Continuamos hoy buceando por el extraño pero fascinante mundo de las partículas subatómicas dentro de la serie Esas maravillosas partículas. Hace ya unos cuantos artículos que estamos hablando de partículas que no están dentro del Modelo Estándar de partículas subatómicas. Existen multitud de partículas hipotéticas fuera del modelo, unas más plausibles que otras, y estamos hablando de las que más felices harían a muchos físicos si se descubrieran (ni qué decir tiene que otros se comerían el sombrero).
Hoy no vamos a hablar de ninguna partícula específica, sino de un asunto más amplio y que necesitamos mencionar antes de estudiar algunas partículas que llegarán a la serie en breve. Antes de seguir con más “maravillosas partículas” haremos un pequeño interludio para hablar sobre una Terra incognita de la cosmología moderna: la materia oscura. Algunos lleváis esperando este artículo (así como otro sobre la energía oscura, que llegará tarde o temprano) durante meses, de modo que espero que me perdonéis la tardanza y disfrutéis de la lectura.
La razón de que hablemos de ella en esta serie es sencillamente que, como veremos a lo largo de esta entrada, una de las explicaciones más satisfactorias de la existencia de la materia oscura para la mayor parte de los físicos es precisamente la existencia de partículas elementales hipotéticas, de características algo peculiares. Pero antes de postular más partículas, ¿por qué necesitamos hacerlo? En otras palabras –y estoy convencido de que muchos de vosotros habéis pensado esto con palabras algo más fuertes–, ¿qué diablos es la famosa materia oscura?
Aquí tienes mi definición: la materia oscura es todo lo que no vemos ni sabemos lo que es, pero pensamos que está ahí. No intimida tanto como el nombre parece sugerir, ¿no? En cierto sentido, es como el nombre Terra incognita que los cartógrafos solían aplicar a los territorios aún no explorados. Ahí había algo, desde luego, pero nadie sabía qué. Es más sencillo decir materia oscura que lo que sabemos que hay en el Universo pero que no tenemos ni la más remota idea de lo que es. Además, el físico que utiliza la primera expresión suena más sabio, ¿y a qué físico no le gusta sonar sabio ante el profano?*
Desde luego, no podemos quedarnos aquí. En primer lugar, ¿por qué pensamos que hay algo que no vemos? Y en segundo lugar, aunque no sepamos lo que es, no podemos simplemente marcar los mapas del cosmos con “Aquí hay dragones”: ¿qué alternativas plausibles hay? ¿qué cosas podría haber ahí fuera que no podamos ver de ninguna manera?
Para entender la razón de que pensemos que hay muchas cosas ahí fuera que no vemos hace falta comprender el concepto de velocidad orbital, que ya mencionamos al hablar acerca del ascensor espacial. Básicamente, cuando un objeto gira alrededor de otro debido a la fuerza de la gravedad, la velocidad con la que se mueve depende de la distancia al centro de gravedad y de la masa que atrae al objeto.
Un ejemplo algo tonto: si la Tierra tuviera menos masa de la que tiene, la fuerza de atracción sobre la Luna sería menor y la velocidad de nuestro satélite a nuestro alrededor, si se mantuviera en la misma órbita, sería más pequeña. Del mismo modo, si la Luna se encontrase más cerca de nosotros, necesitaría moverse más deprisa para mantener la distancia. Dicho de otra manera: sabiendo la velocidad de la Luna y su radio de giro es posible determinar la masa del objeto que la atrae hacia el centro, en este caso la Tierra.
Es decir, alguien podría no ver la Tierra sino simplemente la Luna, medir el radio de su órbita y su velocidad de giro: a partir de estos datos (ni siquiera hace falta la masa de la Luna) sería posible calcular la masa del objeto que la hace girar, es decir, la Tierra.
Bien, esto precisamente estaba haciendo en 1933 el astrofísico suizo Fritz Zwicky, sólo que no lo hacía para la Tierra y la Luna, sino para un cúmulo de galaxias muy lejano, el Cúmulo de Coma, que se encuentra a unos 321 millones de años-luz de nosotros. Las galaxias de ese cúmulo, como las de todos ellos, se encuentran realizando órbitas alrededor del centro de gravedad del cúmulo. Zwicky estimó la masa total del cúmulo de galaxias a partir del brillo de las estrellas, suponiendo que se trataba de galaxias “normales”, con una proporción determinada de masa en las estrellas frente a materia menos visible, como nubes de gas y polvo. Luego calculó la misma masa a partir de la velocidad de las galaxias y la distancia al centro de gravedad del cúmulo — algo similar a lo que he descrito en el párrafo anterior, aunque bastante más complicado (pero eso no viene al caso ahora).
Cúmulo de Coma. Versión a 4097×3557 px. Crédito: NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDSS.
Lo importante es que el resultado parecía totalmente absurdo: la masa del cúmulo, calculada a partir de la velocidad de las galaxias, era mayor que la masa visible. Pero no era sólo un poco mayor, algo que podría deberse a algún fallo en el cálculo o alguna fracción de la masa que no se pudiera haber visto bien. Ni siquiera era bastante mayor: era 400 veces más masivo de lo que se veía. Zwicky se dio cuenta rápidamente de que había algo muy, muy importante ahí mismo — algo que no se podía ver, pero que debía estar allí. Algún tipo de materia que, por razones desconocidas, no se podía detectar desde la Tierra.
Posteriormente se realizaron distintos cálculos en muchas partes del firmamento, y la conclusión era siempre la misma: hay mucha más masa ahí fuera que la que podemos ver. En particular, el trabajo de Vera Rubin a finales de los 60 y principios de los 70 mostró que todas las galaxias espirales que podemos ver giran más deprisa de lo que necesitarían, si su masa fuera la que percibimos. La conclusión, una vez más, es que en ellas hay mucho que no podemos ver. Con lo de “podemos ver” no sólo me refiero a las estrellas: gran parte del gas y el polvo interestelares son visibles de una u otra forma, porque absorben y emiten radiación más o menos energética. Lo que falta por ver no es simplemente “difícil de ver”: nos es totalmente invisible.
Además, como en el caso de Zwicky, no se trata de un pequeño desajuste entre lo que vemos y lo que nuestros cálculos indican que está ahí. Para que te hagas una idea, observa el siguiente diagrama de la composición estimada del Universo:
Aparte de la energía oscura (de la que hablaremos en algún otro momento, pero que es otra forma de decir “Aquí hay dragones”), fíjate en la diferencia entre la materia que vemos y la materia oscura: ¡un 4% frente a un 23%! Esto quiere decir que, de acuerdo con nuestros cálculos, ahí fuera hay casi seis veces más materia oscura que la normal. No es un problema de un leve ajuste: realmente no tenemos ni idea de cómo es el Universo.
Naturalmente, los físicos se dedicaron entonces a tratar de explicar la razón de esta diferencia tan catastrófica entre lo que vemos y lo que calculamos. Básicamente existen dos explicaciones posibles, y aún no estamos completamente convencidos de cuál es la correcta:
Nuestros cálculos están mal. Esto sería posible si, por ejemplo, nuestras concepciones de la gravitación o de la inercia son erróneas. Existen modelos alternativos que definen una gravedad modificada respecto a la de Einstein, modificaciones de las Leyes de Newton e incluso intentos de construir una teoría cuántica de la gravedad que justifique las observaciones. Sin embargo, ninguno de estos modelos ha logrado hasta el momento ajustarse a las observaciones que hemos realizado.
