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General: Teoría del " Big Bang " se derrumba .-
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De: Ruben1919  (Mensaje original) Enviado: 01/07/2013 08:15

Cosmology
El modelo del Big Bang: Una evaluación

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080908 - Tagnet - Mart de Groot - Necesitamos más que la cosmología para comprender la estructura y el significado del universo.
 

Contenido
Introducción - El universo en expansión - El Big Bang - El proceso de la núcleo síntesis - Problemas científicos y filosóficos - Conclusión - Notas y referencias

Introducción

La cosmología trata acerca de la estructura y el origen del universo. La cosmología moderna comenzó en la década de 1920, cuando se utilizaban los telescopios más grandes para estudiar los objetos más remotos del espacio y para encontrar respuestas a las preguntas acerca de la estructura del universo. A su vez, las respuestas obtenidas dieron lugar a preguntas acerca del origen del universo. Las observaciones del astrónomo norteamericano Edwin Hubble (1935) señalaron que casi todas las galaxias muestran un fenómeno que fue designado con la expresión «corrimiento hacia el rojo». Esto significa que el color de la luz que recibimos de ellas es más rojizo que cuando salió de su fuente. Una posible manera de producir este cambio de color es por medio del efecto Doppler, es decir, el movimiento de las galaxias al alejarse de la tierra.

Para interpretar sus observaciones, Hubble necesitaba un modelo cosmológico del universo. Existían varios modelos en ese tiempo. Los de Mime y Lemaitre, por ejemplo, permitían concebir un universo en expansión de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Un modelo de Zwicky era más estático pero requería menos ajustes de la física conocida y ninguna introducción de conceptos nuevos. Era, por lo tanto, el marco en el cual podían encajar mejor las observaciones de Hubble. El mismo Hubble no estaba muy seguro de cómo interpretar sus observaciones y, poco dispuesto al principio a arribar a la conclusión de un universo en expansión, llamó al fenómeno del «corrimiento hacia el rojo» «aparentes desplazamientos de velocidad».

Poco después, Hubble abandonó parcialmente sus reservas anteriores e interpretó el «corrimiento hacia el rojo» por medio del efecto Doppler; es decir, concluyó que la mayoría de las galaxias se estaban alejando de nosotros. Es así que se acuñó la expresión «el universo en expansión».

 

 El universo en expansión

El siguiente paso fue simple. Si hoy el universo está en expansión, entonces, en el pasado, el universo debe haber sido más pequeño. Retrocediendo lo suficiente en el pasado, el universo tiene que haber tenido un tamaño mínimo del que se expandió. Parecía una conclusión lógica decir que el universo tuvo un principio en el tiempo. No es sorprendente que esta idea fuera aceptada favorablemente por los cristianos que vieron ese momento del pasado en que todo comenzó a expandirse como el equivalente a «En el principio» de Génesis 1:1. Pero la respuesta a la pregunta acerca de cuánto tiempo hace que ocurrió este principio no se dio tan fácilmente. No sólo era necesario medir la velocidad de expansión actual sino también su variación por la distancia. La relación observada entre la distancia y el «corrimiento hacia el rojo» se conoce como la ley de Hubble, y el parámetro que describe la expansión del universo es el parámetro de Hubble, H0. El primer cálculo de Hubble dio H0 = 500 Km/seg/Kpc con una edad consecuente del universo de 2 mil millones de años.

Lea: Apocalipsis bajo control científico. El Gran Colisionador de Hadrones. LHC

 

 El Big Bang

Esto causó un problema inmediato, porque los geólogos ya habían postulado la edad de la tierra como de unos 4 mil millones de años, y era inconcebible que la tierra, como parte del universo, pudiera ser más antigua que el mismo. La razón para este cálculo tan bajo de la edad del universo era la distancia limitada en que se podían observar las galaxias en esa época. Pero a medida que se utilizaron telescopios más potentes, se determinó con una mayor precisión el valor de H0, resultando en una mejor equiparación entre las escalas de tiempo geológicas y cosmológicas. En la década de 1960, la situación había mejorado tanto, que se llegó a aceptar ampliamente la edad del universo en alrededor de 10 mil millones de años.

