{"id":4235,"date":"2010-09-20T12:02:15","date_gmt":"2010-09-20T10:02:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4235"},"modified":"2010-09-20T12:19:56","modified_gmt":"2010-09-20T10:19:56","slug":"los-numeros-naturales-que-definen-el-universo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/09\/20\/los-numeros-naturales-que-definen-el-universo\/","title":{"rendered":"Los numeros naturales que definen el Universo"},"content":{"rendered":"\n\n\n\n\n\n
Mp<\/sub> = <\/sub><\/em><\/td>\n(\u045bc\/G)\u00bd<\/sup> =<\/em><\/td>\n5,56 \u00d7 10-5 <\/sup>gramos<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Lp <\/sub> =<\/em><\/td>\n(G\u045b\/c3<\/sup>) \u00bd <\/sup>=<\/em><\/td>\n4,13 \u00d7 10-33 <\/sup>cent\u00edmetros<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Tp<\/sub> =<\/em><\/td>\n(G\u045b\/c5<\/sup>) \u00bd <\/sup>=<\/em><\/td>\n1,38 \u00d7 10-43 <\/sup>segundos<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
Temp.p<\/sub> =<\/em><\/td>\nK-1<\/sup> (\u045bc5<\/sup>\/G) \u00bd <\/sup>=<\/em><\/td>\n3,5 \u00d7 1032\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00ba<\/sup>Kelvin<\/em><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Estas formulaciones con la masa, la longitud, el tiempo y la temperatura de Planck incorporan la G (constante de gravitaci\u00f3n), la h (la constante de Planck<\/a>) y la c, la velocidad de la luz.\u00a0 La de la temperatura, incorpora adem\u00e1s, la k de los grados Kelvin.<\/p>\n

La constante de Planck<\/a> racionalizada (la m\u00e1s utilizada por los f\u00edsicos), se representa por \u045b que es igual a h\/2\u03c0 que vale del orden de 1,054589\u00d7<\/strong>10-34<\/sup> Julios\/segundo.<\/p>\n

En las unidades de Planck (del recuadro en rojo), una vez m\u00e1s, vemos un contraste entre la peque\u00f1a, pero no escandalosamente reducida unidad natural de la masa y las unidades naturales fant\u00e1sticamente extremas del tiempo, longitud y temperatura.\u00a0 Estas cantidades ten\u00edan una significaci\u00f3n sobrehumana para Planck. Entraban en La Base de la realidad f\u00edsica:<\/p>\n

\n

\u201cEstas cantidades conservar\u00e1n su significado natural mientras la Ley de Gravitaci\u00f3n y la de Propagaci\u00f3n de la luz en el vac\u00edo y los dos principios de la termodin\u00e1mica sigan siendo v\u00e1lidos; por lo tanto, siempre deben encontrarse iguales cuando sean medidas por las inteligencias m\u00e1s diversas con los m\u00e9todos m\u00e1s diversos.\u201d<\/p>\n<\/blockquote>\n

En sus palabras finales, Planck, \u00a0alude a la idea de observadores en otro lugar del Universo que definen y entienden estas cantidades de la misma manera que nosotros.<\/p>\n

<\/p>\n

De entrada hab\u00eda algo muy sorprendente en las unidades de Planck, como lo hab\u00eda tambi\u00e9n en las de Stoney.\u00a0 Entrelazaban la Gravedad con las constantes que gobierna la electricidad y el magnetismo.<\/p>\n

\n

\u201cLa creciente distancia entre la imagen del mundo f\u00edsico y el mundo de los sentidos no significa otra cosa que una aproximaci\u00f3n progresiva al mundo real.\u201d <\/em><\/p>\n

Max Planck<\/p>\n<\/blockquote>\n

Podemos ver que Max Planck apelaba a la existencia de constantes universales de la Naturaleza como prueba de una realidad f\u00edsica al margen y completamente diferentes de las mentes humanas.\u00a0 Al respecto dec\u00eda:<\/p>\n

\n

\u201cEstos…n\u00fameros, las denominadas \u201cconstantes universales\u201d<\/strong> son en cierto sentido los ladrillos inmutables del edificio de la f\u00edsica te\u00f3rica.\u00a0 Deber\u00edamos preguntar: \u00bfCu\u00e1l es el significado real de estas constantes?\u201d<\/p>\n<\/blockquote>\n

Una de las paradojas de nuestro estudio del Universo circundante es que a medida que las descripciones de su funcionamiento se hacen m\u00e1s precisas y acertadas, tambi\u00e9n se alejan cada vez m\u00e1s de toda la experiencia humana.<\/p>\n