Realmente hay algo ahí fuera que no vemos. Si es así, nuestros esfuerzos deben dirigirse en primer lugar a postular hipótesis sobre la naturaleza de ese algo (porque “materia oscura”, por mucho que impresione al lego, no llega muy lejos), y en segundo lugar a tratar de detectarlo. Sí, es invisible para muchos de nuestros medios de observación, pero hay que encontrar alguna manera en la que sí pueda detectarse directamente.
De hecho, hemos detectado indicios de materia oscura difíciles de ignorar varias veces. El problema, en general, es que parece estar localizada en los lugares en los que hay materia normal (como los halos de las galaxias), como si estuviera mezclada con ella. Sin embargo, hemos tenido suerte en alguna ocasión, cuando colisiones tremendas han separado temporalmente la materia oscura de la materia que podemos ver. Ya hablamos hace un año de una de estas observaciones, en la que se observó la influencia gravitatoria de un anillo enorme de materia que deformaba la luz que nos llega, pero que era totalmente invisible en todas las longitudes de onda.
Aquí puedes ver una imagen del cúmulo en el que se detectó este anillo, combinada con la influencia gravitatoria de la materia que no vemos, que se muestra como un anillo más oscuro (la imagen está tratada, realmente no se ve el anillo sino su influencia gravitatoria):
Anillo de materia oscura. Versión a 1280×1280 px. Crédito: NASA.
Este tipo de observaciones hacen que la mayor parte de los científicos sean partidarios de la segunda de las posibilidades de las que hemos hablado arriba, es decir, pensamos que sí que hay algo en el Universo que no podemos ver y que aporta un porcentaje tremendo de su masa total. Con lo que tenemos que preguntarnos qué diablos es, y para eso también hay, básicamente, dos posibilidades que no se excluyen mutuamente con un nivel de aceptación razonable:
Se trata de objetos estelares difíciles de ver. Es decir, es materia normal a nivel subatómico, con lo que su masa estaría fundamentalmente formada por protones y neutrones, como la demás, pero estos cuerpos celestes pueden ser casi imposibles de ver por no emitir radiación y ser muy compactos. Se trataría, en cualquier caso, de materia oscura compuesta por bariones, es decir, materia oscura bariónica.
Se trata de partículas subatómicas más o menos exóticas. En este caso no estaríamos hablando de bariones –como los protones y neutrones– sino de otras partículas, como los neutrinos o incluso partículas hipotéticas no pertenecientes al Modelo Estándar. Como te puedes imaginar, esta sería la posibilidad más interesante y va a llevarnos a hablar en la serie de algunas de estas partículas. En este caso estaríamos hablando de materia oscura no bariónica.
La primera opción es menos revolucionaria. Sí es cierto que hay algunos objetos estelares compuestos de materia normal y corriente que son muy difíciles de ver, como los agujeros negros, las estrellas de neutrones o las enanas marrones, sobre todo si están aislados. Pero recuerda que para explicar la gigantesca cantidad de masa que nos queda por ver haría falta un número enorme de estos objetos, y la mayor parte de ellos suelen estar dentro de sistemas estelares normales, con lo que son más fáciles de detectar.
Puesto que este tipo de objetos deberían ser muy masivos y compactos y encontrarse fundamentalmente en los halos de las galaxias, se denominan MACHOs: Massive Astrophysical Compact Halo Objects, o lo que es lo mismo, Objetos Astrofísicos de Halo Masivos y Compactos. El nombre es algo rebuscado porque es algo jocoso, y pretende ser precisamente la palabra “macho”. La razón es que la otra alternativa fundamental, de la que hablaremos en el siguiente artículo de la serie, es justo lo contrario: algo pequeño y sutil que, como veremos, es algo así como un “alfeñique”. ¿Quién ha dicho que los astrofísicos no pueden divertirse con nombres estúpidos de vez en cuando? Aunque la verdad es que, como enclenque y alfeñique que soy, no me hace demasiada gracia el nombre.
MACHO (agujero negro aislado actuando de lente gravitatoria). Crédito: Ute Kraus (CC 2.0 Attribution Sharealike License).
La explicación de los MACHOs tiene diversos problemas. Uno de ellos es que la mayor parte de ellos son díficiles de detectar, pero no imposibles de detectar. Para explicar una masa total del Universo debida a ellos mucho mayor que la que podemos ver debida a las estrellas normales hacen falta muchísimos, y hasta ahora no se ha detectado el número suficiente ni de lejos. Además, los modelos de nucleosíntesis que describen la formación de átomos después del Big Bang indican que no es posible que se hayan formado tantísimos protones y neutrones comparados con el resto de partículas fundamentales como para justificar la existencia de esa legión de MACHOs que no vemos.
Desde luego, nadie duda de que hay muchos MACHOs (no, no voy a hacer ninguna broma fácil), y hemos hablado de varios tipos de ellos en La vida privada de las estrellas. Se han observado, directa o indirectamente, todos ellos, y cada vez somos más eficaces en detectarlos. De hecho, se piensa que estos objetos escurridizos tal vez representen hasta un 20% de la materia oscura de nuestra galaxia si nos ponemos generosos — pero parece difícil que ellos solos sean la explicación.
Ahí entra, por fin, la física de partículas en la que tanto nos regodeamos en esta serie: ¿qué partículas subatómicas servirían para explicar la materia oscura? Sólo hay una partícula subatómica del Modelo Estándar que reúne las características necesarias para explicar esa tremenda cantidad de masa invisible, pero la mayoría de los cosmólogos piensa que debe haber algo más que constituya la mayor parte de la materia oscura. ¡Ah, pero de eso hablaremos en la próxima entrada de la serie!
Para saber más:
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El texto de Esas maravillosas partículas - La materia oscura , por Pedro Gómez-Esteban, salvo donde se mencione explícitamente, está publicado bajo Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.
{ 70 } Comentarios
AggggGH! No me dejes así!!!
Eres… m-a-l-o. (¬_¬)
Hay una frase que me ha dejado KO:
No es un problema de un leve ajuste: realmente no tenemos ni idea de cómo es el Universo.
Algunos de los candidatos, sino me equivoco, pueden ser los neutrinos o esa cosa llamada WIMP.
Gran post, Pedro.
Un saludo
Por cierto, otro lugar del universo donde se puede estudiar la materia oscura es en el Cúmulo Bala, lugar de colisión de dos cúmulos galáctico.
Lo cuenta nuestro amigo Kanijo -> http://www.cienciakanija.com/2007/05/09/la-busqueda-de-la-quinta-fuerza-se-centra-en-el-cumulo-bala/
La verdad es que lo que pensé primero fue la primera opción: “pues qué va a ser, son objetos normales y corrientes que no emiten luz, ¿tanto misterio para esto?”. Pero parece que la cosa no es tan sencilla. También se me ocurre que pueda existir algún tipo de efecto óptico a una escala muy grande, que haga que la luz interfiera consigo misma y se cancele… ¿O puede ser que emitan radiación en una sola dirección que no es la nuestra?
Si tan solo supieramos un poco más sobre el Universo…
Esa es buena David: ¿qué hay de eso Pedro? ¿Si a la luz no le afecta la gravedad no quiere decir eso que o bien tiene algo de masa y por lo tanto también gravedad, o bien que la gravedad no solo se ve afectada por la masa?
