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¿Y si no hubo 'Big Bang'? - EUROPA PRESS


Actualizado 10/02/2015 13:01:19 CET

MADRID, 9 Feb. (EUROPA PRESS) -

El universo puede haber existido desde siempre, de acuerdo con un nuevo modelo que aplica términos de corrección cuántica para complementar la teoría de la relatividad general de Einstein. El modelo también puede explicar la materia oscura y la energía oscura, la resolución de varios problemas a la vez.

La edad ampliamente aceptada del universo, según las estimaciones de la relatividad general, es de 13.800 millones de años. En un principio, se pensó que todo lo que existe haber ocupado un único punto infinitamente denso, o singularidad. Sólo después de este punto comenzó a expandirse en un 'Big Bang', que hizo que el universo comenzase oficialmente.

Aunque la singularidad del 'Big Bang' surge directa e inevitable de las matemáticas de la relatividad general, algunos científicos lo ven problemático porque las matemáticas sólo pueden explicar lo que sucedió inmediatamente después, no antes o en la singularidad.

"La singularidad del Big Bang es el problema más grave de la relatividad general, porque las leyes de la Física parecen romperse ahí abajo", dijo a Phys.org Ahmed Farag Ali, de la Universidad de Benha (Egipto).

Ali y el coautor Saurya Das de la Universidad de Lethbridge en Alberta, Canadá, han mostrado en un artículo publicado en Physics Letters B que la singularidad del Big Bang puede ser resuelta por su nuevo modelo, en el que el universo no tiene principio ni fin.

Estos físicos enfatizan que sus términos de corrección cuántica no se aplican 'ad hoc' en un intento de eliminar específicamente la singularidad del 'Big Bang'. Su trabajo se basa en las ideas por el físico teórico David Bohm, quien también es conocido por sus contribuciones a la Filosofía de la Física. A partir de la década de 1950, Bohm exploró reemplazar geodesias clásicas (el camino más corto entre dos puntos de una superficie curva) con trayectorias cuánticas.

En su artículo, Ali y Das aplican estas trayectorias de Bohm a una ecuación desarrollada en la década de 1950 por el físico Amal Kumar Raychaudhuri, en la Universidad Presidency en Calcuta, India. Raychaudhuri fue también maestro de Das cuando era un estudiante universitario de esta institución en los años 90.

Usando la ecuación de Raychaudhuri cuánticamente corregida, Ali y Das derivan ecuaciones de Friedmann cuánticamente corregidas, que describen la expansión y evolución del universo (incluyendo el Big Bang) en el contexto de la relatividad general. Aunque no es una verdadera teoría de la gravedad cuántica, el modelo contiene elementos tanto de la teoría cuántica como de la relatividad general.

NO HAY SINGULARIDADES NI COSAS OSCURAS

Además de no predecir una singularidad del Big Bang, el nuevo modelo no predice una singularidad 'big crunch' tampoco. En la relatividad general, un posible destino del universo es que comienza a contraerse hasta que se derrumba sobre sí mismo en una gran crisis y se convierte en un punto infinitamente denso, una vez más.

Ali y Das explican en su artículo que su modelo evita singularidades debido a una diferencia clave entre geodesias clásicas y trayectorias de Bohm. Las geodesias clásicas finalmente se cruzan entre sí, y los puntos en los que convergen son singularidades. En contraste, las trayectorias de Bohm nunca se cruzan entre sí, por lo que las singularidades no aparecen en las ecuaciones.

En términos cosmológicos, los científicos explican que las correcciones cuánticas pueden ser consideradas como una constante cosmológica (sin la necesidad de la energía oscura) y un plazo de radiación. Estos términos mantienen el universo en un tamaño finito, y por lo tanto le dan una edad infinita. Los términos también hacen predicciones que coinciden estrechamente con las observaciones actuales de la constante cosmológica y la densidad del universo.

En términos físicos, el modelo describe el universo como lleno de un fluido cuántico. Los científicos proponen que este líquido podría estar compuesto por partículas hipotéticas denominadas gravitones, sin masa, que median en la fuerza de gravedad. Si existen, se cree que los gravitones juegan un papel clave en una teoría de la gravedad cuántica.

+CIENCIAPLUS

¿Y si no hubo 'Big Bang'? - EUROPA PRESS


Actualizado 10/02/2015 13:01:19 CET

MADRID, 9 Feb. (EUROPA PRESS) -

El universo puede haber existido desde siempre, de acuerdo con un nuevo modelo que aplica términos de corrección cuántica para complementar la teoría de la relatividad general de Einstein. El modelo también puede explicar la materia oscura y la energía oscura, la resolución de varios problemas a la vez.

