{"id":15238,"date":"2016-05-05T06:53:33","date_gmt":"2016-05-05T05:53:33","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=15238"},"modified":"2016-05-05T06:53:33","modified_gmt":"2016-05-05T05:53:33","slug":"%c2%bfla-conservacion-de-la-energia-no-siempre-es-asi","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2016\/05\/05\/%c2%bfla-conservacion-de-la-energia-no-siempre-es-asi\/","title":{"rendered":"\u00bfLa Conservaci\u00f3n de la Energ\u00eda? No siempre es as\u00ed"},"content":{"rendered":"

En un universo en expansi\u00f3n, la energ\u00eda no se conserva<\/h1>\n
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La matem\u00e1tica Emmy Noether demostr\u00f3, a principios del siglo XX, que la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda solo se cumple si las leyes de la F\u00edsica que empleamos son independientes del tiempo<\/h2>\n<\/div>\n

\"Fr\u00e4ulein<\/p>\n

Fr\u00e4ulein Noether fue el genio matem\u00e1tico m\u00e1s creativo e importante desde que comenz\u00f3 la educaci\u00f3n superior de las mujeres. WIKIPEDIA<\/p>\n

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Invierno de 1915, G\u00f6ttingen (Alemania), la Primera Gran Guerra<\/a> asola Europa, arrasando ciudades, cortando centenarias rutas de suministros y generando un odio inconcebible hasta el momento. Entre todo el caos y destrucci\u00f3n imperante, alguien permanece ajeno a la situaci\u00f3n que le rodea. Su mente divaga en torno a las extra\u00f1as ecuaciones garabateadas sobre un sinf\u00edn de papeles dispersos. Emmy Noether<\/a>, sentada ante su escritorio de roble, se frota los ojos, at\u00f3nita ante su reciente descubrimiento. Los \u00faltimos meses los ha dedicado de manera incansable a desarrollar el simple y elegante resultado<\/a> que tiene ante s\u00ed.<\/p>\n

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La respuesta ante luz incidente polarizada de los dos estados superconductores es diferente si se viola la simetr\u00eda de inversi\u00f3n temporal.<\/p>\n

Ella acaba de demostrar que, si existe una simetr\u00eda en las leyes f\u00edsicas que gobiernan un determinado sistema, hay una cantidad que se conserva. No se trata de una conclusi\u00f3n irrelevante, y ella es consciente de ello. F\u00edsicos, qu\u00edmicos e ingenieros hacen uso diariamente de cantidades conservadas para realizar cualquiera de sus c\u00e1lculos. Por ejemplo, para determinar si un proyectil alcanzar\u00e1 a un enemigo situado a una cierta distancia, solo es necesario calcular la energ\u00eda liberada por la p\u00f3lvora en combusti\u00f3n. Esta energ\u00eda se transferir\u00e1 al proyectil y, usando las ecuaciones de Newton<\/a>, es posible calcular exactamente si la bala alcanzar\u00e1 el objetivo. Noether acababa de demostrar por tanto que, para saber si se conservar\u00e1 la energ\u00eda de un sistema (como el sistema p\u00f3lvora-bala), tan solo es necesario atender a la simetr\u00eda de las ecuaciones que describen dicho sistema. En concreto, la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda solo necesita de la simetr\u00eda temporal de las ecuaciones, es decir, que \u00e9stas se cumplan tanto ahora como dentro de 1.000 a\u00f1os u otros tantos a\u00f1os atr\u00e1s.<\/p>\n

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La uniformidad del tiempo<\/p>\n

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Noether demostr\u00f3 que, para saber si se conservar\u00e1 la energ\u00eda de un sistema, tan solo es necesario atender a la simetr\u00eda de las ecuaciones que describen dicho sistema<\/p>\n

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Pr\u00e1cticamente en ese mismo momento, solo tres a\u00f1os mayor que ella, un treinta\u00f1ero llamado Albert Einstein<\/a><\/a> repasaba asombrado las ecuaciones maestras de su teor\u00eda de la Relatividad General<\/a>. Sorprende comprobar c\u00f3mo en los momentos m\u00e1s oscuros de la humanidad afloran las mentes m\u00e1s brillantes. Cimentaba as\u00ed una nueva forma de mirar al Universo, ins\u00f3lita hasta entonces, ya que el espacio y el tiempo se entrelazaban de manera inseparable con la materia, poniendo punto final a las inconsistencias que hab\u00edan comenzado a aparecer en la f\u00edsica desarrollada durante el \u00faltimo siglo. Consecuencia de su abstracta teor\u00eda son fen\u00f3menos tan sorprendentes como el de la expansi\u00f3n del Universo (obtenida gracias a Lema\u00eetre, Friedmann, Robertson y Walker<\/a>), que predice que el propio espacio se estira como un globo hinch\u00e1ndose, provocando que las galaxias se alejen unas de otras, algo que se observar\u00eda con precisi\u00f3n en 1922<\/a>.<\/p>\n

