martes, 1 de marzo de 2011

UNIFICACIÓN....UN GRAN VIAJE de Sofía Pardo

Una gran amiga, Sofía, escribió este artículo en su blog, " EL GRAN AGUJERO NEGRO.... EL PENSAMIENTO " lo he leido, me ha gustado mucho y después de perdirle permiso, lo publico. Por desgracia, no puedo dar el enlace a su blog, ya que sólo se puede acceder por invitación.

UNIFICACION......UN GRAN VIAJE .....
¿Por qué nuestro conocimiento del universo está basado en dos leyes que se contradicen.? Einstein lo intentó pero no lo consiguió, puede que décadas más tarde los físicos estén cerca de dilucidar la solución.
Algunos apuestan a que la solución está en las cuerdas, unas pequeñas partículas de energía que vibran como las cuerdas de un chelo, una sinfonía cósmica como el corazón de toda la realidad , se afirma que hay universos paralelos y once dimensiones, cabe decir que a aquellos que afirman esto son tildados de locos , ¿será la teoría de las cuerdas un espejismo para la ciencia y las matemáticas, o la teoría definitiva para TODO? ¿es una teoría física o un pensamiento filosófico? . Una cosa es segura, que esta teoría demuestra que el universo es más extraño de lo que que cabría esperar.
Todo empezó con una manzana, el logro de las ecuaciones de Newton se produjo por la necesidad de comprender los planetas y las estrellas , se ha avanzado mucho desde entonces, Einstein proporcionó al mundo una nueva imagen de lo que constituye la fuerza de la gravedad. Los defensores de la teoría de cuerdas se han atrevido a llegar más lejos que él. pero ¿que cerca están de lo ansiado?
Albert Einstein vivió sus ultimos días investigando sin cesar, buscaba una única teoría que describiera el funcionamiento del universo . Incluso en el ocaso de su vida llevaba un cuaderno siempre encima , no dejaba de buscar las ecuaciones que pasarían a ser conocidas como la Teoría del Todo... estaba convencido de que se encontraba muy cerca pero su tiempo de vida se acabó ...

Medio siglo después,la meta unificadora de Einstein se ha convertido en la quimera de la física moderna .

Si la teoría de las cuerdas es correcta supondría un gran impacto . Esta teoría afirma que podriamos estar viviendo en un universo donde la realidad coincide con la ciencia ficción, un mundo de once dimensiones con universos paralelos muy cercanos , un universo elegante compuesto por la música de las cuerdas .
A pesar de parecer ambicioso el concepto básico de esta teoría es muy sencillo, asegura que todo en este universo, desde la partícula mas pequeña hasta la estrella más lejana , está compuesto por un solo ingrediente unos minúsculos hilos de energía llamados cuerdas . Igual que las cuerdas de un violonchelo pueden crear gran variedad de notas musicales , estos hilos vibran de numerosas maneras para formar todos los componentes de la naturaleza . Esta teoría muestra una imagen del universo tan extraña como bonita.
¿Qué nos hace pensar que podemos comprender el universo y que podemos resumirlo es una teoría para todo?. La física moderna asegura que somos capaces de ello y recojemos el testigo que Einstein nos legó por la unificación .

La unificación supondría formular una ley que describiera todo lo que acontece en el universo a partir de una idea, una ecuación única , y se cree que dicha ecuación puede existir ya que en el transcurso de los últimos años todos los conocimientos en este campo apuntan en la misma dirección , hacia un concepto que todavía se está buscando .
Muchos años antes de que viviera Einstein, la búsqueda de la unificación comenzó con el pequeño accidente de la manzana , Newton revolucionó el concepto del universo , una apuesta ambiciosa en su época al asegurar que la fuerza que atraía las manzanas hacia el suelo y la que mantenía la luna en la órbita terrestre no eran si no la misma . En un solo paso Newton había unificado el cielo y la tierra en su teoría de la gravedad , una primera fuerza que entenderiamos cientificamente a la que seguirían otras, pero había un problema, a pesar de describir esta fuerza con gran exactitud Newton ocultaba un bochornoso secreto , no tenía ni idea de como funcionaba .
Durante casi 250 años los científicos miraban hacia otro lado a la hora de afrontar este misterio . Einstein lo cambiaría todo , reflexionaba sobre el comportamiento de la luz pero no sabía que sus cabilaciones le llevarían a resolver el misterio de Newton acerca de lo que es la gravedad . A los 26 años descrubrió que la velocidad de la luz es una especie de límite cósmico que nada en el universo puede superar , nada más publicar este concepto, Einstein se daba cuenta que se estaba enfrentando al padre de la gravedad . El problema era que la idea de que nada podía ir más rápido que la luz contradecía a Newton.
Newton creía que la gravedad era una fuerza que actuaba instantaneamente a cualquier distancia , Einstein descubriría un gran fallo al investigar sobre la luz , sabía que la luz no viaja instantaneamente por lo tanto la gravedad no podía exceder esta velocidad cósmica. Einstein dio con la teoría de las tres dimensiones espaciales y la dimensión única temporal unidas en un solo tejido espacio-temporal . Su necesidad era entonces estudiar la geometría de esta idea, y sería la curvatura de este espacio-tiempo la que crea lo que llamamos gravedad.
La tierra, pues, no sigue su órbita de manera instantanea porque el sol ejerza su atracción sobre ella si no porque sigue la curvatura del tejido espacial causada por la presencia solar. Este nuevo concepto se denominaria Relatividad General...