Más aún: buscando las posibilidades reales en este artículo de que la materia oscura exista de verdad, lo principal con lo que te topas es que existe cierta probabilidad de que se esté partiendo de un error de concepto en la hipótesis de Zwicky (esa de que las “lentes” son “gravitatorias” o que esa gravedad “es producida por una gran masa”). De hecho, en cierto modo creo que se peca de geocentrismo o heliocentrismo al partir de esa base, y es que las leyes de la gravedad en el sistema solar son universales sin más condiciones. No es ya hablar de 1G, 2G, 3G… la atracción espacial parece clara, pero lo importante podría estar en el tiempo.
Por otra parte, teniendo en cuenta que en nuestro alrededor cercano no vemos los efectos de esa supuesta “materia oscura”, que en todo caso son efectos clasificados como gravitatorios ¿no se hace bastante probable que vivamos en una configuración gravitatoria tan extraordinaria como puedan ser el resto de las que se dan en el universo? Es decir, ¿estamos completamente seguros de que la gravedad es tan ordenada como pensamos?
Perdón, en la segunda pregunta quise decir “¿Si a la luz le afecta la gravedad no quiere decir eso que o bien tiene algo de masa y por lo tanto también gravedad, o bien que la gravedad no solo se ve afectada por la masa?”
La luz sí se ve afectada por la gravedad, puesto que los fotones van por el espacio y la gravedad curva el espacio. Este efecto se ha observado y no se pone en duda.
Desde luego, una de las opciones es que estemos aplicando a todo el Universo leyes que no son correctas porque las hemos deducido en condiciones muy concretas — pero, como digo en el artículo, nadie hasta ahora ha dado una generalización que se adapte mejor que lo que tenemos a lo que observamos.
Vamos, que no tenemos ni **** idea
De acuerdo, sigamos fantaseando…
Genial como siempre.
Buen artículo, la verdad es que te deja con ganas de la continuación. Y muy bueno también lo de “hic sunt dracones”. Cuando he entrado he dicho “a este hombre se le ha ido la pinza” pero cuando he leido el artículo he comprobado que condensa perfectamente la idea que tenemos de la materia oscura.
Un saludo.
El otro dia hablando con un colega de teleco … le comente una idea que tenia en la cabeza desde hace medio año que “quiza” (Y teniendo en cuenta que ni en 1000 años podria demostrarlo matematicamente porque sencillamente no tengo mas idea de matematicas que la del Calculo de 1ro de Informatica) podria dar una explicacion a la materia oscura y a la energia oscura, no sobre cual es su composicion, pero si el porque no la podemos ver y donde se encontraria en un mapa global del Universo, mi amigo se quedo impresionado …. y me pregunto que hacia estudiando Informatica (tengo mis motivos xD)… el problema es que me parece tan sencilla que intuyo que es algo que alguien ya habra pensado y que ya se le habra dedicado tiempo y finalmente se habra desechado por algun motivo; porque sino no me entra en la cabeza que no sea una alternativa a las otras teorias que planteas.
Para no soltaros todo el rollo que le solte a mi colega, simplemente dejare una pregunta en el aire:
¿Y si el universo fuera como un Planeta y estuviesemos intentando encontrar el Manto(Materia Oscura) y el nucleo(Energia Oscura) del mismo observando su atmosfera(Universo conocido)?
Mi idea tiene mas chicha (Con una posible explicacion de lo que es la gravedad y la duda de cual sera el dato exacto que dio la NASA con respecto a la forma que tiene el Universo porque seguramente los decimales digan muchas cosas ¿0.99999….?, ¿1.0000000….?), pero claro … como pienso que en el fondo Pedro me va a soltar que es una chorrada como una Catedral xD … prefiero hacer la pregunta y que alguien me explique porque es una estupidez ^_^
PD: No quiero parecer pedante, es mas no tengo ni idea de Fisica … pero se me da muy bien visualizar, y viendo el Universo de esta manera … todo me encaja, incluso la aceleracion del mismo … su expansion … etc etc
Ángel, no me he enterado de lo que dices, pero respecto a eso de que los decimales algo dirán, y aunque no tiene nada que ver con tu teoría, una pequeña curiosidad matemática: 0,9999….. = 1, en donde los puntos suspensivos representan una sucesión de infinitos nueves.
En Internet encontrarás muchas demostraciones, aquí va una sencilla. Suponemos que x vale 0,9999….. y jugamos un poco.
x= 0,9999…. 10x = 10 · 0,9999….. (multiplicamos por 10 ambos miembros) 10x = 10,9999…. 10x - 9x = 10,9999… - 9x (restamos 9x en cada miembro) x = 10,9999… - 9,9999… (recordemos que x = 0,9999…) x = 1 0,9999… = 1
En resumen, no existe el 0,999… o es simplemente otra forma de escribir 1. Lo mismo para cualquier número con una sucesión de infinitos nueves en la parte decimal.
A ver si encaja en tu teoría…
Por cierto Pedro, han desaparecido unas cuentas opciones del menú o por lo menos yo no las veo. ¿Cómo encontrar las series de artículos?
La demostración de antes ha quedado “chapu”. Versión correcta:
x= 0,9999….
10x = 10 · 0,9999….. (multiplicamos por 10 ambos miembros)
10x = 10,9999….
10x - x = 10,9999… - x (restamos x en cada miembro)
9x = 10,9999… - 0,9999… (recordemos que x = 0,9999…)
9x = 9
x= 9/9 = 1
0,9999… = 1 (recordemos que valía 0,9999…)
Maldita sea… Pedro, cuando puedas vuelve a activar el foro que nos cuente Ángel esa teoría, a ver si se puede desmontar facilmente o si, por otra parte, se puede desarrollar matemáticamente…
Digo tal más que otra cosa porque no consigo visualizar lo que dices, Angel. Ya sabes, “If you put water in a teapot, it becomes the teapot”… vamos, que dentro de un tarro no podemos saber su forma, lo cual cuadra a la perfección con el “fantasear” del que hablaba ayer, y también cuadra a la perfección con lo que sabemos del universo: que sabemos más bien poco.
En todo caso, Ángel, lo mejor que pareces sugerir es que esa energía oscura (el nucleo) solo estaba presente en el Big Bang (el “centro” alejado de la corteza en espacio y por lo tanto en tiempo). De hecho, puesto que no vemos materia ni energía oscura a nuestro alrededor, ¿es posible que ambas se hayan convertido en materia y energía ordinarias?
Um, creo que estoy empezando a visualizar (otra cosa es que sea viable como teoría matemática) cómo darle salida a la tesis de Ángel… y me gusta…
Mazinger,
No me había dado cuenta, ya está añadido de nuevo. Hay algunos cambios que son inevitables, pero otros como éste tienen arreglo. Ahora las categorías están donde deben estar
Mazinger, creo que te has equivocado en un paso (¿10 · 0,9999… = 10,9999…?) . Pero como luego asumes que 10·0,9999… = 9,9999…. en el resto del razonamiento para llegar al resultado final supongo que es un simple error de transcripción.
El concepto de infinito es sorprendente.
Mazinger, seguro que 0,99999… multiplicado por 10 no da 9,999999…??? Entre otras cosas porque 0,9.10 son 9, no 10.
En ese caso, te queda 8/9 que, mejor aun, da 0,888^9 (^ para periodo de 8).
