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Las Dimensiones más altas simplifican la Naturaleza

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (3)

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Para ver cómo dimensiones más altas simplifican las leyes de la Naturaleza, recordemos que un objeto tiene longitud, anchura y altura.  Puesto que tenemos libertad para girar un objeto 90º, podemos transformar su longitud en anchura y su anchura en altura.   Mediante una simple rotación, podemos intercambiar cualquiera de las tres dimensiones espaciales.

Definición: TridimensionalAlto dimensional - Urbipedia - Archivo de Arquitectura

Ahora bien, si el tiempo es la cuarta dimensión, entonces es posible hacer “rotaciones” que convierten el espacio en tiempo y el tiempo en espacio.  Estas rotaciones tetradimensionales son precisamente las distorsiones del espacio y del tiempo exigidas por la relatividad especial.

En otras palabras, espacio y tiempo se mezclan de una forma esencial, gobernada por la relatividad.  El significado del tiempo como la cuarta dimensión es que pueden hacerse relaciones entre el tiempo y el espacio de una forma matemáticamente precisa.  A partir de entonces, deben ser tratados como dos aspectos de la misma magnitud: el espacio-tiempo.

Teoría de la relatividad - Wikipedia, la enciclopedia libreTeoría de la relatividad [Qué es y consecuencias] - Procest

Así han quedado unificadas las leyes de la Naturaleza al pasar de tres a cuatro dimensiones.

La discusión de la unificación de las leyes de la Naturaleza fue más bien abstracta, y lo habría seguido siendo si Einstein no hubiese dado el siguiente paso decisivo.  Él comprendió que si el espacio y el tiempo pueden unificarse en una sola entidad, llamada espacio-tiempo, entonces quizá la materia y la energía pueden unirse también en una relación dialéctica.  Si las reglas pueden contraerse y los relojes pueden frenarse, razonó, entonces cualquier cosa que midamos con regla y relojes también debe cambiar.

Sin embargo, casi todo en el laboratorio de un físico se mide con regla y relojes. Esto significa que los físicos tendrán que recalibrar todas las magnitudes del laboratorio que una vez dieron por hecho que eran constantes.

En concreto, la energía es una cantidad que depende de cómo midamos las distancias y los intervalos de tiempo.  Un automóvil de prueba que choca a gran velocidad contra una pared de ladrillos tiene obviamente energía.  No obstante, si el veloz automóvil se aproxima a la velocidad de la luz, sus propiedades se distorsionan.  Se contrae como un acordeón y los relojes en su interior se frenan.

Lo que es más importante, Einstein descubrió que la masa del automóvil también aumenta cuando re-acelera. Pero  ¿de dónde procede este exceso de masa?  Y él concluyó que procedía de la energía.

Misterios de la Naturaleza : Blog de Emilio Silvera V.13 Relatividad

El el LHC un hace de muones lanzados a velocidades relativistas, aumentaron su masa diez veces

Esto tuvo consecuencias perturbadoras.  Dos de los grandes descubrimientos de la física del siglo XIX fueron la conversación de la masa y la conservación de la energía; es decir, la masa total y la energía total de un sistema cerrado, tomadas por separado, no cambian.  Por ejemplo, si el coche veloz choca contra el muro de ladrillos, la energía del automóvil no desaparece, sino que se convierte en energía sonora del choque, energía cinética de los fragmentos de ladrillo que vuelan por los aires, energía calorífica, y así sucesivamente.  La energía total (y la masa total) antes y después del choque es la misma.

Sin embargo, Einstein decía ahora que la energía del automóvil podía convertirse en masa (un nuevo principio de conservación que decía que la suma total de l masa y la energía debe siempre permanecer constante.  La materia no desaparece repentinamente, ni la energía brota de la nada.  En este sentido, la materia desaparece sólo para liberar enormes cantidades de energía o viceversa.

