El Tamiz

Ignora lo accesorio, atesora lo esencial

¿Son la cuántica y la relatividad incompatibles?

En esta entrada, Carlos sugiere dedicar un artículo a la “incompatibilidad” de la relatividad general y la mecánica cuántica. Puesto que lo prometido es deuda, helo aquí - espero que lo disfrutéis, especialmente tú, Carlos.

Antes de empezar con el heavy metal de la teoría cuántica de campos y la relatividad general, las aclaraciones pertinentes. Conozco muy poca gente que realmente entienda la relatividad general en todos sus detalles. Y, francamente, no conozco a nadie vivo que realmente entienda la mecánica cuántica moderna de verdad. Desde luego, yo personalmente no entiendo ninguna de las dos.

Bien, estimado Pedro, estarás pensando: ¿entonces por qué diantres escribes este artículo, pretencioso y descarado sinvergüenza? Pues primero porque se lo prometí a Carlos en la respuesta a su comentario. Segundo, porque mi definición de entender algo es bastante exigente - algo sí que sé de ambas teorías, pero decir que se entiende una teoría física tiene mucha tela. Y tercero, porque muchas veces los que saben de verdad se preocupan tanto de ser exactos y completos que nos dejan a todos los demás fuera. Tienes miríadas de fuentes de información acerca de este asunto - puedes buscar otras más completas. La mía, como siempre, pretende ser simple.

Dicho esto, trataremos de contestar a la pregunta: Ahora que lo pienso…¿son la cuántica y la relatividad incompatibles?

Este artículo bien podría haber sido parte de Falacias con el título Falacia - La relatividad y la cuántica son incompatibles. Se oye relativamente a menudo, y es mentira. El problema no es de incompatibilidad. Por ejemplo, un modelo del Universo geocéntrico y otro heliocéntrico sí son incompatibles: si uno es verdad, el otro debe necesariamente ser mentira. Y eso no pasa con la relatividad general y la mecánica cuántica. De hecho, antes de terminar os daré el nombre de al menos una docena de teorías que pretenden abarcar ambas.

En primer lugar, no pasa porque la relatividad general se centra en explicar la fuerza de la gravedad y no las otras; y la cuántica pretende ser una teoría del todo, pero ahora mismo explica mucho mejor las fuerzas electromagnética y nuclear fuerte y débil - con la gravedad no funciona muy bien.

¿Dónde está el problema entonces? En que no tenemos una teoría completa que englobe las premisas y predicciones de ambas perfectamente, porque ambas nacieron y evolucionaron independientemente, parten de premisas diferentes (no necesariamente incompatibles), y no se mezclan bien matemáticamente.

Como he dicho, ni son contendientes ni son iguales: es evidente para la mayor parte de los físicos modernos que la teoría más general es la cuántica; la relatividad es demasiado específica. Dicho de otra manera, lo que probablemente se consiga algún día es extender la teoría cuántica para que explique la gravedad de acuerdo con las predicciones de la relatividad general, y no al revés.

De modo que vamos a centrarnos en cómo se desarrolló la cuántica para ver en qué punto surge el problema. Como vamos a ver, la física cuántica empieza como una teoría relativamente específica (aplicada sólo a partículas en un espacio y tiempo estáticos) y poco a poco va evolucionando para explicar más y más procesos - hasta que, hoy en día, lo explica casi todo y en casi cualquier circunstancia, pero “casi” en física puede ser un problema.

Cuando se inició la mecánica cuántica, ésta era totalmente clásica en cuanto al espacio y tiempo se refiere - por ejemplo, en las primeras teorías cuánticas el tiempo es absoluto, como para Newton. No fue hasta 1930, con Dirac, que la cuántica no tuvo en cuenta la teoría de la relatividad especial y se creó una “cuántica relativista especial” que funcionase correctamente.

A partir de ahí, la física cuántica siguió evolucionando mucho (a pesar de las objeciones de muchos físicos, Einstein entre ellos). Al aplicarse no ya sólo a partículas sino a campos de fuerzas se creó la teoría cuántica de campos. En los años 40, varios físicos (entre ellos uno de los mayores genios y divulgadores de esta ciencia, Richard Feynman) desarrollaron la “joya de la corona” de la cuántica: la electrodinámica cuántica, que explicaba de manera extraordinaria todo lo relacionado con el electromagnetismo (partículas cargadas, campos eléctrico y magnético, fotones, radiación, etc.).

Pero aquí es donde empezaron los problemas (algunos de ellos aún no resueltos). Esto es difícil de explicar sin una sola fórmula, pero básicamente lo que los físicos encontraron es lo siguiente: cuando se tratan de explicar los fenómenos naturales usando las ecuaciones de la teoría cuántica de campos (por ejemplo, para explicar qué pasa cuando un electrón choca con un fotón), las soluciones que tienen en cuenta todas las variables posibles son series divergentes: es decir, sumas infinitas de números que son cada vez más grandes.

Sin embargo (por si no tienes las matemáticas muy frescas) puede tenerse una suma de infinitos números cada vez más grandes que no sea infinita. Por ejemplo, una muy tonta: 1 - 1 + 2 - 2 + 3 - 3 + 4 - 4 + 5 - 5…..El resultado final es cero. ¿Cómo lo sabemos? Porque miramos los números “a pares”: el 1 se va con el -1, el 2 con el -2, etc., de modo que sin necesidad de mirar todos sé que el total es cero.

Los físicos hicieron algo parecido con las series divergentes (de una manera mucho más complicada, por supuesto): hallaron técnicas para calcular qué términos se cancelaban con otros, de manera que pudieron calcular, en el caso del electrón y el fotón de arriba, el valor de la solución, que efectivamente no era infinito. Estas técnicas y este proceso se llaman renormalización.

La electrodinámica cuántica, utilizando la renormalización, era capaz de explicar una cantidad de fenómenos físicos inigualada hasta entonces por ninguna otra teoría física. Tan sólo quedaban por unificar a la teoría las fuerzas nucleares (fuerte y débil) y la gravitación. La fuerza nuclear fuerte fue incluída en la siguiente versión de la teoría cuántica: la cromodinámica cuántica. Y poco después se incluyó la fuerza nuclear débil como parte de la fuerza electrodébil.

