿por qué no? en un sin fin de mundos repartidos por cientos de miles de galaxias -que es lo que intuimos-, Lo cierto es que el Universo en todas partes es igual y no varían sus leyes de un lugar a otro, y, siendo así…

Hay varias propiedades sorprendentes del universo astronómico que parecen ser cruciales el desarrollo de la vida en el universo. Estas no son constantes de la naturaleza en el sentido de la constante de estructura fina o la masa del electrón. Incluyen magnitudes que especifican cuán agregado está el universo, con que rapidez se está expandiendo y cuánta materia y radiación contiene. En última instancia, a los cosmólogos les gustaría explicar los números que describen estas “constantes astronómicas” (magnitudes).  Incluso podrían ser capaces de demostrar que dichas “constantes” están completamente determinadas por los valores de las constantes de la naturaleza como la constante de estructura fina. ¡¡El puro y adimensional, 137!!

En ciencias se entiende por constante física el valor de una magnitud física cuyo valor, fijado un sistema de unidades, permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo. En contraste, una constante matemática representa un valor invariable que no está implicado directamente en ningún proceso físico.

Existen muchas constantes físicas; algunas de las más conocidas son la constante reducida de Planck , la constante de gravitación , la velocidad de la luz , la permitividad en el vacío , la permeabilidad magnética en el vacío y la carga elemental . Todas éstas, por ser tan fundamentales, son llamadas constantes universales.

Una de las cuestiones más controvertidas en la cosmología es porque las constantes fundamentales de la naturaleza parecen finamente ajustadas la vida. Una de estas constantes fundamentales es la constante de estructura fina o alfa, que es la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética (usualmente denotada g, es un que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.

 

Es cierto que en el Universo existen equilibrios muy delicados y que, nos producir la sensación de que, de un momento a otro, todo se irá al garete y aquello, se convertirá en un Caos sin reversión posible y, sin embargo, es una impresión engañosa, toda vez que, de la explosión supernova surgen nebulosas de las que surgen nuevas estrellas y nuevos mundos. Es la engañosa “Destrucción-Creadora”.

 

 

 

Todas las estructuras del Universo que se comportan como objetos estables, en realidad, se muestran así como consecuencia de que son, malabarismos que se producen dos fuerzas antagónicas equivalentes que consiguen esa “delicada” estabilidad que está centrada en la lucha entre la atracción y la repulsión. Por ejemplo, en un planeta, como la Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la Gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos y se llegan a degenerar por el Principio de exclusión de Pauli quen no permite que dos fermiones ocupen el mismo lugar. Todos esos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de los números puros de Stoney-Planck creados a partir de las constantes e, h, c, G y m_pr

α = 2πe^₂/hc = 1/137

α_G = Gm_pr ²/hc ≈ 10^-38

La identificación de constantes de la Naturaleza como α y α_G, junto con los números que desempeñam el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la Naturaleza, nos anima a pensar por un en mundos diferentes al nuestro. Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la Naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizadas por duiferentes valores de constantes adimensionales. estos cambios numéricos alteran toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los equilibrios entre los fuerzas serán diferentes de los que se dan en el nuestro. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La Gravedad podría tener un papel más pequeño en esos otros mundos. La Naturaleza cuántica de la realidad podría intervenir en lugares inimaginables.

           Lo cierto es que estamos aquí para contarlo después de haber realizado un largo camino para descubrirlo

Las características distintivas del universo que están especificadas por estas “constantes” astronómicas desempeñan un papel clave en la generación de las condiciones para la evolución de la complejidad bioquímica. Si miramos más cerca la expansión del universo descubrimos que está equilibrada con enorme precisión. Está muy cerca de la línea divisoria crítica que separa los universos que se expanden con suficiente rapidez para superar la atracción de la gravedad y así para siempre, de aquellos otros universos en los que la expansión finalmente se invertirá en un estado de contracción global y se dirigirán hacia un Big Grunch cataclísmico en el futuro lejano.  El primero de estos modelos es el universo abierto que será invadido por el frío absoluto, y el segundo modelo es el del universo cerrado que termina en una bola de fuego descomunal.