Aun cuando surgieron con los años otras teorías acerca de la historia temprana del universo, el mundo científico en general adoptó la teoría del Big Bang, después del descubrimiento de cierta evidencia importante en 1965. Se piensa que en sus fases tempranas, el Big Bang consistía en un gas muy caliente y muy denso de partículas elementales primero, e hidrógeno y helio después. En dicho gas la luz emitida por una partícula no podía viajar lejos sin que se encontrara con otra partícula, la que la afectaría de tal manera que cambiaran su frecuencia y dirección. De manera que si hubiera sido posible mirar el universo primitivo desde afuera, uno habría podido ver solamente sus capas exteriores; el universo no era transparente.

Como resultado de la continua expansión del universo, eventualmente su densidad disminuyó lo suficiente como para permitir que la radiación emitida por una partícula viajara a través de casi todo el universo antes de encontrarse con otra partícula. En ese momento, el universo llegó a ser transparente. El universo tenía entonces 300.000 años, que es una edad muy joven; 300.000 años en un total de unos 15 billones es equivalente a 2 horas en la vida de una persona de 50 años. Ya en la década de 1940, Gamow, Mpher y otros habían previsto esta situación y habían calculado que la radiación emitida en esa época debería ser capaz de llegar a nosotros hoy sin modificaciones y de esa manera informamos acerca de la condición del universo en ese tiempo.

Entonces, en 1965, dos ingenieros en electrónica que trabajaban para la compañía telefónica Belí descubrieron algo inesperado. Percibieron cierto ruido extraño que llegaba a la antena de su radio y, después de analizarlo, concluyeron que provenía de una fuente de radiación que era uniforme en todo el cielo y que tenía una temperatura de sólo 3K. Pronto se supuso que esta era la radiación emitida en la época cuando el universo se tomó transparente. Este descubrimiento le dio un fundamento fuerte a la teoría del Big Bang y convenció a la mayoría de los cosmólogos acerca de su validez.

Esta radiación de 3K, o CMB (en inglés, Cosmic Microwave Radiation, o sea radiación de microonda cósmica de fondo) parecía tener la misma intensidad en todas las direcciones. Esto significaba que se originó de distintos lugares a la misma temperatura y densidad, lo cual era un problema. ¿Cómo se pudieron formar las actuales estructuras del universo estrellas, galaxias, súper grupos de galaxias- en semejante medio uniforme? Esta estructura representa heterogeneidades que deberían haber estado presentes desde una fecha temprana porque una vez que un medio es completamente homogéneo es imposible introducir heterogeneidades en él sin recurrir a una influencia exterior.

Como se llegó a todas estas conclusiones tempranas en base a observaciones terrestres, con todas sus incertidumbres introducidas por el pasaje de la radiación a través de la atmósfera terrestre, se hicieron planes para lanzar un satélite que pudiera observar desde el espacio y llegar a una exactitud mayor. En 1990 se lanzó el COBE (COsmic Background Explorer satellite, o satélite explorador de fondo cósmico). En 1992 se analizaron los resultados y se detectaron pequeñas diferencias de temperatura mirando en distintas direcciones. Estas pequeñas fluctuaciones de temperatura, y por lo tanto de densidad, parecieron ser suficientes para explicar la formación de galaxias y otras estructuras. Como resultado, la gran mayoría de los cosmólogos aceptó la teoría del Big Bang en sus lineamientos generales y, con la ayuda de los medios de comunicación, mucha otra gente también. Es dudoso que el modelo del Big Bang hubiera sido el objeto de semejante interés general si hubiera sido solamente un modelo del origen del universo físico, inanimado.

Al intentar explicar el origen de la materia encontrada en los seres vivos, se relacionó la teoría del Big Bang con la teoría naturalista de la evolución biológica. Así es que se llegó a creer que durante los primeros tres minutos, cuando el universo estaba muy caliente y denso, se formaron sólo los elementos químicos más simples -mayormente hidrógeno y helio. Cuando se logró esto, la temperatura había descendido tanto que ya no era posible la formación de más núcleos de elementos químicos –núcleo síntesis-. Por esta razón, la pregunta acerca del origen de los elementos químicos importantes para la vida -como el oxígeno, nitrógeno, carbono, calcio, y muchos otros que también se encuentran en la tierra-, llegó a ser una de las más interesantes de la cosmología moderna.
 

