Los descubridores de los primeros planetas extrasolares ganaron el Premio Nobel de Física
La academia sueca galardonó a Michel Mayor, Didier Queloz y James Peebles.
Los descubridores de los primeros planetas extrasolares ganaron el Premio Nobel de Física
Mayor, Queloz y Peebles. Foto: Getty Images
Claudio Silva08/10/2019 - ( hace 5 horas )
Michael Mayor y Didier Queloz fueron los responsables del descubrimiento de los primeros planetas fuera del sistema solar. James Peebles es uno de los padres de las teorías cosmológicas que explican cómo surgió el universo. Los tres recibieron el Premio Nobel de Física 2019 de parte de la Real Academia de las Ciencias de Suecia. La institución destacó el aporte de los tres expertos al conocimiento sobre la evolución del cosmos.
Hace menos de 30 años la existencia de planetas fuera del sistema solar era una teoría muy probable, pero nadie lo había podido comprobar con observaciones directas. Fue en 1992 cuando Aleksander Wolszczan y Dale Frail anunciaron el descubrimiento de los primeros planetas extrasolares de la historia. Esos planetas orbitaban una estrella de neutrones, lo que devaluó en algo el descubrimiento.
En 1995 los suizos Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron el primer planeta extrasolar en torno a una estrella "normal" y fueron ellos los que recibieron el reconocimiento de la academia sueca. Informa El País que a la fecha se han descubierto más de 4.000 planetas fuera del sistema solar, se estudian algunas de sus atmósferas y se buscará en ellas señales de actividad biológica.
Antes sería el canadiense James Peebles quien elaboró las teorías para explicar cómo empezó todo. En 1964, Robert Wilson y Arno Penzias, dos ingenieros descubrieron un ruido de fondo que no eran capaces de eliminar y cuya procedencia desconocían. Aquella señal fue identificada finalmente como el fondo cósmico de microondas, una radiación fósil que era como una especie de eco del Big Bang.
Más de medio siglo después, Peebles, uno de los científicos que predijo la existencia de aquella radiación, recibió también el Nobel. El impacto de las teorías y los descubrimientos de Peebles, Mayor y Queloz tiene una vertiente existencial. En 1600, el astrónomo Giordano Bruno fue quemado por defender que el sol era una estrella más y que en torno a los astros orbitaban planetas habitados por seres inteligentes.
La segunda parte no se ha comprobado aún, pero ya sabemos que existen infinidad de planetas y que no está prohibido pensar que alguno acoja a seres que piensan. El trabajo de Peebles se acerca al misterio por excelencia, al origen de todo. Este miércoles se conocerá los ganadores del Nobel de Química, el jueves el de Literatura, el viernes el de la Paz y el de Economía se dará a conocer el lunes de la próxima semana.
La cosmología, del griego κοσμολογία («cosmología», compuesto por κόσμος, /kosmos/, «cosmos, orden», y λογια, /logía/, «tratado, estudio») es la rama del conocimiento que estudia el universo en conjunto. La palabra «cosmología» fue utilizada por primera vez en 1731 en la Cosmología generalis de Christian Wolff, el estudio científico del universo tiene una larga historia que involucra a la física, la astronomía, la filosofía, el esoterismo y la religión. El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con la hipótesis de que las estrellas de la Vía Láctea pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cual forma parte el propio Sol; y que otros cuerpos nebulosos visibles con el telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, pero muy lejanos. La cosmología es una gran astronomía: Estudia el universo en sus mayores escalas. Desde los misterios de la materia oscura y la energía oscura hasta la vasta red cósmica, la cosmología moderna investiga lo que hace funcionar el cosmos. La Cosmología física se entiende por el estudio del origen, la evolución y el destino del Universo utilizando los modelos terrenos de la física. La cosmología física se desarrolló como ciencia durante la primera mitad del siglo XX como consecuencia de los acontecimientos detallados a continuación: Astronomía y Astrofísica. Como referencia importante debe señalarse que en 1964. Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson de los laboratorios Bell descubren la señal de radio que fue rápidamente interpretada como la radiación de fondo de microondas, que supondría una observación crucial que convertiría al modelo del Big Bang (o de la Gran Explosión) en el modelo físico estándar para describir el universo. Durante el resto del siglo XX se produjo la consolidación de este modelo y se reunieron las evidencias observacionales que establecen los siguientes hechos fuera de cualquier duda razonable: 1.El universo está en expansión, en el sentido de que la distancia entre cualquier par de galaxias lejanas se está incrementando con el tiempo. 