La teoría de cuerdas
La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que básicamente afirma que todas las partículas son en realidad expresiones de un objeto básico unidimensional extendido llamado “cuerda” o “filamento”.
De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un “punto” sin estructura interna y de dimensión cero, sino una cuerda minúscula que vibra en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel “microscópico” se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse, puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M pretenden alejarse de la concepción del punto-partícula.
Sus seguidores consideran que la teoría de cuerdas es la mejor candidata para convertirse en una teoría unificada o Teoría del todo, es decir, una teoría capaz de describir todos los fenómenos ocurridos en la naturaleza debido a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción nuclear fuerte y débil. Existiendo, también desde el campo de la física, detractores que la consideran pseudociencia por la imposibilidad de falsarla y dado que, pasadas tres décadas desde su postulación, no ha sido posible aportar prueba experimental alguna que la avale.
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Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_cuerdas
Redes, Hay otras dimensiones
En el décimo aniversario de este genial programa televisivo que auna ciencia, entretenimiento y reflexión filosofíca, nos descubrimos viviendo en un universo con más de cuatro dimensiones…
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EL OJO DEL HUBBLE
Lleva 19 años en el espacio, a 600 kilómetros de la corteza terrestre. Desde allí, el Telescopio Espacial ‘Hubble’ (llamado así en homenaje al astrónomo Edwin Powell Hubble, que demostró la expansión del Universo) ha enviado espectaculares imágenes del Cosmos, una información que ha servido para acercanos más a los orígenes de su existencia, y de la nuestra.
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El monstruo de la vía lactea (2007)
El Monstruo de la Vía Láctea lleva a los espectadores a un emocionante viaje hasta un agujero negro de dimensiones masivas. Lo que comenzó como una explosión cataclísmica de estrellas en una supernova violenta se convirtió en uno de los fenómenos más misteriosos del universo: el agujero negro. Los agujeros negros son la base de todo argumento de ciencia ficción, con fantasiosos pasillos subterráneos que viajan a través del espacio y el tiempo dominando la imaginación. Nada sobrevive a estos agujeros: su fuerza gravitacional retuerce al espacio y al tiempo lo transforma en un nudo tan poderoso que ni siquiera la luz puede escapar de él; y, por lo tanto, la posibilidad de hallar un pasillo en su interior es casi nula. ¿Son los agujeros negros una extraño monstruo de la naturaleza? ¿O es que el universo oculta muchos de estos misteriosos fenómenos? 125 mil millones de galaxias conforman el universo visible para el ojo humano; casi todas las grandes galaxias albergan un agujero negro. De hecho, hasta nuestra propia Vía Láctea tiene en su interior uno enorme, de 50 millones de kilómetros de ancho, en el centro mismo de la galaxia. ¿Qué papel tienen los agujeros negros en el proceso de atracción de la materia en la enorme telaraña de gas y galaxias? Y siendo tan voraz su apetito, ¿Qué podrá evitar que uno de ellos borre un sistema solar como el nuestro por completo?.
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La última frontera del hubble (2008)
Orbitando a casi 650 kilómetros por sobre la Tierra, el telescopio espacial Hubble ha sido nuestra ventana más poderosa que planea sobre las varias fábricas de estrellas. Tuvo un papel primordial en la confirmación de la existencia de los agujeros negros. Además, ha logrado captar el final cataclísmico de estrellas mucho más grandes que nuestro propio sol. El Hubble confirma que el universo está en plena y rápida expansión, hecho que podría finalmente determinar la destrucción total de ese mismo universo, dato que convulsiona la antigua teoría sobre la existencia de este universo. Este telescopio además nos brindó las primeras imágenes increíblemente detalladas en las que se observa cómo las estrellas embrionarias nacen del gas y el polvo que emana de las nubes. El Hubble rastreó los desechos de una supernova de mil años de antigüedad que aún se mueve por el espacio a una velocidad aproximada de 5 millones de kilómetros por hora, hecho que fue registrado por primera vez por astrónomos chinos en el 1054 D.C. Cuando los científicos enfocaron el Hubble sobre Júpiter lograron ver en tiempo real el devastador efecto de un cometa azotándolo. Pero pronto perderemos para siempre a este telescopio de 12 toneladas de peso ya que está descendiendo en espiral hacia la Tierra. Un grupo de astronautas viajará al espacio para repararlo antes de que se cierre por completo y sea enviado de regreso a la Tierra.
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LA MÁQUINA DEL TIEMPO
El profesor Ronald Mallett tiene como proyecto diseñar una máquina del tiempo basada en la utilización de rayos de luz para crear un bucle en el tiempo. Su teoría difiere de las establecidas en que no necesita a los desconocidos agujeros negros ni agujeros de gusano para tal fin. Por increíble que parezca, la cosa tiene bastante sentido.
Imaginémonos que vamos en un coche a 90 Km/h y que nos adelanta otro a 180 Km/h. Olvidándonos de la multa y todo eso ¿a que velocidad lo veríamos pasar? Sería 180-90=90 Km/h. Ahora imaginémonos que vamos en una nave espacial a 150.000 Km/seg (la mitad de la velocidad de la luz) y que vemos pasar un rayo de luz a nuestro lado. Ahora, ¿a que velocidad lo veríamos pasar? La respuesta no es a 150.000 sino a su velocidad total (300.000 Km/seg). Suena raro ¿verdad?