El proceso de la núcleo síntesis

Después de los primeros 300.000 años, -según la teoría del Big Bang- cuando el universo se volvió transparente, las fuerzas gravitacionales aún dejaban sentir su influencia bajo la cual comenzaron a crecer pequeñas heterogeneidades, atrayendo la materia circundante. Eventualmente esto llevó a la formación de grandes nubes compuestas mayormente por hidrógeno y helio. Estas se contrajeron más, y como consecuencia se elevó la temperatura en sus centros. Cuando la temperatura central en estos objetos llegó a alrededor de 10.000.000 K, se encendieron procesos nucleares. El hidrógeno comenzó a transformarse en helio, con la producción de mucha energía que llegó a ser visible como radiación, y «nacieron» las estrellas. Por lo tanto las estrellas brillan a causa de los procesos nucleares en sus centros. Aunque las estrellas son inmensas, la cantidad de combustible nuclear que contienen -hidrógeno- no es ilimitada. Cuando la mayor parte del hidrógeno ha sido consumido, la parte central de la estrella se colapsa y la temperatura aumenta a alrededor de 25.000.000 K. A esta temperatura, el helio, que hasta ese momento ha estado inerte, puede ser utilizado como combustible para una siguiente etapa de núcleo síntesis, que convierte al helio en carbón.

Este proceso se repite varias veces, tomando cada ciclo menos tiempo que el anterior, hasta que se forman los elementos químicos, incluyendo el hierro. Entonces depende de la masa de la estrella lo que sucede después. Si una estrella tiene suficiente masa, explotará como supernova, produciendo muchos elementos más pesados que el hierro en muy poco tiempo. En la explosión se libera al espacio la mayor parte de la materia de la estrella, donde puede formar grandes nubes de las que podría formarse otra generación de estrellas. Eventualmente, y es probable que en más de un lugar, se formaron planetas compuestos de materia sólida, incluyendo la tierra. En ese momento, se supone que tuvieron lugar los procesos de la evolución naturalista hasta generar la vida y desarrollarla formando seres vivos inteligentes. Y suficiente en lo que concierne al Big Bang.

El modelo del Big Bang tiene muchos elementos con los que los cristianos se pueden identificar. El universo temprano estaba dominado por la radiación y la luz, recordándonos lo ocurrido en el primer día de la semana de la creación. Adán fue formado con material disponible en la tierra, con el polvo de la tierra. El sol, la luna y las estrellas fueron creados cuando ya estaban allí muchas otras cosas del universo: el cuarto día viene después de «el principio». Desafortunadamente la teoría del Big Bang también tiene muchas discrepancias con Génesis 1 pues los primeros 300.000 años, cuando el universo estaba completamente lleno de luz, realmente no pueden ser comparados con el primer día del Génesis; según la teoría la vida no fue creada sino que evolucionó a partir de la materia inanimada; que se requieren mucho más que seis días para que se complete el proceso, etc.

 

Problemas científicos y filosóficos

Aparte de las diferencias entre la cosmología y el Génesis, encuentro algunos problemas científicos y filosóficos en el modelo del Big Bang, como los siguientes:

Problemas científicos: Primero, la causa del «corrimiento hacia el rojo» no es necesariamente la recesión de las galaxias. Existen otros fenómenos que pueden producir el «corrimiento hacia el rojo». Entre estos, el así llamado «corrimiento hacia el rojo gravítacional» que implica masas increíblemente grandes para las galaxias más lejanas; y el así llamado «efecto Doppler transversal» requeriría una revolución muy rápida alrededor de un centro. Recordando que Elena White escribió acerca de «soles y estrellas y sistemas planetarios, que en el orden a ellos asignado circuyen el trono de la Divinidad»,1 uno debería tener en cuenta esta posibilidad, especialmente desde que la revolución alrededor de un centro es una difundida característica de los objetos cósmicos. Finalmente también está la idea de que por medio de la interacción con la materia, la luz perdería algo de su energía durante su largo viaje desde una galaxia lejana hasta la tierra. En mi opinión, esta idea de «luz cansada» nunca recibió la atención que merece.