\n

\u201cLo que realmente me interesa es si Dios podr\u00eda haber hecho del mundo una cosa diferente; es decir, si la necesidad de simplicidad l\u00f3gica deja la m\u00e1s m\u00ednima libertad\u201d.<\/p>\n

Albert Einstein<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n

Einstein<\/a> hizo m\u00e1s que cualquier otro cient\u00edfico por crear la imagen moderna de las leyes de la Naturaleza.\u00a0 Desempe\u00f1\u00f3 un papel principal en la creaci\u00f3n de la perspectiva correcta sobre el car\u00e1cter at\u00f3mico y cu\u00e1ntico del mundo material a peque\u00f1a escala, demostr\u00f3 que la velocidad de la luz introduc\u00eda una relatividad<\/a> en la visi\u00f3n del espacio de cada observador, y encontr\u00f3 por s\u00ed solo la teor\u00eda de la gravedad que sustituy\u00f3 la imagen cl\u00e1sica creada por Isaac Newton<\/a> m\u00e1s de dos siglos antes que \u00e9l.\u00a0 Su famosa f\u00f3rmula de e = mc2<\/sup>, es una f\u00f3rmula milagrosa, es lo que los f\u00edsicos definen como la aut\u00e9ntica belleza.\u00a0\u00a0 Decir mucho con pocos signos y, desde luego, nunca ning\u00fan f\u00edsico dijo tanto con tan poco.\u00a0 En esa reducida expresi\u00f3n de e = mc2<\/sup>, est\u00e1 contenido uno de los mensajes de mayor calado del Universo: masa y energ\u00eda, son la misma cosa.<\/p>\n

Einstein<\/a> siempre estuvo fascinado por el hecho de que algunas cosas deben parecer (aparecer, permanecer, ser\u2026) siempre iguales, independientemente de c\u00f3mo se mueva el que las ve, como la luz en el vac\u00edo, c.<\/p>\n

\u00c9l nos dijo el l\u00edmite con que podr\u00edamos recibir informaci\u00f3n en el Universo, la velocidad de c.<\/p>\n

\u00c9l revel\u00f3 todo el alcance de lo que Stoney y Planck simplemente hab\u00edan supuesto: que la velocidad de la luz era una constante sobrehumana fundamental de la naturaleza.\u00a0 Tambi\u00e9n sab\u00eda el maestro que, en el proceso de nuevas teor\u00edas, la b\u00fasqueda de la\u00a0 teor\u00eda final que incluyera a otras fuerzas de la naturaleza distintas de la gravedad, dar\u00eda lugar a teor\u00edas nuevas y cada vez mejores que ir\u00edan sustituyendo a las antiguas teor\u00edas.\u00a0 De hecho, \u00e9l mismo la busc\u00f3 durante los 30 \u00faltimos a\u00f1os de su vida pero, desgraciadamente, sin \u00e9xito.\u00a0\u00a0 Ahora se ha llegado a la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> que s\u00f3lo funciona en 10 y 26 dimensiones y es la teor\u00eda m\u00e1s prometedora para ser la candidata a esa teor\u00eda final de la que hablan los f\u00edsicos.<\/p>\n

El f\u00edsico espera que las constantes de la naturaleza respondan en t\u00e9rminos de n\u00fameros puros que pueda ser calculado con tanta precisi\u00f3n como uno quiera.\u00a0 En ese sentido se lo expreso Einstein<\/a> a su amiga Ilse Rosenthal-Schneider, interesada en la ciencia y muy amiga de Planck y Einstein<\/a> en la juventud.<\/p>\n

Lo que Einstein<\/a> explic\u00f3 a su amiga por cartas es que existen algunas constantes aparentes que son debidas a nuestro h\u00e1bito de medir las cosas en unidades particulares.\u00a0 La constante de Boltzmann es de este tipo.\u00a0 Es s\u00f3lo un factor de conversi\u00f3n entre unidades de energ\u00eda y temperatura, parecido a los factores de conversi\u00f3n entre las escalas de temperatura Fahrenheit y cent\u00edgrada.\u00a0 Las verdaderas constantes tienen que ser n\u00fameros puros y no cantidades con \u201cdimensiones\u201d,\u00a0 como una velocidad, una masa o una longitud.\u00a0 Las cantidades con dimensiones siempre cambian sus valores num\u00e9ricos si cambiamos las unidades en las que se expresan.<\/p>\n