La edad ampliamente aceptada del universo, según las estimaciones de la relatividad general, es de 13.800 millones de años. En un principio, se pensó que todo lo que existe haber ocupado un único punto infinitamente denso, o singularidad. Sólo después de este punto comenzó a expandirse en un 'Big Bang', que hizo que el universo comenzase oficialmente.

Aunque la singularidad del 'Big Bang' surge directa e inevitable de las matemáticas de la relatividad general, algunos científicos lo ven problemático porque las matemáticas sólo pueden explicar lo que sucedió inmediatamente después, no antes o en la singularidad.

"La singularidad del Big Bang es el problema más grave de la relatividad general, porque las leyes de la Física parecen romperse ahí abajo", dijo a Phys.org Ahmed Farag Ali, de la Universidad de Benha (Egipto).

Ali y el coautor Saurya Das de la Universidad de Lethbridge en Alberta, Canadá, han mostrado en un artículo publicado en Physics Letters B que la singularidad del Big Bang puede ser resuelta por su nuevo modelo, en el que el universo no tiene principio ni fin.

Estos físicos enfatizan que sus términos de corrección cuántica no se aplican 'ad hoc' en un intento de eliminar específicamente la singularidad del 'Big Bang'. Su trabajo se basa en las ideas por el físico teórico David Bohm, quien también es conocido por sus contribuciones a la Filosofía de la Física. A partir de la década de 1950, Bohm exploró reemplazar geodesias clásicas (el camino más corto entre dos puntos de una superficie curva) con trayectorias cuánticas.

En su artículo, Ali y Das aplican estas trayectorias de Bohm a una ecuación desarrollada en la década de 1950 por el físico Amal Kumar Raychaudhuri, en la Universidad Presidency en Calcuta, India. Raychaudhuri fue también maestro de Das cuando era un estudiante universitario de esta institución en los años 90.

Usando la ecuación de Raychaudhuri cuánticamente corregida, Ali y Das derivan ecuaciones de Friedmann cuánticamente corregidas, que describen la expansión y evolución del universo (incluyendo el Big Bang) en el contexto de la relatividad general. Aunque no es una verdadera teoría de la gravedad cuántica, el modelo contiene elementos tanto de la teoría cuántica como de la relatividad general.

NO HAY SINGULARIDADES NI COSAS OSCURAS

Además de no predecir una singularidad del Big Bang, el nuevo modelo no predice una singularidad 'big crunch' tampoco. En la relatividad general, un posible destino del universo es que comienza a contraerse hasta que se derrumba sobre sí mismo en una gran crisis y se convierte en un punto infinitamente denso, una vez más.

Ali y Das explican en su artículo que su modelo evita singularidades debido a una diferencia clave entre geodesias clásicas y trayectorias de Bohm. Las geodesias clásicas finalmente se cruzan entre sí, y los puntos en los que convergen son singularidades. En contraste, las trayectorias de Bohm nunca se cruzan entre sí, por lo que las singularidades no aparecen en las ecuaciones.

En términos cosmológicos, los científicos explican que las correcciones cuánticas pueden ser consideradas como una constante cosmológica (sin la necesidad de la energía oscura) y un plazo de radiación. Estos términos mantienen el universo en un tamaño finito, y por lo tanto le dan una edad infinita. Los términos también hacen predicciones que coinciden estrechamente con las observaciones actuales de la constante cosmológica y la densidad del universo.

En términos físicos, el modelo describe el universo como lleno de un fluido cuántico. Los científicos proponen que este líquido podría estar compuesto por partículas hipotéticas denominadas gravitones, sin masa, que median en la fuerza de gravedad. Si existen, se cree que los gravitones juegan un papel clave en una teoría de la gravedad cuántica.

+CIENCIAPLUS

Universos y Multiverso 8 - por Daniel Aníbal Galatro



¡Hola! Octavo encuentro para reflexionar acerca de todo. Porque todo está incluido en el Multiverso, y hasta, si nos ponemos conservadores, en un único Universo cuya existencia que no discutimos.

Hoy son muchos los invitados que convoqué para hablar acerca del tiempo. Tantos que les sugerí telepáticamente que enviaran sus ideas a un intermediario y lo hicieron amablemente. El tema puntual que abordaremos será "por qué el tiempo siempre lo consideramos hacia adelante y decimos que nunca puede retroceder". Con esto estamos dando por sentado que existen un adelante y un atrás, lo que realmente no podemos justificar más que con la lógica (las causas siempre estarán antes de las consecuencias) que se expresa en la Física con el segundo principio de la Termodinámica. Pero...

Para el vulgo, la gente común, los no académicos, el tiempo puede crearse (hay gente "haciendo tiempo" en cualquier estación de trenes, por ejemplo) y puede "perderse" (también por ejemplo, leyendo estos artículos, según mis críticos más acérrimos). Pero hoy nos vamos a meter por borgianos senderos que se bifurcan en busca de alguna cuasi-verdad nueva o menos conocida.

