{"id":587,"date":"2010-05-18T10:10:04","date_gmt":"2010-05-18T08:10:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=587"},"modified":"2010-05-18T10:10:19","modified_gmt":"2010-05-18T08:10:19","slug":"sobre-el-universo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/05\/18\/sobre-el-universo\/","title":{"rendered":"Sobre el Universo"},"content":{"rendered":"

En nuestra galaxia, con cien mil a\u00f1os luz de di\u00e1metro y unos doscientos mil millones de estrellas, \u00bfcu\u00e1ntos agujeros negros<\/a> habr\u00e1?<\/p>\n

Para m\u00ed, la cosa est\u00e1 clara: el tiempo es imparable, el reloj c\u00f3smico sigue y sigue andando sin que nada lo pare, miles o cientos de miles, millones y millones de estrellas s\u00faper masivas explotar\u00e1n en brillantes supernovas para convertirse en temibles agujeros negros<\/a>.<\/p>\n

Llegar\u00e1 un momento que el n\u00famero de agujeros negros<\/a> en las galaxias ser\u00e1 de tal magnitud que comenzar\u00e1n a fusionarse unos con otros hasta que todo el universo se convierta en un inmenso agujero negro<\/a>, una enorme singularidad<\/a>, lo \u00fanico que all\u00ed estar\u00e1 presente: la gravedad.<\/p>\n

Esa fuerza de la naturaleza que ahora est\u00e1 sola, no se puede juntar con las otras fuerzas que, como se ha dicho, tienen sus dominios en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, mientras que la gravitaci\u00f3n residen en la inmensidad del cosmos; las unas ejercen su dominio en los confines microsc\u00f3picos del \u00e1tomo, mientras que la otra s\u00f3lo aparece de manera significativa en presencia de grandes masas estelares. All\u00ed, a su alrededor, se aposenta curvando el espacio y distorsionando el tiempo.<\/p>\n

Esa reuni\u00f3n final de agujeros negros<\/a> ser\u00e1 la causa de que la Densidad Cr\u00edtica sea superior a la ideal. La gravedad generada por el inmenso agujero negro<\/a> que se ir\u00e1 formando en cada galaxia tendr\u00e1 la consecuencia de parar la expansi\u00f3n actual del universo. Todas las galaxias que ahora est\u00e1n separ\u00e1ndose las unas de las otras se ir\u00e1n frenando hasta parar y, despacio al principio pero m\u00e1s r\u00e1pido despu\u00e9s, comenzar\u00e1n a recorrer el camino hacia atr\u00e1s.\u00a0 Finalmente, toda la materia ser\u00e1 encontrada en un punto com\u00fan donde chocar\u00e1 violentamente formando una enorme bola de fuego, el Big Crunch<\/a>.<\/p>\n

<\/p>\n

Antes de que eso llegue, tendremos que resolver el primer problema: la muerte del Sol.<\/p>\n

Los cient\u00edficos se han preguntado a veces qu\u00e9 suceder\u00e1 eventualmente a los \u00e1tomos de nuestros cuerpos mucho tiempo despu\u00e9s de que hayamos muerto. La posibilidad m\u00e1s probable es que nuestras mol\u00e9culas vuelvan al Sol. En p\u00e1ginas anteriores he explicado el destino del Sol: se agotar\u00e1 su combustible de hidr\u00f3geno y fusionar\u00e1 helio; se hinchar\u00e1 en gigante roja y su \u00f3rbita es probable que sobrepase la Tierra y la calcine; las mol\u00e9culas que hoy constituyen nuestros cuerpos ser\u00e1n consumidas por la atm\u00f3sfera solar.<\/p>\n

Carl Sagan pinta el cuadro siguiente:<\/p>\n

“Dentro de miles de millones de a\u00f1os a partir de ahora, habr\u00e1 un \u00faltimo d\u00eda perfecto en la Tierra… Las capas de hielo \u00c1rtica y Ant\u00e1rtica se fundir\u00e1n, inundando las costas del mundo. Las altas temperaturas oce\u00e1nicas liberar\u00e1n m\u00e1s vapor de agua al aire, incrementando la nubosidad y escondiendo a la Tierra de la luz solar retrasando el final. Pero la evoluci\u00f3n solar es inexorable.\u00a0 Finalmente los oc\u00e9anos hervir\u00e1n, la atm\u00f3sfera se evaporar\u00e1 en el espacio y nuestro planeta ser\u00e1 destruido por una cat\u00e1strofe de proporciones que ni podemos imaginar.”<\/em><\/p>\n