2.La dinámica de la expansión está descrita con muy buena aproximación por la teoría general de la relatividad de Einstein. 3.El universo se expande a partir de un estado inicial de alta densidad y temperatura, donde se formaron los elementos químicos ligeros, estado a veces denominado Big Bang o Gran Explosión. En filosofía y metafísica, la cosmología trata del universo considerado como colección de seres finitos, de su esencia, origen, leyes, elementos y atributos o caracteres más importantes y generales: ⦁Del mundo en general; ⦁De los principios esenciales de los cuerpos; ⦁De las leyes de la naturaleza física; ⦁De las principales afecciones o propiedades de los cuerpos; ⦁De los cuerpos vivientes y animados, por ser partes principales del mundo visible. A medida que los científicos miren más atrás en el tiempo y el espacio, empujando los límites de lo conocido, la Cosmología es una guía en la búsqueda para alcanzar conocer el amanecer cósmico. Steven Weinberg (2003). Los tres primeros minutos del universo. Alianza
La cosmología es una gran astronomía: Estudia el universo en sus mayores escalas. Desde los misterios de la materia oscura y la energía oscura hasta la vasta red cósmica, la cosmología moderna investiga lo que hace funcionar el cosmos.
La Cosmología trata de:
los últimos descubrimientos en cosmología.
las evidencia del Big Bang o de las pistas de la nueva física.
la expansión del universo y los efectos de la materia oscura.
lo que sucedió hace tiempo en las galaxias lejanas.
lo qué podemos aprender sobre la formación de galaxias al principio si reunimos suficientes fotones.
Presenta informes detallados sobre el universo primitivo, las galaxias antiguas y el fondo cósmico de microondas, la radiación sobrante del nacimiento del universo etc.
A medida que los científicos miren más atrás en el tiempo y el espacio, empujando los límites de lo conocido, la Cosmología es una guía en la búsqueda para alcanzar conocer el amanecer cósmico.
Telesio y las novedades celestes:
La teoría telesiana de los cometas (a propósito del Quinto Centenario del nacimiento del Filósofo*)
Miguel Ángel GRANADA: Universidad de Barcelona(granada@ub.edu)
https://plato.stanford.edu/entries/telesio/ RESUMEN La teoría cometaria de Telesio experimentó una evolución determinada por la aparición de las dos grandes novedades celestes de la década de 1570. En sus dos primeras ediciones de De rerum Natura (1565 y 1570) Telesio permanece ligado a la concepción aristotélica, alejándose sólo de ella en la mínima medida que parece requerir su propia cosmología. Sólo con De cometis et lacteo circulo, redactado en torno a 1580, se enfrentó Telesio a la teoría aristotélica de los cometas y de la Vía Láctea ofreciendo una concepción nueva, que rectificaba sensiblemente la presentada en 1570. Nuestro trabajo pretende reconstruir las motivaciones y el calado exacto de esta relativa ruptura. La vida de Bernardino Telesio (1509-1588) cubre gran parte del siglo XVI. En este siglo, especialmente en la primera mitad, cuando tienen lugar la formación intelectual y los primeros pasos de Telesio en la investigación, la imagen dominante del universo, de su estructura y su funcionamiento, sigue siendo la aristotélica, con el complemento en la astronomía de Ptolomeo. Los rasgos básicos de la imagen aristotélica del universo son, en rápida formulación, los siguientes: el universo o mundo es una esfera de radio finito en cuyo centro está la tierra inmóvil y cuya periferia está formada por la esfera de las estrellas fijas (omitimos las esferas sin astros y por tanto invisibles que se habían añadido después de Aristóteles para explicar los otros movimientos estelares aparte del diario). En este mundo único existen dos regiones de extensión diferente y además completamente heterogéneas por su composición material, por los movimientos que en ellas tienen lugar y por su dignidad y valor ontológico: 1) el mundo celeste o supralunar, de mayor extensión, que comprende las esferas de los planetas desde la Luna a Saturno y sobre ellas la esfera de las estrellas fijas; un mundo constituido sólo por el elemento éter o quintaesencia, reino de perfección e inmutabilidad, donde no hay generación ni corrupción; un mundo, en fin, cuyo único cambio es el movimiento circular perfecto y uniforme de las esferas celestes que arrastran en su movimiento a los astros (planetas y estrellas) encajados o ‘clavados’ en su seno. 2) el mundo o región elemental por debajo de la luna, formado por los cuatro elementos y sometido a todo tipo de movimientos y alteraciones, el reino de la generación y de la corrupción (morada de la muerte), en cuyo centro está la tierra inmóvil. Se trata, por tanto, de una concepción jerarquizada del universo. Grabado en mi ESCRITORIO 150919
La
paradoja de Olbers en acción. A medida que se consideran las estrellas situadas
en capas y capas más lejanas a la tierra el cielo debería verse más y más
luminoso.