Ian O'Neill ha publicado apenas ayer su nota:
( http://news.discovery.com/space/time-always-marches-forward-why-141202.htm?utm_source=facebook.com&utm_medium=social&utm_campaign=DiscoveryChannel)

Y nos permite colocar algunas piedras más sobre las que vamos a intentar caminar para atravesar a pie el lago bíblico que hoy está pleno de tiempo, ya que no de agua.

Recuerda que el novelista Ray Cummings escribió en un relato de ciencia ficción algo así como "el tiempo es el que nos protege de que las cosas puedan volver a suceder". Pero, ¿cómo lo hace?

Nos han enseñado a trazar "la flecha del tiempo" pero por estos días esa gráfica está sujeta a diversas críticas. Se acepta que su avance es inexorable pero se discute que lo haga a una velocidad constante.

Una llamada "hipótesis del pasado" da por sentado que cualquier sistema comienza con un estado de baja entropía y luego esa entropía va creciendo. El "pasado" está entonces relacionado con la baja entropía y el "futuro" con la alta entropía.

http://plato.stanford.edu/entries/time-thermo/#1

Como creo haber ya discutido en alguna nota anterior, la entropía es "desorden", y cualquier ama de casa sabe que consume mucho de su energía ordenar las cosas pero éstas se desordenan espontáneamente. Más científicamente, la entropía aumenta fácilmente cuando se desea llenar de gas una habitación o cuando se deja derretir un cubo de hielo a más de 0°C.

¿Qué tiene todo esto que ver con el o los Universos que venimos analizando?

Se presume que el Big Bang se produjo en un estado de mínima entropía. Luego se ha ido expandiendo y enfriando a medida que aumentaba esa entropía.

Pero parece que hay quienes opinan que todo no fue tan sencillo. Mientras el universo maduraba y se enfriaba aparecían los efectos de la gravedad y hacían que ese universo fuera más ordenado y más complejo. Las nubes de gas mantenían bajas la temperaturas y se formaban estrellas y planetas. Y en una escala absoluta ya no podía hablarse de un desorden creciente que marcaba un "pasado", un "presente" y un "futuro" tan relacionados con la entropía.

A esta altura podemos decir, con Flavio Mercati, que depende de cómo midamos la entropía.

La entropía es una magnitud física cuyas dimensiones (por ejemplo energía y temperatura) deben ser referidas a un marco de referencia externo con el que puedan ser comparadas. Esto puede lograrse para analizar subsistemas del universo porque el resto del mismo es "todo el Universo", con lo que no hay "marcos de referencia externos" con los que comparar. ¿Se comprende la idea?

Si entonces no podemos usar la entropía para determinar el avance del tiempo, con un pasado y un futuro estimados en función de esa magnitud, ¿qué es lo que impulsa hacia "adelante" al tiempo universal?

En caso de que todo no fuera realmente de más ordenado a menos ordenado, ¿podríamos decir que va de más simple a más complejo?

La complejidad es una cantidad sin dimensiones que básicamente define un estado en el cual, a medida que el tiempo pasa, se produce un aumento de estructuración del universo. Según Mercati, "la responsable es la gravedad y su tendencia a crear orden y estructura (complejidad) a partir del caos".

Este investigador y sus colegas crearon modelos computados básicos que acumulaban partículas en un universo "de juguete". Y encontraron que, no importando cuál simulación se ejecutara, la complejidad del universo siempre aumentaba, y nunca disminuía con el tiempo.

Entonces parecen haber demostrado que a partir del Big Bang el universo comenzó en su estado de menor complejidad. Lugo, se enfrió a un estado en que comenzó a notarse la gravedad, se formaron las estrellas y de desarrollaron las galaxias. A partir de entonces el universo se hizo inexorablemente más complejo y todo fue porque la gravedad se convirtió en la fuerza conductora de su aumento de complejidad.

Cada solución del modelo gravitacional "de juguete" que estudiaron tenía la propiedad de contener en algún lugar de su centro un estado homogéneo, caótico y desestructurado que se parecía mucho al "plasma" que constituía el universo al momento de crearse el "fondo cósmico de microondas". Entonces en ambas direcciones del tiempo la gravedad aumentaba la inhomogeneidades y creaba un gran cantidad de estructura y orden en forma irreversible.