Llegado este punto, la teoría cuántica era capaz de explicar todas las fuerzas fundamentales del Universo, y por tanto todos los fenómenos conocidos…excepto la gravedad. ¿Cómo es posible que pudieran incluir cosas tan raras como la fuerza nuclear débil y no algo tan aparentemente simple como la gravedad?

Matemáticamente, porque la renormalización funciona muy bien…pero no con la gravedad. Los físicos no eran capaces de calcular qué términos de la serie se cancelaban, de modo que no podían obtener solución a las ecuaciones que planteaban. Una vez más: el problema no era que la cuántica dijera que la relatividad general es imposible, sino que no se conseguía una teoría cuántica que explicase la gravedad correctamente.

Conceptualmente, porque la gravedad no es igual que las otras fuerzas: la gravedad hace que el Universo no sea euclídeo, que la línea más corta entre dos puntos no sea la recta, que el mismo concepto de “espacio” no sea absoluto sino que esta irrevocablemente unido a la materia….Vamos, que la gravedad parece simple pero no lo es en absoluto.

Llegan entonces las teorías de campos efectivos. Con la teoría cuántica de campos efectivos dejamos de tratar de explicar todos los fenómenos posibles: para que las series no diverjan, pongamos un tope al tamaño de lo que queremos explicar, y al mismo tiempo a su energía. Si sólo tratamos de explicar fenómenos que involucran una longitud mayor que un límite (la longitud de Planck) y una energía menor que un límite (la energía de Planck), entonces las series ya no divergen siempre - ni siquiera las que tienen que ver con la gravedad. ¡Todo encaja! Pero claro, todo encaja porque nos hemos puesto límites a lo que podemos estudiar con la teoría: no podemos mirar cosas muy pequeñas ni muy energéticas.

De hecho, con las teorías modernas la relatividad general es una consecuencia necesaria de la cuántica: cuando se estudian las interacciones de partículas sin masa de espín 2 (gravitones) de acuerdo con la cuántica, lo que se obtiene es…la gravitación relativista.

¿Cuál es el problema actual? Tener una teoría que explique todas las fuerzas del Universo para todas las energías y todos los tamaños. ¿Por qué no nos conformamos con energías relativamente pequeñas y longitudes relativamente grandes? Porque los fenómenos más interesantes del Universo ocurren en esas condiciones - los agujeros negros, el Big Bang…son singularidades a las que nuestra física no se aplica. Como dijimos en este artículo, sin una teoría cuántica relativista completa no podemos acercarnos al Big Bang más de 10-44 segundos. ¿Por qué no? Porque entonces las energías y las longitudes involucradas se salen de lo que nuestras teorías pueden manejar sin que tengamos ecuaciones irresolubles.

Actualmente hay muchas teorías que pugnan por explicar estos fenómenos, y es absolutamente seguro que quienes elaboren la teoría que lo consiga recibirá el Nobel. Seguro que has oído hablar de algunas, como las supercuerdas. Otras de ellas son la supergravedad, la correspondencia AdS/CFT, la ecuación de Wheeler-deWitt, la teoría M, la gravedad inducida de Sakharov, el cálculo de Regge…

En resumen (por cierto, aún sigues leyendo esto…eres un campeón): las dos teorías no son incompatibles. De hecho, la teoría cuántica es ya casi gravitatoria, es decir, predice la relatividad general en circunstancias “normales”, y probablemente es una cuestión de tiempo que tengamos una que lo consiga incluso más allá de los límites actuales. ¿Llegaremos entonces al conocimiento exacto de los fenómenos que constituyen lo que llamamos “Universo”?

No.

Pero eso es mejor dejarlo para otro artículo.

Para saber más: Relativity and Quantum Mechanics (Wikipedia).

Ahora que lo pienso..., Ciencia, Física

46 comentarios

De: Carlos Romeo
2007-04-27 23:25:34

Muchas gracias, lo he disfrutado!!!Lo malo es que aparecen nuevas preguntas (jejeje): ¿La longitud y la energia de Planck es un punto de inflexion en la teoria?, quiero decir: ¿a partir de esos punto las series se vuelven divergentes, o por el contrario la divergencia de las series es por no poner limite a la energia y a la distancia?Si no estoy equivocado, la relatividad explica la gravedad mediante la curvatura del espacio. Me gustaría que profundizaras en este tema, la pregunta sería ¿porque se produce esa curvatura?. Se que eso implica explicar la naturaleza de la gravedad y que precisamente es algo que no esta muy claro actualmente (creo), quizas podrías darnos una idea de los ultimos conocimientos al respecto.De nuevo gracias.

De: Pedro
2007-04-28 08:17:13

Me alegro de que te haya gustado, Carlos.Respecto a tu primera pregunta, en cierto modo ambas cosas son ciertas: nos fijamos unos límites (por ejemplo, a la longitud) de modo que, al no considerar ninguna longitud menor, la serie no diverge. Cuando estudiamos algo más grande que esa longitud, simplemente estamos despreciando algo que sí existe (pero en muchos casos ni se nota), pero cuando queremos estudiar algo más pequeño, en lo que a las ecuaciones se refiere "no existe", de modo que no puede ser estudiado con la teoría actual. Espero que la explicación no sea demasiado confusa. En el futuro, cuando hablemos de los límites del conocimiento humano, trataremos este asunto de nuevo.Respecto a la gravedad...también hablaremos más de ella algún día desde el punto de vista relativista, pero no estoy seguro de cuánto de profundo quiero ser, ni de si tengo la capacidad de explicarlo claramente para todos. Habrá que rumiar el tema - es posible que haga falta alguien que sepa más que yo. Pero no me olvido de que te interesa.