Ilustración
del decaimiento de la luminosidad de una estrella. Las líneas representan el flujo que emana de una fuente puntual. La
densidad de líneas de flujo disminuye a medida que aumenta la distancia. Sin
embargo el número de fuentes puntuales o estrellas sobre una esfera debería
aumentar en la misma proporción, según Olbers.
Si el
universo se supone infinito, sin un principio y conteniendo un número infinito
de estrellas luminosas uniformemente distribuidas,
entonces el número de estrellas a una distancia R debería ser
proporcional a la superficie de una esfera de ese radio, es decir, N ~
4πR2. Como la intensidad de la luz sigue una ley de la
inversa del cuadrado, entonces la luminosidad aportada por sucesivas
capas de estrellas debería ser independiente del radio R de la capa, ya
que el área aparente de una estrella disminuye con el cuadrado de la distancia
y el número de estrellas esperado aumenta con el cuadrado de la distancia. Así,
cada punto en el cielo debería ser tan brillante como la superficie de una
estrella.
En otras palabras, cada línea visual partiendo de la tierra debería
acabar terminando en la superficie de una estrella. Como el cielo contiene
regiones negras sin brillo se sigue que alguna de las hipótesis es incorrecta
(ya que el argumento general de Olbers se considera correcto). Olbers se
sorprendió al descubrir que su cálculo implicaba que la temperatura en nuestro
planeta debería ser de 5537,78 grados Celsius); debería recibirse luz
equivalente a 50 000 veces la del Sol en el cenit, todo estaría fundido
como en un volcán.1
Debe aclararse
que para que las estrellas parezcan "uniformemente distribuidas" en
el espacio, deben estar también uniformemente distribuidas en el tiempo, porque
cuanto más lejos se observa, más antiguo es lo que se observa. A una escala
infinita, significa que el universo debe tener una edad infinita sin cambios
radicales en la naturaleza de las estrellas durante ese tiempo.
Kepler
vio esto como un argumento para un universo finito, o al menos para un número
finito de estrellas, pero esto no es convincente por lo que se discute a
continuación.
Comentarios
Un modo
de explicarlo es que el universo no sea transparente, y que la luz de estrellas
distantes sea bloqueada por estrellas oscuras intermedias o absorbida por polvo
o gas, de modo que solo la luz proveniente de una distancia finita pueda llegar
al observador. A pesar de ello, esta explicación no resuelve la paradoja, ya
que de acuerdo con la primera ley de
la termodinámica, la energía debe conservarse, de modo que la
materia intermedia se calentaría y liberaría la energía (posiblemente en otra longitud de onda). Esto daría como resultado,
otra vez, la recepción uniforme de radiación desde todas las direcciones, lo
que no se observa.
Otra
explicación ofrecida señala el hecho de que cada estrella contiene una cantidad
finita de materia, por lo que solo brilla por un periodo finito de tiempo,
después del cual termina su combustible. A pesar de ello, la paradoja se
mantiene si uno supone que las estrellas se crean constantemente en un lugar
aleatorio del universo, brillan por un periodo limitado de tiempo, y
desaparecen.
Existen
diversas maneras de resolver esta paradoja, es decir, existen varias
explicaciones de como en un universo infinito con una distribución isótropa y
estadísticamente homogénea de estrellas el cielo puede llegar a presentar
regiones desprovistas de luz. Estas soluciones consisten en invalidar algunos
de los supuestos como por ejemplo la distribución uniforme de estrellas, la
inifinitud o la eternidad del universo. Todas las soluciones al problema de
Olbers sugieren que, "El universo no es infinito, o no siempre ha sido
igual, o no estaría ocupado de manera uniforme por las estrellas."
