{"id":582,"date":"2010-08-17T09:20:02","date_gmt":"2010-08-17T07:20:02","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=582"},"modified":"2010-08-17T09:20:19","modified_gmt":"2010-08-17T07:20:19","slug":"lo-que-te-gustaria-saber-iii","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/08\/17\/lo-que-te-gustaria-saber-iii\/","title":{"rendered":"La Mecanica cuantica y la Relatividad General \u00bfCuando podremos juntarlas?"},"content":{"rendered":"

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. Se utiliza para describir la expansi\u00f3n del universo o el comportamiento en situaciones extremas, como la formaci\u00f3n de agujeros negros<\/a>. 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. 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 estas 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. Nadie ha encontrado la manera de unir, sin fisuras, estas dos teor\u00edas en una sola y nueva de Gravedad-Cu\u00e1ntica<\/em>.<\/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. Podemos preguntarnos en qu\u00e9 momento esta 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, 10-33<\/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. 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. 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. 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. Parece que el concepto al que llamamos “informaci\u00f3n” tiene un profundo significado en el universo. Estamos habituados a vivir en lo que llamamos “la edad de la informaci\u00f3n”.\u00a0 La informaci\u00f3n puede ser empaquetada en formas electr\u00f3nicas, enviadas r\u00e1pidamente y recibidas con m\u00e1s facilidad que nunca antes. 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 1.965, advirti\u00f3 que el \u00e1rea de un transistor se divid\u00eda por dos aproximadamente cada 12 meses. En 1.975 revis\u00f3 su tiempo de reducci\u00f3n a la mitad hasta situarlo en 24 meses. Esta es “la ley de Moore” 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. En 1.981, el f\u00edsico israel\u00ed, 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. Esto no deber\u00eda sorprendernos. 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. 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. 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. 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 recree la escala logar\u00edtmica de tama\u00f1o desde el \u00e1tomo a las galaxias. 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 atracci\u00f3n y la repulsi\u00f3n. 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. 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. Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en t\u00e9rminos de dos n\u00fameros puros creados a partir de las constantes e, h, c, G y mprot\u00f3n<\/a><\/sub>.<\/p>\n\n\n\n\n
\u03b1 = 2\u03c0e2 <\/sup>\/ <\/strong>hc \u2248 1\/137<\/em><\/td>\n<\/tr>\n
\u03b1G<\/sub> = (Gmp2<\/sub>)2 <\/sup>\/<\/strong> hc \u2248 10-38<\/sup><\/em><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La identificaci\u00f3n de constantes adimensionales de la naturaleza como a (alfa) y aG<\/sub>, junto con los n\u00fameros que desempe\u00f1an el mismo papel definitorio para las fuerzas d\u00e9bil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro. Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero estar\u00e1n caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales. Estos cambios num\u00e9ricos alterar\u00e1n toda la f\u00e1brica de los mundos imaginarios. Los \u00e1tomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a peque\u00f1a escala.\u00a0 La naturaleza cu\u00e1ntica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.<\/p>\n

Lo \u00fanico que cuenta en la definici\u00f3n del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza (as\u00ed lo cre\u00edan Einstein<\/a> y Planck).\u00a0 Si se duplica el valor de todas las masas no se puede llegar a saber, porque todos los n\u00fameros puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.<\/p>\n

Cuando surgen comentarios de n\u00fameros puros y adimensionales, de manera autom\u00e1tica aparece en mi mente el n\u00famero 137. Ese n\u00famero encierra m\u00e1s de lo que estamos preparados para comprender; me hace pensar y mi imaginaci\u00f3n se desboca en m\u00faltiples ideas y teor\u00edas. Einstein<\/a> era un campe\u00f3n en esta clase de ejercicios mentales que \u00e9l llamaba “libre invenci\u00f3n de la mente”. El gran f\u00edsico cre\u00eda que no podr\u00edamos llegar a las verdades de la naturaleza s\u00f3lo por la observaci\u00f3n y la experimentaci\u00f3n. Necesitamos crear conceptos, teor\u00edas y postulados de nuestra propia imaginaci\u00f3n que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.<\/p>\n

Para poner un ejemplo de nuestra ignorancia poco tendr\u00edamos que buscar, tenemos a mano miles de millones.<\/p>\n

Me acuerdo de Le\u00f3n Lederman (premio Nobel de F\u00edsica) que dec\u00eda:<\/p>\n

“Todos los f\u00edsicos del mundo, deber\u00edan tener un letrero en el lugar m\u00e1s visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben. En el cartel s\u00f3lo pondr\u00eda esto: 137. Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina”.<\/em><\/p>\n

Este n\u00famero guarda relaci\u00f3n con la posibilidad de que un electr\u00f3n<\/a> emita un fot\u00f3n<\/a> o lo absorba. La constante de estructura fina responde tambi\u00e9n al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electr\u00f3n<\/a>, por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck<\/a>*<\/a>. Tanta palabrer\u00eda y numerolog\u00eda no significan otra cosa sino que ese solo numero, 137, encierra los misterios del electromagnetismo (el electr\u00f3n<\/a>, e–<\/sup>), la relatividad<\/a> (la velocidad de la luz, c), y la teor\u00eda cu\u00e1ntica (la constante de Planck<\/a>, h).<\/p>\n

Lo m\u00e1s notable de este n\u00famero es su dimensionalidad. La velocidad de la luz, c, es bien conocida y su valor es de 299.792.458 m\/segundo; la constante de Planck<\/a> racionalizada, \u045b<\/em>, es h\/2\u03c0 = 1’054589\u00d710 julios segundo; la altura de mi hijo, el peso de mi amigo, etc, todo viene con sus dimensiones.\u00a0 Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa \u00a1se borran todas las unidades! El 137 est\u00e1 solo: se escribe desnudo a donde va.\u00a0 Esto quiere decir que los cient\u00edficos del und\u00e9cimo planeta de una estrella lejana situada en un sistema solar de la galaxia Andr\u00f3meda, aunque utilicen Dios sabe qu\u00e9 unidades para la carga del electr\u00f3n<\/a> y la velocidad de la luz y qu\u00e9 versi\u00f3n utilicen para la constante de Planck<\/a>, tambi\u00e9n les saldr\u00e1 el 137.\u00a0 Es un n\u00famero puro. No lo inventaron los hombres. Est\u00e1 en la naturaleza, es una de sus constantes naturales, sin dimensiones.<\/p>\n

La f\u00edsica se ha devanado los sesos con el 137 durante d\u00e9cadas. Werner Heisember (el que nos regal\u00f3 el Principio de Incertidumbre en la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica), proclam\u00f3 una vez que todas las fuentes de perplejidad que existen en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica se secar\u00edan si alguien explicara de una vez el 137.<\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 alfa es igual a 1 partido por 137?<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

*<\/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":"

Por el contrario, la relatividad 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. Se utiliza para describir la expansi\u00f3n del universo o el comportamiento en situaciones extremas, como la formaci\u00f3n de agujeros negros. Sin […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"","footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/582"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=582"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/582\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=582"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=582"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=582"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}