Mientras el universo madura, los subsistemas se aíslan lo suficiente como para que otras fuerzas establezcan las condiciones que permiten que la "flecha del tiempo" domine en subsistemas de baja entropía. En estos subsistemas, como ocurre cotidianamente en la Tierra, la entropía puede desarrollarse creando una "flecha termodinámica del tiempo". Nuestra percepción del tiempo a escala universal es guiada por el continuo crecimiento de la complejidad, pero a nivel de los subsistemas, domina la entropía.

http://perimeterinstitute.ca/news/how-time-flies-tracking-arrow-time

Interesantes nuevas ideas se suman a las tradicionales respecto de qué marca el paso del tiempo en la vida del universo. Hoy no hemos puesto en duda la existencia del tiempo, del pasado, del presente y del futuro. Solamente hemos traído a estas reuniones la idea de que el tema puede no ser totalmente termodinámico, es decir, teniendo como medida la entropía, sino que aparece la gravedad como un factor que muestra cómo, en un subsistema, los conceptos se invierten. Y eso va a tener mucho que ver con la aparición de la vida, por ejemplo. En un universo en el que todo se desordena, tus moléculas se ordenaron para formar células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas.
Seguramente volveremos sobre estas cuestiones, en busca de posibles universos desconocidos.

Hasta la próxima.

Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
Diciembre 3 de 2014
Esquel - Chubut - Argentina

Al índice:
http://complejoculturalgalatro.blogspot.com.ar/2014/11/universos-y-multiverso-indice-por.html

Universos y Multiverso 6 - por Daniel Aníbal Galatro



¡Hola!
¿Reuniones en sábados también?
Es que ya vimos que el "tiempo" es un tema discutible, y hoy es sábado porque alguien diseñó un calendario con meses y días que respetamos como si fuese palabra santa. Pero en la reunión pasada revisamos opiniones acerca del tema que nos permiten dudar de la existencia de la trilogía pasado-presente-futuro y, en este preciso día, de que hoy sea algo, por ejemplo, sábado.

Invité a varios científicos muy conocidos a participar de la reunión, pero seguramente creen en el calendario gregoriano y los sábados se niegan a dictar conferencias. Prefieren dormir hasta tarde y dedicar el resto del día a paseos y fiestas. Por eso estuve trabajando con información que redactaron en otros momentos y que este mundo de internet fue reuniendo en sus archivos.

El tema que me pareció apto para complementar algunas ideas discutidas en notas anteriores es el de una clasificación de universos pero dentro de este universo en el que creemos existir. No pude hasta ahora detectar los autores de la información pero prometo incluirlos vía links cuando los identifique.

Dice por allí que habría un "universo observable" y un "universo total". Les pido que presten atención a lo que definen porque puede ser importante para nuestra investigación.

El universo observable (horizonte del universo) estaría constituido teóricamente por la parte detectable por el ser humano de lo que se generó en el Big Bang. Esto implica que en ese instante se produjo más de lo que podemos ver (con lo que estoy de acuerdo). El "todo" de lo que se "creó" en Big Bang se le suele llamar "universo total".

Hace 13,700 millones de años, minutos más, minutos menos, se generó un reloj que comenzó a avanzar hacia el futuro. Un instante antes no existía ese reloj y, por consiguiente, no existía el tiempo. Habían nacido el universo observable (el nuestro) y el universo total (el todo). Y con ellos una duda gigantesca que vamos intentando resolver. En el universo observable nacía también la Física que iríamos conociendo poco a poco y que continuamos tratando de desarrollar, con sus causas y efectos, y la posibilidad de otras Físicas (o como serán llamadas oportunamente) que rigen al resto del universo, esto es, a lo que completará nuestro conocimiento sobre el universo total.

¿Podemos hablar de dimensiones en la descripción de ambos universos?
Nuestro espíritu generalizador nos hace ver esferas en los planetas y en las estrellas, y eso nos ha llevado a imaginar un universo observable esférico y hasta un universo total también esférico que lo incluiría. ¿Fundamentos? Por ahora pocos y débiles. Quizá ninguno de esos universos sea esférico, como ocurrió en mi visión inicial soñada, en la que no existían formas geométricas, ni espacios ni tiempos. En todo caso, ambos universos surgieron hace 13.700 millones de años y eso nos permite especular un radio para nuestro universo observable pero ninguno tamaño conocido para el universo total.

Hagamos una breve pausa para acomodar las nuevas ideas y analizarlas someramente.

No conocemos el tamaño total de lo que generó el Big Bang pero sí podemos intentar medir la porción que habitamos. Ni siquiera sabemos si hay un universo total más "amplio" que el que creemos poder observar. Por tanto solamente podemos dedicar nuestros esfuerzos a la parte observable, sin saber siquiera su relación con otro posible universo creado o no al mismo tiempo.