En una escala de tiempo de varios miles de millones de a\u00f1os, debemos enfrentarnos al hecho de que la V\u00eda L\u00e1ctea, en la que vivimos, morir\u00e1. M\u00e1s exactamente, vivimos en el brazo espiral Ori\u00f3n de la V\u00eda L\u00e1ctea. Cuando miramos al cielo nocturno y nos sentimos reducidos, empeque\u00f1ecidos por la inmensidad de las luces celestes que punt\u00faan en el cielo, estamos mirando realmente una min\u00fascula porci\u00f3n de las estrellas localizadas en el brazo de Ori\u00f3n. El resto de los 200 mil millones de estrellas de la V\u00eda L\u00e1ctea est\u00e1n tan lejanas que apenas pueden ser vistas como una cinta lechosa que cruza el cielo nocturno.<\/p>\n

Aproximadamente a dos millones de a\u00f1os luz de la V\u00eda L\u00e1ctea est\u00e1 nuestra galaxia vecina m\u00e1s cercana, la gran galaxia Andr\u00f3meda, dos o tres veces mayor que nuestra galaxia. Las dos galaxias se est\u00e1n aproximando a 125 km\/s, y chocar\u00e1n en un periodo de 5 a 10.000 millones de a\u00f1os. Como ha dicho el astr\u00f3nomo Lars Hernquist de la Universidad de California en Santa Cruz, esta colisi\u00f3n ser\u00e1 “parecida a un asalto. Nuestra galaxia ser\u00e1 literalmente consumida y destruida<\/em>“.<\/p>\n

As\u00ed las cosas, no parece que la Humanidad del futuro lo tenga nada f\u00e1cil.\u00a0 Primero tendr\u00e1 que escapar, dentro de unos 4.000 millones de a\u00f1os del gigante rojo en que se convertir\u00e1 el Sol que calcinar\u00e1 al planeta Tierra. Segundo, en unos 10.000 millones de a\u00f1os, la escapada tendr\u00e1 que ser a\u00fan m\u00e1s lejana; la destrucci\u00f3n ser\u00e1 de la propia galaxia que se fusionar\u00e1 con otra mayor sembrando el caos c\u00f3smico del que dif\u00edcilmente se podr\u00eda escapar qued\u00e1ndonos aqu\u00ed. Por \u00faltimo, el final anunciado, aunque para m\u00e1s largo tiempo, es el del propio universo que, por congelaci\u00f3n o fuego, tiene los eones contados.<\/p>\n

Por todas estas cat\u00e1strofes anunciadas por la ciencia, cient\u00edficos como Kip S. Thorne y Stephen Hawking sugieren viajar a otros universos paralelos a trav\u00e9s de agujeros de gusano<\/a> en el hiperespacio. Ser\u00eda la \u00fanica puerta de salida para que la Humanidad no se destruyera.<\/p>\n

Si lo alcanzaremos o no, es imposible de contestar, no tenemos los datos necesarios para ello. Incluso se podr\u00eda decir que aparte de estas cat\u00e1strofes futuras que sabemos a ciencia cierta que ocurrir\u00e1n, seguramente existan otras que est\u00e1n ah\u00ed latentes en la incertidumbre de si finalmente ocurren o no, s\u00f3lo pendiente de decidir lo uno o lo otro por par\u00e1metros ocultos que no sabemos ni que puedan existir.<\/p>\n

En esta situaci\u00f3n de impotencia, de incapacidad f\u00edsica e intelectual, nos tenemos que dar cuenta y admitir que, verdaderamente, comparados con el universo y las fuerzas que lo rigen, somos insignificantes, menos que una mota de polvo flotando en el haz de luz que entra, imparable, por la ventana entre-abierta de la habitaci\u00f3n.<\/p>\n

Sin embargo, tampoco es as\u00ed. Que se sepa, no existe ning\u00fan otro grupo inteligente que est\u00e9 capacitado para tratar de todas estas cuestiones. Que la especie humana sea consciente de d\u00f3nde vino y hacia d\u00f3nde va, en verdad tiene bastante m\u00e9rito, y m\u00e1s, si consideramos que nuestro origen est\u00e1 a partir de materia inerte evolucionada y compleja que, un d\u00eda, hace probablemente miles de millones de a\u00f1os, se fragu\u00f3 en estrellas muy lejanas.<\/p>\n