De: manolo
2007-05-11 01:58:28

hola, me parecio muy interesante tu articulo y la verda es que escribo mi comentario solo para darte de todo corazon animos para escribir cosas como estas. No se mucho del tema pero debo de confezar que apasionante si es. Porque no escribes algo sobre lo que se sabe de la gravedad y eso. asi como dijo carlos!Buen dia!

De: luis osvaldo tatis
2007-06-04 18:49:18

El problema de la supuesta incompatibilidad de la fisica cuantica relativista es un problema de codificacion,pues se le puso energia total E (relativista) E = T +V
a lo que realmente es una diferencia de energia relativista en reposo menos la energia relativista en movimiento ; o sea Eo - E = T + B. en la formula que yo he planteado la ecuacion debe ser : 2
Eo Ψ - E Ψ = P / 2m Ψ + VΨ

De: luis osvaldo tatis
2007-06-05 00:55:31

corigiendo el texto anteriormente escrito debo decir que : la energia relativista en reposo menos la energia relativista en movimiento es igual a la energia cinetica mas la energia potencial .

De: luis osvaldo tatis
2007-06-05 01:20:46

y agregando una segunda coreccion tenemos que : la energia relativista en reposo por Ψ menos la energia relativista en movimiento por Ψ es igual a la cantidad de movimiento al cuadrado sobre dos veces la masa por Ψ mas la energia potencial por Ψ .

De: luis osvaldo tatis
2007-06-11 18:12:03

el problema de la velocidad de onda de De Broglie se debe referir realmente , a la velocidad de onda del graviton, en que la energia del cuerpo sobre la cantidad de movimiento del cuerpo da una velocidad de onda superior a la de la luz, o sea igual a la velocidad de la luz al cuadrado sobre la velocidad del cuerpo.

De: luis osvaldo tatis
2007-06-11 18:52:48

Velocidad de onda de De Broglie, la cual se reduce a la velocidad de la luz , si no hay masa en reposo. En otras palabras E al cuadrado menos Eo al cuadrado es igual a
p al cuadrado ; pero cuando Eo =0, entonces E al cuadrado es igual a P al cuadrado por la velocidad de la luz al cuadrado.y al sacarle raiz cuadrada a la forma ondulatoria es : hf =hc/λ , f λ = c , que es un foton ./

De: luis osvaldo tatis
2007-06-11 19:10:30

Al transcribir E al cuadrado menos Eo al cuadrado debe ser igual a Pal cuadrado por la velocidad de la luz al cuadrado, que seria la correccion a ese error en la transcripcion anterior... Lo demas esta correcto.

De: Todo_Spam
2008-04-11 17:10:53

(1-1+2-2+3-3+4-4... = 0 ) y ( 1-1+2-2+3-3+4-4...<> 0)

(1-1+2-2+3-3+4-4...) es igual a (1+(-1+2)+(-2+3)+...)) o lo que es lo mismo: 1+1+1+1+1+1....

Es decir... [1-1+2-2+3-3+4-4... = 0] si y solo si suponemos que el último término resta. Si no...

¿Y cómo sabemos que resta?...

Felicidades por el blog. Me encanta. Lo conocí hace unos días y no he podido resistir el empezar desde ese primer día de Marzo.


De: Pedro
2008-04-11 17:29:12

Todo_Spam,

Tienes toda la razón, y el artículo hace una trampa tremenda ahí (aunque pensaba que nadie se daría cuenta :P). Sin embargo, voy a dejarlo porque el ejemplo explica bastante bien lo que se hace en la renormalización. Si alguien se lo plantea lo suficiente como para leer los comentarios, verá la verdad al llegar al tuyo ;)

Eso sí, si tienes un ejemplo mejor, que no sea una abyecta mentira como el mío, te lo agradeceré si me lo dices para sustituirlo por ése :)


De: Takedown
2008-06-26 15:47:04

Pedro, yo creo que tu serie está bien sumado.

Las series divergentes no conservan la propiedad asociativa, y por consiguiente no se puede hacer lo que ha hecho Todo_Spam, hay que sumar sumando a sumando y en orden, como has hecho en el articulo.
He encontrado este articulo echando un vistazo a las primeras entradas del blog, y ya que hay algo que puedo opinar... jeje. Espero que sirva de ayuda


De: xx32
2008-07-28 04:24:06

Creo que puede ser la mayor estupidez, pero ¿nó sirve de ejemplo esta?: 1 -1 + 1/2 -1/2 +1/4 -1/4 +1/8 -1/8............
O da 0, o da algo despreciable.


De: Fernando
2009-01-07 21:47:36

Pedro,
Tu explicas que para lograr compatibilizar la gravedad con la teoria cuantica, se debe poner un limite para la longitud (Longitud de Planck) y energia (Energia de Planck), pero lo que no entiendo es el por que de dichos limites, si de todas formas no es posible ir mas alla de la longitud y energia de Planck, y al no poder hacerlo, estariamos en un estado de compatibilidad permanente, ya que supongo que en la teoria cuantica tampoco es posible superar la longitud y energia de Planck


De: Mazinger
2009-01-08 10:11:56

@Pedro.

He leído este artículo y me ha parecido muy interesante. En él hay una frase que inicialmente he pasado por alto pero que, en una segunda lectura del párrafo, me ha llamado poderosamente la atención:

"...que el mismo concepto de “espacio” no sea absoluto sino que esta irrevocablemente unido a la materia…."

Estoy familiarizado con la TRE y sé que tanto el espacio como el tiempo son relativos y varían en función del observador y de la velocidad de los cuerpos. Y aunque de TRG no sé casi nada si sé lo bastante como para afirmar que la geometría del espacio depende de las masas de los cuerpos que en él se encuentran.

Pero esa afirmación tan aparentemente sencilla me da la impresión que va más allá. Puede que no, y olvida este comentario entonces, pero ¿has querido decir algo distinto de que la materia deforma el espacio-tiempo?


De: Mazinger
2009-01-08 10:20:40

@Fernando.

Pedro seguramente me corregirá, pero lo que yo he entendido es que manteniéndonos dentro de esos límites, los términos de las series que aparecen en las ecuaciones son manejables y dan resultados finitos, y por tanto se puede trabajar con la gravedad.