Como siempre, enhorabuena. Siempre me surge la misma cuestion, como sabemos que nuestro universo es el unico que existe, no puede haber otro universo dentro del nuestro que nos afecte? Si eso es asi puede que dicha materia y energia oscura este en dicho universo, y digamos que esta codificado de ahi que no podamos medirlo adecuadamente o de ninguna manera. De hecho, segun la teoria de supercuerdas y del Big Bang, podria pasar que nuestro universo tenga 6 dimensiones espacio-temporales y el ‘otro’ tenga 5.
rscosa, (creo que) esa es justamente la teoría de la materia y energía oscuras, partículas (o cuerdas) que solo están presentes en dimensiones “más pequeñas” que las que observamos (tan pequeñas que no podemos observarlas) y cuyas aglomeraciones darían lugar a circunstancias especiales en el espacio-tiempo: las dimensiones que observamos se verían curvadas de las más diversas maneras, alterando la luz que procede de esa region en el espacio…
Y parece ser que precisamente de una de esas cuerdas (o particulas) hipotéticas será de lo que hablará Pedro en el siguiente artículo. ¿O me equivoco una vez más?
Manuko, no le pasas una a un pobre disléxico. Vale, 10 multiplicado por 0,9999… igual a 9,9999… Pero lo que digo después es correcto porque 9,9999… menos 0,9999… es igual a 9, y no a 8, por tanto se sigue al final que 1 = 0,9999…
Por reducción al absurdo si quieres. Supongamos que 1 <> 0,9999…, entonces:
1/3 <> 0,9999…/3
1/3 <> 0,3333…
Pero como es verdad que 1/3 es igual a un cero seguido de infinitos treses, hemos llegado a un absurdo.
Por tanto 1 = 0,9999…
Pero vayamos a la materia y a la energía oscura, que es de lo que trata esto. Cada cierto tiempo el ser humano tiene un ataque de estúpida arrogancia que le lleva a creer que está en condiciones de poder explicar el Universo en su conjunto. La materia oscura y descubrimientos por el estilo nos ponen de nuevo en nuestro sitio. Creo que en Ciencia hay que disfrutar del viaje por encima de todo.
¿Para cuando la energía oscura, Pedro?
P.D. Por cierto Pedro, perdona por colar fórmulas en tu blog. PP.DD. ¿Y la vista preliminar par los comentarios?
Mazinger,
Ya está de vuelta la vista previa, y no te preocupes por las fórmulas, me gustan
Otra cosa es que tengamos alguna serie “sin fórmulas”. Es posible que algún día tengamos “relatividad con fórmulas”, nunca se sabe…
Manuko, cuando digo que estan en otras dimensiones me refiero que el universo esta contenido en el nuestro pero sigue sus propias leyes y no responde a las leyes de ‘nuestro’ universo, incluso es posible que su fisica sea distinta a la nuestra (dicho a grosso modo) e incluso que nos afecte localmente en el espacio/tiempo. Yo asocio al conjunto de los universo a un globo que tiene un “pellizco” de manera que una parte del globo es nuestro universo con unas reglas y la ora parte del globo es el “otro” universo, pero el globo puete tener mas “pellizcos” (perdon si el ejemplo no es demasiado claro), es decir varios universos embebidos o no unos en otros que interactuan entre de si de modo que es posible que la fisica no sea omogenea en todo el universo visible. quien sabe?
Eso de la relatividad con fórmulas, parece interesante
Buenas Tardes/Noches … la verdad es que en el lo que respecta a los decimales no me explique bien :P,
cuando decia que tendria mucha importancia conocerlos mas bien queria decir que, teniendo en cuenta el articulo que saco Pedro sobre la misión WMAP: http://eltamiz.com/2008/03/08/resultados-de-la-mision-wmap/
donde la NASA habia obtenido un resultado “cercano a 1″ … seria muy interesante saber “desde” donde se acerca a 1 ese resultado (¿desde 0.999.. o desde 1.0000…?) … porque como no es “exactamente” 1 (si lo fuera, como dice el articulo, el Universo seria un plano) el dato que ha conseguido la NASA deberia de indicar cual es la forma de Universo (aunque tuviera una curvatura minuscula) y a partir de el podrian hacerse calculos (que por su puesto me superan, pero quiza a un Superordenador y a algun Fisico con ganas de perder tiempo en esto no xD) sobre cual podria ser la curvatura del Universo, y una vez hecho simular un modelo con esa curvatura (una Esfera o una silla de Montar),
Supongamos que fuera la esfera que me parece la mas facil de visualizar
;
En ese caso en el modelo se definiria la corteza(O superficie de la esfera modelada) como el Universo conocido, y se rellenaria el resto de la esfera con una Corteza/manto de materia oscura y un Manto/Nucleo de Energia oscura, Una vez conseguido el modelo seria interesante (por ejemplo) ver si las cantidades cuadran(4% corteza, 23% Manto, 73% Núcleo), o simplemente se podria hacer para ver que pasa ^^ que imagino que daria resultados interesantes >:B .
Intuyo que en el otro lado del charco ya andaran haciendo modelos asi ^L^, o puede que no >:B , puede que ya se haya hecho y este descartado por ser una estupidez como puse arriba y esto solo sea una filosofada que parara Pedro cuando vea que estoy diciendo demasiadas chorradas juntas (es decir despues de este comentario xD).
Teniendo en cuenta un modelo asi cada galaxia, cumulo de galaxias, supercúmulos, etc (concentracion de energia con respecto a un centro) simplemente o estan siendo absorbida por su respectivo/s agujero/s negro/s supermasivo/s en su centro o esta acumulando materia hasta que algun exceso de densidad (Estrellas que se compactan, etc) en esa acumulacion rompa el tejido espacio/tiempo y comienze la absorcion, de hay que los cumulos tengan siempre solo dos tipos de formas(central o aleatoria, absorción o concentración(paso previo)),
Si se esta inyectando hacia el interior tal cantidad de energia no seria muy descabellado pensar que ese es el motivo por el que la expansion del Universo esta acelerando su velocidad (Solo con pensar en el gran Atractor (http://es.wikipedia.org/wiki/GranAtractor) y la cantidad de energia que podria estar inyectando el solito al interior de la esfera “se me ponen los pelos como escarpias” ^^)
Desde ese punto de referencia (Universo por capas y nosotros en la capa mas externa), lo unico que esta sucediendo es que la Materia Oscura y la energia Oscura se esta expandiendo a una velocidad terrible debido al Big Bang y ademas, al recibir continuamente mas energia de los agujeros negros repartidos por toda la corteza (el Universo visible), esa expansion se esta acelerando hasta que esa energia se acabe claro, porque entonces A – ya no existiremos ^^ y B – “Quiza” empiece exactamente el mismo efecto en una capa mas interna de la esfera oO,
Resumiendo “El Universo que podemos ver” no es mas que el colchon al final de la esfera recibiendo de forma continuada la presion de esa aceleración (Gravedad), la onda de choque dicho de otra manera, y esa onda de choque nos esta absorbiendo literalmente.
A partir de aquí puedo intentar explicar lo que veo en mi cabeza pero no se si voy a ser capaz
(Explica, al menos para mi …. Que es y como funciona la Gravedad) … pero prefiero que antes de intentarlo alguien me diga que todo esto no tiene ni pies ni cabeza y que me ponga a estudiar Filosofia xD … asi me ahorrare despellejarme las neuronas para explicar con letras algo que me costo mucho ver con imágenes mentalmente.