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Cuando Einstein tenía 26 años, calculó exactamente cómo debía cambiar la energía si el principio de la relatividad era correcto, y descubrió la relación E=mc2.  Puesto que la velocidad de la luz al cuadrado (C2) es un número astronómicamente grande, una pequeña cantidad de materia puede liberar una enorme cantidad de energía.  Dentro de las partículas más pequeñas de materia hay un almacén de energía, más de un millón de veces la energía liberada en una explosión química.  La materia, en cierto sentido, puede verse como un depósito casi inagotable de energía; es decir, la materia es en realidad, energía condensada.

Las 7 dimensiones de Conciencia - Artículos - Comprendiendo al Ser mediante  el Árbol de la Vida PersonalCuántas dimensiones tiene el universo? - VIXHiperespacio - Michio Kaku

Con dimensiones más altas se encuentra, de manera natural, la cabida para una teoría de Gravedad -Cuántica

Einstein supo ver que las dimensiones más altas tienen un propósito: unificar los principios de la Naturaleza.  Al añadir dimensiones más altas podía unir conceptos físicos que, en un mundo tridimensional, no tienen relación, tales como la materia y la energía o el espacio y el tiempo que, gracias a la cuarta dimensión de la relatividad especial, quedaron unificados.

Desde entonces, estos conceptos, los tenemos que clasificar, no por separado, sino siempre juntos como dos aspectos de un mismo ente materia-energía por una parte y espacio-tiempo por la otra.  El impacto directo del trabajo de Einstein sobre la cuarta dimensión fue, por supuesto, la bomba de hidrógeno, que se ha mostrado la más poderosa creación de la ciencia del siglo XX.  Claro que, en contra del criterio de Einstein que era un pacifista y nunca quiso participar en proyectos de ésta índole.

1 - Curso de Relatividad General - YouTubeExplicación de la teoría de la relatividad general de Einstein - VIX

Einstein completó su teoría de la relatividad con una segunda parte que, en parte, estaba inspirada por lo que se conoce como principio de Mach, la guía que utilizó Einstein para crear esta parte final y completar su teoría de relatividad general.

Einstein enunció que, la presencia de materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor.  Esta es la esencia del principio físico que Riemann no logró descubrir: la curvatura del espacio está directamente relacionada con la cantidad de energía y materia contenida en dicho espacio.

Esto, a su vez, puede resumirse en la famosa ecuación de Einstein, que esencialmente afirma:

Materia-energía determina ←→ curvatura del espacio-tiempo

Esta ecuación engañosamente corta es uno de los mayores triunfos de la mente humana (me he referido a ella en otras muchas ocasiones).  De ella emergen los principios que hay tras los movimientos de las estrellas y las galaxias, los agujeros negros, el Big Bang, y seguramente el propio destino del Universo.

Es curiosa la similitud que se da entre la teoría del electromagnetismo y la relatividad general, mientras que Faraday experimentó y sabía los resultados, no sabía expresarlos mediante las matemáticas y, apareció Maxwell que, finalmente formuló la teoría.

Quién fue Riemann? : Blog de Emilio Silvera V.Riemann to Einstein: Re-defining Physical Space Time - YouTube

El Tensor métrico de Riemann sacó a Einstein del Atolladero y pudo publicar su 2ª parte de la Teoría relativista, la de la Relatividad General. Su amigo Marcel Grossman le envió los documentos de aquella conferencia que Riemann  había dado 70 años antes y, allí, se encontró lo que le fataba.

Einstein, al igual que Faraday, había descubierto los principios físicos correctos, pero carecía de un formulismo matemático riguroso suficientemente potente para expresarlo (claro que Faraday no era matemático y Einstein si lo era).  Carecía de una versión de los campos de Faraday para la Gravedad.  Irónicamente, Riemann tenía el aparato matemático, pero no el principio físico guía, al contrario que Einstein.  Así que, finalmente, fue Einstein el que pudo formular la teoría con las matemáticas de Riemann.

¡Qué extraño sería que la teoría final se descubriera durante nuestra vida!  El descubrimiento de las leyes finales de la Naturaleza marcará una discontinuidad en la Historia del intelecto humano, la más abrupta que haya ocurrido desde el comienzo de la ciencia moderna del siglo XVII.  ¿Podemos imaginar ahora como sería?