Fuera de los límites sin embargo la serie da infinito y no se pueden hacer cálculos. Si se descubre alguna técnica para renormalizar las series con la gravedad imagino que el problema estaría resuelto, pero si llevan tanto tiempo detrás de ello sin conseguirlo debe ser porque es muy complicado o aún nadie ha tenido una idea feliz.


De: Alf
2009-02-03 13:46:25

Yo era de los que pensaban que la mecánica cuántica era incompatible con la relatividad general. Pero tras leer el artículo, y entendiendo que no es el caso, me surge una duda. ¿Cómo "casar" las concepciones completamente diferentes de la gravedad en ambas teorías?

Me explico. En la mecánica cuántica, las fuerzas son "transportadas" (no sé si es la mejor palabra, pero sabéis a qué me refiero) por partículas portadoras. En el caso de la gravedad, sería el gravitón. En la relatividad general, sin embargo, la gravedad es una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo, producida por las masas.

¿Cómo se une eso? ¿Hay que pensar en algún tipo de dualidad, similar a la partícula-onda?


De: Battosay
2009-03-16 17:28:22

Si el problema de la teoría cuántica a la hora de abarcar la relatividad es que no encuentra soluciones más allá de los límites de Planck, ¿entiendo que la teoría de la relatividad sí da soluciones más allá de esos límites?


De: Eso que llamamos “Tiempo” – En la Mecánica Cuántica (I) | El Cedazo
2009-04-23 16:23:09

[...] de la discontinuidad del tiempo y el espacio, predicha por la mecánica cuántica, requiere de una teoría unificadora –que explique los fenómenos cuánticos y gravitatorios– para ser confirmada o refutada; [...]


De: Jose
2009-11-22 15:24:20

La relatividad y la cuántica son incompatibles porque la primera es falsa.
La primera parte del supuesto que nada puede viajar mas deprisa que la luz cuando se han hecho experimentos donde la propia luz ha batido su marca de 300.000 km/s, además permite aberraciones como el big bag y los agujeros negros que no pasan el visto bueno de la mecánica cuántica.
El universo o universos son explicables perfectamente desde la cuatica, no necesitan la teoria de la relatividad para ello, de hecho hay una forma de explicarlo desde el punto de vista electromagnetico fuerza abrumadoramente superior a la gravedad.


De: Pedro
2009-11-22 16:41:33

Jose, el artículo se refiere a la relatividad general como teoría de la gravitación, no a la especial. La relatividad especial y la cuántica no tienen el menor problema de incompatibilidad. De hecho, están combinadas desde hace muchos años y el modelo estándar se basa en la combinación de ambas; es más, la teoría cuántica moderna no se sostendría sin la relatividad especial: la masa del protón o el neutrón sólo tienen sentido ahora mismo por la equivalencia masa-energía de la TRE.

Además, los experimentos que mencionas no invalidan el postulado de constancia de c en la TRE... existen varias maneras de medir la velocidad de una onda, y de ahí la confusión que aparece a veces. Si Ángel o cualquier otro tiene tiempo, puede extenderse sobre ello... yo no puedo ahora mismo, lo siento.


De: Angel
2009-11-23 12:22:32

Jose: hombre, si la solución fuera tan sencilla, no habría tantos físicos dándole vueltas al asunto, no crees? Ademas, como te ha dicho Pedro, los postulados que criticas están aceptados dentro de la teoría cuántica actual (ecuaciones de Dirac, Yang-Mills, teoría cuántica de campos, etc), que son la base del modelo estándar de partículas, testado hasta la saciedad. El modelo por supuesto no es definitivo, pero la formulación relativista (la velocidad de la luz es la misma para todos los sistemas de referencia, y que esta es un limite superior a cualquier velocidad) esta en los entresijos de cualquier modelo alternativo. El meollo del asunto, como se dice en el articulo, esta entre la relatividad general y la cuántica, es decir, tener una teoría cuántica de la fuerza gravitatoria.

Pero vayamos al detalle. Dices "se han hecho experimentos donde la propia luz ha batido su marca de 300.000 km/s". Si se van a criticar los postulados de la relatividad, habrá que ir mas allá de lo que dicen los periódicos de vez en cuando. Esos experimentos lo que han conseguido es que la velocidad de grupo de un paquete de ondas sea superior a c, pero los fotones siguen viajando a su velocidad habitual. Con las técnicas usadas en esos experimentos no se puede transmitir información a velocidades superiores a las de la luz y por lo tanto los postulados de la relatividad siguen intactos. Para saber más: http://www.malaciencia.info/2005/09/superar-la-velocidad-de-la-luz.html
http://www.astronomia.net/cosmologia/mayorquec.htm


De: Angel
2009-11-23 12:22:54

Más: "además permite aberraciones como el big bag y los agujeros negros". El big bang es la mejor explicación que tenemos para observaciones como el Universo en expansión o el fondo cósmico de microondas. Casualidad de las casualidades, resulta que la mejor teoría que tenemos para explicar la gravedad admite naturalmente el modelo de big bang. Es decir, el big bang no se acepta como modelo simplemente porque lo diga la relatividad general, sino que es un modelo que se propone a partir de observaciones astronómicas y que encaja perfectamente dentro de la RG. Respecto a los agujeros negros, se pudo discutir mucho hace unos años, pero ahora mismo las pruebas a favor de su existencia resultan abrumadoras. Es muy difícil explicar todo esto sin la existencia de agujeros negros:
http://www.eso.cl/noticia_2008dic09.php
http://www.youtube.com/watch?v=5P9Ib4-xuic
http://www.astrocosmo.cl/b_p-tiempo/b_p-tiempo-03.10.08.01.htm
http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2001/ast23oct_1.htm

Una simple búsqueda en ADS (http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html, una base de datos de la NASA que recoge todas las publicaciones de astronomía del mundo) nos ofrece que en el ultimo año se han publicado mas de 1200 artículos con el termino "black hole" en su titulo. Y como podréis comprobar, no son sobre si existen o no los agujeros negros. Es un concepto aceptado y usado habitualmente en astronomía.

