{"id":1000,"date":"2010-05-10T07:59:19","date_gmt":"2010-05-10T05:59:19","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=1000"},"modified":"2010-05-10T08:00:23","modified_gmt":"2010-05-10T06:00:23","slug":"la-funcion-de-onda-del-universo-de-hawking","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/05\/10\/la-funcion-de-onda-del-universo-de-hawking\/","title":{"rendered":"La Funci\u00f3n de Onda del Universo de Hawking"},"content":{"rendered":"

Universos m\u00faltiples y la funci\u00f3n de onda del Universo<\/strong><\/p>\n

\u00bfQui\u00e9n no conoce al cosm\u00f3logo Stephen Hawking que, privado de sus cuerdas vocales, incapaz de sujetar un l\u00e1piz, utiliza dispositivos mec\u00e1nicos para comunicarse y realiza todos los c\u00e1lculos en su cabeza?<\/p>\n

Pues, este se\u00f1or en sillita de ruedas no s\u00f3lo lleva a la pr\u00e1ctica un intenso programa de investigaci\u00f3n, sino que, adem\u00e1s, le queda tiempo libre para escribir libros de \u00e9xito, tales como Historia del Tiempo<\/em> y otros, adem\u00e1s de dar conferencias por todo el mundo y ocupar la c\u00e1tedra lucasiana de Cambridge que un d\u00eda fue de Isaac Newton<\/a>, donde imparte clases de f\u00edsica.<\/p>\n

Hawking, junto con su amigo Kip S. Thorne, es uno de los mayores expertos mundiales en el conocimiento de la relatividad<\/a> general y de los agujeros negros<\/a>.<\/p>\n

Tampoco Stephen Hawking, como antes le ocurri\u00f3 a Einstein<\/a>, ha podido resistir la tentaci\u00f3n de embarcarse en la mayor b\u00fasqueda jam\u00e1s so\u00f1ada por un f\u00edsico, la unificaci\u00f3n final de la teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a> y la teor\u00eda cu\u00e1ntica. Como resultado, tambi\u00e9n \u00e9l se ha sentido maravillado por la coherencia de la teor\u00eda decadimensional, y de hecho cierra su conocido libro con un an\u00e1lisis de la misma.<\/p>\n

Hawking ya no dedica el grueso de su energ\u00eda creativa al campo que le hizo mundialmente famoso: los agujeros negros<\/a>, que ahora ya est\u00e1n superados. \u00c9l persigue una pieza mayor: la teor\u00eda de campo unificado. La teor\u00eda de cuerdas, record\u00e9moslo, empez\u00f3 como una teor\u00eda cu\u00e1ntica y posteriormente absorbi\u00f3 a la teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a>. Hawking, partiendo como un puro relativista cl\u00e1sico m\u00e1s que como un te\u00f3rico cu\u00e1ntico, enfoca el problema desde el punto de vista inverso. \u00c9l y su colega James Hartley parten del universo cl\u00e1sico de Einstein<\/a>, y luego \u00a1cuantizan el universo entero!<\/p>\n

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Hawking es uno de los fundadores de una nueva disciplina cient\u00edfica, denominada cosmolog\u00eda cu\u00e1ntica. A primera vista, esto parece una contradicci\u00f3n en los t\u00e9rminos. La palabra cu\u00e1ntico se aplica al mundo infinitesimalmente peque\u00f1o de los quarks<\/a> y los neutrinos<\/a>, mientras que cosmolog\u00eda significa la extensi\u00f3n casi ilimitada del espacio exterior. Sin embargo, Hawking y otros creen ahora que las preguntas finales de la cosmolog\u00eda s\u00f3lo pueden ser contestadas por la teor\u00eda cu\u00e1ntica. Hawking lleva la teor\u00eda cu\u00e1ntica a las \u00faltimas consecuencias cu\u00e1nticas, que permiten la existencia de un n\u00famero infinito de universos paralelos.<\/p>\n