Segundo, en la teoría del Big Bang, las partículas elementales como electrones, protones, neutrinos, neutrones y otras fueron producidas en los primerísimos momentos del universo. De acuerdo con nuestro mayor conocimiento, apoyado adecuadamente por experimentos de laboratorio, dichas partículas elementales se forman en pares: con cada partícula aparece su antipartícula hecha de antimateria: positrones con electrones, antiprotones con protones, etc. Cuando una partícula se encuentra con su antipartícula, las dos desaparecerán en un resplandor de energía. En el universo tan denso, después que se formaron las partículas y las antipartículas, hubiera sido inevitable que cada partícula se hubiera encontrado con su antipartícula. Como resultado, el universo hubiera estado lleno de radiación y sin materia, a excepción de partículas como los neutrones, que no tienen antipartículas. Sin embargo, hay mucha materia normal en el universo. O tiene que haber habido alguna asimetría en la producción de partículas elementales -con formación de más partículas normales que antipartículas-, o aproximadamente la mitad del universo consiste de antimateria, aislada cuidadosamente de la materia normal, de lo cual, hasta ahora, no hay indicio alguno.

Problemas filosóficos: Primero, aunque la condición del universo durante los primeros 300.000 años de su existencia no está abierta a la observación directa, podemos notar su condición a esa edad a partir de la CMB y, suponiendo que la expansión también ocurrió antes de ese momento, podemos extrapolar hacia atrás hasta llegar a épocas más tempranas. Yendo hacia atrás en el tiempo, encontramos un universo cada vez más denso y caliente, donde tenemos que aplicar cada vez más principios físicos menos entendidos para comprender lo que está sucediendo. Inevitablemente, llegamos a un punto en el tiempo antes del cual el universo estaba tan denso y caliente que aún nuestro más avanzado conocimiento de física teórica no puede arreglárselas con las condiciones extremas. Llegamos a este punto cuando estamos apenas a 10-43 segundos del punto cero, el principio del tiempo y del espacio.

La condición incomprensible del universo durante esta primera fracción de segundo se conoce como singularidad. Uno podría considerar que una fracción de segundo tan pequeña puede ser pasada por alto y que ahora podemos anunciar triunfalmente que hemos llegado al comienzo del tiempo. Pero el problema es que a una edad de 10-43 segundos, se supone que el universo ya habría contenido mucha materia y que, como resultado, realmente no hemos llegado mucho más cerca de la comprensión de dónde vino toda esa materia. Algunos dicen que esta materia «primordial» es el resultado de una fase anterior del universo cuando se colapsó después de haberse expandido inicialmente. Así, uno puede invocar un universo que pasa por ciclos repetidos de expansión y contracción, siendo nuestro universo la versión presente. Éste así llamado «universo oscilante» realmente no contesta la pregunta sobre su origen. El sostener que siempre hubo un universo o le quita todo propósito, o lo hace igual al eterno Dios de la Biblia. El cristiano no puede acertar ninguna de estas dos alternativas. Otros, siendo más honestos, han señalado que es posible crear materia a partir de energía. Pero, por supuesto, queda la pregunta obvia: ¿De dónde salió esa energía? En mi opinión, un Dios todopoderoso es la única respuesta verdadera.