Por último: "El universo o universos son explicables perfectamente desde la cuántica, no necesitan la teoria de la relatividad para ello...". Todas las grandes estructuras que observamos en el Universo (estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, supercúmulos, filamentos, vacíos) son fruto de la gravedad. Dado que la teoría cuántica no incluye la gravedad, como podemos explicar la estructura a gran escala del Universo solo con la cuántica? Dices que "...hay una forma de explicarlo desde el punto de vista electromagnético...", pues por favor explícamelo porque yo no veo el modo. Aunque efectivamente la fuerza electromagnética es muy superior a la gravedad, esta ultima siempre es atractiva, mientras que la primera es atractiva o repulsiva, según el signo de las cargas. Por lo tanto, los cuerpos macroscópicos son básicamente neutros y a gran escala solo la fuerza atractiva de la gravedad tiene efectos apreciables.

Una cosa mas. Como explicas esta imagen sin la teoría general de la relatividad:
http://www.tayabeixo.org/portadas/abell1689.htm
Es un cumulo de galaxias. Su gravedad es tan intensa que funciona como una enorme lente cósmica, desviando la luz de las galaxias que tiene detrás. Si te fijas veras un montón de arcos mas o menos concéntricos por la imagen. No son defectos ópticos ni otros problemas del detector, son galaxias cuyas imagen ha sido distorsionadas hasta ese punto por efecto del cumulo. Y la relatividad general explica con enorme precisión como, donde y porque se forman.

La otra opción, por supuesto, es que todo el mundo este equivocado :-)


De: CuriOso
2009-11-24 00:02:10

pues cada vez entiendo menos... Desde mi ignorancia pregunto: se da por "supestísimo" que una teoría lo va a explicar todo, pero ¿y si el universo se comporta de otra forma? ¿Y si requiere unas cuantas teorías para explicarlo? ¿Es una tontería? ¿Por qué?


De: Pedro
2009-11-24 21:05:29

Angel, You, sir, are a scholar and a gentleman. Gracias :)


De: Josecb
2010-08-10 16:48:34

Yo creo que a lo que se refiere Jose con : "aberraciones como el Big Bang o los agujeros negros" es más bien el verlos como singularidades. Hay teorías (la de la inflación creo que era) que no necesitan de una singularidad para formar el universo.

Por lo demás totalmente de acuerdo con ángel


De: Noelillo
2010-08-31 04:10:23

Vaya post chulo compadre.

Que bonito y que bien explicao pa uno con las matematicas oxidadas.

Aunque eso de la renormalización tiene que ser mas bonito aún con fórmulas.

Voy a ver que encuentro

Saludos! y Gracias!!


De: Noelillo
2010-08-31 04:25:00

Enlaces de cosas ahí que pones por si alguien llegara hasta aqui tambien preguntandose o queriendo repasar las nuevas aproximaciones:

Supercuerdas
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_supercuerdas

La SUSY (La calentorra de las teorias)
http://es.wikipedia.org/wiki/Supersimetr%C3%ADa

Teoria M
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_M

Sakharov
http://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9i_S%C3%A1jarov#El_Archivo_de_S.C3.A1jarov

Correspondencia ADs y CFT (mirad lo del ruso antes)
http://es.wikipedia.org/wiki/Correspondencia_AdS/CFT

calculos rege y el pomeron
http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_de_part%C3%ADculas#Otras

Y Wheeler y su ecuacion
http://en.wikipedia.org/wiki/Wheeler%E2%80%93DeWitt_equation

Como forma de darte las gracias por dos, y por facilitar curro al que tenga curiosidad, ahora empezare con los comentarios a ver que mas aprendo,

Saludos


De: Noelillo
2010-08-31 04:54:53

Pues tio, (ya ya el ultimo), dos cosas...

1.- Creo que la explicación (1, -1, 2 ,-2) esta bien... y es correcta = 0 .. si hablas de sucesiones...creo...ya ni recuerdo, esto lo estoy reescribiendo pa no pasarme de chulo

2.- creo que RENORMALIZACIÓN TAMBIEN SE PUEDE EXPLICAR con una explicación paralela, no se si emburrezco mucho pero...la de:

"Que pasa cuando reproduces desde tu casa un cd digital (discreto, timido xD), produciendo una señal ... (que es algo continuo)"

Yo lo suelo explicar modo SERVILLETA-PUZZLE (Tengo 28 años y soy un muerto de hambre, lo explico, a mis amigos, pero nadie me escucha nunca, aunque tengo amigos que me quieren, pero no por lo que les digo xD):

a.- Cojo una servilleta y la rompo;
b.-Pasas de tener una servilleta "continua" (xD), a una a trozos (discreta)
c.- Ahora hay que unirlos y estimar como era la servilleta antes de romperse(muestras)
c.1.-...siempre me gusta romper la servilleta mal y quedarme con algún trocito
(perdida,i).
e.- al unir los trozos....no es la misma servilleta!!

d.-Aunque, según como la rompa, se puede estimar facilmente como era antes de estar rota...AUNQUE A VECES PUEDE QUE NO SEA TAN FACIL SI NO SABIAS COMO ERA BRIBÓN!...o puedes haber perdido demasiados trozos, una tira lateral completa, o no tener lo suficientes...

el cd audiodigital hace uso de 44000 muestras por segundo para generar de una señal, un sonido que logra reproducir, semejante a lo que sonaba en el aire cuando se capto (QUE GRANDE ES LA FÍSICA Y LA MATEMATICA)... Y ojo, ese problema tampoco esta resuelto aun del todo... aunque si mucho mejor que el global cuantico-relatividad jajajajaj...a ver si resuelven todo esto de una vez...

No se ni si esta bien o relacionado, acabo de leer sobre renormalización, pero bueno como idea no matematica pero igual es una barbaridad lo de discreto a continuo...

Mejor quedar como un idiota, que pasar de responder a una petición de "chicos alguna idea de como..."