Ya he comentado que la teor\u00eda de cuerdas tiene un origen real en las ecuaciones de Einstein<\/a> en las que se inspiro Kaluza para a\u00f1adir la quinta dimensi\u00f3n y perfeccion\u00f3 Klein (teor\u00eda Kaluza-Klein<\/a>). La teor\u00eda de cuerdas surgi\u00f3 a partir de su descubrimiento accidental por Veneziano y Suzuki, y a partir de ah\u00ed, la versi\u00f3n de m\u00e1s \u00e9xito es la creada por los f\u00edsicos de Princeton David Gross, Emil Martinec, Jeffrey Harvey y Ryan Rohm; ellos son conocidos en ese mundillo de la f\u00edsica te\u00f3rica como “el cuarteto de cuerdas”.\u00a0 Ellos han propuesto la cuerda heter\u00f3tica (h\u00edbrida) y est\u00e1n seguros de que la teor\u00eda de cuerdas resuelve el problema de “construir la propia materia a partir de la pura geometr\u00eda: eso es lo que en cierto sentido hace la teor\u00eda de cuerdas, especialmente en su versi\u00f3n de cuerda heter\u00f3tica, que es inherentemente una teor\u00eda de la gravedad en la que las part\u00edculas de materia, tanto como las otras fuerzas de la naturaleza, emergen del mismo modo que la gravedad emerge de la geometr\u00eda<\/em>“.<\/p>\n

La caracter\u00edstica m\u00e1s notable de la teor\u00eda de cuerdas (como ya he se\u00f1alado), es que la teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a> est\u00e1 contenida autom\u00e1ticamente en ella. De hecho, el gravit\u00f3n<\/a> (el cuanto de gravedad) emerge como la vibraci\u00f3n m\u00e1s peque\u00f1a de la cuerda cerrada, es m\u00e1s, si simplemente abandonamos la teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a> como una vibraci\u00f3n de la cuerda, entonces la teor\u00eda se vuelve inconsistente e in\u00fatil. Esta, de hecho, es la raz\u00f3n por la que Witten se sinti\u00f3 inicialmente atra\u00eddo hacia la teor\u00eda de cuerdas.<\/p>\n

Witten est\u00e1 plenamente convencido de que “todas las ideas realmente grandes en la f\u00edsica, est\u00e1n incluidas en la teor\u00eda de cuerdas<\/em>“.<\/p>\n

No entro aqu\u00ed a describir el modelo de la teor\u00eda de cuerdas que est\u00e1 referido a la “cuerda heter\u00f3tica”, ya que su complejidad y profundidad de detalles podr\u00eda confundir al lector no iniciado. Sin embargo, parece justo que deje constancia de que consiste en una cuerda cerrada que tiene dos tipos de vibraciones, en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario, que son tratadas de forma diferente.<\/p>\n

Las vibraciones en el sentido de las agujas de reloj viven en un espacio de diez dimensiones. Las vibraciones de sentido contrario viven en un espacio de veintis\u00e9is dimensiones, de las que diecis\u00e9is han sido compactificadas (recordemos que en la teor\u00eda pentadimensional Kaluza-Klein<\/a>, la quinta dimensi\u00f3n se compactificaba curv\u00e1ndose en un circulo). La cuerda heter\u00f3tica debe su nombre al hecho de que las vibraciones en el sentido de las agujas de reloj y en el sentido contrario viven en dos dimensiones diferentes pero se combinan para producir una sola teor\u00eda de supercuerdas<\/a>. Esta es la raz\u00f3n de que se denomine seg\u00fan la palabra griega heterosis<\/em>, que significa “vigor h\u00edbrido”.<\/p>\n

En conclusi\u00f3n, las simetr\u00edas que vemos a nuestro alrededor, desde el arcoiris a las flores y a los cristales, pueden considerarse en \u00faltima instancia como manifestaciones de fragmentos de la teor\u00eda decadimensional original.\u00a0 Riemann y Einstein<\/a> hab\u00edan confiado en llegar a una comprensi\u00f3n geom\u00e9trica de por qu\u00e9 las fuerzas pueden determinar el movimiento y la naturaleza de la materia.<\/p>\n