¿Cómo estamos midiendo el universo observable? Dado que en el instante inicial nació la masa y quizá con ella la gravedad, y que esas ondas gravitatorias y los neutrinos posteriores, por allí andaría el cero del nuevo reloj. Pero la primera luz pudo comenzar a viajar por el espacio 380.000 años después y la detectamos ahora como "radiación de fondo de las microondas". ¿Quiénes emitieron esa primera luz? Todos los puntos del universo total lo hicieron, en todas las frecuencias posibles para un "cuerpo negro" a 3000 K (Kelvin). Y esos puntos eran protones, neutrones y electrones, únicas formas sobrevivientes como tales en esas condiciones.

Luego la luz inicial fue alejándose del punto en que se liberó de la enorme atracción gravitatoria en la que "nació", tarea que le demandó 380.000 años, y siguió viajando y disminuyendo su frecuencia (cantidad de ondas por segundo pasando por un punto dado). El universo había comenzado a expandirse. ¿Cuál de los dos, el observable o el total? Podemos estimar que ocurrió en el observable pero no sabemos si también en el total.

En estos tiempos y analizando desde nuestra nave espacial, detectamos que nos llegan microoondas, o en realidad todas las frecuencias del cuerpo negro emitidas a 2,7 K. La radiación, por el enfriamiento, se va "corriendo hacia el rojo". Y proviene de puntos situados en el centro de una esfera que nos envuelve cuyo radio es igual al del universo visible.

Como ese radio aumenta, el universo observable está creciendo y la frecuencia de la radiación disminuye.

No alcanzamos a ver todo lo observable. Tenemos diferencias de unos mil millones de años luz. Un año luz es una unidad de distancia. Equivale aproximadamente a 9 460 730 472 580,8 km, para ser más precisos). Es calculada como la distancia que recorre la luz en un año sin ser influenciada por cualquier campo gravitacional o campo magnético.

En campos especializados y científicos, se prefiere el pársec (unos 3,26 años luz) y sus múltiplos para las distancias astronómicas, mientras que el año luz sigue siendo habitual en ciencia popular y divulgación, y en contextos especializados se usa la unidad astronómica (unos 8,32 minutos luz).

Supongamos que nos llaman o nos escriben desde fuera el universo observable y nos preguntan cómo es el lugar en el que vivimos. ¿Qué podríamos responderles?

Por ejemplo les diríamos que nuestro universo observable parece tener unas condiciones físicas a las que podemos atribuir la característica matemática de "espacio-tiempo geométricamente plano". La expansión del espacio no desvía dos rayos de luz paralelos salvo que los afecten la gravedad o el magnetismo de un determinado lugar.

Nuestro universo observable tiene un radio de 1,37 x 10 "a la" 26 metros.
La densidad media de sus constituyentes primarios es de un 68,3 % de energía oscura, un 26,8 % de materia oscura fría y un 4,9% de materia ordinaria.
La densidad de los átomos está en el orden del núcleo de hidrógeno sencillo para cada cuatro metros cúbicos.
La naturaleza de la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio.

Esta gran mansión que habitamos no es de tamaño infinito. Creemos que es una esfera perfecta pero estamos midiendo desde la Tierra así que debemos ajustar los cálculos.Si,como decían hace años y algunos siguen afirmando, la Tierra estuviera en el centro del universo, el radio del universo visible estaría en unos 46.500 millones de años luz, pero corregido a un punto más confiable como centro, sería de 45.700 millones de años luz.

¿Cuándo se creó nuestro universo? Estés donde estés, fuera de este universo, el tuyo se creó en el mismo instante, hace unos 13.700 millones de años, pero la expansión ha hecho que el universo más lejano observable se encuentre ahora alejado de nosotros mucho más que esa distancia (13.700 millones de años luz). ¿Por qué?

La luz ha viajado esos 13.700 millones de años. Pero lo ha hecho sobre un universo en expansión. La luz tiene un límite de velocidad pero la expansión del universo no lo tiene, por lo que la distancia relativa entre la fuente de luz y un punto como nuestra casa aumenta continuamente. Seguramente ocurre lo mismo en tu universo, fuera del mío. O quizá no. No lo sé.

En este universo que habito, la principal fuente de energía es debida a la materia, no a la radiación y no a la constante cosmológica. Esto hace suponer que, como mi universo se expande a un ritmo cada vez menor, las distancias seguirán creciendo también a un ritmo cada vez menor.

El teléfono aún no ha sonado, al menos en casa. Todavía tenemos mucho que aprender acerca de este universo observable que habitamos. Asi que podemos agregar algo de información a nuestra base de datos.

Lo aceptado actualmente en el modelo del Big Bang muestra un principio dominado por la radiación (la energía predominante era atribuída a la radiación). Hacia el año 50.000 se llegó a un dominio compartido por radiación y materia. Paulatinamente dejó de dominar la radiación para dar paso a un largo período de dominio de la materia, que duraría hasta el año 10.000 millones aproximadamente,
año en el que compartían dominio la materia y la constante cosmológica (energía oscura).