Me acuesto, Gracias Finales


De: Noelillo
2010-08-31 05:23:40

Coemntario anterior:

1, error mio, en efecto creo

http://es.wikipedia.org/wiki/1_-_2_%2B_3_-_4_%2B_._._.

Estas en lo cierto creo en la reftificacion... ó 1 − 2 + 3 − 4 +...y la otra serie no es lo que diverge?.. en fin ni idea, ademasd yo arriba puse sucesiones que ni pies ni cabeza

oxidado en mates...ya te digo, ya me direis vosotros aunque lo dudo porque esto es de 2009 asi que tan tranquilo ^^


De: peter
2010-10-04 19:43:51

Una cuestión quizá tonta : Si buscamos el gravitón como responsable de la interacción gravitatoria entonces es que asumimos que la gravitación es una interacción. Y según la relatividad general, lo que nosotros llamamos fuerza gravitatoria es en realidad una sensación ficticia derivada de elegir ciertos sistemas de referencia y de la curvatura del espacio-tiempo provocada por la masa-energía, sería como las fuerzas de inercia que sentimos cuando un coche frena o traza una curva. En ese caso la gravedad no es una fuerza si no la consecuencia de una geometría algo extraña del espacio-tiempo. Entonces ¿para qué nos hace falta el gravitón? Quizá habría en realidad que buscar la partícula que hace interaccionar la masa-energía con el espacio para que éste se curve por la presencia de aquella ¿no?


De: Patricio Viveros
2011-07-11 18:59:11

Solo una acotación... creo que ya ha pasado un tiempo desde que este post fue creado y es un comentario no con argumentos cientificos acerca de cualquiera de estas teorias, pero reviviendo un poco el tema solo quiero mencionar que esta muy interesante!! y lo vengo investigando durante unos dos o tres años (ahora con 17 años) solo por curiosidad, pero ahora me gustaria de verdad estudiar fisica y saber tanto como algunas personas que han comentado antes que yo. como por ejemplo angel, sin excluir a los demas.


De: Pedro
2011-07-11 19:19:21

Patricio, no te preocupes, hay gente que lee todos los comentarios según se producen, aunque el post sea antiguo. Para saber tanto como Ángel te va a hacer falta ponerte las pilas, pero hace falta más gente así en el mundo, así que ponte con ello ;)


De: Bastonivo
2011-07-11 22:51:32

Muy bueno. Me ha gustado mucho, y muy comprensible. Es increíble lo que se aprende contigo. Eres un divulgador tremendo. Esta es la enésima falacia de la que me haces abrir los ojos... Inmensamente agradecido. :-D


De: Mayerling
2012-02-24 03:58:53

Ben artículo para leer después de un día de trabajo pesado. ¡Muy apasionante aunque no entienda nada! ♥


De: Gumy
2013-06-18 00:22:21

Pedro, releyendo el artículo, que es buenísimo, me surge una duda (ayudada por el artículo sobre el teorema de Bell, también impresionante): ¿Puede casar la relatividad con el tema del entrelazamiento cuántico,es decir la "velocidad finita" del marco relativista vs ese "entrelazamiento instantáneo" de la cuántica? En definitiva, la relatividad cumple esa condición de ser o no-local o no-real que establece el teorema de Bell? (espero haberlo entendido medianamente bien y no haber hecho una pregunta obvia)
Gracias!


De: Battosay
2013-11-06 18:23

Hola, Pedro.

Estaba releyendo el artículo y he visto que con el cambio de la web, se ha descojonado un poco el formato, aparecen bastantes _ y *, que imagino serían marcas de formato de las palabras.

De: Pedro
2013-11-06 21:05

Battosay, creo que los he corregido todos, gracias :)

De: Battosay
2013-11-07 12:43

Yo sigo viendo algunos, no sé si será cosa mía. Te digo:

  • Segundo párrafo: "entienda _la relatividad general", "moderna _de verdad", "entiendo _ninguna _de las dos".

  • Antepenúltimo: "todas _las energías y _todos los"

De: Feancisco Osorio
2014-02-20 00:27

No lo entiendo.

Si la teoria cuántica parte de que la materia y la energía están cuantizadas, y va de forma escalonada, es decir, es discreta y no continua, Porque hay que suponer que existe tiempo ente 0 y 10 E-44. No seria mas fácil suponer q el 0 es la nada, (No existe el universo), y 10E-44 es el primer escalón donde ya si existe el universo, y en medio es imposible igual q en los orbitales del átomo.

Para mi pobre entender, esto me resulta mas cuántico q intentar buscar un tiempo anterior a 10E-44, y ademas, si no he entendido mal, creo q con esto se resolvería el problema de la gravedad cuántica.

Por favor Pedro, me podrías explicar esto.

De: Juan Strem
2014-10-19 04:09

Mi acercamiento al tema es mas desde un punto de vista filosófico que físico. Trabajo en mi próximo libro que titulara (creo demasiado pretenciosamente) "Nueva crítica de la razón" Muchos temas que anteriormente pertenecieron a la filosofía, hoy pertenecen a la física, tales como eternidad o infinito. Teorías físicas como las de Heisenberg imponen limites a la razón y dieron por terminado al determinismo Laplaciano. Construimos nuestras ideas con "palabras ladrillos" y la comprensión de las palabras caria dependiendo de idioma, cultura etc. (po mr ejemplo no entiende lo mismo bajo la palabra "espacio" un físico o un arquitecto.) Eso hace necesaria la definición mas estrecha de conceptos, lo que nos limitara también. Perdonen la exposición un poco larga para recién formular mis preguntas: ¿Como definiríamos el concepto de "Espacio"? El tiempo solo es definible por el movimiento. Movimiento sin materia es un tanto difícil de imaginar.¿Es correcto entonces suponer que el tiempo es una propiedad de la materia? Mucha de nuestra información nos llega a través de la luz. ¿Conocemos absolutamente todas las propiedades de la luz? Si la respuesta es negativa ¿Sabemos en que forma afectara nuestras ideas? Agradecido de antemano. ADVERTENCIA: Soy un curioso crónico e incurable, adicto a preguntar y sus respuestas seguro me impulsaran a seguir preguntando. Si es posible, contestenme a stremycia@gmail.com