Solución de los cuerpos opacos
Hay que
contar la enorme cantidad de objetos que son opacos o que absorben en parte las
radiaciones (como las nubes de gas) y que pueden estar situados en nuestra
línea de visión hacia esas estrellas. Incluso si consideráramos que hay un
número infinito de estrellas, también hay que considerar un número infinito de
objetos opacos entre ellas. Sin embargo, si estos objetos opacos absorben
energía tendría que estar calentándose continuamente, y por lo que sabemos
todas las formas de materias conocidas al calentarse empiezan a reemitir
energía electromagnética, por lo que esta solución no resuelve realmente la
paradoja.
Si el universo lleva
existiendo una cantidad finita de tiempo (como sugiere la teoría del Big Bang), entonces solo la luz de una
cantidad finita de estrellas ha tenido tiempo de llegar a nosotros, por lo
que la paradoja desaparece. Además como la luz tiene una velocidad finita
y el universo unos 13 800 millones de años, solo vemos estrellas
situadas a menos de 13 800 millones de años luz lo cual constituye una región
finita del universo.
De modo alternativo, si el
universo se está expandiendo, y las estrellas más distantes se alejan de
nosotros (lo que también aparece en la teoría del Big Bang), entonces su
luz sufre un corrimiento al rojo.
Este corrimiento al rojo disminuye la intensidad de la luz, de nuevo
resolviendo la paradoja,1 ya que dicho corrimiento implica
según la fórmula
de Planck una reducción de la energía con la que viaja la luz y
por tanto una atenuación de la intensidad por debajo de la esperada según
la ley de la inversa del cuadrado en un universo estático. Esta reducción
de la contribución de las galaxias distantes explicaría la oscuridad del cielo.
Cualquiera
de los dos efectos por sí solo funcionaría,[cita requerida]
pero, de acuerdo con la teoría del Big Bang, ambos están sucediendo al mismo tiempo,
aunque el tiempo finito tiene un efecto más importante en la resolución de la
paradoja. Algunos ven la existencia de esta paradoja como prueba de la teoría
del Big Bang.
Solución basada en la dinámica estelar
Incluso sin
la teoría del Big Bang, puede establecerse que la edad del universo es finita a
través de una evaluación matemática de la cantidad de hidrógeno existente. Si se supone que la cantidad
de masa en las estrellas, dividido por la cantidad total de masa en el universo
es distinto de cero, tras un cierto período alguna estrella habrá convertido
demasiado hidrógeno en helio (o un elemento más
pesado) para continuar su fusión nuclear. De ahí se sigue que la cantidad
de hidrógeno transformada en helio por unidad de tiempo en una estrella cualquiera,
dividida por la masa de la estrella, es distinto de cero.
Si esto
se combina con la afirmación anterior, puede concluirse que la cantidad de
hidrógeno convertido en helio por todas las estrellas dividida por la masa del
universo es distinto de cero. No se conoce ningún proceso que pueda convertir
elementos más pesados en hidrógeno en la cantidad suficiente, y si existiese,
seguramente violaría la segunda ley de la termodinámica. Por ello, el tiempo necesario para
que las estrellas conviertan todo el hidrógeno del universo en helio es
finito, y no revertirá a su estado inicial. Después, solo estrellas capaces de
consumir elementos más pesados seguirán existiendo (y se consumirán cuando
alcancen el hierro, algo conocido como la muerte térmica del
universo). Esto todavía no ha sucedido, así que, o el universo tiene
una edad finita, ha sufrido grandes cambios a lo largo de su historia, o bien
existe un proceso desconocido (del cual no tenemos pruebas directas) que
produce hidrógeno para mantenerlo funcionando.
Benoit Mandelbrot propuso un modo distinto de
resolver el problema de Olbers, que no depende de la teoría del Big Bang.
Mandelbrot probó que la luminosidad puede ser finita y pueden existir zonas
oscuras en el cielo si se asume que la distribución de galaxias tiene una estructura fractal, siempre que a gran escala la dimensión
fractal sea inferior a 3. Según la propuesta de Mandelbrot, las
estrellas en el universo no están uniformemente distribuidas, sino que tienen
una distribución fractal y lagunar, del tipo que
muestra un polvo de Cantor,
esto explicaría las amplias áreas oscuras.