Recordemos que el punto de partida de la teor\u00eda cu\u00e1ntica est\u00e1 en el cuanto<\/strong> de acci\u00f3n de Planck, h<\/em>, que m\u00e1s tarde desarrollaron Werner Heisenberg, con su principio de incertidumbre<\/a>, y Schr\u00f6dinger, con su funci\u00f3n de ondas, Y, que describe todos los diversos estados posibles de una part\u00edcula.\u00a0 Cuanto m\u00e1s grande y oscuro es el nubarr\u00f3n, mayor es la concentraci\u00f3n de vapor de agua y polvo en el lugar en el que est\u00e1 situada la nube, con lo cual, podemos estimar r\u00e1pidamente la probabilidad de encontrar grandes concentraciones de agua y polvo en ciertas partes del cielo.<\/p>\n

El nubarr\u00f3n puede compararse a una sola funci\u00f3n de onda electr\u00f3nica.\u00a0 Al igual que el nubarr\u00f3n, esta llena todo el espacio. An\u00e1logamente, cuanto mayor es su valor en un punto, mayor es la probabilidad de encontrar all\u00ed el electr\u00f3n<\/a>. As\u00ed mismo, las funciones de onda pueden estar asociadas con objetos grandes, como personas. Ahora mismo, que estoy sentado en mi sill\u00f3n de la mesa del despacho que tengo en mi casa para escribir sobre ciencia, s\u00e9 que tengo una funci\u00f3n de onda de probabilidad de Schr\u00f6dinger. Si de alg\u00fan modo pudiera ver mi funci\u00f3n de onda, se parecer\u00eda a una nube con una forma muy aproximada a la de mi cuerpo. Sin embargo, algo de la nube se extender\u00e1 por todo el espacio, m\u00e1s all\u00e1 de J\u00fapiter e incluso m\u00e1s all\u00e1 del Sistema Solar, aunque all\u00ed sea pr\u00e1cticamente nula. Esto significa que existe una probabilidad muy grande de que yo est\u00e9, de hecho, sentado en mi sill\u00f3n y no en el planeta J\u00fapiter. Aunque parte de mi funci\u00f3n de onda se extienda incluso m\u00e1s all\u00e1 de la V\u00eda L\u00e1ctea, hay s\u00f3lo una posibilidad infinitesimal de que yo este sentado en otra galaxia.<\/p>\n

La nueva idea de Hawking consist\u00eda en tratar el universo entero como si fuera una part\u00edcula cu\u00e1ntica. Repitiendo algunos pasos simples, nos dirigimos a conclusiones esclarecedoras.<\/p>\n

Empezamos con una funci\u00f3n de onda que describe el conjunto de todos los universos posibles. Esto significa que el punto de partida de la teor\u00eda de Hawking debe ser un conjunto infinito de universos paralelos, la funci\u00f3n de onda del universo. El an\u00e1lisis bastante simple de Stephen Hawking, reemplazando la palabra part\u00edcula<\/em> por universo<\/em>, ha conducido a una revoluci\u00f3n conceptual en nuestras ideas sobre la cosmolog\u00eda.<\/p>\n

Seg\u00fan esta imagen, la funci\u00f3n de onda del universo se extiende sobre todos los universos posibles.<\/p>\n

El objetivo al que se enfrentan los cosm\u00f3logos cu\u00e1nticos es verificar matem\u00e1ticamente esta conjetura, demostrar que la funci\u00f3n de onda del universo es grande para nuestro universo presente y pr\u00e1cticamente nula para los dem\u00e1s universos. Esto demostrar\u00eda entonces que nuestro universo familiar es en cierto sentido \u00fanico y tambi\u00e9n estable. Por el momento, los cosm\u00f3logos cu\u00e1nticos son incapaces de resolver este importante problema.<\/p>\n

Si tomamos a Hawking en serio, ello significa que debemos empezar nuestro an\u00e1lisis con un n\u00famero infinito de todos los universos posibles en mutua coexistencia. Para decirlo de otra manera, la definici\u00f3n de la palabra universo ya no ser\u00eda “todo lo que existe”; ahora significa “todo lo que puede existir”.<\/p>\n

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La cosmolog\u00eda cu\u00e1ntica de Hawking tambi\u00e9n supone que la funci\u00f3n de onda del universo permite que estos universos colisionen. Pueden desarrollarse agujeros de gusano<\/a> que unan estos universos. Sin embargo, estos agujeros de gusano<\/a> no son como los que describ\u00ed antes para viajar en el tiempo seg\u00fan dice Thorne y que conectan diferentes partes dentro del mismo espacio tetradimensional. Los nuevos agujeros de gusano<\/a> conectan universos entre s\u00ed.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nuestro universo puede ser uno entre un n\u00famero infinito de universos paralelos, cada uno de los cuales est\u00e1 conectado a los dem\u00e1s por una serie infinita de agujeros de gusano<\/a>. El viaje por estos agujeros de gusano<\/a> es posible pero extremadamente improbable.<\/p>\n

