Feeds:
Entradas
Comentarios

Posts Tagged ‘teoría’


Bueno, este post lo debía a un lector desde hace bastante tiempo.

Voy a tratar de explicar de forma sencilla en qué consiste la Teoría de las Supercuerdas.

Podríamos decir que es una alternativa a la teoría de la física clásica.

La teoría de la física clásica, que es la más aceptada actualmente en el entorno científico, y que desarrolla toda nuestra técnica, tiene una serie de problemas, que podemos resumir en:

1) No está completa. Es decir no explica todos los fenómenos observables. Y además no unifica las 4 fuerzas conocidas de la Naturaleza, esto es, y en orden inverso de magnitud (aunque parezca lo contrario): la gravedad, la interacción nuclear débil, la electromagnética, y la interacción nuclear fuerte.

2) En realidad, no se trata de una teoría, si no de 2, que no casan completamente: la mecánica cuántica, que rige el mundo de lo subatómico, y la teoría de la relatividad general, que domina el mundo macroscópico. Y no sólo se trata de un problema de número de teorías, sino que hay serias discrepancias entre ellas. Por ejemplo, para el mundo cuántico el espacio-tiempo es discreto, pero para la relatividad general, el espacio-tiempo es continuo. Un modelo representa la estabilidad, mientras que el otro representa un mundo abarrotado de perturbaciones.

Una galaxia

Una galaxia. Terreno de la Relatividad General. Fuente: NASA

Átomo

Un átomo. Terreno de la Mecánica Cuántica. Fuente: Wikipedia Commons

3) Predice la existencia de subpartículas que aún no se han encontrado, como la famosa partícula de Higgs (llamada “partícula de Dios” por la prensa). Aunque por su puesto, ha predicho la existencia de otras, que sí se han “encontrado”.

La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que trata de resolver los 2 primeros problemas, que son los verdaderamente preocupantes, puesto que las leyes físicas deberían de ser las mismas en todo el universo.
Se trata de una teoría matemática, desde sus inicios, de gran belleza y elegancia, que cubre algunos de los huecos que deja la teoría clásica. Constituye una “teoría del todo”, ya que unifica las fuerzas de la naturaleza conocida, cosa a la que dedicó Einstein sus últimos años de vida, sin éxito. Hasta ahora se han conseguido unificar la fuerza débil, la fuerte y la electromagnética, pero la gravedad, la fuerza que nos es más común, se queda siempre al margen.

El modelo estándar clasifica las partículas fundamentales (y por tanto no divisibles) en bosones y fermiones, según tengan espín entero o no. No es la primera vez que la física clásica cree descubrir las partículas fundamentales. Primero fueron los átomos, luego las partículas atómicas, y por fin los bosones y fermiones. Pero para la teoría de cuerdas, hay componentes más pequeños, mucho más pequeños, y realmente los fundamentales: las cuerdas.

En esta teoría, las cuerdas constituyen los componentes del universo: materia y energía, con sus interacciones. Lo novedoso es que, en vez de pensar en elementos puntuales o esféricos como la física de partículas estándar, considera que los componentes últimos del universo son cuerdas, de distintas formas y que pueden vibrar en distintos tonos.
No sólo pueden moverse, como ocurre en la física clásica, si no que pueden cambiar su forma de vibrar, lo que le da una mayor versatilidad.

Sin embargo presenta otros problemas, que no son triviales:

1) De momento no es falsable. Esto es: no podemos imaginar una prueba cuyo resultado pueda determinar la falsedad de la hipótesis. Esto tiene su explicación, que se basa en 2 principios:
a. Es una teoría cuyos fundamentos son matemáticos, no físicos, y con muchos “grados de libertad” con los que podría asimilar casi cualquier resultado.
b. Define los componentes del universo tan pequeños, que no es posible, de ninguna de las maneras, corroborar su posible existencia.
Pero aún así, sigue siendo un gran impedimento para que la mayoría de los científicos la considere seriamente. Otra crítica muy relacionada con ésta que se le achaca es que no predice nada que pueda comprobarse. Aunque yo no estoy de acuerdo.

2) En realidad no hay 1 si no 5 teorías distintas de cuerdas. Pero, al contrario que sucede en el caso de la mecánica cuántica (o campo cuántico) y teoría general de la relatividad, no supone un problema intrínseco. No se contradicen. De hecho se consideran versiones distintas de una misma descripción de la realidad. Es más, la teoría M las unifica.

3) Necesita de más dimensiones para su explicación. En concreto necesita:
a. Las 3 dimensiones espaciales que todos conocemos
b. La dimensión temporal
c. 6 dimensiones adicionales que estarían compactadas, extremadamente pequeñas como para que las podamos percibir.
d. 1 dimensión espacial más, en la teoría M, que podría estar desplegada y que contendría a todas.