Todo dependerá de cual sea el valor de la densidad de materia.

Algunos números que definen nuestro universo:

• El de fotones por protón
• La razón densidades de materia oscura y luminosa
• La anisotropía de la expansión
• La falta de homogeneidad del Universo
• La constante cosmológica
• La desviación de la expansión respecto al valor “crítico”

 

 

 

 

De hecho, estamos tan cerca de esta divisoria crítica que nuestras observaciones no pueden decirnos con seguridad cuál es la predicción válida a largo plazo. En realidad, es la estrecha proximidad de la expansión a la línea divisoria lo que constituye el gran misterio: a priori parece altamente poco probable que se deba al azar. Los universos que se expanden demasiado rápidamente son incapaces de agregar material para la formación de estrellas y galaxias, de modo que no pueden formarse bloques constituyentes de materiales necesarios para la vida compleja. Por el contrario, los universos que se expanden demasiado lentamente terminan hundiéndose antes de los miles de millones de años necesarios para que se tomen las estrellas.

Sólo universos que están muy cerca de la divisoria crítica pueden vivir el tiempo suficiente y tener una expansión suave para la formación de estrellas y planetas… y ¡vida!

No es casual que nos encontremos viviendo miles de millones de años después del comienzo aparente de la expansión del universo y siendo testigos de un de expansión que está muy próximo a la divisoria que marca la “Densidad Crítica”

Cuando conozcamos la Densidad Crítica en el Universo, sabremos en qué clase de universo estamos: Plano, abierto o cerrado. Todo dependen de la cantidad de materia que contenga y, como nada sabemos de esa supuesta “materia oscura”, nos queda mucho por especular, muchos modelos que inventar y muchas teorías por formular pero… ¡Dónde está la verdad que incansables buscamos?

Sólo en el modelo de universo que se expande cerca de la divisoria crítica, se forman estrellas y los ladrillos primordiales para la vida. La expansión demasiado rápida no permite la creación de elementos complejos necesarios para la vida. Si la densidad crítica supera la ideal (más cantidad de materia), el universo será cerrado y terminará en el Big Crunch.

El hecho de que aún estemos tan próximos a esta divisoria crítica, después de algo más de trece mil millones de años de expansión, es verdaderamente fantástico. Puesto que cualquier desviación respecto a la divisoria crítica crece continuamente con el paso del tiempo, la expansión debe haber empezado extraordinariamente próxima a la divisoria para seguir hoy tan cerca (no podemos estar exactamente sobre ella).

Pero la tendencia de la expansión a separarse de la divisoria crítica es tan solo otra consecuencia del carácter atractivo de la fuerza gravitatoria. Está claro con sólo mirar el diagrama dibujado en la página anterior que los universos abiertos y cerrados se alejan más y más de la divisoria crítica a medida que avanzamos en el tiempo.

Si la gravedad es repulsiva y la expansión se acelera, esto hará, mientras dure, que la expansión se acerque cada vez más a la divisoria crítica. Si la inflación duró el tiempo suficiente, podría explicar por qué nuestro universo visible está aún tan sorprendentemente próximo a la divisoria crítica. Este rasgo del universo que apoya la vida debería aparecer en el Big Bang sin necesidad de de partida especiales.

Podemos concretar de manera muy exacta con resultados fiables de los últimos análisis de los enviados por WMAP. Estos resultados muestran un espectro de fluctuaciones gaussiano y (aproximadamente) invariante frente a escala que coincide con las predicciones de los modelos inflacionarios más generales.

El universo estaría compuesto de un 4 por 100 de materia bariónica, un 23 por 100 de materia oscura no bariónica y un 73 por 100 de energía oscura. Además, los dan una edad para el universo que está en 13’7 ± 0’2 ×10⁹ años, y un tiempo de 379 ± 8×10³ años para el instante en que se liberó la radiación cósmica de fondo. Otro resultado importante es que las primeras estrellas se formaron sólo 200 millones de años después del Big Bang, mucho antes de lo que se pensaba hasta ahora. Todavía no se han hecho públicos los resultados del análisis de una segunda serie de , pese a que su aparición estaba prevista para estas fechas.

emilio silvera