La teor\u00eda de cuerdas, a partir del descubrimiento Veneziano-Suzuki, estaba evolucionando hacia atr\u00e1s buscando las huellas de Faraday, Riemann, Maxwell y Einstein<\/a> para poder construir una teor\u00eda de campos de cuerdas.\u00a0 De hecho, toda la f\u00edsica de part\u00edculas estaba basada en teor\u00eda de campos. La \u00fanica teor\u00eda no basada en teor\u00eda de campos era la teor\u00eda de cuerdas.<\/p>\n

De la teor\u00eda de cuerdas combinada con la supersimetr\u00eda<\/a> dio lugar a la teor\u00eda de supercuerdas<\/a>. La cuerda es un objeto unidimensional que en esta nueva teor\u00eda se utiliza remplazando la idea de la part\u00edcula puntual de la teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos. La cuerda se utiliza en la teor\u00eda de part\u00edculas elementales y en cosmolog\u00eda y se representa por una l\u00ednea o lazo (una cuerda cerrada). Los estados de una part\u00edcula pueden ser producidos por ondas estacionarias a lo largo de esta cuerda.<\/p>\n

En esta teor\u00eda se trata de unificar a todas las fuerzas fundamentales incorporando simetr\u00eda y en la que los objetos b\u00e1sicos son objetos unidimensionales que tienen una escala de 10-35 metros<\/sup> y, como distancias muy cortas est\u00e1n asociadas a energ\u00edas muy altas, para este caso la escala de energ\u00eda requerida es del orden de 1019<\/sup> GeV, que est\u00e1 muy por encima de la que hoy en d\u00eda pueda alcanzar cualquier acelerador de part\u00edculas.<\/p>\n

Como antes expliqu\u00e9, las cuerdas asociadas con los bosones<\/a> s\u00f3lo son consistentes como teor\u00edas cu\u00e1nticas en un espacio-tiempo de 26 dimensiones; aquella asociadas con los fermiones<\/a> s\u00f3lo lo son en un espacio tiempo de 10 dimensiones. Ya se ha explicado antes que las dimensiones extras, adem\u00e1s de las normales que podemos constatar, tres de espacio y una de tiempo, como la teor\u00eda de Kaluza-Klein<\/a>, est\u00e1n enrolladas en una distancia de Planck. De momento, inalcanzables.<\/p>\n

Una de las caracter\u00edsticas m\u00e1s atractivas de la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> es que dan lugar a part\u00edculas de esp\u00edn<\/a> 2, que son identificadas con los gravitones<\/a> (las part\u00edculas que transportan la gravedad y que a\u00fan no se han podido localizar). Por tanto, una teor\u00eda de supercuerdas<\/a> autom\u00e1ticamente contiene una teor\u00eda cu\u00e1ntica de la interacci\u00f3n gravitacional. Se piensa que las supercuerdas, al contrario que ocurre con otras teor\u00edas (entre ellas el Modelo Est\u00e1ndar), est\u00e1n libres de infinitos que no pueden ser eliminados por renormalizaci\u00f3n, que plagan todos los intentos de construir una teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos que incorpore la gravedad. Hay algunas evidencias de que la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> est\u00e1 libre de infinitos, pero se est\u00e1 a la b\u00fasqueda de la prueba definitiva.<\/p>\n

Aunque no hay evidencia directa de las supercuerdas, algunas caracter\u00edsticas de las supercuerdas son compatibles con los hechos experimentales observados en las part\u00edculas elementales, como la posibilidad de que las part\u00edculas no respeten paridad*<\/a>,\u00a0 lo que en efecto ocurre en las interacciones d\u00e9biles.<\/p>\n

Estoy convencido de que la teor\u00eda de supercuerdas<\/a> ser\u00e1 finalmente corroborada por los hechos y, para ello, se necesitar\u00e1 alg\u00fan tiempo; no se puede a\u00fan comprobar ciertos par\u00e1metros te\u00f3ricos que esas complejas matem\u00e1ticas a las que llaman topolog\u00eda nos dicen que son as\u00ed.<\/p>\n

Habr\u00e1 que tener siempre a mano las ecuaciones de Einstein<\/a>, las funciones modulares de Ramanujan y el Supertensor m\u00e9trico<\/a> de ese genio matem\u00e1tico que, al igual que Ramanujan, fue un visionario llamado Riemann.<\/p>\n