PD: Ahora entiendo porque Newton acabo medio loco ^^
Ángel,
No creo que estés diciendo chorradas; de hecho lo que dices es bastante sugerente. Deberías haber estudiado física… siempre estás a tiempo
¡Menuda tesis doctoral!
Buenos días, disculpad si ésta pregunta no corresponde en éste lugar y momento. Aún estoy leyendo los artículos de setiembre de 2007 y no sé si ya se ha comentado ésto en algún lugar.
El hecho es que leyendo la hipótesis de Ángel me ha vuelto a asaltar una duda recurrente. Siempre que intento abordar artículos de divulgación de relatividad general (mi voto aquí para una serie sobre ella
) me encallo con la “curvatura del espacio”.
Si me lo explican con el típico ejemplo en 2D, la cosa es como sigue (siempre que lo interprete yo bién): unos seres bidimensionales pueden estar viviendo en una “hoja” que se encuentra curvada en el espacio tridimensional. Yo entiendo aquí que un rayo de luz emitido por un ser de éste espacio, que él percibe como recto, nosotros “lo veríamos” “doblado” (cuanta comilla, pero es que estoy haciendo unas aproximaciones…..)
Y aquí es dónde me pierdo en 3D. Porque yo interpretaba la curvatura del espacio de la relatividad general como una que nosotros no podemos percibir porque, al seguir la luz una trayectoria en el espacio, nosotros la percibimos siempre como recta. Pero realmente vemos como se dobla la trayectoria, aunque se interpreta como curvatura del espacio, no de la trayectoria…
En fin, no se si explico muy bien mis líos mentales. Ya os digo, disculpad si no corresponde aquí semejante mamut de comentario
¡Ánimo Ángel! Comparte con nosotros tus ideas sobre la gravedad. No tengas miedo de lo que te diga Pedro, si no parece muy fiero.
Si no puedes desarrollarlas “con fórmulas” puedes escribir una novela de ciencia-ficción basada en ellas. Igual algún día se te recuerda como el “precursor de las modernas teorías globosféricas sobre el Universo”, como a Julio Verne del submarino.
Correcto o no lo que dices es bastante atractivo.
Manuko, no le pasas una a un pobre disléxico.
Lo mismo te digo Mazinger, que vaya calculos los mios también…
Angel
A ver, lo que dices no tiene sentido, salvo que el universo tenga MÁS de 4 dimensiones (en ese caso podría ser una hipótesis interesante para explicar donde están esas dimensiones extras).
Ahora bien, te explico brevemente porque no puede ser lo que dices (tengo que prepararme la clase de dentro de media hora
):
Si la constante esa que hablas es menor que 1, el universo EN SU CONJUNTO es una esfera de tetradimensional y fuera de ella NO HAY NADA (y dentro tampoco). La explicación solo te la puedo dar con esferas clásicas embebidas en R^3 (ya explicaré de que va esto, pero luego que me va a llevar un rato…)
PD: Pedro, le estoy dando vueltas a hacer una serie similar a la tuyas explicando que es una variedad riemeniana, pero ahora voy jodido de tiempo preparando mis clases. Lo suyo sería hacerlo antes de que empieces la de relatividad general sin fórmulas
si es que la haces. ¿Qué te parece?
Y me pregunto yo, igual que siempre se ha pensado que, tanto la energía como la materia eran continuas, y ahora se sabe que no lo es (son discretas), y se supone que el tiempo tambien… Estamos seguros de que exista el infinito, como estrictamente lo entendemos, o sea 0.9999…. ¿tiene sentido en la realidad? A veces pienso que el infinito es una aproximación que han inventado los informáticos para facilitar las cosas.
¿Existen ifinitas particulas subatómicas?¿La energía es infinita?¿El tamaño del universo es infinito?Podriamos decir que sí, pero no es un resultado estricto.
Creo que “infinito” es un término lógico, y que realmente no es algo que pueda ser posible. No se si me explico, o si lo que digo es absurdo, la verdad mis conocimientos en matemáticas o física no dan para más, xDD
Otanion, como dice Odarap el concepto de infinito es sorprendente. A mí me subyuga (recomiendo leer a Borges, que es un apasionado de este concepto). Aprovecho para pedir a Pedro más artículos del estilo de “La lámpara de Thomson” con horribles extraterrestres matemáticos.
En realidad cuando hablamos de infinito nos referimos a un número “tan gordo” que no interesa ponerse a calcularlo, así que simplificamos. Está claro que desde un punto de vista estrictamente matemático y lógico el infinito es concebible, basta recordar el álgebra de primero de carrera y sus demostraciones de la infinitud de N, Z ó R encontrando aplicaciones biyectivas sobre subconjuntos propios de ellos.
En cuanto a 0,9999… ó 1,9999… ó 2,9999… ya hemos visto que no existen, o son otra forma de escribir 1, 2 y 3 respectivamente (o I, II y III en números romanos, que cada cual que elija su notación preferida). Otra demostración “sin fórmulas” de ello es que no es posible encontrar ningún número entre 0,9999… y 1 (reto a cualquiera a que encuentre uno, recordemos que los puntos suspensivos simbolizan una sucesión infinita de nueves –lo que se conoce como “cola de nueves”-). Puesto que es conocido que entre dos números distintos A y B pertenecientes a R hay otros infinitos números reales (otra vez el infinito, cachis), el hecho de que no sea posible encontrar ni uno sólo entre 0,9999… y 1 demuestra que en realidad son el mismo número (iguales). O eso o acabamos de echar por tierra un pilar de las matemáticas.
Otra cosa bien distinta es que existan objetos físicos (energía o materia) infinitos. Ahí estoy contigo. Por muy grande que sea la cantidad total de energía y materia del Universo, al final tendremos un número concreto (aunque “mu gordo”). No creo en ninguna sucesión infinita de tortugas que sostienen nuestro mundo. Sobre la continuidad de la materia y la energía, pues ya sabemos que la mecánica cuántica dice que “nanai”. Sobre que el tiempo sea discreto sé menos, pero si he de apostar diré que sí, y añado que también el espacio. Esto último explicaría la paradoja de Zenón.
25 Angel
Bueno, ahora la respuesta larga. Supongamos que nuestro universo tiene 2 dimensiones espacio y tiempo (lo hago así para poder pintar, en realidad no tiene matemáticamente especial 2 que 40). La relatividad general afirma que nuestro universo es “curvo” y que la curvatura depende de la masa en cada punto.
La idea detrás de todo esto es la de “pozo intuitivo” que Pedro ha mostrado varias veces. LOCALMENTE el universo es como un pedazo de sábana (que llamaré sábana-universo) que deformamos según la masa que haya (vamos, como si extendieras una sábana en la tierra y le pusieras un peso encima). OJO al dato, el universo ES la SÁBANA solo que nosotros para entendernos mejor LA PINTAMOS en un espacio MÁS grande (o sea, en con una dimensión más) para entender mejor la deformación de la sábana, PERO EN REALIDAD no hay esa tal dimensión más, NO EXISTE EL EXTERIOR DEL UNIVERSO.
Si ahora miramos la sábana-universo EN SU CONJUNTO (o sea desde MUUUUUY lejos), dependiendo de la densidad de masa que tenga la sábana-universo, esta tendrá una forma u otra, PERO SOLO VISTA DESDE EL EXTERIOR… y ya hemos dicho que el exterior del universo NO EXISTE. Luego eso de que en el interior de la esfera puede estar la materia o la energía oscura, pues puede ser SOLO si hay más dimensiones y existe el exterior del universo.