Desde el año 10.000 millones, la constante cosmológica ha estado aumentando su dominio frente al de la materia. Actualmente hay un claro dominio de la constante cosmológica, contribuyendo con su energía (expansiva) en un 70 por ciento respecto a la contribución de la materia, (el otro 30 por ciento).

Actualmente la contribución de la radiación es insignificante (despreciable a efectos matemáticos) y, suponiendo un dominio único de la materia, podemos hacer los cálculos cuyo resultado ya les mostré hace unos minutos. Con algunas imprecisiones lógicas pero de todas formas el objetivo es estimar, no calcular, el radio del Universo observable.

La expansión del universo no es tan rápida como solemos pensar. La distancia "2.300.000 años luz" (distancia entre las galaxias Vía Láctea y Andrómeda) ha crecido aproximadamente "1 año luz" en los últimos 10.000 años debido a la expansión del universo.

El autor (aún desconocido) de una de las notas consultadas nos previene que un concepto que es básico entender es el siguiente: un segundo después del Big Bang (t = 1 segundo) la expansión ya pudo haberse llevado inhomogeneidades primordiales (nódulos de mayor densidad de energía que hoy vemos como supercúmulos) a millones de años luz de distancia. Esto es posible incluso con un ritmo de expansión lento. Todo depende del número de inhomogeneidades generadas en nuestro Big Bang y de la energía neta generada, que son datos desconocidos.

Un físico que se precie de tal no puede referirse libremente a un "universo observable" porque no es un tema preciso. Es preferible que hable de “nuestra esfera causa-efecto”, definición más científica, quizá. Además evita decir "universo" porque si es "uni" y no "multi" se está refiriendo a algo único, a algo total.

La nota que consultamos plantea otro interrogante verdaderamente audaz o al menos confrontado con lo que se suele suponer acerca del Big Bang. ¿Quién asegura que en el "lugar" en que ocurrió ese fenómeno no existía ya algo anterior?

Si antes del Big Bang ya había algo allí, entonces todo lo que hemos venido diciendo sufre un sacudón conceptual que nos puede arrojar fuera hasta de nuestra esfera causa-efecto o salir del volumen que ocupa lo generado en nuestro Big Bang. Es que allí nace el tema de los llamados "agujeros negros" supermasivos, zonas de no retorno que no se corresponden con los agujeros negros producidos por el colapso de estrellas como nuestro Sol.

¿Tiene sentido investigar la posibilidad de que el Big Bang haya sido un punto de una historia que había comenzado mucho antes o que existía desde siempre? Por supuesto, aunque no lo haremos ni aquí ni ahora. Pero, de todos modos, evitemos caer en el error de pensar que lo que conocemos es "el todo".

Sí que tiene sentido preguntarse qué hay más allá. Siempre lo tiene.
Aunque ahora no tengamos las herramientas para estudiarlo, ya las tendremos.

Bien, vayamos cerrando esta reunión porque seguramente ha sido para algunos una fuente de nuevas ideas. Ése es el objetivo, dijimos. Y hagámoslo con algo liviano. ¿Vamos a construir un universo a escala?

Si reducimos los 1.400.000 km diámetro a una esferita de 7 cm de diámetro, entonces...
la Tierra medirá 0,06 cm y estará a una distancia promedio de 7,5 m del Sol, en tanto que Mercurio estará a 3 m, Venus a 5 m, Marte a 11 m, Júpiter a 40 m, Saturno a 75 m, Urano a 140 m y Neptuno a 230 m.

Un año luz equivaldría a 1,3 km (la distancia de Madrid a Barcelona). Próxima Centauri estaría a 2.000 km (como de Buenos Aires a Esquel). Andrómeda nos quedaría a 1.000 millones de kilómetros de distancia (recordemos que en esta escala estamos usando una distancia Tierra-Sol de 7,5 metros).

El diámetro del "universo observable" sería de 44 billones de kilómetros,y el "universo" visible sería aproximadamente desde el Sol hasta la estrella más cercana.

Gracias por acompañarme en esta interesante investigación. Al menos lo es para mí. Y no duden en seguir enviando sus consultas y comentarios a mi email pues me ayudan a programar las reuniones siguientes.