Las historias de estos dos personajes, en cierto modo, son muy parecidas.\u00a0 Tanto Riemann como Ramanujan murieron antes de cumplir los 40 a\u00f1os y, tambi\u00e9n en ambos casos, en condiciones dif\u00edciles. Estos personajes desarrollaron una actividad matem\u00e1tica s\u00f3lo comparable al trabajo de toda la vida de muchos buenos matem\u00e1ticos.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo es posible que, para proteger la simetr\u00eda conforme original por su destrucci\u00f3n por la teor\u00eda cu\u00e1ntica, deben ser milagrosamente satisfechas cierto n\u00famero de identidades matem\u00e1ticas, que precisamente son las identidades de la funci\u00f3n modular de Ramanujan?<\/p>\n

En este trabajo he expresado que las leyes de la naturaleza se simplifican cuando se expresan en dimensiones m\u00e1s altas. Sin embargo, a la luz de la teor\u00eda cu\u00e1ntica, debo corregir algo esta afirmaci\u00f3n, y para decirlo correctamente deber\u00eda decir: las leyes de la naturaleza se simplifican cuando se expresan coherentemente en dimensiones m\u00e1s altas. Al a\u00f1adir la palabra coherentemente<\/em> hemos se\u00f1alado un punto crucial. Esta ligadura nos obliga a utilizar las funciones modulares de Ramanujan, que fijan en diez de dimensiones del espacio-tiempo. Esto a su vez, puede facilitarnos la clave decisiva para explicar el origen del universo.<\/p>\n

Riemann, por su parte, contribuy\u00f3 tanto a las matem\u00e1ticas modernas que, sin temor a equivocarnos, podr\u00edamos decir que su geometr\u00eda desterr\u00f3 la que implantaron los griegos 2.000 a\u00f1os antes, y adem\u00e1s, sin su tensor m\u00e9trico<\/a>, Einstein<\/a> no podr\u00eda haber expuestos su teor\u00eda de la relatividad<\/a> general.<\/p>\n

Como en otros trabajos anteriores, este que ahora estoy finalizando, es un encargo de la Sociedad Cultural “Amigos de la F\u00edsica, 137 e\/hc” que ser\u00e1 reproducido para los socios y, m\u00e1s tarde, dar\u00e1 lugar a un seminario coloquio en el que ser\u00e1n comentados todos los temas aqu\u00ed tratados, y los asistentes podr\u00e1n realizar preguntas al autor del trabajo, que gustosamente contestar\u00e9.<\/p>\n

Se trata de difundir la cultura cient\u00edfica relacionada con la f\u00edsica, sus teor\u00edas y modelos y sus conexiones con la naturaleza y con el universo.<\/p>\n

Dentro de nuestras limitaciones procuramos que en cada trabajo (esta es la libreta n\u00famero 40), aparezcan temas nuevos y del inter\u00e9s de los lectores que, as\u00ed, ser\u00e1n introducidos en el saber cient\u00edfico conociendo temas nuevos y descubrimientos fascinantes realizados por grandes genios que, con su trabajo, procuran que vivamos en un mundo cada vez mejor y, sobre todo, que aportan sus ideas y su talento para procurar que alg\u00fan d\u00eda, cuando llegue el momento, la Humanidad pueda escapar de la Tierra sentenciada a muerte por el final, como estrella en activo, de nuestro Sol.<\/p>\n

Hemos hablado de las constantes universales existentes en la naturaleza y de que, gracias a que son as\u00ed, ha sido posible la existencia de vida inteligente en nuestro planeta. Tambi\u00e9n se ha dejado aqu\u00ed una rese\u00f1a amplia y precisa de estas constantes y de las unidades que las describen (Stoney, Planck, etc).<\/p>\n

El que tenga la paciencia de leer este trabajo, entender\u00e1 que estamos hechos del polvo de las estrellas que, durante miles de millones de a\u00f1os, fabricaron los materiales complejos de los que estamos hechos.<\/p>\n

Las leyes de la naturaleza son las que son y por eso nosotros “somos”, una simple variaci\u00f3n de una billon\u00e9sima en la masa del electr\u00f3n<\/a>, y, seguramente, no estar\u00edamos aqu\u00ed para contarlo.<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

\n

*<\/a> Paridad: S\u00edmbolo P. Propiedad de la\u00a0 funci\u00f3n de ondas que determina su comportamiento cuando todas sus coordenadas espaciales son invertidas.<\/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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