En este
tipo de hipótesis se supone que el conjunto fractal formado por todas las estrellas
puede ser estadísticamente isótropo y homogéneo. La hipótesis de Mandelbrot ha
sido considerada por diversos estudios que han considerado la distribución de
las galaxias. Recientes estudios[¿cuál?]
con satélites han corroborado que la radiación cósmica
de fondo es isótropa hasta 1 parte en
10 000. Las estimaciones sugieren que el universo es más bien un objeto multifractal cuya dimensión de
Hausdorff-Besicovitch sería DH ~ 2,1±0,1 y cuya dimensión de
correlación D2 ~ 1,3±0,1.2
Otras soluciones
Otra
reflexión señala que la paradoja parte de una premisa falsa. Esta explicación
señala en términos sencillos que una cosa es que el número de estrellas en el
universo sea "indeterminado" y otra es que sea "infinito",
postulando, en definitiva, que el número de estrellas es finito.
· Bondi, Hermann (1960 (1980)). The Universe at
Large (El Cosmos)(en inglés (español))
((sexta) edición). Nueva York (Buenos Aires): Doubleday & Company, Inc.
(Editorial Universitaria de Buenos Aires). pp. (26-34).
2.· Martínez, Vicent J.;
Jones, Bernard J. T.: ["Why the universe is not a fractal" http://adsabs.harvard.edu/abs/1990MNRAS.242..517M] , Monthly Notices of Royal Astronomical Society(ISSN
0035-8711), vol. 242, Feb. 1990, p. 517-521
El primer científico quien pensó la teoría de cuerdas fue Gabriele Veneziano en 1968. La teoría de cuerdas es una teoría de que las partículas subatómicas que componen los átomos son cuerdas vibrantes. La teoría de cuerdas es básicamente una teoría de lo todo. Considera que todo en el universo está hecho de diminutas cuerdas vibrantes, y básicamente todo lo que es un pedazo de energía que vibra en cadena y que conforma toda la materia. Muchas personas dicen que Albert Einstein fue el primero de pensar en la teoría de cuerdas, pero Werner Heisenberg empezó un programa de investigaciones que llevo a la teoría de cuerdas. en ese proyecto estaban trabajando 17 diferentes científicos, y ellos todos constribuyeron a la teoría de cuerdas. Hoy se considera que la materia del universo no está hecha de pequeñas partículas, sino que está formada de pequeñísimas cuerdas, mambras ( branas).
Las partículas de materia realmente son diminutas cuerdas. La teoría que justifica este hecho se llama teoría de las cuerdas que posteriormente fue desarrollada y unificada según la formulación de la Teoría M.
La frecuencia que emite una cuerda musical, depende de la formas de golpear la cuerda. Las notas emitidas por la cuerda varían dependiendo de la frecuencia de vibración y por lo tanto de la forma que tengamos de hacer vibrar la cuerda musical. Así, la materia estaría formada por la notas musicales que emiten las supercuerdas. Es como decir que el universo es una sinfonía y las leyes de la física que sigue el universo son la armonía de las cuerdas.
La idea es que la teoría de las cuerdas sirva como teoría única y unificadora de todas las teorías de la física del universo. Sería como la teoría definitiva, la teoría del todo. Pero para esto, la teoría de las cuerdas debía explicar el nacimiento del universo.
La teoría de las cuerdas proponen que un electrón no es un "punto", es un conjunto de cuerdas minúsculas que vibran en un de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo que vibra y se desplaza de un sitio a otro. Dependiendo del modo de vibración de la cuerda, veríamos , a nivel macroscópico un electrón, un quark , o cualquier otra partícula del. Es decir lo que a nivel microscópico es lo mismo, una cuerda oscilando y desplazándose, a nivel macrocópico, percibimos la cuerda de modo diferente. Esta teoría termina con el concepto clásico del punto-partícula .
Casi todos sabemos que existen las moléculas, que éstas están formadas por átomos; y que los átomos tienen electrones, protones y neutrones; y que los protones y neutrones, están formados por quarks y gluones, etc. ; y así seguiremos hasta el infinito ¿no?
Preguntas: ¿ De qué están hechas las cosas?