Ahora las mates menos intuitivas, para el que quiera wikipear más:
Todo esto tiene que ver con la capacidad de “embeber” una variedad diferenciable en un \R^n. Hay un teorema (de Nash, creo) que afirma que TODA variedad diferenciable se puede “dibujar” en un \R^n… o sea existe un número de dimensiones MÍNIMO en el cual cualquier variedad se puede pintar. Ahora bien, el universo es una variedad diferenciable (de hecho la teoría general de la relatividad lo que dice es que es una variedad diferenciable muy un tipo muy particular que se llama Riemeniana) con lo cual se puede “pintar” en un \R^n. El problema es que salvo que el universo (en su conjunto o sea la constante igual a 1) sea plano y por lo tanto sea EXACTAMENTE \R^4 no lo podemos “dibujar” salvo en \R^5 (la esfera de cuatro dimensiones solo se puede “dibujar” en \R^5 y la hipérbole de 4 dimensiones igual que son las únicas otras dos posibilidades que brinda la teoría). Pero dibujar es solo una forma que tenemos los humanos de visualizarlo, de hecho estamos acostumbrados a estar en una esfera (la superficie de la tierra) y no hemos sido conscientes de su forma hasta que no salimos “FUERA DE LA ESFERA” (o sea al espacio) pero el asunto es que ahora NO EXISTE fuera del universo.
Bueno, espero que el tocho post no se os indigeste
¿Y el polvo? Es dificil imposible ver el polvo a esta distancia y sin embargo el universo está lleno de polvo, de hecho si tenemos en cuent ala distancia entre los planetas y el planeta y el sol y que siempre podemos encontrar polvo a pesar de este inmenso espacio me pregunto si entre todo este polvo no estará creando fuerzas gravitatorias enormes.
Hola,
yo leí en un libro de cosmología (divulgación, nada tecnico) que una posible explicación a la materia oscura era que el universo estuviera “doblado” en la quinta dimensión espacial. Nuestras 3 dimensiones y la cuarta (donde las elipses son rectas) no serían mas que la corteza de un universo de 5. Si la forma real tiene pliegues, la gravedad de las estrellas podría estar afectando más de lo que afecta si solo pensamos en las 3 dimensiones habituales.
Creo que a eso se refería Angel, y probablemente lo leyó en “El universo en una cascara de nuez”. (he leído otros libros así que igual no era en ese.)
saludos
Guepard , el polvo no es “visible” pero su influencia si y se tiene en cuenta a la hora de reducir los cálculos. Busca en google “redshift” y “polvo” y verás como “enrojece” las medidas de los objetos con la distancia. Por un lado estamos hablando de una cantidad con un orden de magnitud de 100 partículas por km³ que gravitatoriamente no influye NADA, sin embargo para no ser NADA, mira como hay que tenerlo en cuenta para las medidas.
Siempre e tenido estas dudas y supongo que alguien aquí puede responder: ¿Solo hay 4 fuerzas fundamentales? ¿la materia oscura (si existe) no podría sufrir otras que no conocemos? ¿ Nó existirían bosones oscuros?
Buenas Noches,
Hola Emili
, el único libro que he leído sobre dimensiones extras (y solo las mencionaban y de forma bastante fantasiosa) ha sido Caballo de Troya I, ficción pura y dura; todo este “bicho enorme” que he soltado ahí arriba me lo he montado leyendo de esta genial pagina, tirando de la Wikipedia (y muchísimo), de la pagina hermana del Tamiz “Ciencia Kanija” etc. y juntándolo todo en la cabeza ^^; en general la fuente de mis imágenes mentales es (como no podría ser de otra forma en los tiempos que corren) “Internet” xD… solo he descrito lo que me imagino desde hace tiempo cuando intento hacerme una imagen global del espacio mirándolo desde “fuera” con todos los datos que conozco y estan refutados en la actualidad, teorías experimentales, etc. …. (Todo esto solo lo había hablado con amistades, si te pones a hablar de esto con gente que te conozca poco o no entienda del tema te toman por un loco xD).
Cruzki, el Universo que me imagino tiene como mínimo (solo la esfera) 8 dimensiones, y si en el exterior hay algo (yo pienso que si) entonces “Desde nuestro punto de referencia tiene 12 (Mmmhh ¿teoría de cuerdas? xD); nuestras dimensiones, las de fuera y las de dentro.
Pero con el tiempo he entendido que todas esas dimensiones extras aparecen debido al marco de referencia en el que te pongas a contar, en el fondo siempre hay 4. Con respecto a mi punto de vista, por ejemplo aquí en la tierra, si no hubiese tenido estudios, pensaría que vivo sobre un plano, no pensaría que debajo hay algo mas, ni que esta curvada, en cambio a los ojos de un astronauta no vivo sobre un plano, vivo en uno (y además esta curvado), y toda la tierra Tiene 3 dimensiones + el tiempo, ¿Eso significa que la tierra tiene 8 dimensiones?, no, solo significa que siempre hay 4 y lo mas importante es “desde donde estas observando las 4 dimensiones”, no se si me explico.
Como dices, si al final los datos de la NASA indicaran que ese resultado “cercano a 1” fuera acercándose desde 0.9999…. el Universo conocido seria la superficie de la esfera y dentro no habría nada, pero si juntas eso y que los científicos están buscando donde esta ese 77% de Energía que falta para que todo encaje según las Fuerzas que interactúan con la materia que conocemos, la idea de meter ese 77% dentro de la esfera quizá matemáticamente sea una burrada … pero para mi es una solución elegante (claro que debido a mis estudios no tengo ningún tipo de criterio xD) …
No entiendo porque tienes tan claro que “fuera de la esfera” no hay nada, ni “dentro” tampoco (Matemáticamente puede que sea fácil de explicar pero Físicamente para mi no tiene sentido), suponiendo que milagrosamente yo estuviese en lo cierto (Que teniendo en cuenta lo poco que se de Física lo normal es que no, pero para eso escribo aquí, para aprender ^L^); la sola existencia de los agujeros negros (En todos sus tamaños conocidos) indica que tiene que haber otra zona del espacio recibiendo toda la energía que se pierde a través de ellos (Fuera, dentro, sobre si mismo, “En otro Universo hace muchos muchos años” xD, donde sea), por eso no comprendo que me digas que no hay nada mas, ni fuera ni dentro, según eso estas diciéndome que la Energía se destruye al atravesar un agujero negro, ufff, seria un golpe para mi aceptar eso xD. Pero vamos si me explicas porque lo tienes tan claro tendría una nueva idea que imaginar, y eso me encanta :P.
Mazinger, la verdad es que alguna vez he tenido la tentación de escribir lo que pienso, (Tengo algunas ideas curiosas sobre quien y para que podrían habernos creado (Al Universo … nosotros, me da, solo pasábamos por aquí >:B ) , y también como lo habrán hecho (Aunque no tengo ni idea de con que tipo de artilugio habrán sido capaces ^_^), es mas pienso que nosotros mismos podremos crear Universos dentro de mucho tiempo como la ciencia siga avanzando a esta velocidad, todo empezara cuando podamos alterar la materia a nivel cuántico),
pero ahora mismo no me veo con suficiente técnica para escribir un libro sobre esto (quizá cuando me jubile xD), y muchas veces también me digo que la mayoría de mis tonterías ya las habrá escrito alguien; mira sino lo que comenta Emili, ya hay un libro por ahi con ciertas ideas como las que yo estoy pensando.