La interpretaci\u00f3n de las unidades naturales de Stoney y Planck no era en absoluto obvia para los f\u00edsicos.\u00a0\u00a0 Aparte de ocasionarles algunos quebraderos de cabeza al tener que pensar en tan reducidas unidades y, s\u00f3lo a finales de la d\u00e9cada de 1960 el estudio renovado de la cosmolog\u00eda llev\u00f3 a una plena comprensi\u00f3n de \u00e9stos patrones extra\u00f1os.\u00a0 Uno de los curiosos problemas de la F\u00edsica es que tiene dos teor\u00edas hermosamente efectivas (la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica y la relatividad<\/a> general)\u00a0 pero gobiernan diferentes dominios de la naturaleza.<\/p>\n

La Mec\u00e1nica cu\u00e1ntica domina en el micromundo de los \u00e1tomos y de las part\u00edculas \u201celementales\u201d.\u00a0 Nos ense\u00f1a que en la naturaleza cualquier masa, por s\u00f3lida o puntual que pueda parecer, tiene un aspecto ondulatorio.\u00a0 Esta onda no es como una onda de agua.\u00a0 Se parece m\u00e1s a una ola delictiva o una ola de histeria: es una onda de informaci\u00f3n.\u00a0 Nos indica la probabilidad de detectar una part\u00edcula.\u00a0 La longitud de onda de una part\u00edcula, la longitud cu\u00e1ntica, se hace menor cuanto mayor es la masa de esa part\u00edcula.<\/p>\n

Por el contrario, la relatividad<\/a> general era siempre necesaria cuando se trataba con situaciones donde algo viaja a la velocidad de la luz, o est\u00e1 muy cerca o donde la gravedad es muy intensa.\u00a0 Se utiliza para describir la expansi\u00f3n del Universo o el comportamiento en situaciones extremas,\u00a0 como la formaci\u00f3n de agujeros negros<\/a>.\u00a0 Sin embargo, la gravedad es muy d\u00e9bil comparada con las fuerzas que unen \u00e1tomos y mol\u00e9culas y demasiado d\u00e9bil para tener cualquier efecto sobre la estructura del \u00e1tomo o de part\u00edculas subat\u00f3micas, se trata con masas tan insignificantes que, la incidencia gravitatoria es despreciable.\u00a0 Todo lo contrario que ocurre en presencia de masas considerables como planetas, estrellas y Galaxias, donde la presencia de la Gravitaci\u00f3n curva el espacio y distorsiona el tiempo.<\/p>\n

Como resultado de \u00e9stas propiedades antag\u00f3nicas, la teor\u00eda cu\u00e1ntica y la teor\u00eda relativista gobiernan reinos diferentes, muy dispares, en el Universo de lo muy peque\u00f1o o en el Universo de lo muy grande.\u00a0 Nadie ha encontrado la manera de unir, sin fisuras, estas dos teor\u00edas en una sola y nueva de Gravedad-Cu\u00e1ntica.<\/strong><\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les son los l\u00edmites de la teor\u00eda cu\u00e1ntica y de la teor\u00eda de la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>? Afortunadamente, hay una respuesta simple y las unidades de Planck nos dicen cuales son.<\/p>\n

Supongamos que tomamos toda la masa del Universo visible y determinamos su longitud de onda cu\u00e1ntica.\u00a0 Podemos preguntarnos en qu\u00e9 momento \u00e9sta longitud de onda cu\u00e1ntica del Universo visible superar\u00e1 su tama\u00f1o.\u00a0 La respuesta es: cuando el Universo sea m\u00e1s peque\u00f1o en tama\u00f1o que la longitud de Planck<\/a>, es decir, 10–<\/sup>33<\/sup> cent\u00edmetros, m\u00e1s joven que el tiempo de Planck<\/a>,\u00a0 10-43<\/sup> segundos y supere la temperatura de Planck de 1032<\/sup> grados.\u00a0 Las unidades de Planck marcan la frontera de aplicaci\u00f3n de nuestras teor\u00edas actuales.\u00a0 Para comprender en que se parece el mundo a una escala menor que la longitud de Planck<\/a> tenemos que comprender plenamente c\u00f3mo se entrelaza la incertidumbre cu\u00e1ntica con la gravedad.\u00a0 Para entender lo que podr\u00eda haber sucedido cerca del suceso que estamos tentados a llamar el principio del Universo, o el comienzo del tiempo, tenemos que penetrar la barrera de Planck.\u00a0 Las constantes de la Naturaleza marcan las fronteras de nuestro conocimiento existente y nos dejan al descubierto los l\u00edmites de nuestras teor\u00edas.<\/p>\n

