{"id":2865,"date":"2010-06-26T12:09:06","date_gmt":"2010-06-26T10:09:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=2865"},"modified":"2010-06-26T12:09:16","modified_gmt":"2010-06-26T10:09:16","slug":"los-enigmas-de-la-naturaleza","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/06\/26\/los-enigmas-de-la-naturaleza\/","title":{"rendered":"Los enigmas de la Naturaleza"},"content":{"rendered":"

Hace unos d\u00edas os explicaba el desdoblamiento de las l\u00edneas espectrales del hidr\u00f3geno, lo que se ha dado en llamar alfa y se denota por esa letra griega y, os dec\u00eda que\u00a0al efectuar sus c\u00e1lculos, Sommerfeld introdujo una \u201cnueva abreviatura\u201d de algunas constantes. Se trataba de 2\u03c0e2 <\/sup>\/ hc, que abrevi\u00f3 con la letra griega \u201c\u03b1\u201d (alfa). No prest\u00e9is atenci\u00f3n a la ecuaci\u00f3n. Lo interesante es esto: cuando se meten los n\u00fameros conocidos de la carga del electr\u00f3n<\/a>, e–<\/sup><\/em>, la constante de Planck<\/a>, h<\/em>, y la velocidad de la luz, c<\/em>, sale \u03b1 = 1\/137.\u00a0 Otra vez 137 n\u00famero puro.<\/p>\n

Las constantes fundamentales (constantes universales) est\u00e1n referidas a los par\u00e1metros que no cambian a lo largo del universo. La carga de un electr\u00f3n<\/a>, la velocidad de la luz en el espacio vac\u00edo, la constante de Planck<\/a>, la constante gravitacional, la constante el\u00e9ctrica y magn\u00e9tica se piensa que son todos ejemplos de constantes fundamentales.<\/p>\n

Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad<\/a> y las reacciones nucleares est\u00e1n confinadas a un \u201cmundobrana\u201d tridimensional, mientras que la gravedad act\u00faa en todas las dimensiones y es consecuentemente m\u00e1s d\u00e9bil.<\/p>\n

<\/strong>Las fuerzas fundamentales<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Tipo de Fuerza<\/strong><\/td>\nAlcance en m<\/strong><\/td>\nFuerza relativa<\/strong><\/td>\nFunci\u00f3n<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Nuclear fuerte<\/td>\n<3×10-15<\/sup><\/td>\n1041<\/sup><\/td>\nUne Protones y Neutrones en el n\u00facleo at\u00f3mico por medio de Gluones.<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Nuclear d\u00e9bil<\/td>\n< 10-15<\/sup><\/td>\n1028<\/sup><\/td>\nEs responsable de la energ\u00eda radiactiva\u00a0\u00a0 producida de manera natural.\u00a0 Portadoras W y Z–<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Electromagnetismo<\/td>\nInfinito<\/td>\n1039<\/sup><\/td>\nUne los \u00e1tomos para formar mol\u00e9culas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energ\u00edas el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas por medio de los fotones<\/a>.<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Gravitaci\u00f3n<\/td>\nInfinito<\/td>\n1<\/td>\nMantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de <\/em>la Tierra. La<\/em> transporta el gravit\u00f3n<\/a>.<\/em><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/p>\n