Antecedentes de la Teoría de Cuerdas La Teoría del Big Bang sigue en revisión.
La teoría del Big Bang nos recuerda que el universo se inició con una explosión cosmológica. Por lo tanto, la teoría de las cuerdas ( materia del universo) y la del Big Bang ( nacimiento del universo) deberían ser complementarias cuando se aplicaran al tiempo 10 36 segundos después de producirse la explosión.
El mayor problema que tiene la teoría del Big Bang, es que las leyes de la física no se pueden aplicar en el instante del Big Bang. Esta incertidumbre es terrible para los físicos dedicados a la cosmología. Los Cosmólogos dedican su vida a convencernos que el universo siguen determinadas leyes , son leyes que se escriben no como esta página de HTML, sino que son leyes que se escriben con el lenguaje de las matemáticas.
El comienzo del Big Bang es el santo Grial de la cosmología. Este hecho inexplicable mediante las ecuaciones de la física se le denomina singularidad. Al aplicar la teoría de la relatividad de Einstein al momento del Big Bang, descubrimos una singularidad cósmica. Esto significa que las ecuaciones de la relatividad colapsan, no sirven para modelizar el momento del Big Bang, las ecuaciones de Einstein no son adecuadas para dar continuidad al espacio y al tiempo entre el Big Bang y lo ocurrido un tiempo de Plank posterior (10 –36 segundos).
Este problema o inconsistencia del Big Bang, ha sido ocultado por la comunidad científica y nunca ha sido realmente divulgado . El Big Bang realmente no explica el Big Bang; esto es increíblemente paradójico ¿no? .
Este hecho se conoce poco.
Contenido de la Teoría de Cuerdas
La Teoría de las 5 Cuerdas también es una hipótesis.
La teoría de las cuerdas, son realmente 5 teorías. Esto fue una gran crisis en la comunidad científica, debía haber solamente una teoría. Había que estudiar individualmente las cinco teorías. Inicialmente parecía que las teorías de las cuerdas no servía para explicar el universo con una sola teoría, no iba a ser la teoría del Todo. Cinco teorías del Todo eran demasiadas teorías. No sería la teoría unificadora; realmente eran ¡ cinco!. La solución a esta inconsistencia llegó con el concepto de los Universos Paralelos.
La teoría de la Super Gravedad , era bastante parecida a las teorías de las cuerdas. Ambas teorías discrepaban en el número de dimensiones del Universo.
Las 11 Dimensiones del Universo
Nosotros decimos que vivimos en un mundo de 3 dimensiones : arriba y abajo, derecha e izquierda, adelante y atrás. Llegó Einstein y dijo que el tiempo era una cuarta dimensión. La teoría de las cuerdas planteaba que había 10 (buen número) dimensiones: 9 dimensiones espaciales y un tiempo. La teoría de la Supergravedad planteaba que había 11 dimensiones. La verdad es que la situación era realmente difícil para los pocos defensores de la décimo primera dimensión. Eran una minoría frente a la mayoría que creían en un universo Decadimensional . Pero los defensores de la Supergravedad, es decir los que tenía fe en la dimensión número 11 , nunca se rindieron y siguieron manteniendo el esfuerzo y trabajo para demostrar y convencer a la mayoría de la sociedad científica que creían en el número mágico 10.
Pero en el otro lado del juego, los defensores de las teorías de las cuerdas, trabajaban con 5 diferentes teorías de cuerdas. Todo parecía indicar se nos acabaríamos olvidando de la teoría de las cuerdas por su inconsistencia. Sin embargo los investigadores de las teoría de las cuerdas, añadieron una dimensión más al Universo, hasta las once de la teoría de la Supergravedad.
Con el modelo matemático de las 11 dimensiones, las cinco teorías de las cuerdas se unificaron en una sola teoría. Al final resultó que todas las cuerdas eran iguales. Por fin se podría hablar de la teoría del Todo. Las cinco teorías de las cuerdas, en realidad en cinco versiones diferentes de una teoría de cuerda más básica o fundamental. Al final parecía que la décimo primera dimensión iba a ser cierta. Con la incorporación de una dimensión extra, la teoría de las cuerdas volvía a tener lógica.
Con la teoría unificada de las cuerdas, resultaba que toda la materia estaba conecta mediante un única membrana. Nuestro Universo es en realidad una membrana. La teoría de las cuerda pasa a denominarse Teoría M (M de Membrana) y fue presentada en 1995.