PD: Hace unos dias compre los volúmenes de Fisica de Feynman … llevaba con la idea de hacerlo un tiempo ya …. Sobre todo desde que lei “Esta usted de broma Mr. Feynman” (Un libro espectacular) por la manera de pensar que tiene con respecto a como se deberia educar en las escuelas y Universidades … creo que España (Al menos en mi facultad) adolece del mismo cancer que Feynman comenta en el libro cuando visita Brasil. Sobre los libros de Fisica … ahora mismo me da miedo cogerlos xD .. los he ojeado y no quiero echarme para atrás por empezarlos demasiado pronto, los dejare aparcados para cuando me vea capaz :$ (Aun me falta mucha base) … quiza este verano ^L^
PD2: Con respecto a la gravedad … he estado pensado mucho en ello y creo que la forma que tengo de verla … es demasiado rara para que tenga sentido …. En resumen para mi …. Todo el Universo conocido (Espacio y Energía (Planetas, Soles … etc. etc.) seria como una malla de miniagujeros negros del tamaño de la constante de planck atrayéndose unos a otros, que están absorbiendo continuamente la energía que la densidad de la materia les permite asimilar (Densidades exageradas rompen la malla sobre si misma oO) … pero es que incluso leyendo mi propio texto creo que no tengo la capacidad para explicarlo …. Tengo que estudiar más xD.
PD3: Pedro no me digas esas cosas que viniendo de ti me las creo ^L^ …..
Ángel, tu teoría se parece cada vez más a las teorías de supercuerdas…
Intenta lo siguiente: coge tu teoría, olvídate de eso del universo como una esfera (es de suponer que una expansión uniforme tras una explosión tiende a formar una esfera, por lo que sobra tal tesis si partimos del Big Bang), y toma una parte discreta del espacio: ahí está todo lo que tú dices, es decir, las cuatro dimensiones que observamos, y las ocho imposibles de observar, por demasiado pequeñas (las que tu dices “por debajo de”) o demasiado grandes (las que tu dices “por encima de”). Bien, ya tienes algunas de las tesis de la teoría de supercuerdas…
Si no te cuadra, recuerda que el universo es, precisamente, eso: un universo. Es decir, un uni-verso… “De una forma”, en todas partes.
Por otra parte, dale la vuelta a lo de la gravedad: deja de absorber y empieza a hablar de aceleración (y, por lo tanto, de la dimensión “tiempo”, no solo con las dimensiones “espacio”). Con esas tesis que tienes, lo mismo nos sigues dando más formas de ver las cosas…
Buenas .. estaba apunto de acostarme y me acabo de dar cuenta que he puesto una burrada :$; donde pongo 77% queria decir 96% …. si es que a las 3 de la mañana no se puede hablar de la forma del Universo xD.
Hola Manuko, muy a menudo se me pasa por la cabeza que la teoria de cuerdas habla de 12 dimensiones y que cuando habla de ellas las compacta por eso arriba lo deje entre interrogantes, en realidad la idea de la esfera me cuadra incluso tambien por ello, aunque no tengo ni idea de como funciona matematicamente la teoria de cuerdas … por eso no me atrevo a decir que “encaja” con lo que digo,
con respecto a que la idea de la esfera es evidente,
… siento entonces haberlo contado como una novedad xD, es que a mi me lo parecia, porque incluso leyendo el articulo sobre la materia oscura, Pedro parece dar a entender que los Fisicos actualmente piensan que todo esta incluido en en Universo conocido y que por esa razon no les cuadra, ni la aceleracion de la expansion del mismo, ni las fuerzas que actuan sobre las galaxias y hacen que todo cumulo gire de manera uniforme a la misma velocidad desde su zona externa hasta su centro ( Una mayor aglomeracion de materia deberia acumular cada vez mas Agujeros negros que a su vez producen un contacto mas directo con el “Manto” del Universo que imagino, por lo tanto les afecta de forma mucho mas directa la presion que viene desde el centro) por eso pense que mi punto de vista podria ser interesante, porque creo que podria llegar a explicar todas esas incognitas, pero vamos que no quiero que penseis que estoy siendo imperativo …. solo queria compartir la idea por si pudiese tener sentido (Y sino quitarmela de la cabeza xD, que me hace perder mucho el tiempo xDD)
Quiza al hablar de absorcion no este utilizando una palabra idonea, voy a intentar explicarlo de otra manera,
pero ya esta noche que ahora mismo no puedo pensar >:$ y me salen cosas como estas:
“la Cantidad de fuerza que recibimos desde centro del Universo a traves de los miniagujeros negros que producen la gravedad en toda la materia es directamente proporcional a la cantidad de materia que sea capaz de concentrarse en un punto (Cuanto mas cerca esten los miniagujeros unos de otros (Cuanta mas densidad) mas facil es producir una grieta (Union de miniagujeros) en el Tejido Espacio/Temporal)” ….
y asi llevo un rato y claro despues lo leo y pienso que mas que aclarar cosas va a liarlo mas todo xD
XX32, pienso que no es un tema sencillo decir cuántas fuerzas fundamentales hay en la naturaleza. Nosotros hemos llegado a la conclusión que 4 después de mucho tiempo de observar los fenómenos naturales y de tratar de explicarlos. Y esto es precisamente de lo que depende el número de fuerzas: de la existencia de fenómenos que demanden ser explicados mediante la presencia de una fuerza del tipo que sea.
Hace un siglo y medio nadie podía prever las fuerzas nucleares fuerte y débil porque nadie había observado el núcleo de un átomo (de hecho aún no no había consenso sobre si la materia era continua o discreta). Sin embargo, después hubo que explicar cómo demonios se mantenía unido el núcleo de los átomos y qué provocaba la radiactividad, ¡y voilà!, surgieron dos nuevas fuerzas.
También ha pasado el fenómeno contrario, antes de que el señor Maxwell uniese la electricidad y el magnetismo se pensaba que estos fenómenos se debían a fuerzas diferentes. Sin embargo resultó ser la misma, la electromagnética. Por ello hubo que restar una.
Desde hace años está abierto el debate de la unificación de las 4 fuerzas. Según esto las 4 fuerzas serían manifestaciones distintas de una misma fuerza.
Para concluir diré que “de momento son 4″, en tanto no observemos nuevos fenómenos físicos (¿esas irregularidades en la rotación de cúmulos de galaxias sobre sus centros de gravedad?) que demanden nuevas fuerzas, o no seamos capaces de unir algunas. Quien sabe si dentro de un siglo se hablará de la fuerza fundamental (la única) de la naturaleza o las 7.
Desde hace años está abierto el debate de la unificación de las 4 fuerzas. Según esto las 4 fuerzas serían manifestaciones distintas de una misma fuerza.
Mazinger, creo que no es exactamente así: cuatro son, porque cuatro vemos y sentimos. De momento, sabemos como “se producen” tres de ellas (las explican las teorías de campos), y lo que busca la teoría M y las teorías de la unificación es meter en el mismo saco la gravedad… Pero eso no significa que las tres fuerzas que “sabemos” como se producen sean la misma fuerza, sino que se producen las tres “de la misma forma”: mediante intercambio de fermiones por parte de bosones, es decir, en un espacio de cuatro dimensiones.