Las constantes fundamentales<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Constante<\/strong><\/td>\nS\u00edmbolo<\/strong><\/td>\nValor en unidades del SI<\/a><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Aceleraci\u00f3n en ca\u00edda libre<\/em><\/td>\ng<\/em><\/td>\n9,80665 m<\/em> s-2<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Carga del electr\u00f3n<\/em><\/td>\ne<\/em><\/td>\n1,60217733(49) \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>19 <\/sup><\/em>C<\/em><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Avogadro<\/em><\/td>\nNA<\/sub><\/em><\/td>\n 6,0221367 (36) \u00d7 <\/strong>1023 <\/sup>mol-1<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Boltzmann<\/em><\/td>\nK=R\/NA<\/sub><\/em><\/td>\n1,380658 (12) \u00d7 <\/strong>10-23 <\/sup>J K-1<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Faraday<\/em><\/td>\nF<\/em><\/td>\n9,6485309 (29) \u00d7 <\/strong><\/em>104 <\/sup>C<\/em> mol-1<\/sup> <\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de los gases<\/em><\/td>\nR<\/em><\/td>\n8,314510 (70) \u00d7 <\/strong>J K-1<\/sup> mol-1<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Loschmidt<\/em><\/td>\nNL<\/sub><\/em><\/td>\n2,686763 (23) \u00d7 <\/strong>1025 <\/sup>mol-3<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Planck<\/a><\/em><\/td>\nh<\/em><\/td>\n6,6260755 (40) \u00d7 <\/strong>10-34 <\/sup>J s<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de Stefan-Boltzmann<\/em><\/td>\n\u03c3<\/em><\/td>\n5,67051 (19) \u00d7 <\/strong>10-8 <\/sup>W <\/sup>m-2 <\/sup>K-4<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante el\u00e9ctrica<\/em><\/td>\n\u03b50<\/sub><\/em><\/td>\n8,854187817 \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>12 <\/sup><\/em>F<\/em> m-1<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante gravitacional <\/em><\/td>\nG<\/em><\/td>\n6,67259 (85) \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>11 <\/sup><\/em>m3<\/sup><\/em> <\/sup><\/em>Kg-1 <\/sup>s-2 <\/sup> <\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante magn\u00e9tica <\/em><\/td>\n\u03bc0<\/sub><\/em><\/td>\n4\u03c0 \u00d7 <\/strong>10-7 <\/sup>H <\/sup>m-1<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Masa en reposo del electr\u00f3n<\/a> <\/em><\/td>\nme<\/sub><\/em><\/td>\n9,1093897 (54) \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>31<\/sup><\/em> Kg<\/em><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Masa en reposo del neutr\u00f3n<\/a><\/em><\/td>\nmn<\/sub><\/em><\/td>\n1,6749286 (10) \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>27<\/sup><\/em> Kg<\/em><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Masa en reposo del prot\u00f3n<\/a><\/em><\/td>\nmp<\/sub><\/em><\/td>\n1,6726231 (10) \u00d7 <\/strong>10–<\/sup><\/em>27<\/sup><\/em> Kg<\/em><\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Velocidad de la luz<\/em><\/td>\nc<\/em><\/td>\n2,99792458\u00d7 <\/strong><\/em>108 <\/sup>m<\/em> s-1 <\/sup> <\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Constante de estructura fina<\/em><\/td>\n\u03b1<\/em><\/td>\n2 \u03c0 e2<\/sup>\/h c<\/em><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Unas pueden ser m\u00e1s constantes naturales que otras, pero lo cierto es que, de momento, han servido como herramientas eficaces.<\/p>\n

La \u00faltima lecci\u00f3n importante que aprendemos de la manera en que n\u00fameros puros como \u03b1 (alfa) definen el mundo, es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El n\u00famero puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con \u03b1, es como hemos dicho antes, una combinaci\u00f3n de e<\/em>, c<\/em> y h<\/em> (el electr\u00f3n<\/a>, la velocidad de la luz y la constante de Planck<\/a>). Inicialmente, podr\u00edamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera m\u00e1s lenta ser\u00eda un mundo diferente. Pero ser\u00eda un error. Si e<\/em>, h<\/em> y c<\/em> cambian de modo que los valores que tienen en unidades m\u00e9tricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes f\u00edsicas, pero el valor de \u03b1 permaneciera igual; este nuevo mundo ser\u00eda observacionalmente indistinguible de nuestro mundo. Lo \u00fanico que cuenta en la definici\u00f3n del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza<\/strong>.<\/strong><\/p>\n

Fue Einstein<\/a> el que anunci\u00f3 lo que se llam\u00f3 principio de covariancia: que las leyes de la naturaleza deber\u00edan expresarse en una forma que pareciera la misma para todos los observadores, independientemente de d\u00f3nde estuvieran situados y de c\u00f3mo se estuvieran moviendo. Cuando trat\u00f3 de desarrollar este principio, Einstein<\/a> tuvo dificultades; no encontraba la manera de expresarlo con la formulaci\u00f3n matem\u00e1tica adecuada. Pidi\u00f3 ayuda a su amigo Marcel Grossmann, matem\u00e1tico, quien sabiendo de las necesidades exactas de Einstein<\/a>, le envi\u00f3 la copia de una conferencia que dio un tal Riemann, unos sesenta a\u00f1os antes.<\/p>\n

Einstein<\/a> fue muy afortunado, ya que durante la \u00faltima parte del siglo XIX en Alemania e Italia, matem\u00e1ticos puros hab\u00edan estado inmersos en el estudio profundo y detallado de todas las geometr\u00edas posibles sobre superficies curvas. Hab\u00edan desarrollado un lenguaje matem\u00e1tico que autom\u00e1ticamente ten\u00eda la propiedad de que toda ecuaci\u00f3n pose\u00eda una forma que se conservaba cuando las coordenadas que la describ\u00edan se cambiaban de cualquier manera. Este lenguaje se denominaba c\u00e1lculo tensorial. Tales cambios de coordenadas equivalen a preguntar qu\u00e9 tipo de ecuaci\u00f3n ver\u00eda alguien que se moviera de una manera diferente.<\/p>\n