Un saludo afectuoso

Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
Noviembre 22 de 2014
Esquel - Chubut Argentina

Al índice:
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Gran Colisionador de Hadrones (en fácil)


- Profe... Vengo siguiendo las notas que tituló "Universos y Multiverso" pero entenderlas me cuesta "un protón y la mitad de otro". Sé algo sobre los átomos pero no mucho más allá de lo que estudié en la escuela secundaria. Y cuando busco explicaciones en internet caigo en sitios en los que gente que sabe mucho escribe para gente que sabe bastante más que yo y me quedo "en ayunas". ¿Me podría contar "en fácil" de qué me están hablando? (Silvio)

Hola, amigos. Recibo numerosas consultas parecidas a la de Silvio y creo realmente que tiene razón, No siempre se puede explicar desde lo más básico un tema complicado como éste o algunos similares, pero lo voy a intentar. Tomando a Silvio como modelo paradigmático o algo así, trataré de ayudar a instalar unos "escalones" previos a ese nivel en el que andan los físicos por estos días. Estimo que es necesario hacerlo para que muchos comprendan un poco, frente a las explicaciones científicas que logran que unos pocos comprendan mucho. Y que los físicos no se enojen por esto.

Antes que nada, y como digo en la primera clase de un curso de Física a mis alumnos que intentan aprender algo sobre esta bella ciencia, "todo lo que se dice de esta materia a nivel primario o secundario es mentira". Abren sus ojos asombrados ante esto, que era solamente un toque publicitario inicial para interesarlos, y esperan que les aclare algo que sonaba revolucionario y hasta con ribetes de herejía.

Entonces los calmo: "En realidad, la Física y la Química de la escuela son solamente una aproximación inicial a la verdad, una verdad que no se conoce plenamente y que quizá nunca se conozca. Pero vamos a intentar explorar principios que los científicos han ido investigando y que parecen acercarlos a esa verdad final."

Había una vez un algo capaz de producir otros algos. En sí era nada pero tenía un capital: la posibilidad de generar cambios en sí mismo. Y eso, en griego, se llama "energía",

En un punto de ese mar infinito de energía, en poco más de un instante se produjo un cambio, no importa aquí cual. Surgió entonces una perturbación que alteró el mínimo lugar en el que comenzó y, al terminar la misma dejó allí unos residuos. En billonésimas de segundo surgió la que llamamos "masa", forma de la energía original que tiene para nosotros un interés fundamental; todo lo que vemos, incluso nosotros mismos, estamos hechos de ella.

Fue como una explosión enorme o algo parecido, a la que pusieron el nombre de "Big Bang". Rápidamente se produjeron cambios que estabilizaron esos residuos, que eran algo así como pequeñas masas que formaron lo que hoy llamamos "protones" y "neutrones", otras todavía mucho más pequeñas que llamamos "electrones" y un etc. con el que no nos vamos a meter. En un paso siguiente, protones y neutrones, que tenían una masa importante que se tomó luego como unidad, se agruparon en lugares del espacio a los que hoy llamamos núcleos, rodeadas por electrones de muy pequeña masa distribuidos a su alrededor.

¿Vamos bien? Continuemos. Protones, neutrones y electrones tienen particularidades que nacieron en el momento de su formación, un momento que consideramos "cero" porque decimos que ese instante fue también el del nacimiento del "tiempo". Luego del Big Bang comienza la idea de "antes" y "después" porque, para esto que llamamos "universo" no había "antes" antes del Big Bang.

No me digas, Silvio, que esto no es apasionante. El comienzo del universo, al menos de este del que conocemos un poquitito. La billonésima de segundo en la que se formaron todos los protones, neutrones y electrones que existen, el instante en que todos y cada uno de los átomos que andan por aquí se constituyeron ordenadamente para iniciar lo que creemos es y será su historia. Aparecieron los "elementos" (cada modelo de átomo) y los "compuestos" (uniones de átomos que intentan estabilizarse).

Con algunos de esos átomos agrupados vinieron a darse, entre muchísimas otras cosas, unos arreglos que tenían la posibilidad de copiarse a sí mismos y recombinarse para formar el ADN que has estudiado por allí y que es la causa de que seas, y de que seas como sos.  

¿Cómo saber si esta historia tan curiosa que te he relatado tiene al menos algo de cierto? ¿Cómo confirmar que el tiempo y este universo tuvieron un comienzo así? Sencillamente, dando vuelta el reloj, haciéndolo que marche hacia atrás, hacia el comienzo del tiempo, hacia el Big Bang del que te hablé. Porque si llegamos al punto cero podremos recomenzar la explosión y hacer que se repita lo que decimos que ocurrió, o verificar que nunca ocurrió lo que decimos.

Para eso se construyó "la máquina de Dios", sobrenombre que damos al "Gran Colisionador de Hadrones" (LHC).

¿A quiénes llamamos "hadrones"?
"Leptones" y "hadrones" es una clasificación relacionada con la masa. Los leptones son de masa reducida (por ejemplo los electrones) y los hadrones son partículas de masa relativamente grande (por ejemplo los protones y los neutrones). Así que el LHC es un enorme equipo cuya finalidad es acelerar protones para hacer que choquen casi a la velocidad de la luz, se rompan y luego veremos qué hacen para reconstruirse, esperando que sea algo similar a lo que hicieron cuando se puso en marcha el reloj del tiempo.