Universos Paralelos - Pan de Molde

Universos Paralelos - Pan de Molde. Fuente: Documental Universo Elegante

4) Es muy compleja de entender

En realidad, como vemos, sólo hay 2 problemas importantes con la teoría M:

– Que no es falsable y no predice nada, pero esto no es del todo cierto, y en gran medida viene inducido por la complejidad intrínseca que posee. Por ejemplo predice la existencia de dimensiones adicionales que no conocemos, y que algunas pruebas ya empiezan a comprobar. También predice la existencia de las “partículas S” unas partículas muy pesadas que vienen de integrar el concepto de supersimetría (de ahí viene el término teoría de supercuerdas, que con el tiempo se ha hecho sinónimo de teoría de cuerdas). También predice la existencia de una partícula sin masa, el gravitón, responsable de la interacción de la gravedad.

Cuerdas

Cuerdas unidas a la membrana Universo. Fuente: Documental Universo Elegante

Gravitones escapando de la membrana universo

Gravitones escapando de la membrana universo. Fuente: Documental Universo Elegante

– Que requiere de 11 dimensiones en total. Pero sólo 1 puede presentar un problema, ya que el resto son las normales más 6 que estarían tan compactadas que no se pueden apreciar, salvo a distancias extremadamente diminutas. Puede presentar un problema al entendimiento humano, pero creo que la relatividad del tiempo rompe más los esquemas a los que estamos acostumbrados, que la existencia de dimensiones adicionales.

La teoría M, de Edward Witten, unifica las 5 anteriores teorías de cuerdas en una sola, describiéndolas como 5 perspectivas distintas de una misma realidad. Pero para realizar esta generalización necesitó de la onceava dimensión (hasta entonces sólo eran 10).
La verdad es que esa dimensión adicional da mucho juego. Nuestro universo podría ser como una rodaja de un pan de molde con muchas rodajas. Podríamos tener multitud de universos paralelos, a tan solo medio milímetro nuestro, algunos con leyes físicas parecidas a las nuestras, otros con leyes muy distintas. Pero en cualquier caso intangibles para nosotros, salvo por los gravitones.

La teoría de cuerdas da una explicación física al hecho de que la gravedad sea la menor de las fuerzas conocidas, del orden de 10 elevado a 36 veces menor que la electromagnética, que se dice pronto. Según la teoría de cuerdas, mientras que las demás interacciones estarían representadas por cuerdas unidas por los extremos a la brana de nuestro universo, los gravitones serían cuerdas cerradas, que podrían escapar de este universo, al no estar físicamente unido a él, y por esa razón, sería mucho más débil. De esta forma los gravitones podrían representar la única forma de comunicarnos con el resto de universos paralelos.
También se atreve a definir el Big Bang como un choque entre membranas de universo, pero al igual que la física clásica, deja muchas cosas sin definir.

Hoy por hoy la teoría de las supercuerdas tiene muchas variables sin definir, y le quedan cosas que perfilar, pero es la teoría que mejor explica la unificación de las fuerzas. Yo, personalmente, me encuentro entre sus defensores. Y en caso de ser real, no sólo podríamos controlar la gravedad, y por tanto la inercia, minimizando la energía necesaria para los viajes interestelares, si no que abriría la puerta a usar las dimensiones adicionales para acortar sensiblemente los desplazamientos necesarios.

La teoría de cuerdas sería la primera “teoría del todo” realmente consistente, que podría explicar todos y cada uno de los fenómenos que se producen en la naturaleza, abriendo a su vez una puerta a un universo desconocido, donde lo que hoy consideramos imposible, puede ser considerado habitual.

Algunas de las últimas pruebas que apoyan la teoría de cuerdas:

Posible prueba de la existencia de más dimensiones:
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1898

Gran éxito de la teoría de cuerdas en el estudio de las transiciones de fase cuánticas en líquidos de Fermi, para quien lo entienda:
http://francisthemulenews.wordpress.com/2009/06/26/gran-exito-de-la-teoria-de-cuerdas-en-el-estudio-de-las-transiciones-de-fase-cuanticas-en-liquidos-de-fermi/

Partículas masivas inesperadas cuestionan el modelo estándar de la física de partículas:
http://www.tendencias21.net/Particulas-masivas-inesperadas-cuestionan-el-modelo-estandar-de-la-fisica-de-particulas_a2712.html

No dejen de ver estos documentales:



Y estos 5 videos constituyen el primer capítulo de una serie de 3 documentales del Universo Elegante. Os animo a verlos todos.

Anuncios

Read Full Post »


Esta es la última invención, como veremos equívoca desde su propia concepción, de los pseudocientíficos para explicar que los Extraterrestres no estén ¡aquí y ahora!.