STEVEN WEINBERG

¿Es la belleza un principio Físico?

TEORIA DE SUPERCUERDAS

La teoría de supercuerdas nos da una formulación convincente de la teoría del Universo, sin embargo, el problema fundamental radica en que una comprobación de dicha teoría, está más allá de nuestras posibilidades actuales.  De hecho, la misma teoría predice que la unificación de todas las fuerzas ocurre a la energía de Planck, o 1019 GeV

Miles de millones de electronvoltios, que como sabéis, es alrededor de mil billones de veces mayor que las energías actualmente disponibles en nuestros aceleradores de partículas.

Ya he comentado otras veces que el físico David Gross (el de más edad de los miembros conocidos como el “cuarteto de cuerdos” y autores de la teoría llamada la cuerda heterótica) dijo en una ocasión: “El coste de generar esta fantástica energía, necesitaría el dinero de las tesorerías de todos los países del mundo juntos, y quizá, no llegara.  Es verdaderamente astronómico.”

Teoría de cuerdas heteróticas sin supersimetría - La Ciencia de la Mula  Francis

Siendo así, de momento estamos condenados a no poder verificar experimentalmente este motor (parado) que haría marchar el vehículo de la Física.  La teoría deca-dimensional está paralizada en tres sentidos: el económico, el técnico y el matemático.  El primero por falta de dinero que  nos pudiera construir aceleradores tan potentes como para descubrir la partícula de Higgs, los quarks e incluso las cuerdas vibrantes, esos previsibles y minúsculos objetos primordiales que conforman la materia.  En segundo lugar, las formulaciones matemáticas complejas que, según parece, aún no se han inventado.  Parece que hoy, ni siquiera Witten o Perelman, conocen el secreto de los números mágicos que nos puedan llevar hasta el final del camino iniciado con Einstein y Kaluza-Klein.

Compactación (física) - Wikipedia, la enciclopedia libreBonnie and Clyde? No, Kaluza y Klein | Cuentos Cuánticos

Particularmente opino que la teoría de cuerdas nos dará muchas alegrías y que en ella están las respuestas a muchas preguntas que no sabemos contestar. Yo prestaría más atención a las funciones modulares de Ramanujan y a sus números mágicos repetidos una y otra vez en los teoremas encontrados en sus cuadernos perdidos.

Dentro del mundo de la Física, los hay de todas las opiniones: en contra y a favor.  Es famosa la postura detractora del Nóbel Sheldoy Glasgow de Harvard, no quiere ni oír hablar de la teoría de supercuerdas a la que califica de física de Teatro.

Tres quarks para Muster Mark!Steven Weinberg is a principal architect of the Standard Model of... |  Download Scientific DiagramEdward Witten (1951 - ) - Biography - MacTutor History of Mathematics

Otros muchos, la mayoría, como Murray Gell-Mann, Steven Weinberg (ambos Premios Nóbel) o el mismo.  E. Witten (Medalla Field), opinan lo contrario y ven en esta teoría de dimensiones más altas el futuro de la Física.

Ya sabemos que en física toda teoría debe ser verificada, una y otra vez, en uno y en otro lugar, experimentalmente, obteniendo siempre el mismo resultado, es la única manera de que sea aceptada por la comunidad científica, mientras tanto, la teoría no es fiable y queda a la espera de ser comprobada, verificada sin ningún lugar para la duda.

El origen del UniversoEl LHC logra un hito al recrear las condiciones del Big Bang

El origen del UniversoEstamos tratando de recrear la creación! : Blog de Emilio Silvera V.

Sí, estamos tratando de recrear la creación

Pero, ¿Se puede recrear la creación?

La teoría de supercuerdas trata de eso.  Quiere explicarnos todos los misterios del Universo a partir de ese primer momento, ¡la creación!