A pesar de sus logros Einstein no estaba satisfecho y pasó a centrarse en unificar la fuerza de la gravedad con la única otra fuerza conocida en esa época , el electromagnetismo . Una fuerza que había sido unificada unas decadas más atrás .
A mediados del siglo XIX la electricidad y el magnetismo atraían la atención de los científicos . Estas dos fuerzas parecían relacionadas de una forma un tanto curiosa . Para Maxwel la relación entre ambas era tan evidente en la naturaleza que la unificación era necesaria , el escocés estaba obsesionado con esta relación y quiso explicarla con el lenguaje de las matemáticas , formuló cuatro ecuaciones elegantes :
Ecuaciones que unificaban en una única fuerza llamada electromagnetismo. Un paso más para acercarnos a la hora de descifrar el código del universo.
Einstein consideraba estas cuatro ecuaciones como uno de los mayores triunfos de la física es por ello que él pretendía hacer lo mismo con su teoría de la gravedad y el electromagnetismo...... una ecuación única que lo explicaría TODO. Estaba convencido de que existía una pauta global .
Al ir profundizando en su estudio de ambas fuerzas, Einstein vería que las diferencias superaban las similitudes . La fuerza de la gravedad es una fuerza bastante débil en comparación con la otra. Todo la materia está compuesta por átomos cuya capa externa contiene una carga negativa de modo que la repulsión está asegurada con una fuerza millones de veces superior que la de la gravedad.
Unificar dos fuerzas tan diferentes habría supuesto una ardua tarea para Einstein y lo que es peor, cuando apenas había empezado a investigar vio como unos drásticos cambios en el mundo de la física le dejaban atrás , la naturaleza empezó a mostrar una cara desconocida es por ello que las herramientas que le habían sido útiles hasta ese momento ya no le servían.
En los años veinte un grupo de científicos despojó a Einstein de su pedestal hecho que le hizo replantearse la idea de la unificación.
Con Neil Born a la cabeza, estos científicos estaban descubriendo un nuevo campo del universo , protones, neutrones y la órbita de electrones. Las teorías de Eistein y Maxwell se quedaron obsoletas para explicar la extravagancia con la que estas partículas se relacionaban entre si en el interior de un átomo . La gravedad no servía para nada, era demasiado débil y la electricidad y el magnetismo tampoco valían. Se empezó a desarrollar la mecánica cuántica que se encargó de describir con todo detalle el terreno microscópico, pero con un inconveniente....esta tería era un cambio tan radical que hizo añicos la manera en la que se contemplaba el universo .
Las teorías de Einstein implican que el universo es ordenado y predecible pero Born no estaba de acuerdo proclamando que en lo que se refiere a átomos y partículas el mundo es un juego de azar , la reina es la incertidumbre, lo único que podemos hacer es predecir las posibilidades que existen ante un desenlace u otro abriendo así las puertas a una nueva concepción de la realidad .