Este es uno de los principios más extraños de la física pero no por ello deja de ser real. Hay muchos experimentos que lo demuestran (este es uno de los más famosos).
Por increíble que parezca, incluso si nos desplazásemos a casi la velocidad de la luz seguiríamos viendo pasar el rayo a su velocidad total. Para que ocurra esto, tiene que estar cambiando algo y a ese efecto se le denomina dilatación del tiempo.
Una ecuación sencilla que relaciona velocidad y tiempo es la que se deduce de las famosas transformaciones de Lorentz y son las que Einstein utilizó en su teoría especial de la relatividad.
(Demostración matemática aquí.)
Las dos t representan la diferencia de tiempo que ocasionaría el desplazamiento a una determinada velocidad (V, que podría ser por ejemplo la velocidad del DMC DeLorean de Regreso al futuro); C es la velocidad de la luz. Si nos fijamos en la ecuación, cuanto mayor es V, mayor es la diferencia entre t´y t. Este es el principio de la teoría de los viajes en el tiempo. A mayor velocidad, menor es el tiempo que pasa por el objeto que se desplaza a esa velocidad con respecto a otro (el hipotético observador inmóvil). Algo curioso que se deriva de esto es que si la velocidad es la misma que la de la luz (V=C) nos dá que t´=0 ¿el tiempo se para?. Por otra parte si se alcanzase una velocidad superior a la de la luz el tiempo iría hacia atrás. Tradicionalmente se ha dicho que nada puede viajar más rápido que la luz para solucionar este problema.
La dilatación temporal a causa de la velocidad fue comprobada directamente por Rossi y Hall estudiando la vida media de unas partículas descubiertas en los rayos cósmicos, los muones. Estas partículas poseen una vida media de dos microsegundos. Rossi y Hall observaron que los muones que se crean en las capas altas de la atmósfera son capaces de llegar a la tierra después de recorrer 10 Km tardando más de 30 microsegundos a casi la velocidad de la luz ¿pero si existen durante dos microsegundos?. La única explicación es que su vida se ha dilatado como predice la relatividad.
Einstein predijo que la gravedad retarda el tiempo, todos estos fenómenos se han medido con ayuda de relojes muy precisos. Incluso para el GPS se tuvieron en cuenta los efectos de distorsión temporal para una correcta sincronización.
La idea de Mallett reside en que si energía y masa son lo mismo (E=mc2), se puede prescindir de la masa (como la densidad de agujeros negros tradicionalmente expuestos en teorías con el fin de distorsionar el continuo espacio-tiempo) y utilizar la energía para retorcer el espacio; espacio que está unido al tiempo y que de esta forma también se retorcería. El problema seguramente resida en que se necesita una potencia muy elevada en la energía a emplear, que en el caso de este experimento se hará mediante rayos láser.
Los principales problemas de los viajes en el tiempo recaen en la posibilidad real de viajar al pasado. Stephen Hawking descarta la posibilidad de un viaje al pasado debido a su conjetura sobre la protección cronológica. David Deutsch sugiere que, en caso de ser posible ir al pasado, se viajaría a un universo paralelo donde se evitarían las paradojas tales como impedir tu propio nacimiento (con lo cual no existirías y con lo cual no habrías podido viajar al pasado).
Hay otra alternativa que consiste en ir al pasado y aparecer en nuestro mismo universo pero de forma que no fuésemos capaces de realizar acciones que conlleven paradojas. Esto implicaría que estamos restringidos y que el universo está predeterminado en cierta medida.
Por supuesto, también estaría la posibilidad de ir hacia atrás en nuestro universo y poder hacer lo que nos apeteciese con todas las paradojas y sus consecuencias (aunque esto sería un caos).
Paul Davies expone en su libro “Como construir una máquina del tiempo” que una máquina de este estilo no podrá viajar hacia atrás en el tiempo más allá de cuando se terminó su construcción. Eso sí, los sucesos que ocurren en el futuro pueden interferir en la máquina. Por eso cabe preguntarse que si la idea del profesor Mallett tiene éxito, ¿que ocurrirá cuando encienda por primera vez la máquina? ¿no ocurrirá nada? ¿podría empezar a recibir información del futuro?, ¿quien sabe?.
La idea de construír una máquina mediante potentes rayos de luz que distorsionen el entramado espacio-tiempo, en principio parece una locura pero es posible que funcione. No hay que malinterpretarlo, ya que lo que se pretende es trabajar con partículas subatómicas y no enviar expediciones al Mesozoico para observar que ocurrió en la extinción finicretácica. Habrá que estar atentos a lo que pasa. Hoy en día nadie es capaz de demostrar que esto no se podrá hacer.
Aquí un interesante programa de Redes de TVE2 entrevistando a Paul Davies sobre este tema:
Parte 1:
Parte 2:
Parte 3:
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