¿Cuántas y cuántas páginas no habré leído y escrito sobre estos temas fascinantes de los secretos del Universo, las fuerzas que lo rigen, la materia de las Galaxias y de los objetos que lo pueblan?

No podría decirlo.  Sin embargo, hay una cosa que sí puede decir: ¡Cuánto más profundizo en estas cuestiones, cuánto más conocimientos adquiero, más fascinación siento y desde luego, mi capacidad de asombro, más crece!

emilio silvera

 

  1. 1
    Emilio Silvera
    el 12 de junio del 2021 a las 8:09

    Con más o menos acierto, los físicos teóricos siempre han tratado de abrir nuevos caminos hacia la realidad que persiguen de la Naturaleza que les esconde sus secretos que, no pocas veces, han tenido que arrancarle con mucho trabajo y, sobre todo, con una imaginación desbordante. Simplemente con fijarnos en los postulados de Max Planck y en los de Einstein con su Relatividad, lo único que podemos hacer es asombrarnos de que sus mentes pudieran atisbar verdades que no estaban a la vista: El Cuanto de Planck, la igualdad masa-energía de Einstein y sus teorías sobre los efectos que se producirían al ir más rápido que la luz en el vacío, los fenómenos que se podían causar… ¡Simplemente asombroso!

    No podemos quedarnos ahí, y, desde luego, la lista sería muy larga pero, no podemos dejar de mencionar el Principio de Incertidumbre de Eisenberg, los postulados de Feynman, el Principio de Exclusión de Pauli, la Función de Onda de Schrödinger, la ecuación de Dirac del electrón delatando la presencia de la antimateria… ¡Y tantas otras!

    De todo esto, lo mejor es que, cuando los teóricos emiten sus teorías, de inmediato, una legión de físicos experimentales, se ponen manos a la obra y, utilizando toda clase de máquinas sofisticadas, tratan de comprobar esas teorías que, a veces, parecen salidas de “Alicia en el país de las maravillas”, átomos que están unidos a distancias, singularidades con densidades “infinitas” donde el Tiempo desaparece, familias de partículas como los Leptones y los Quarks que lo conforman todo, la existencia de pequeños objetos como los átomos que, en un núcleo diminuto e invisible, esconde un sin fin de maravillas y allí suceden cosas increíbles.

    La maravillosa actividad que está presente en las estrellas que, mediante la fusión nuclear transmuta los elementos sencillos en otros más complejos que, finalmente, cuando se producen las explosiones supernovas al final de sus vidas, quedan esparcidos en inmensas Nebulosas de las que surgen nuevas estrellas y nuevos mundos, y, ¿Por qué no? ¡Nuevas formas de Vida!

    Es curioso poder constar al mirar la Historia, como hemos podido ir evolucionando en el saber científico que, no con poco trabajo, se pudo ir separando de la Religión, separando los sucesos observados en el Universo de las divinidades y buscando las causas naturales que las producían. así, se llegó a la conclusión de que ambas, Religión y ciencia, tenían caminos divergentes, la primera era cosa de Fe, no había que demostrar nada, mientras que la segunda, tenía que ser verificada una y mil veces antes de dar el visto bueno a cualquier postulado, conjetura o teoría.

    La ciencia es el Futuro de la Humanidad, la única que podrá salvar a nuestra especie cuando, en el Futuro lejano, lleguen los acontecimientos que nadie puede parar: Que la Tierra salga de la zona habitable, que se fusionen Andrómeda y la Vía Láctea, que el Sol llegue a su fin al agotar el combustible nuclear de fusión y se convierte, primjero en gigante roja y, más tarde, en enana blanca, y, para entonces, la Tierra será un pedazo de roca yerma, los océanos se habrán evaporado y, la vida tal como la conocemos… ¡Habrá desaparecido en el Planeta!