De: Mauricio Rojas Canales
2014-11-09 11:46

Primero felicitarlos por el Blog, debo confesar que no he leído mucho de este sitio, pero lo iré haciendo a medida que pase el tiempo: Sobre la entrada y los comentarios, son interesantes, y me gustaría dar mi opinión y algunas ideas nuevas; En relación a la incompatibilidad de la relatividad con la mecánica cuántica, yo lo enfoco desde el punto de vista tradicional que tenia Einstein sobre la mecánica cuántica, está incompleta y claramente como dice Carlos, no se entiende bien, por eso esta incompleta, es redundante pero es así, otro punto importante es que, la gravedad tampoco se entiende bien, ese es otro asunto, hay personas que creen que la gravedad es la mejor explicada de las cuatro fuerzas pero no es así del todo, de hecho la propia naturaleza de la estructura espacio temporal no la comprendemos bien del todo, sabemos que esta se deforma en presencia de la materia, y por lo que nos dice la luz, esta deformación es del tipo métrica geodésica, y esta deformación es estructural, y puede ser cíclica, es decir, cuando la densidad de la materia aumenta, la deformación aumenta, y cuando la deformación aumenta, la densidad de la materia aumenta, y este circulo puede llevar a incongruencias físicas denominadas singularidades, pero esto no nos dice porque esto es así, en realidad, los efectos no son la causa, y eso es justamente el problema, por eso, en ciertas teorías como la de cuerdas aparecen partículas (hipotéticas) como el graviton para intentar explicar los efectos y darles una razón a los mismos en la estructura espacio temporal, cosa bastante difícil, (personalmente no me gusta para nada la Teoría de Cuerdas, para mi ha pasado a ser pseudociencia y no ciencia, pero eso es otro tema), así como vemos la gravedad y la mecánica cuántica ambas tienen problemas fundamentales aun. Hace poco en un congreso de astronomía en Chile al cual asistieron algunos físicos como el Dr Miguel Alcubierre, astrónomos como el Dr Mario Hamuy, y el Dr Patrice Bouchet que trabaja en el desarrollo del nuevo telescopio WEBB en la nasa , propuse una solución a algunos problemas de la cosmología moderna como el problema de la Rotación de las Galaxias y las lentes gravitacionales extremas, que son algunos de los efectos observados que indican la presencia de materia oscura, y además esta solución también resolvería el problema de la energía oscura, que es la responsable de la expansión del universo, solución que esta principalmente basada en la TGR, para explicar que en realidad la estructura espacio tiempo, no se dobla como pensamos que lo hace para la materia, y que la curvatura que hemos estado detectando solo proviene de la observación que nos da la luz, es decir, la luz nos habría estado engañando, por decirlo de alguna manera, habríamos estado pensando que como la estructura funciona para la luz también funciona para la materia lo cual no seria completamente verdad, sino que la estructura espacio tiempo, tiene una dualidad de comportamiento en relación a la materia y en relación a la luz, seria un comportamiento diferenciado, demás esta decir que explicar la idea completa por este medio seria como escribir un libro de mecánica cuántica y relatividad de nuevo, aun estoy trabajando en el desarrollo de la idea, en forma teórica y en forma conceptual, pero va por buen rumbo, pero mas o menos es así:

La estructura TE, esta restringida a dos comportamientos diferenciados, comportamiento elástico y comportamiento fluido, la materia si curva la estructura pero no es una curva como la que nos muestra la luz, para la materia, es una curva cuántica basada en la energía de punto cero, es decir una curva delta densidad, y esta curva esta cuantizada, la estructura TE en presencia de materia se adelgaza y esta curva es gradual, y es equivalente a la curvatura que detectamos al observar la luz, pero a grandes escalas de materia, la estructura como tiene este comportamiento de tipo fluido, también se mueve, es decir la estructura es dinámica, porque la energía del vació, reacciona con grandes cantidades de materia, como las galaxias, así cuando observamos que las galaxias rotan mas rápido, de lo que deberían, no es que la galaxia tenga una rotación mayor, generada por la presencia de materia Oscura, sino que es la estructura TE, la que también se mueve, de la misma manera cuando se observa a través de las lentes gravitacionales, mayor gravedad, no es una gravedad generada por materia oscura, sino que es la energía cinética de la estructura, el propio movimiento masivo de la estructura TE, genera su propia gravedad, y como para la luz, la estructura funciona diferente, entonces detectamos esta mayor gravedad como una mayor deformación al observar a través de las lentes gravitacionales. Lo interesante es que como la estructura no se dobla en función de la materia sino que es una curva de tipo delta densidad, osea variación de densidad, o adelgazamiento de la propia estructura, entonces ya no se deforma, y como no se deforma en función de la presencia de materia, entra en juego un efecto elástico repulsivo, osea en presencia de cantidades significativas de materia, la estructura es a gran escala estirada, como si fuera un elástico, por ejemplo una galaxia diremos que pesa hacia su propio centro, y esto genera en la estructura un estirón, muy fuerte, pero como la estructura en función de la materia no se dobla, entonces el único lugar donde toda esa energía puede ir, es de regreso, a través de la estructura, osea expande la estructura, esto se incrementa exponencialmente en los filamentos, y todas las interacciones gravitacionales a gran escala, entonces la gravedad es en si misma la que expande el universo, la función de la gravedad a gran escala se invierte porque es una propiedad de la estructura no de la materia, y esto es equivalente a la constante cosmologica de Einstein, es decir, el universo de Einstein no se deforma en función para la materia se deforma en función para la luz, y esto es un comportamiento de la luz, y cuando Einstein hizo su constante la hizo porque este se deformaba y era inestable, pero como en realidad no se deforma, ese estirón, que la gravedad ejerce sobre la estructura, que llamamos la Energía Oscura, es la constante cosmologica, uno de los problemas principales por las cuales Einstein no pudo conjeturar esto, es porque el no alcanzo a observar el comportamiento de las galaxias, esta rotación extraña que cuando se introduce en las ecuaciones esta velocidad de rotación estas rebotan y obviamente arrojan que hay mas materia de la que observamos, si lo hubiera observado probablemente hubiera podido entender que la estructura era dual como la materia en su comportamiento.