Creo que digo bien: cuatro dimensiones. De momento solo sabemos sobre cuatro dimensiones. Pero la cosa falla con el cuarto campo: el gravitatorio. No se sabe como funciona. Puede que el tiempo sea más de una dimensión, o que haya “más espacios” que hacen que haya tiempo, es decir, que haya más dimensiones que, al tenerlas en cuenta en la teoría de campos, dan como resultado justamente los campos que conocemos: el de la gravedad, el del electromagnetismo, y los dos de las fuerzas nucleares.
Al caso, lo que está diciendo Angel últimamente no está para nada fuera de lugar. Es más, Angel, aquí tienes tu esfera de ocho dimensiones: Politopo E8.
Y ahora viene lo mejor: Una Teoría del todo excepcionalmente simple.
PD: El Polítopo de 8 dimensiones me ha encandilao completamente…
gracias, eso aclara algunas dudas, pero hace pensar lo fragil de nuestras teorias.
@ Angel
Vamos por partes:
Esta es uno de los errores clásicos que cometemos al pensar en el bigbang y en el universo en su conjunto. Según las teorías actuales el bigbang NO fue una explosión en un “sitio” de la cual el universo se expande en el “sitio”. NO, no existe “sitio”, no existía nada, de hecho el “sitio” se creó en el bigbang y luego fue creciendo. Es completamente anti-intuitivo porque estamos acostumbrados a ver las cosas desde “fuera” como observadores privilegiados y no desde el propio experimento, por decirlo de alguna forma. Por eso digo que no existe NADA fuera del universo. Para mí, cualquier teoría que NECESITE de más de 4 dimensiones me parece que esta mal de base, salvo que sea capaz de dar métodos para poder detectarlas y además explique fenómenos que hasta antes no podíamos explicar.
Si creemos que el universo tiene 4 dimensiones entonces esas 4 dimensiones se crearon en ese momento y la “forma” que tiene el universo es una u otra dependiendo de la densidad que tenga… a todas estas no se si te has dado cuanta que lo que realmente dice la teoría: La curvatura total del universo es positiva o negativa, no dice nada de forma. En realidad lo de que “es como una esfera” es una manera de simplificar el asunto que sólo tiene sentido para un observador privilegiado FUERA del universo, que según nuestro conocimiento actual no existe y es posible que sea indemostrable que exista. Te recomiendo el artículo de la wikipedia como introducción a las geometrías no euclídeas #1
En cuanto a los agujeros negros. Según tengo entendido lo que entra en un agujero negro no se pierde, simplemente pasa a formar parte de la singularidad y si es cierto que los agujeros negros se evaporan, entonces el universo lo recupera en ese momento. De todas formas con las teorías actuales es imposible saber que pasa dentro en la singularidad. A partir de una singularidad, matemáticamente puede suceder cualquier cosa. Hablando mal, despues de una singularidad, cualquier cosa que prediga la teoría es matemáticamente posible (por eso no les gustan nada a los físicos :P)
La verdad es que no estaría mal un artículo sobre cosas que HEMOS OBSERVADO y que ni la relatividad general ni la cuantica sean capaces de explicar.
1 http://es.wikipedia.org/wiki/Geometríanoeuclídea
XX32, lo importante en Física es disfrutar del viaje (que espero que sea largo y emocionante). Nuestras teorías son modelos que describen eso que llamamos realidad y son tanto más robustas cuanto más certeramente pueden explicar el comportamiento de los fenómenos físicos. Pero van al ritmo de nuestros descubrimientos.
El objetivo de la Física no es precisamente una minucia: explicar el Universo. ¡Mucha tela! ¿No? Por eso las teorías van completándose, refinándose y superándose sobre la marcha. En realidad no hacen otra cosa que crecer. Las nuevas teorías se apoyan en las anteriores y describen una gama de fenómenos físicos cada vez más amplia que nos acerca a nuestro ambicioso objetivo. La materia y la energía oscuras nos recuerdan el hecho de que el show no se ha terminado y ponen frente a nosotros el reto de explicarlas. Y ¿acaso no está bien así? Lo dicho: disfrutemos del viaje.
Manuko, quizás no haya elegido las mejores palabras para expresarme en mi post anterior. Pero quede claro que me refería a las teorías del campo unificado, a las que creo que tú también te refieres.
Un último apunte sobre las teorías y los modelos. No olvidemos que las teorías son un artificio que nos ayuda a entender la realidad, pero no son la realidad misma. Si para explicar un fenómeno físico hacen falta n dimensiones (desde un punto de vista matemático), ¿significa que esas dimensiones existan realmente?
A esta pregunta es difícil responder. Me inclino a pensar que sí, que las matemáticas son algo más que metáforas para explicar un hecho y que siempre tienen algún reflejo en la realidad. Pedro dedicó hace nada un artículo a la Ecuación de Onda de Shrodinger, preguntándose sobre ¿qué demonios significa que sea imaginaria? No mucho antes escribió sobre el Principio de Incertidumbre y sobre cómo Heisenberg se devanó los sesos tratando de explicar el significado de que parejas de observables no conmutasen. ¡Y tenía un significado! ¡Vaya que si lo tenía!
El problema es que el reflejo que las matemáticas tienen en el mundo exige interpretación y hay que esforzarse en buscar la correcta. Cuando Shrodinger descubrió su famosa ecuación la interpretaba en el más puro sentido físico de lo que es una onda. Sin embargo tuvo que llegar Born y ponerse a calcular probabilidades…
Las modernas teorías tienen un defecto: cada vez es más difícil visualizarlas. Así que es cada vez más difícil hacer una buena interpretación de las mismas. Me da la impresión de que se abusa un poco de esta dolencia en las modernas teorías y se usa un vocabulario confuso ante la dificultad de visualizar. Quizás esto revele cierta impaciencia para explicar algo tan asombroso como el Universo. Espero que al final no confundamos la realidad con las leyes que usamos para interpretarla.
He dicho.
Que nuestras teorías predigan que exista algo no significa que EN REALIDAD exista. Nuestras teorías no son más que artificio matemáticos para explicar el universo. De hecho, hasta donde sabemos, NO TIENE por que haber “leyes” que hagan que el universo funcione, solo que hasta donde sabemos, estas leyes explican muy bien el comportamiento del universo.
Es una sutil diferencia, pero muy importante.
En todo caso, Cruzki y Mazinger, ¿cómo leches explicaríais el entrelazamiento cuántico y la transferencia “fuera del tiempo” (instantánea) de un estado cuántico entre dos partículas separadas en el espacio (y por lo tanto en el tiempo) sin aceptar que hay dimensiones extra?
El entrelazamiento cuántico no es una teoría - aunque si forma parte de los fenómenos explicados por diversas Teorías que hablan de más de cuatro dimensiones, aunque está aun por llegar la Teoría final -, sino un fenómeno demostrable y comprobado…
Ese Politopo E8 define muy bien lo que veo cuando pienso en el Universo
Y esa teoria (lo que se puede leer en la Wikipedia, que es mas bien poco) tambien se parece mucho a lo que estoy pensando.
Si uno no forma parte de la comunidad cientifica ¿Como accede a trabajos de ese estilo?, porque me encantaria poder leerlo e intentar comprenderlo, aunque tardase años en hacerlo >:B.
Pedro, ¿Podrias colgar para nosotros ese tipo de trabajos?¿Tienen algun tipo de Copyright?¿O son de caracter publico?¿Estan publicados en alguna parte y se pueden solicitar previo pago?
Aunque estuviese en Ingles, me daria igual, no hay nada que no se entienda prestandole un poco (o mucho) de tiempo.