Veamos:<\/p>\n

Pensemos, por ejemplo, en una gran colecci\u00f3n de pompas de jab\u00f3n suspendidas en el aire. Normalmente, cada pompa de jab\u00f3n es como un universo en s\u00ed mismo, excepto que peri\u00f3dicamente choca con otra pompa para formar una m\u00e1s grande, o se divide en pompas m\u00e1s peque\u00f1as. Las diferencias est\u00e1n en que cada pompa de jab\u00f3n es ahora un universo decadimensional completo. Puesto que el espacio y el tiempo pueden existir s\u00f3lo dentro de cada pompa, no hay tal cosa como espacio y tiempo entre las pompas.\u00a0 Cada pompa o universo en este caso, tiene su propio tiempo<\/span> y su propio espacio<\/span> auto-contenido. No tiene sentido decir que el tiempo transcurre a la misma velocidad en todos los universos. Deber\u00edamos resaltar, sin embargo, que el viaje entre estos universos no est\u00e1 abierto a nosotros a causa de nuestro nivel tecnol\u00f3gico primitivo. Adem\u00e1s, deber\u00edamos resaltar tambi\u00e9n que las grandes transiciones cu\u00e1nticas a esta escala son extremadamente raras y probablemente necesitan un tiempo mucho mayor que la duraci\u00f3n de nuestro universo. La mayor\u00eda de estos universos son universos muertos, carentes de cualquier vida. En estos universos, las leyes de la f\u00edsica ser\u00edan diferentes, y por lo tanto no satisfar\u00edan las necesidades f\u00edsicas para permitir la vida.<\/p>\n

Ante estas complejas cuestiones, el hecho mismo de que estemos aqu\u00ed para plantearlas, como seres racionales y pensantes, es un aut\u00e9ntico milagro, ya que significa que deben haber ocurrido, necesariamente, complejas secuencias de sucesos para que a partir de la materia “inerte”, la mezcla de materiales complejos en condiciones excepcionales, hiciera surgir la vida.<\/p>\n

Reparando en estas coincidencias c\u00f3smicas, el f\u00edsico Freeman Dyson escribi\u00f3 en cierta ocasi\u00f3n: “Cuando miramos en el universo e identificamos los muchos accidentes de la f\u00edsica y la astronom\u00eda que han colaborado en nuestro beneficio, casi parece que el universo debe haber sabido, en cierto sentido, que nosotros \u00edbamos a venir<\/em>“.<\/p>\n

Particularmente, creo que la vida lleg\u00f3 a este planeta por una serie de circunstancias muy especiales: tama\u00f1o, temperatura y distancia al Sol (id\u00f3nea para no morir congelados o asados por una temperatura extrema), su atm\u00f3sfera primitiva, las chimeneas marinas, la mezcla de elementos, y su transformaci\u00f3n evolutiva, el ox\u00edgeno, la capa de ozono, los mares y oc\u00e9anos \u00a1el agua!, etc, etc.<\/p>\n

Dada la inmensidad de nuestro universo, nuestro mismo caso (un sistema solar con planetas entre los que destaca uno que contiene vida inteligente), se habr\u00e1 dado en otros muchos mundos similares o parecidos al nuestro, tanto en nuestra misma galaxia, la V\u00eda L\u00e1ctea, como en otras m\u00e1s lejanas. Me parece una estupidez que se pueda pensar que estamos solos en el universo; la l\u00f3gica nos dice todo lo contrario.<\/p>\n

Nuestro Sol, gracias al cual podemos existir, es una de las cien mil millones de estrellas que contiene nuestra galaxia. Existen miles de millones de sistemas solares compuestos por estrellas y planetas como los nuestros. \u00bfEn verdad se puede pensar que somos los \u00fanicos seres vivos inteligentes de la galaxia?<\/p>\n

Me parece que no. Creo que estamos bien acompa\u00f1ados.<\/p>\n

El problema radica en que es dif\u00edcil coincidir en el tiempo y en las enormes distancias que nos pueden separar.<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

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