La idea es muy atrevida, y requiere una revisión de la TGR, pero no invalida ninguna de las observaciones, es mas esto también explica en realidad porque el Electromagnetismo parece ser mas fuerte que la Gravedad, y no es que sea mas fuerte, sino que ambas son opuestas en la forma en que ejercen sus fuerzas, es decir, una actúa a niveles pequeños, muy fuerte, superando la otra, el electromagnetismo, y la otra actúa a niveles mayores muy fuerte , superando la otra, la gravedad, pero ambas son equivalentes.

Como dije es una idea muy atrevida, y muy compleja en forma matemática, pero no es difícil entenderla, ahora bien, claramente esta idea requiere una física diferente, y se esta trabajando en ello, pero no será una física que haga predicciones extrañas, como dimensiones imperceptibles o universos que no podemos ver, de hecho anula la posibilidad de agujeros negros, estos tienen un limite es decir la estructura no se rompe, ni se dobla en función de la materia, por tanto tiene respuesta, el puente de Einstein rosen también tiene respuesta clara, ademas cuando expuse la idea, me atreví a decir que las ondas gravitacionales no pueden ser detectadas con el LIGO, porque si no es una deformación, ese experimento no sirve, no detectarán nada porque según esta idea, la estructura no se deforma en función de la materia, Miguel ALcubierre especialista en TGR numérica, dijo, que el 2018 lo sabríamos con certeza, pues el LIGO, aumentará su detección fina, en 20 ordenes de magnitud, están trabajando para lograr mayor precisión, así que, el 2018 si no detectan ondas gravitacionales, simplemente, tendrán que replantear toda la idea y probablemente esta será la alterativa

Bueno creo que me explaye demasiado pero bueno espero que les agraden las nuevas, aunque para mi ya no es novedosa ni extravagante pues a medida que mas va en desarrollo mas respuestas van apareciendo.

Saludos.

De: Eduardo Martinez
2014-12-03 22:07

Hey buenísimo éste artículo! Me pareció tan interesante que me puse a buscar la teoría de la gravitación relativista!! Jajaja. Muy bueno en serio

De: Santiago Ambrocio Razo
2015-01-29 08:02

Jajaja fantástico, me agrada como piensas Mauricio Rojas, y te deseo mucha suerte con tu proyecto. Por eso te quisiera ayudar en algunos conceptos que vi que te atoraste poquito, y espero que no me lo tomes a mal pero considero que abordas ese tema o esos temas de un punto de vista muy limitado, algo así como el error que cometían en la edad media de pensar que la tierra era plana. A lo que llamas estructura lo deberías de considerar como un elemento que se encuentra en tres dimensiones y no solo en dos y esto te ahorrara muchas contradicciones. En lugar de pensar en la estructura como un elemento que se estira en la presencia de una masa(como si se tratara de una maya elástica), lo que se debería hacer es visualizarlo de otra forma, y ver que lo que en realidad sucede es que la estructura o espacio se conglomera alrededor de la materia, en otras palabras a mayor masa mayor densidad de espacio o estructura, y entre mayor sea la “densidad de la estructura” (también lo puedes ver como gravedad) mayor efecto tendrá sobre las partículas que se encuentran a sus alrededores, como por ejemplo: planetas, asteroides, un astronauta, ondas electromagnéticas, energía, o incluso la misma luz como se demostró en el experimento de el eclipse de Einstein. Y como algo extra y para que veas que abordar ese tema de este punto de vista es mucho más simple, ¿alguna vez te has preguntado porque un objeto en movimiento continua en movimiento? Fuera de la respuesta ambigua de la ley de la inercia de Newton, la respuesta más conveniente es que cuando una partícula con una masa determinada se dirige hacia una dirección, delante de ella la estructura se conglomera y detrás de ella esa misma estructura pierde su densidad provocando en la partícula una especie de atracción gravita auto inducida, otra forma de ver este fenómeno es que delante de la partícula la masa aumenta en relación a su velocidad, mientras tanto detrás de ella la masa disminuye. Y de esta forma las leyes de Newton, la de la gravitación, la TRE y algunas otras quedan relacionadas como si fuera la misma. Y creo que es acertado lo que dijiste a manera de burla, de que entre más masa mayor gravedad y entre mayor gravedad mayor masa, y esto digo que es acertado porque en esencia ese es el comportamiento fundamental de los hoyos negros, a los cuales yo de ninguna forma los considero como portales a otras dimensiones, más bien se pueden considerar como materia en su forma más pura (materia al cero absoluto) que perdió toda su energía, y que curvan (a niveles extremos) todo la luz que pasa cerca de ellos. Por último, y espero no fastidiar, creo que es incorrecto considerar a la gravedad como una onda porque su comportamiento no es como tal, más bien es como de una maya infinitamente pequeña que se extiende en todas direcciones y que se comprime o se expande según sea el caso, por consiguiente considero un error tratar de compararla con alguna onda como en el caso de las ondas electromagnéticas. “No se puede comparar la presión con la perturbación aunque si pueden estar relacionadas”. Y bueno para finalizar un saludo para toda esta comunidad de científicos, filósofos y fanáticos. Estoy profundamente agradecidos con los que crearon este blog que contiene una gran cantidad de conocimientos explicados de una forma tan fascinante y fácil de comprender.

De: series
2015-06-19 14:22

La suma de infinitos números no existe. Es una falacia. Sólo podemos calcular, en algunos casos, el límite de la serie y su convergencia (si los tiene). Por ello la suma 1-1+2-2+3-3.... puede dar cualquier resultado.

De: Alejandro Coria
2015-06-19 19:12

"La suma de infinitos números no existe", eso depende de como se defina la suma ;)

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