Einstein<\/a> se qued\u00f3 literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. All\u00ed, delante de sus propios ojos ten\u00eda lo que Riemann denominaba Tensor m\u00e9trico<\/strong>. Einstein<\/a> se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. As\u00ed\u00a0 lleg\u00f3 a ser \u00a0posible la teor\u00eda de la relatividad<\/a> general.<\/p>\n

Einstein<\/a> pudo expresar su principio de covariancia expresando sus leyes de la naturaleza como ecuaciones tensoriales, que pose\u00edan autom\u00e1ticamente la misma forma para todos los observadores.<\/p>\n

Este paso de Einstein<\/a> complet\u00f3 un movimiento espectacular en la concepci\u00f3n f\u00edsica de la naturaleza que ha sido completado en el siglo XX. Est\u00e1 marcado por una evoluci\u00f3n que se aleja continuamente de cualquier visi\u00f3n privilegiada del mundo, sea una visi\u00f3n humana, basada en la Tierra, o una visi\u00f3n basada en patrones humanos, la naturaleza tiene sus propios patrones.<\/p>\n

Est\u00e1 claro que pensar siquiera en que en nuestro universo, dependiendo de la regi\u00f3n en la que nos encontremos, habr\u00e1 distintos leyes f\u00edsicas, ser\u00eda pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein<\/a> y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes f\u00edsicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario,\u00a0 los cient\u00edficos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos \u201cLeyes de la Naturaleza\u201d, es mucho m\u00e1s inteligente adoptar la creencia de la igualdad f\u00edsica en cualquier parte de nuestro universo por muy remota que se encuentre; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos,<\/p>\n\n\n\n\n\n
Quarks<\/td>\nMateria\u2026<\/td>\n<\/tr>\n
Leptones<\/td>\n<\/tr>\n
Hadrones<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

que interaccionan con las cuatro fuerzas fundamentales naturales.<\/p>\n

Ahora sabemos que las fuerzas de la naturaleza, la fuerza nuclear fuerte<\/a>, la fuerza nuclear d\u00e9bil<\/a>, el electromagnetismo y la gravedad, no son tan diferentes como parece a primera vista. Parecen tener intensidades muy diferentes y actuar sobre part\u00edculas elementales diferentes. Pero eso es ilusorio, es la sensaci\u00f3n creada por nuestra necesidad de habitar en un lugar del universo donde la temperatura es m\u00e1s bien baja y, es as\u00ed, como se manifiestan las fuerzas de la naturaleza que, en dicha temperatura permite la existencia de \u00e1tomos y mol\u00e9culas.<\/p>\n

Conforme la temperatura aumenta y las part\u00edculas elementales de materia colisionan entre s\u00ed a energ\u00edas cada vez m\u00e1s altas, las fuerzas separadas que gobiernan nuestro mundo de baja temperatura, se hacen m\u00e1s parecidas. La fuerza fuerte se debilita, la fuerza d\u00e9bil aumenta y fortalece. Aparecen nuevas part\u00edculas a medida que se alcanzan temperaturas m\u00e1s elevadas y consiguen producir interacciones entre las familias separadas de part\u00edculas que a temperaturas bajas, parecen estar aisladas entre s\u00ed. Poco a poco, a medida que nos acercamos a esas inimaginables condiciones de temperatura \u201c\u00faltima\u201d que Max Planck encontr\u00f3 definida por las cuatro constantes de la naturaleza, G<\/em>, K<\/em>, c<\/em>, h<\/em>, esperamos que las diferencias entre las fuerzas naturales se vayan borrando completamente para finalmente quedar unificadas en una \u00fanica fuerza como, por otra parte, se cree que fue al principio de todo, cuando en el Big Bang<\/a>, el proceso ocurri\u00f3 al contrario. Hab\u00eda una incre\u00edble temperatura, un plasma<\/a> primordial lo invad\u00eda todo y se expansionaba, naciendo el tiempo y el espacio cuando reinaba la simetr\u00eda total y una sola fuerza lo reg\u00eda todo. El universo continu\u00f3 su expansi\u00f3n y comenz\u00f3 a enfriarse, la simetr\u00eda se rompi\u00f3 y lo que era una sola fuerza se dividi\u00f3 en las cuatro que ahora conocemos. Previamente, a partir del plasma<\/a>, al bajar la temperatura, surgieron los quarks<\/a> que se juntaron para formar protones<\/a> y neutrones<\/a> que, a su vez, se juntaron para formar n\u00facleos que, al ser rodeados por los electrones<\/a> atra\u00eddos por la carga positiva de los n\u00facleos, formaron los \u00e1tomos, que se unieron para formar mol\u00e9culas, que se juntaron para formar la materia, que m\u00e1s tarde, dio lugar al nacimiento de las primeras estrellas y galaxias con sus variedades de objetos estelares, planetas, sat\u00e9lites, cometas, meteoritos, etc.<\/p>\n

