Somos más de 7.000 M de criaturas en este mundo, todos (cada cual a su manera), tiene marcado un camino que definirá toda su vida. No sabemos explicar el por qué las cosas son de esa manera pero, mientras que a unos les gustan los trabajos manuales (carpintería, mecánica, albañilería…), a otros les gusta escribir, o, estudiar para médicos, físicos o filósofos. No sabemos explicar qué nos lleva a una u otra tendencia, será algo que viene ya con nosotros desde el nacimiento.

Están esos otros que cantan, hacen poesía, esculpen o pintan, componen música, o, simplemente sueñan.  

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 El cúmulo  NGC 3603, conocido como Starburst,  nos muestra un escenario asombroso

Como un espectáculo de fuegos artificiales del 4 de julio, una colección de estrellas jóvenes y brillantes parece un estallido aéreo. El cúmulo está rodeado por nubes de gas y polvo interestelar, la materia prima para la formación de nuevas estrellas. La nebulosa, ubicada a 20.000 años luz de distancia en la constelación de Carina, contiene un cúmulo central de estrellas enormes y calientes, llamado NGC 360

                      Laboratorio estelar, la cuna de los mundos.

Cuando me sumerjo en los misterios y maravillas que encierra el universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, y, esa presencia invisible que permea todo el espacio y que se ha dado en denominar océano y campos de Higgs, allí donde reside esa clase de energía exótica, ese nuevo éter que, en definitiva hace que el Universo funcione tal como lo podemos ver. Existen muchos parámetros del Cosmos que aún no podemos comprender y que, de momento, sólo sabemos presentir, es como si pudiéramos ver la sombra de algo que no sabemos lo que es.

Todo el Universo conocido nos ofrece una ingente cantidad de objetos que se nos presentan en formas de estrellas y planetas, extensas nebulosas formadas por explosiones de supernovas y que dan lugar al nacimiento de nuevas estrellas, un sin fin de galaxias de múltiples formas y colores, extraños cuerpos que giran a velocidades inusitadas y que alumbran el espacio como si de un faro se tratara, y, hasta objetos de enormes masas y densidades infinitas que no dejan escapar ni la luz que es atrapada por su fuerza de gravedad.

     Aquí contemplamos una explosión estelar

Ya nos gustaría saber qué es, todo lo que observamos en nuestro Universo.

Tres familias de partículas elementales: Quarks, Leptones y Mesones (las últimas partículas transmisoras de las fuerzas).

Sin embargo, todo eso, está formado por minúsculos e infinitesimales objetos que llamamos quarks y leptones, partículas elementales que se unen para formar toda esa materia que podemos ver y que llamamos Bariónica pudiendo ser detectada porque emite radiación. Al contrario ocurre con esa otra supuesta materia que llamamos oscura y que, al parecer, impregna todo el universo conocido, ni emite radiación ni sabemos a ciencia cierta de qué podrá estar formada, y, al mismo tiempo, existe también una especie de energía presente también en todas partes de la que tampoco podemos explicar mucho.

Pensemos por ejemplo que un átomo tiene aproximadamente 10^-8 centímetros de diámetros. En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos, casi en contacto mutuo. La densidad de los sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los distintos átomos.

De los sólidos ordinarios, el menos denso es el hidrógeno solidificado, con una densidad de 0’076 gramos por cm³. El más denso es un metal raro, el osmio, con una densidad de 22’48 gramos/cm³.

Si los átomos fuesen bolas macizas e incompresibles, el osmio sería el material más denso posible, y un centímetro cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho menos toneladas.

Ese puntito blanco del centro de la Nebulosa planetaria, es mucho más denso que el osmio, es una enana blanca, y, sin embargo, no es lo más denso que en el Universo podemos encontrar.

     Los átomos están llenos de espacios vacíos

Pero los átomos no son macizos. El físico neozelandés experimentador por excelencia, Ernest Ruthertord, demostró en 1909 que los átomos eran en su mayor parte espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99’9% de la masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada en el centro: el núcleo atómico.

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Todos conocemos que una de las fuerzas fundamentales de la Naturaleza es la Gravedad que, se significa mediante el símbolo G, y, en alguna ocasión, se propuso la hipótesis de la posibilidad de una G variable que, finalmente, no llegó a florecer, ya que, las consecuencias hubieran sido inaceptables para la vida en la Tierra.

La Fuerza de Gravedad está presente en todo el Universo

Gamow tuvo varias discusiones con Dirac sobre estas variantes de su hipótesis de G variable. Dirac dio una interesante respuesta a Gamow con respecto a su idea de que la carga del electrón y con ella la constante de estructura fina era un número racional, literalmente le dijo:

“Es difícil formular cualquier teoría firme sobre las etapas primitivas del Universo porque no sabemos si hc/e² es constante o varía proporcionalmente a log (t). Si hc/e²  fuera un entero tendría que ser una constante, pero los experimentadores dicen ahora que no es un entero, de modo que muy bien podría estar variando. Si realmente varía, la química de las etapas primitivas sería completamente diferente, y la radioactividad también estaría afectada. Cuando empecé a trabajar sobre gravitación esperaba encontrar alguna conexión entre ella y los neutrinos, pero esto ha fracasado.”

La expresión hc/e², está íntimamente relacionada con la constante de estructura fina (α) que en física, l mide la fuerza de la interacción electromagnética. 