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  2. 2
    Pedro
    el 12 de junio del 2021 a las 17:22

    Vamos a dar al mueble, resulta que tenemos tres dimensiones espaciales largo, ancho y grueso o como las quisieramos llamar, me parece a mi que equiparar la dimension temporal con cualesquiera de las tres espaciales es hacer mucho encaje de bolillos, matematicamente podemos intercabiarlas sin mas y resultaria una narrativa mas plausible tal vez.
    Ahora nos centremos en fisica concreta: definamos magnitudes por ejemplo velocidad, v=e/t. Llamamos velocidad de un objeto al espacio recorrido por el mismo por unidad de tiempo empleado, hasta aqui todo correcto. 
    Bien, por un momento ahora intercambiemos la dimension temporal por la dimension longitudinal, definamos ahora la magnitud velocidad v=t(e) /e(t)
    Diriamos:
    Llamamos velocidad de un objeto al tiempo empleado por el mismo por unidad de espacio invertido. ¿Es correcto? Imaginemos una hora esperando al autobus, ¿Cual es la velocidad del sujeto? ¿esta definicion se sostiene? , acaso no  es lo mismo que mirarse uno a un espejo, no se produce ninguna consecuencia por ello. 
    Conclusion:”Lo que distingue las distintas dimensiones espaciales son la direccionalidad de las mismas, sin coste energetico alguno”.
    A diferencia de la componente temporal que demanda impetu energetico sin cesar. 
    Si acaso, aquello que llamamos tiempo, es sinonimo de un balance energetico. 
     

        ¿Podemos hablar de componente tiempo alli donde no hay interaccion posible? 
    Un saludo

    Responder
    • 2.1
      Emilio Silvera
      el 13 de junio del 2021 a las 6:10

      Como tampoco podríamos esperar la muerte allí donde no hay vida.

      En no pocas ocasiones, los físicos teóricos hacen encajes de bolillo para tratar de encontrar lo que creen perdido y, posiblemente, pueden estar buscando lo que no existe. En el lugar en el que hemos venido a caer, según todos los indicios, solo existen esas tres dimensiones que los objeto llevan consigo y definen su forma. A esas tres dimensiones espaciales le hemos añadido la temporal que denota un recorrido que conlleva la presencia de energía que produce desplazamiento. 

      Lo cierto es que, ni la propia comunidad científica se pone de acuerdo cuando se habla de las posibles dimensiones de nuestro Universo, y, algunos postulan que existen hasta 11. que como tantas otras “suposiciones” no se han podido demostrar.

      Casi todos hemos aceptado la presencia de esas cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal) que nos vienen muy bien para definir lo que deseamos expresar cuando queremos ubicar un objeto en el Universo situado en un espacio determinado y en un Tiempo preciso, y, nos permite estudiar su movimiento y predecir hacia donde va su desplazamiento y hasta por qué se desplaza y en qué tiempo lo hace.

      Lo curioso del caso es que, mientras los tres primeros Ancho, Altura y Profundidad, son fijos e inamovibles en cada objeto en particular, el cuarto, resulta ser relativo y depende de diversos factores para que no sea absoluto y resulte diferente, por ejemplo, en función de la velocidad del desplazamiento.

      Si nos paramos un momento y le echamos una atenta mirada a la Teoría M, rápidamente nos preguntamos: ¿Dónde están esas otras siete dimensiones?  Y, en ese punto, algunos postulan que las ondas gravitacionales no dejen ver esas dimensiones extra, que las ondas gravitacionales son capaces de estirar el Espacio en el que produce ondulaciones, y, todo esto, al no versado en estas ¿fantasías científicas?, les parece que están rizando el rizo en un exceso de imaginación, o, por el contrario, podría resultar ser cierta la teoría y que la mayoría de nosotros somos unos redomados ignorantes.

      Todo esto me trae a la Mente otras muchas ¿habladurías? que corren por ahí y que hablan de la existencia de un gran circuito de universos como de cúmulos de galaxias se tratara, y, como no tenemos medio alguno para desmentirlo, nos pasa lo mismo que con las 11 dimensiones de ese supuesto universo, donde son 10 espaciales y una temporal.

      Amigo mío, a veces nos metemos en jardines que son laberintos del que no sabemos salir.

      Responder

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