Según esta teoría, el gran problema del contacto entre potenciales civilizaciones interplanetarias, sería la coincidencia espacio-temporal. Aunque se dé por sentado que surjan, a lo largo de la edad del universo, muchas civilizaciones desarrolladas tecnológicamente (incluso con capacidad de realizar viajes espaciales), esta teoría supone que se extinguirán antes de que la probabilidad de un contacto inter-civilizaciones se diera. De esta forma las civilizaciones surgen y se extinguen en tiempos y espacios distintos.

De momento choca de pleno contra mi contraargumentación número 1.

Pero independientemente de eso, y aunque ciertamente en muchos casos las civilizaciones se extingan antes de alcanzar los viajes interplanetarios (muchas de estas extinciones podrían tener un resurgir, pero me estoy alejando de la línea de argumentación principal), lo cierto es que una vez que una civilización alcanza la tecnología necesaria para realizar viajes interplanetarios con relativa facilidad, dicha civilización se convierte, por derecho propio en inmortal e imperecedera. Subsistirá a la destrucción de la estrella que la vio nacer.

Es inconcebible que esta teoría haya pasado por alto este pequeño detalle, que se deduce directamente de sus condiciones de partida.  

 

Recomiendo al respecto, aunque a mi me parece muy estricto en su planteamiento, en el sentido de que da por ciertas todas las limitaciones que la actual  (para su tiempo) e incompleta teoría física describe, la lectura de la teoría  astrofísico ruso Nicolai Kardashev de 1962, que divide a las civilizaciones avanzadas en 3 tipos. Nosotros estaríamos en el tipo 0, es decir, ni siquiera contaríamos como civilización avanzada:

http://74.125.77.132/search?q=cache:4s-1ByMzC0IJ:www.forosperu.net/showthread.php%3Ft%3D46578+teor%C3%ADa+del+arbol+de+navidad+civilizaciones+extraterrestres&cd=2&hl=es&ct=clnk&gl=es

 

Yo creo que esta teoría del árbol de navidad sólo es aplicable, y además totalmente (con lo cual pasa a engrosar mi lista de argumentos en contra del enemigo incrédulo), al momento en el que la civilización intenta comunicarse con otras civilizaciones a través de radiotelescopios y emisiones de ondas. Bajo mi criterio, éste sí es un periodo de tiempo muy corto, que se extinguirá al alcanzar el nivel de los viajes interplanetarios.

Read Full Post »


Supongo que a estas alturas, aquel que se haya leído el post “¡Están aquí y ahora!” (el que no lo haya hecho no tiene perdón de Dios y por tanto casi que mejor no siga) debe tener meridianamente claro que la excusa número 1 usada por los escépticos, y, lo que más me duele, especialmente por los científicos, no tiene razón de ser.

Sé que muchos de vosotros todavía estaréis dándole vueltas a eso del viaje instantáneo, pero creedme eso es así. Eso es así según nuestra teoría de la relatividad actual, nuestra ciencia, que siempre piensa que está a un pequeño paso del conocimiento de la totalidad, pero en realidad sigue estando en pañales. Pero en este tema profundizaré en otro post.

Pero volvamos a  la teoría de la relatividad especial, que la general tiene más implicaciones con las que se podrían generar más argumentos, incluso para abrir la posibilidad de viajar atrás en el tiempo a través de una singularidad mantenida con materia exótica (¿os suena a la última de Star Trek verdad, lo de la materia roja?), pero personalmente no creo que técnicamente sea posible, y dejaremos el tema para una de las últimas discusiones.

La teoría de la relatividad especial se ha probado con 2 relojes atómicos de altísima precisión. Para el que no lo sepa la prueba consiste en tener los 2 relojes totalmente sincronizados, y mientras uno se queda en tierra, el otro se mete en un avión supersónico que vuela a una gran velocidad, aunque ridícula comparada con la de la luz. Tras aterrizar se comparan los relojes y se comprueba que existe una pequeña diferencia entre ellos. En el del avión parece haber pasado unas millonésimas de segundo menos. Los valores concretos no los recuerdo pero podemos obviarlo.

Pero esa no es la única prueba. Hoy en día, esa pequeña diferencia temporal, se tiene en cuenta en las mediciones de  los satélites, sin cuya consideración, los GPS serían menos precisos.

Incluso se han desarrollado técnicas basadas en la teoría de la relatividad general para detectar planteas extrasolares y sistemas estelares dobles, con el denominado efecto lupa.

La cuestión es que cuando se dice que una estrella está a X años luz, es porque la luz tarde X años en llegar a nosotros. ¡Un momento, esto no es justo lo contrario de lo que digo! ¡Y además es lo que nos han dicho a todos en el cole! ¿Acaso no es así? Tranquilos, sí es así, la luz tarde X años en llegar a nosotros, pero para nosotros (para el observador), para la luz (el viajero) no. Insisto, para la luz el viaje es instantáneo, digamos que el tiempo se para.

Apelo a aquél que le queden dudas al respecto que lo consulte con algún lego en la materia.

Read Full Post »