\n

Todo lo grande est\u00e1 hecho de muchas cosas peque\u00f1as.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Al final de la p\u00e1gina 15 y siguientes de este trabajo, explicaba algunos detalles de alfa (a) y del n\u00famero 137. En la literatura cient\u00edfica podemos encontrar todo tipo de coincidencias num\u00e9ricas que involucran a los valores de las constantes de la naturaleza.<\/p>\n

El valor experimental de la constante de estructura fina<\/strong> es: 1\/\u03b1=137\u2019085989561\u2026<\/p>\n

Pero muchos dieron su versi\u00f3n num\u00e9rica, aqu\u00ed est\u00e1n algunas:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Lewis y Adams <\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n8\u03c0(8\u03c05<\/sup>\/<\/strong>15)1\/3 <\/sup>=<\/td>\n137\u2019384<\/td>\n<\/tr>\n
Eddington<\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n(162<\/sup>-16)\/<\/strong>2 + 16 +1 =<\/td>\n137<\/td>\n<\/tr>\n
Wiler<\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n(8\u03c04<\/sup>\/9) (24<\/sup>5!\/\u03c05<\/sup>) =<\/td>\n137\u2019036082<\/td>\n<\/tr>\n
Aspden y Eagles <\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n108\u03c0(8\/1.843)1\/6<\/sup> =<\/td>\n137\u201905915<\/td>\n<\/tr>\n
Robertson <\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n2-19\/4<\/sup>310\/3<\/sup>517\/4<\/sup>\u03c0-2 <\/sup>=<\/td>\n137\u201903594<\/td>\n<\/tr>\n
Burger <\/em><\/td>\n1\/\u03b1 =<\/td>\n(1372 <\/sup>+ \u03c02<\/sup>)1\/2 <\/sup>=<\/td>\n137\u20190360157<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Ni siquiera Heisemberg (el padre del principio de Incertidumbre de la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica) se pudo resistir a ironizar suponiendo que\u00a0 1\/\u03b1 = 24<\/sup>33<\/sup>\/ \u03c0 \u00a0pero en plan de broma.<\/p>\n

De entre todos los que intentaron descubrir los misterios del 137, me detendr\u00e9 un momento en Arthur Eddington, uno de los m\u00e1s grandes astrof\u00edsicos del siglo XX, combinaci\u00f3n de lo m\u00e1s profundo y lo fant\u00e1stico. M\u00e1s que cualquier otra figura moderna es el responsable de poner en marcha los inacabables intentos de explicar las constantes de la naturaleza por proezas de numerolog\u00eda pura. \u00c9l tambi\u00e9n advirti\u00f3 un aspecto nuevo y espectacular de las constantes de la naturaleza.<\/p>\n

Cuando los f\u00edsicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cu\u00e1ntico y explotar la nueva teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a> para describir el universo en conjunto, las circunstancias eran las adecuadas para que alguien tratara de casarlas.<\/p>\n

As\u00ed entr\u00f3 en escena Arthur Stanley Eddington: un extraordinario cient\u00edfico que hab\u00eda sido el primero en descubrir c\u00f3mo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. Tambi\u00e9n\u00a0 hizo importantes contribuciones a nuestra comprensi\u00f3n de las galaxias, escribi\u00f3 la primera exposici\u00f3n sistem\u00e1tica de la teor\u00eda de la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a> y fue el responsable de la expedici\u00f3n que durante un eclipse de Sol, pudo confirmar con certeza la predicci\u00f3n de la relatividad<\/a> general que deber\u00eda desviar la luz estelar que ven\u00eda hacia la Tierra en aproximadamente 1\u201975 segundos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, cuyo espacio estar\u00eda curvado debido a la gravedad generada por la masa del Sol. En aquella expedici\u00f3n, el equipo de Eddington hizo una exitosa medici\u00f3n del fen\u00f3meno desde la isla Pr\u00edncipe, que confirm\u00f3 que Einstein<\/a> ten\u00eda raz\u00f3n y que su teor\u00eda predec\u00eda de manera exacta la medida de curvatura del espacio en funci\u00f3n de la masa del objeto estelar que genera la gravitaci\u00f3n distorsionando el espaciotiempo a su alrededor.<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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