Concluyamos este resumen mínimo de conocimientos que he intentado explicar "en fácil", mencionando algunas características del colisionador.

El LHC acelera partículas pesadas para hacerlas luego chocar entre sí. De los hadrones posible, en realidad acelera protones hasta lograr energías enormes (hasta 7 TeV, dicen los que saben).
Estas catástrofes provocadas y controladas permiten verificar que toda esta historia de átomos, protones, neutrones, big banes, y demás sea más o menos cierta.

¿A qué velocidad se aceleran los protones en el LHC?

Dentro del colisionador, dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.

El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Usa un túnel de 27 km de circunferencia. Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción. El primer intento para hacerlos circular por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre del año 2008.

Por una avería hubo que "apagarlo" para volverlo a poner en marcha a fines de 2009.

Este instrumento permitió confirmar la existencia de una partícula conocida como bosón de Higgs (“partícula de la masa”) y quizá permita explicar asuntos tan importantes como por qué la gravedad es tan débil comparada con otras tres fuerzas, qué son los micro agujeros negros, etc.

¿Has visto, Silvio, que el secreto de un profesor es explicar pero el secreto de un buen alumno es preguntar? Espero un mail tuyo para confirmar que esta charla de hoy te ha servido, ¿Y cómo me daré cuenta? Será sencillo. Harás más y mejores preguntas porque del nuevo conocimiento surgen nuevas dudas. Y así todos avanzamos en estas cuestiones de intentar descubrir los misterios del universo, un camino sin fin que nos acerca a alguna inalcanzable verdad.

Será hasta cualquier otra oportunidad. 
Un saludo afectuoso.

Daniel Aníbal Galatro
Noviembre 17 de 2014
Esquel - Chubut - Argentina

¡¡¡ÚLTIMA NOTICIA!!!

EL UNIVERSAL
miércoles 19 de noviembre de 2014 04:28 PM
Ginebra.- El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha vuelto a revolucionar la ciencia al observar dos nuevas partículas compuestas por quarks, nunca vistas anteriormente.

Esta observación ha sido descubierta por el experimento LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Los quarks son un tipo de partículas elementales, componentes de otras partículas subatómicas, como el protón y el neutrón, y que no existen de manera aislada.

"Es un resultado emocionante. Gracias a la excelente capacidad de identificación de hadrones del LHCb, único entre los experimentos del LHC, hemos sido capaces de identificar una señal muy clara sobre el fondo. Esto demuestra, una vez más, la sensibilidad y la precisión del detector LHCb", dijo, citado en el comunicado, Steven Blusk, de la Universidad de Siracusa, reseñó Efe.

Tras una gran pausa en la que ha recibido mejoras y ajustes, el LHC se está preparando para operar a energías mayores y con haces más intensos.

Está previsto que comience a funcionar de nuevo en primavera de 2015.

Compartiendo reflexiones

Las reflexiones que siguen las recibimos mucho tiempo atrás. Hoy decidimos publicarlas para compartirlas con nuestros muchos lectores. Las envió Néstor Mardones a Leonardo Moledo y también nos las hizo llegar para ayudarnos a abrir nuestras mentes.
Están aquí ahora porque entendemos que nuestros muchísimos visitantes, o al menos un buen número de ellos, podrán comprenderlas, compartirlas o rebatirlas con un conocimiento adecuado para ello.
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clavesparatodos@capin.com.ar
At: Sr. Leonardo Moledo.
Ref: Reflexiones

La actual teoría cosmológica llega bastante cerca del momento “cero” del Big Bang -- billonésimo de trillonésimo de trillonésimo de segundo – y desde ahí avanza hasta nuestros días.

Pero lo hace aparentemente refiriéndose a un tiempo “pre-Einsteiniano” (el que conocemos en la Tierra).
Me pregunto: ¿Con toda la materia del Universo concentrada en “un punto”, cómo se puede hablar de tiempo en segundos “terrestres” si presumiblemente éste estaría “detenido” ?
Toda la fuerza de gravedad del Universo supone una G “infinita” y ello implica -- Principio de equivalencia – necesariamente un tiempo “ralentizado“ al extremo.
Pienso que habría que aclarar algo más el asunto; por ejemplo, que se esta hablando de trillonésimos de trillonésimos etc. de segundo “del lugar”, que pueden ser millones de millones de años nuestros.
Muy atte.


Néstor Mardones

PD: Felicitaciones por su trayectoria, que sigo desde los tiempos de CLARÍN.