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Muchos a\u00f1os despu\u00e9s, los cient\u00edficos ser\u00edan capaces de fusionar ambas teor\u00edas, proponiendo un resultado que muchos de nosotros a\u00fan tratamos de comprender y de explorar. Si el Universo se expande, las ecuaciones que lo controlan pierden su simetr\u00eda temporal, ya que las distancias entre objetos aumentan en el tiempo y nos ver\u00edamos obligados a reescalarlas. De una manera directa, podemos concluir que la energ\u00eda en el universo NO se conserva. Debemos por tanto despedirnos de esa frase que tantas veces nos repitieron desde ni\u00f1os: \u201cLa energ\u00eda ni se crea ni se destruye, solo se transforma\u201d. Demos la bienvenida a una nueva versi\u00f3n de la misma: \u201cLa energ\u00eda se crea y se destruye y, a veces, se conserva\u201d.<\/p>\n

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Sorprende comprobar c\u00f3mo en los momentos m\u00e1s oscuros de la humanidad afloran las mentes m\u00e1s brillantes<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

No obstante, esta \u00faltima afirmaci\u00f3n la tenemos que repetir con cautela, ya que lo t\u00e9cnicamente correcto es decir que la energ\u00eda de la<\/em> materia<\/em><\/a> del Universo no se conserva. Esto es debido a que en el Universo no hay \u00fanicamente materia, sino materia y espacio-tiempo<\/a>. Las ecuaciones de Einstein<\/a> contienen otras simetr\u00edas<\/a> que conllevan conservaciones de cantidades que se parecen a la energ\u00eda, pero contienen t\u00e9rminos extra. Estos t\u00e9rminos pueden asociarse a la energ\u00eda propia del espacio-tiempo, pero dista de proporcionar una interpretaci\u00f3n clara, ya que conduce a preguntas que no somos capaces de contestar a\u00fan, tales como: \u00bfc\u00f3mo medimos esta energ\u00eda? \u00bfde qu\u00e9 tipo es? \u00bfpodemos usarla para, por ejemplo, viajes espaciales?<\/p>\n

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Mayo, 1935. Estados Unidos. Albores de la Segunda Guerra Mundial<\/a>, Emmy Noether muere tras ser expulsada en 1933 de su puesto de trabajo en la Universidad de G\u00f6ttingen y obligada a abandonar el pa\u00eds por un nazismo que no ve\u00eda con buenos ojos su ascendencia jud\u00eda. Albert Einstein<\/a>, temiendo que la muerte de la mejor matem\u00e1tica del siglo XX pasara inadvertida para el mundo, escribe las siguientes palabras<\/a> en el New York Times:<\/em><\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 La energ\u00eda se crea y se destruye y, a veces, se conserva\u201d<\/p>\n

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\u201c[…] En el transcurso de los \u00faltimos d\u00edas, la distinguida matem\u00e1tica Emmy Noether, anteriormente de la Universidad de G\u00f6ttingen y durante los dos \u00faltimos a\u00f1os vinculada a la Universidad de Bryn Mawr, ha fallecido a los 53 a\u00f1os. A juicio de los matem\u00e1ticos vivos m\u00e1s competentes, Fr\u00e4ulein<\/em> Noether fue el genio matem\u00e1tico m\u00e1s creativo e importante desde que comenz\u00f3 la educaci\u00f3n superior de las mujeres. En el campo del \u00e1lgebra [\u2026] descubri\u00f3 m\u00e9todos de enorme relevancia para el desarrollo de actuales generaciones de matem\u00e1ticos m\u00e1s j\u00f3venes. La Matem\u00e1tica pura es, a su modo, la poes\u00eda de las ideas l\u00f3gicas. Uno busca las ideas m\u00e1s generales con las que formar de una manera simple, l\u00f3gica y unificada, el c\u00edrculo m\u00e1s grande posible de las relaciones formales. En este esfuerzo hacia la belleza l\u00f3gica, se descubren f\u00f3rmulas espirituales necesarias para una penetraci\u00f3n m\u00e1s profunda en las leyes de la Naturaleza.[…]\u201d<\/p>\n

\u00a0Fuente: El Pais.<\/p>\n

Marcos Pellejero Ib\u00e1\u00f1ez<\/strong> es estudiante de doctorado en el Instituto de Astrof\u00edsica de Canarias (IAC). Se licenci\u00f3 en la Universidad de Zaragoza y ha estudiado posteriormente en el Imperial College de Londres teor\u00edas alternativas al modelo est\u00e1ndar cosmol\u00f3gico. El tema de su tesis es la estructura de las m\u00e1s grandes escalas c\u00f3smicas.<\/p>\n

Rafael Tapia Rojo<\/strong> es investigador postdoctoral en la Universidad de Columbia, NYC. Se licenci\u00f3 y doctor\u00f3 en la Universidad de Zaragoza, estudiando m\u00e9todos de energ\u00eda libre para comprender modelos de biomol\u00e9culas. Actualmente trabaja en el estudio de las propiedades mec\u00e1nicas de prote\u00ednas con t\u00e9cnicas de mol\u00e9cula individual y paisajes de energ\u00eda libre.<\/p>\n<\/div>\n

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