En los intentos m\u00e1s recientes de crear una teor\u00eda nueva para describir la Naturaleza cu\u00e1ntica de la gravedad ha emergido un nuevo significado para las unidades naturales de Planck.\u00a0 Parece que el concepto al que llamamos \u201cinformaci\u00f3n\u201d tiene un profundo significado en el Universo.\u00a0 Estamos habituados a vivir en lo que llamamos \u201cla edad de la informaci\u00f3n\u201d.\u00a0 La informaci\u00f3n puede ser empaquetada en formas electr\u00f3nicas, enviadas r\u00e1pidamente y recibidas con m\u00e1s facilidad que nunca antes.\u00a0 Nuestra evoluci\u00f3n en el proceso r\u00e1pido y barato de la informaci\u00f3n se suele mostrar en una forma que nos permite comprobar la predicci\u00f3n de Gordon Moore, el fundador de Intel, llamada ley de Moore, en la que, en .1965, advirti\u00f3 que el \u00e1rea de un transistor se divid\u00eda por dos aproximadamente cada 12meses.\u00a0 En 1.975 revis\u00f3 su tiempo de reducci\u00f3n a la mitad hasta situarlo en 24 meses.\u00a0 Esta es \u201cla ley de Moore\u201d cada 24 meses se obtiene una circuiteria de ordenador aproximadamente el doble, que corre a velocidad doble, por el mismo precio, ya que, el coste integrado del circuito viene a ser el mismo, constante.<\/p>\n

Los l\u00edmites \u00faltimos que podemos esperar para el almacenamiento y los ritmos de procesamiento de la informaci\u00f3n est\u00e1n impuestos por las constantes de la naturaleza.\u00a0 En 1.981, el f\u00edsico israel\u00ed,\u00a0 Jacob Bekenstein, hizo una predicci\u00f3n inusual que estaba inspirada en su estudio de los agujeros negros<\/a>.\u00a0 Calcul\u00f3 que hay una cantidad m\u00e1xima de informaci\u00f3n que puede almacenarse dentro de cualquier volumen.\u00a0 Esto no deber\u00eda sorprendernos.\u00a0 Lo que deber\u00eda hacerlo es que el valor m\u00e1ximo est\u00e1 precisamente determinado por el \u00e1rea de la superficie que rodea al volumen, y no por el propio volumen.\u00a0 El n\u00famero m\u00e1ximo de bits de informaci\u00f3n que puede almacenarse en un volumen viene dado precisamente por el c\u00f3mputo de su \u00e1rea superficial en unidades de Planck. Supongamos que la regi\u00f3n es esf\u00e9rica.\u00a0 Entonces su \u00e1rea superficial es precisamente proporcional al cuadrado de su radio, mientras que el \u00e1rea de Planck es proporcional a la longitud de Planck<\/a> al cuadrado, 10-66<\/sup> cm2<\/sup>.\u00a0 Esto es much\u00edsimo mayor que cualquier capacidad de almacenamiento de informaci\u00f3n producida hasta ahora.\u00a0 Asimismo, hay un l\u00edmite \u00faltimo sobre el ritmo de procesamiento de informaci\u00f3n que viene impuesto por las constantes de la naturaleza.<\/p>\n

No debemos descartar la posibilidad de que, seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el Universo, desde el mundo de las part\u00edculas elementales hasta las m\u00e1s grandes estructuras astron\u00f3micas.\u00a0 Este fen\u00f3meno se puede representar en un gr\u00e1fico que se cree la escala logar\u00edtmica de tama\u00f1o desde el \u00e1tomo a las galaxias.\u00a0 Todas las estructuras del Universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras, la\u00a0 atracci\u00f3n (Expansi\u00f3n) y la repulsi\u00f3n (contracci\u00f3n).\u00a0 Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsi\u00f3n termonuclear tiende a expandirla y la atracci\u00f3n (contracci\u00f3n) de su propia masa tiende a comprimirla, as\u00ed, el resultado es la estabilidad de la estrella.\u00a0 En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsi\u00f3n at\u00f3mica que aparece cuando los \u00e1tomos se comprimen demasiado juntos.\u00a0 Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en t\u00e9rminos de dos n\u00fameros puros creados a partir de las constantes e, \u045b, c, G y mprot\u00f3n<\/a><\/sub>.<\/p>\n\n\n\n\n
\u03b1 = 2\u03c0e2 <\/sup>\/ <\/strong>\u045bc \u2248 1\/137 <\/em><\/td>\n<\/tr>\n
\u03b1G<\/sub> = (Gmp2<\/sub>)2 <\/sup>\/ <\/strong>\u045bc \u2248 10-38<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\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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