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Kip S. Thorne, es uno de los mayores especialistas que existen sobre el difícil tema de los agujeros negros, y, en su libro Agujeros negros y tiempo curvo, en el prefacio dice:

“Durante más treinta años he participado en una gran búsqueda: una búsqueda para comprender un legado dejado por Albert Einstein a las generaciones futuras –su teoría de la Relatividad y sus predicciones acerca del Universo- y descubrir dónde y cómo falla la relatividad y que la reemplaza.”

 

 

 

 

 

 

 

“Esta búsqueda me ha llevado por laberintos de objetos exóticos: agujeros negros, enanas blancas, estrellas de neutrones, singularidades, ondas gravitacionales, agujeros de gusano, distorsiones del tiempo y máquinas del tiempo. Me ha enseñado epistemología: ¡qué es lo que hace “buena” una teoría?, ¿Qué principios transcendentales controlan las leyes de la naturaleza?, ¿por qué piensan los físicos que sabemos las cosas que creemos saber, incluso si la tecnología es demasiado débil para verificar nuestras predicciones? La búsqueda me ha mostrado cómo trabajan las mentes de los físicos, y las enormes diferencias entre unas mentes y otras (por ejemplo, la de Stephen Hawking y la mía) y por qué se necesitan tantos tipos diferentes de científicos, trabajando cada uno a su manera, para desarrollar nuestra comprensión del Universo. Nuestra búsqueda, con cientos de participantes diseminados por todo el globo terrestre, me ha ayudado a apreciar el carácter internacional de la ciencia, las diferentes formas en que la empresa científica se organiza en las distintas sociedades, y la imbricación de la ciencia con la política…”

Está claro que Thorne, se ha devanado los sesos buscando las respuestas que le dijeran cosas tales como: ¿Qué es en realidad un agujero negro? ¿Qué ocurre allí dentro de eso que llamamos singularidad? ¿Cómo es posible que se pueda formar un objeto de tal densidad y energía? ¿Hacia dónde ha ido a parar tan ingente cantidad de masa? ¿Es posible que, cientos de miles de trillones de toneladas de materia se puedan comprimir hasta un punto infinitesimal?

La máquina moviéndose a velocidad relativista creaba un agujero de gusano que lleva a la Protagonista a una galaxia lejana, y, durante el viaje, pudo contemplar escenarios maravillosos, y pudo hablar con “alguien” que adoptaba la figura de su propio padre, para infundirle confianza. Le explicó que aún no había llegado el momento pero que, estaban en el camino.

Thorne, como todos sabéis, asesoró al desaparecido Carl Sagan en su Obra Contac que, más tarde, fue llevada al cine. Toda la trama de la máquina que abrió el agujero de Gusano que hizo posible el viaje de la heroína hacia galaxias lejanas, la desarrolló Thorne y su equipo, y, todo lo que allí se cuenta salió de concienzudas ecuaciones a partir de la Relatividad General de Einstein que, teóricamente, no impide viajar en el tiempo. Pero, veamos algo mas sobre los exóticos agujeros negros.

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Einstein hizo más que cualquier otro científico por crear la imagen moderna de las leyes de la Naturaleza. Desempeñó un papel principal en la creación de la perspectiva correcta sobre el carácter atómico y cuántico del mundo material a pequeña escala, demostró que la velocidad de la luz introducía una relatividad en la visión del espacio de cada observador, y encontró por sí solo la Teoría de la Gravedad que sustituyó la imagen clásica creada por Isaac Newton más de dos siglos antes que él.

Su famosa fórmula de E = mc² es una fórmula milagrosa, es lo que los físicos definen como la auténtica belleza. Decir mucho con pocos signos y, desde luego, nunca ningún físico dijo tanto con tan poco. En esa reducida expresión de E = mc², está contenido uno de los mensajes de mayor calado del universo: masa y energía, son la misma cosa.

Einstein siempre estuvo fascinado por el hecho de que algunas cosas deben parecer siempre iguales, independientemente de cómo se mueva el que las ve, como la luz en el vacío, c.

Él nos dijo el límite con que podríamos recibir información en el universo, la velocidad de c.

Él reveló todo el alcance de lo que Stoney y Planck simplemente habían supuesto: que la velocidad de la luz era una constante sobrehumana fundamental de la naturaleza. También sabía el maestro que, en el proceso de nuevas teorías, la búsqueda de la teoría final que incluyera a otras fuerzas de la naturaleza distintas de la Gravedad, daría lugar a teorías nuevas y cada vez mejores que irían sustituyendo a las antiguas teorías.

Buscaba la Teoría con la que explicar todo el Universo, sus ecuaciones se exponían en un escaparate de la Quinta Avenida de Nueva York, la gente se apelotonaba para verlas asombrados sin entender nada.

De hecho, él mismo la buscó durante los 20 últimos años de su vida pero, desgraciadamente, sin éxito. Ahora se ha llegado a la teoría de supercuerdas que sólo funciona en 10. 11 y 26 dimensiones y es la teoría más prometedora para ser la candidata a esa teoría final de la que hablan los físicos. La Teoría es tan adelantada que no tenemos medio para poder verificarla, y, dicen que se necesitaría la energía de Planck (10¹⁹ GeV) para poder examinarla, y, esa es la energía de la creación que no puede estar en nuestros pobres dominios.

El físico espera que las constantes de la naturaleza respondan en términos de números puros que pueda ser calculado con tanta precisión como uno quiera. En ese sentido se lo expresó Einstein a su amiga Ilse Rosenthal-Schneider, interesada en la ciencia y muy amiga de Planck y Einstein en la juventud.

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