Las 11 dimensiones de la teoría M son: las 3 del espacio, 1 temporal y 6 adicionales y 1 que las engloba formando "membranas" . Parte de la fuerza de la gravedad se podría estar escapando de las membranas en forma de Gravitones.
Teoría M
Basándose en la Teoría de Cuerdas, el Dr. Edward Witten ha propuesto la famosaTeoría M. La teoría M era una teoría unificadora que podía explicar todo el Universo interpretando las cuatro fuerzas de nuestro Universo: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.
La dimensión décimo primera, es una dimensión de longitud infinita pero de diámetro muy pequeño. En su valor máximo, el diámetro de la dimensión undécima sería la trillonésima parte de milímetro. ( 10 -18 milímetros).
Según la teoría M, nuestro universo sería como una membrana que estaría flotando o cómo una burbuja que viajaría por el hiper-espacio.
También que podría haber otra membrana vibrando al otro lado de la undécima dimensión. Esto abría las puertas a más de un universo. La parte central de la teoría M es la existencia de Universos paralelos.
“Los seres humanos en el planeta Tierra nunca dispusieron del marco conceptual que les llevara a concebir la teoría de cuerdas de manera intencionada, surgió por razones del azar, por un feliz accidente. Por sus propios méritos, los físicos del siglo XX no deberían haber tenido el privilegio de estudiar esta teoría muy avanzada a su tiempo y a su conocimiento. No tenían (ni tenemos ahora mismo) los conocimientos y los prerrequisitos necesarios para desarrollar dicha teoría, no tenemos los conceptos correctos y necesarios.“ E. Witten
Teoría de la Gravedad
La fuerza gravitatoria es muy floja comparada con otras fuerzas del universo. La fuerza con la que es atraído un pequeño clavo al suelo es muy pequeña si la comparamos con la fuerza magnética de un pequeño imán que puede fácilmente separar el clavo del suelo.
La gravedad es la fuerza de atracción que un cuerpo de materia ejerce sobre otro, y afecta a todos los cuerpos por igual. La fuerza de la gravedad es muy débil y de un sólo sentido ( sólo en atracción) , y de alcance infinito.
Los físicos explica la debilidad de la fuerza de la gravedad porque tiene que dispersarse entre 11 dimensiones. La gravedad sería una fuerza que viene filtrada a través de la dimensión décimo primera desde otro universo; donde sí sería una fuerza realmente fuerte con el resto de las otras fuerzas. En nuestro Universo vería sólo el extremo final de la gravedad. La teoría del universo paralelo introduce la explicación de la debilidad de la fuerza de la gravedad.
Además de la fuerza gravitatoria, en el Universo, hay 3 fuerzas más: la electromagnética, la interacción nuclear fuerte y interacción nuclear débil. La fuerza electromagnética es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas. Es mucho más intensa que la fuerza gravitatoria, tiene dos sentidos (positivo y negativo) y su alcance es infinito. La fuerza o interacción nuclear fuerte es la que mantiene unidos en los núcleos atómicos los protones y neutrones. La fuerza nuclear débil es la responsable de la desintegración beta de los neutrones.
Todos los fenómenos que tienen lugar en el Universo se deben a una o varias de estas fuerzas. La acción de estas fuerzas, implica el intercambio de una partícula intermedia o intercambio que actúan como portadoras de la fuerza. El fotón, es una partícula de luz, que es la responsable de la interacción de las fuerzas electromagnéticas. Por ejemplo, cuando un imán atrae a un alfiler, es porque ambos objetos están intercambiando fotones. El gravitón es la partícula asociada con la gravedad. La interacción fuerte se debe a los gluones. La interacción débil, es transmitida mediante tres partículas, los bosones W+, W- , y Z.
Todas las partículas de intercambio son bosones, mientras que las partículas origen de la interacción son fermiones.
Universos Paralelos Matemáticamente, los físicos han llegado a la conclusión que hay muchos universos paralelos en la 11ª dimensión. Algunos universos son membranas de tres dimensiones como nuestro Universo. Otros universos son simples capas de energía. Hay membranas cilíndricas y también membranas enlazadas. Cada una de estas membranas es un posible Universo.