Las leyes del mundo cuántico son muy diferentes a lo que conocemos, es un entorno alocado demostrando que lo extraño y peculiar es más corriente en nuestro universo .
Si hay mil posibilidades de que algo suceda y la mecánica cuántica es incapaz de predecir cual de ellas sucederá significa que acontecerán las mil.
Para entender estas teorías hay que desprenderse de las suposiciones que tenemos y aun así me temo que es difícil tarea . Einstein murió con la convicción de que él tenía razón. Se resistió con todas sus fuerzas a la idea que sólo podemos calcular las posibilidades de un desenlace u otro. Pero los experimentos no dejaban de demostrar que Einstein estaba equivocado.
En 1930 el sueño de la unificación se venía abajo de la misma manera que los estudios del átomo dieron como resultado la aparición de dos fuerzas más , la fuerza nuclear fuerte agrupando protones y neutrones en el núcleo atómico , la otra la fuerza nuclear débil que permite que los neutrones se conviertan en protones emitiendo una radiación durante el proceso .
En los años siguientes la física se dividió en dos campos, por un lado el de la relatividad general que estudia los objetos grandes y pesados y por otro el que analiza muestras más pequeñas la mecánica cuántica como si hubiera dos familias mal avenidas viviendo bajo el mismo techo , parecía imposible la unificación. A pesar de esto los conocimientos del universo han avanzado mucho aunque hay terrenos de éste que no se alcanzarán sin esa tan querida unificación, es el caso de los agujeros negros . Si nos adentramos en un agujero negro donde una estrella puede verse reducida a un minúsculo punto ¿utilizamos la relatividad general por el enorme peso de la estrella o la mecánica cuántica por su escaso tamaño?...he ahí el problema y donde se hace necesario utilizar ambas teorías al mismo tiempo y si hacemos esto se enfrentan y se viene todo abajo.
Con la teoría de cuerdas se cree que se ha topado con un medio para salvar este problema, esta teoría afirma que todo en el universo, todas las fuerzas, y toda la materia está compuesto por un solo ingrediente, unos minúsculos hilos de energía vibrantes conocidos como cuerdas , la cuerda puede serpentear en muchos movimientos pero un punto no, y estos diferentes movimientos representarían las distintas partículas elementales , cada nota describe esas partículas , un concepto muy sencillo con grandes consecuencias. Es una teoría polémica, las cuerdas serían tan pequeñas si existieran que lo más probable es que nunca se pudiera ver una , entonces si no se puede evaluar no es ciencia si no filosofía y esto es todo un problema . Habrá que esperar muchos años hasta comprobar que hay de cierto y si la elegancia como ha estado demostrado en la historia de la física teórica es ya de por si una característica muy optimista.
Karluza- Klein vinieron a decir que nuestro universo seria como un cable que contendría las grandes dimensiones, es decir las tres que conocemos , como las pequeñas y envolventes, son tan diminutas que no las vemos y que son la base de la teoría de cuerdas. De hecho los cálculos que la apoyan requieren de seis dimensiones más.
¿Como pueden afectar estas dimensiones retorcidas y particulares a nuestra vida diaria? Según la teoría de cuerdas la forma es esencial. Si tomamos una trompa podemos observar que es gracias a su forma que puede emitir multitud de notas diferentes. Al presionar los botones variamos el espacio por el que resuena el aire , esta tería de las cuerdas expone que estas dimensiones funcionan por un mismo estilo y esta podría ser la clave para descubrir uno de los misterios más profundos de la naturaleza.
Nuestro universo es una especie de máquina ajustada a la perfección , la ciencia afirma que hay unas veinte cifras , constantes que confieren al universos las caracteristicas que vemos hoy en día . Mientras los mandos estén ajustados a estas cifras obtendremos lo que vemos. Si estas varían las consecuencias serían dramáticas ¿qué es lo que ajusta estas constantes con tanta precisión?...la respuesta podría estar en la dimensión adicional de la teoría de cuerdas , es decir, que las diminutas estructuras retorcidas de seis dimensiones mencionadas hace que la cuerda vibre de un modo para producir lo que apreciamos como un fotón y que otra cuerda vibre de otro modo para crear un electrón determinando todas las constantes de la naturaleza manteniendo afinada la sinfonía cósmica .
A mediados de los ochenta esta teoría parecía imparable pero entre bastidores se venía abajo , pero sus defensores fueron tan eficientes que no elaboraron una si no cinco versiones , unas hablaban de hilos abiertos, otras de bucles cerrados , todas parecían igual de válidas pero ¿cual describía nuestro universo?...ya que si lo que se pretende es una unificación, la presentación de cinco teorías es muy embarazoso......
Newton jugaba con las piedras y conchas de la orilla del oceano, Einstein se adentró en el.....quizás algún día alcancemos el horizonte.....¿quien lo sabe ?

4 comentarios:

Carlos dijo...

Caray Don Fernando, vaya entrada de calidad que le ha proporcionado su amiga, sin duda fascinante. Ha merecido la pena esperar.
Un saludo

FerCha dijo...

Gracias Carlos. En cuanto he leido tu comentario, se lo he hecho saber a Sofía.
Si, tiene mucha calidad. Sofia es una persona fascinante, de la que mi siento orgulloso de ser su AM igo
Un saludo Carlos.

pacoNP dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
FerCha dijo...

Gracias Paco, me alegra mucho tenerte entre los seguidores de mi blog. No dejes nunca de hacerte preguntas sobre el Universo..Aunque a muchas no encuentres respuestas, la inquietud y ansias de saber te harán crecer como persona.
Saludos.