Los otros universos paralelos, están muy cerca de nosotros pero nunca los percibimos. ¿ Quién vive en los otros universos? . ¿ Qué pasa si colisionan dos universos paralelos? ¿Estos universos pueden ser iguales al nuestro.?
El Origen del Universo ¿Por qué no crear un universo a partir de una colisión? Una colisión que produciría toda la materia y radiación del Universo. El Universo se creó a partir de la colisión de dos membranas. Al colisionar podría haberse producido un Big Bang. Es decir el Big Bang es la consecuencia del encuentro entre dos mundos paralelos.
Las membranas Branas no son perfectamente planas, tienen que tener ondas. Las Branas al moverse se ondulan no son planas. Cuando dos Branas de juntan, hay ondas en las superficies de ambas Branas de tal forma que cuando se tocan, no se tocan en el mismo lugar al mismo tiempo, sino que se tocan en diferentes puntos en distintos momentos.
Las membranas Branas son universos paralelos que se mueven por la décimo primera dimensión como si fueran ondas. Las ondas causaron los grupos de materia después del Big Bang. Cuando las Branas chocan la colisión puede explicarse con la teoría M; después”simplemente” comienza el trabajo de los científicos y matemáticos. . El Big Bang ya no es un punto desconocido que explotó la singularidad desapareció.
Cosmología de la Branas La existencias de Branas antes de la singularidad del Big Bang, implica que existió el tiempo antes del Big Bang. Esta teoría todavía no está aceptada pero la teoría M podría explicar todo en el Universo. La teoría M podría sería la teoría que le faltaba a Einstein. En este caso nuestro Universo sería uno entre un número infinito de membranas.
En realidad estaríamos en un multiuniverso, cada uno con sus propias leyes de la física. Los Big Bang, probablemente ocurren con gran frecuencia. Nuestro universo coexiste con otra membranas o universos que están también en proceso de expansión. Por lo tanto, nuestro universo podría ser una burbuja flotando en el seno de otras burbujas. ¿Se puede crear un universo en el laboratorio?
Puntos Más Debiles de la Teoría de Cuerdas Los detractores de esta teoría, la acusan de no ser “falsable” . Es decir, no se pueden realizar experimentos que en el caso de producir resultados distintos de los predichos, negarían la hipótesis puesta a prueba por la teoría de Cuerdas.
La teoría se cuestiona porque no ha demostrado gran capacidad predictivoa. Hasta el momento son pocas las predicción numérica que se haya verificado experimentalmente en el laboratorio.
En la actualidad la teoría de las cuerdas no puede ser comprobada experimentalmente. Aparece con una conjetura teórica basada en un complejísimo modelo matemático. Pero hay que reconocer que esta "hipótesis" se debe, a que de momento, no disponemos de los dispositivos tecnológicos adecuados para poder observar las dimensiones incluidas en esta teoría.
Algunos científicos consideran esta teoría como pseudociencia mientras que otros se basan en las cuerdas para estudiar la dinámica de los agujeros negros.
Consecuencia de la Teoría de Cuerdas La Teoría de Cuerdas ya no concibe las partículas atómicas como puntos , sino como líneas de espacio-tiempo o cuerdas que vibran en más de 4 dimensiones.
Antes de la teoria de Cuerdas, la física consideraba que una partícula es un punto que se mueve en un espacio tridimensional . Con las cuerdas las partículas oscilando de determinada manera en el espacio-tiempo y dependiendo del modo de vibración, se puede convertir en un fotón o en cualquier otra partícula, dependiendo de la frecuencia oscilatoria, su masa y su carga características.
La Teoría de Cuerdas introduce el taquión, una partícula ( no identificada experimentalmente) que viaja a una velocidad mayor que la de la luz, lo que contradice la teoría de la relatividadv de Einstein. Tal vez lo más atractivo de la teoría de Cuerdas, sea la posibilidad de que existan universos paralelos.
Teorías Relacionadas con la Teoría de Cuerdas A la hipotética unificación de todas las fuerzas se la llama Teoría del Todo.Esta unificada fue el sueño incumplido de Einstein. La teoría de Agujeros de Gusano es una bonita teoría sobre un túnel que conecta dos puntos del espacio-tiempo, o dos Universos paralelos. Nunca se ha visto uno y no está demostrado que existan, aunque matemáticamente son posibles.