Segundo, el desarrollo de la teoría del Big Bang a través de los últimos 70 años ha estado lleno de suposiciones filosóficas que, de acuerdo con las reglas del razonamiento puramente científico, no deberían ser parte del proceso científico. Entre éstas deberían mencionarse las siguientes: (1) La expansión del universo está basada en una filosofía tendenciosa. En su interpretación del «corrimiento hacia el rojo», Hubble adoptó la validez de la teoría general de la relatividad (lo que no fue una elección tan mala) y el principio cosmológico -el universo se ve igual desde cualquier punto de observación-. Mientras ésta parece ser una suposición razonable -de hecho, la única que puede ser hecha útilmente- su validez en cualquier escala conocida no es, y tal vez nunca lo será, confirmada. (2) La teoría del Big Bang está basada en la suposición de que la ciencia es capaz de explicarlo todo, de responder a todas nuestras preguntas. Esta es una suposición indemostrable, y aquellos que creen en Dios saben que no puede ser correcta: la ciencia no tiene respuestas adecuadas para las preguntas acerca del Origen del amor y el odio, el gozo y la tristeza, la verdad, la belleza, la conciencia y una cantidad de otras características exclusivamente humanas. (3) Frecuentemente se han rechazado varias teorías alternativas sin una investigación apropiada de sus afirmaciones. La cosmología ha rechazado de plano las así llamadas teorías «no científicas», esto es, teorías que contienen elementos de la filosofía o de la religión. Y al adoptar esa actitud la cosmología se ha auto condenado porque ella a su vez ha incorporado ciertas suposiciones filosóficas, no científicas. Y, para empeorar la situación, la cosmología ha cerrado los ojos a lo que bien podría ser una parte esencial de la realidad y del universo.

Esto se percibe mejor en lo que considero el dogma tácito pero muy claramente entendido de la cosmología que el Dios de la Biblia y del Calvario no existe, y que cualquier dios en el que creamos es el resultado de nuestra propia hechura. Nuevamente, los cristianos no pueden aceptar esto.

Conclusión

En base a lo anterior, debemos concluir que la cosmología moderna, representada por la teoría del Big Bang, puede tener sus virtudes al explicar numerosos aspectos del universo físico, inanimado, pero resulta ser una teoría pobre cuando trata de explicarlo todo, y deja demasiadas de nuestras preguntas sin responder.

Como concluye Roberto Jastrow en su libro God and the Astronomers: «En este momento pareciera como que la ciencia nunca será capaz de levantar el velo del misterio de la creación. Para el científico que ha vivido teniendo fe en el poder de la razón, la historia termina como una pesadilla. Ha escalado las montañas de la ignorancia; está por conquistar la cumbre más alta y mientras se levanta por sobre la última roca, es recibido por un grupo de teólogos que han estado sentados allí desde hace siglos».2

Entonces, ¿es posible armonizar la cosmología moderna con la Biblia? ¿Debería uno seguir tratando de hacerlo? Y si la repuesta es positiva, ¿cómo puede lograrse esto? A pesar de mi observación crítica anterior, permíteme afirmar que admiro el método y la iniciativa de los científicos. Debido a ellos hemos aprendido mucho acerca de la naturaleza que nos puede ayudar a vivir vidas más cómodas. Más aún, la ciencia es uno de los métodos de Dios para darse a conocer a sí mismo y de su plan para nosotros. «Los cielos" todavía "cuentan la gloria de Dios» (Salmos 19:1). Pero hay por lo menos dos problemas con este medio de comunicación. El pecado ha arruinado la obra de Dios y si bien refleja el carácter de Dios, lo hace débilmente. Y nuestra comprensión de la naturaleza, y de Aquel que quiere revelarse a través de ella, es incompleta mientras aún hay falencias en nuestro conocimiento acerca de las leyes de la naturaleza que deberían ayudarnos a interpretar el mensaje de Dios correctamente. Al mismo tiempo, no olvidemos que no podemos encerrarnos en la torre de marfil de la teología y explicar todo lo que nos rodea, y acerca de nosotros solamente con la Biblia.

De hecho, es precisamente debido a nuestra comprensión incompleta de las leyes, tanto de Dios como de la naturaleza, que muchas veces las percibimos como si estuvieran en conflicto. Pero Dios es el autor de ambas, y no puede haber conflicto si se comprenden las cosas correctamente. Necesitamos ambas disciplinas para darle sentido al universo en el que vivimos. Cierta vez, Albert Einstein dijo: «La religión sin ciencia es ciega; y la ciencia sin religión es coja».3

En nuestro esfuerzo por obtener respuestas adecuadas a nuestras preguntas acerca de los orígenes, es difícil saber exactamente cómo combinaremos los hallazgos de la ciencia con nuestra comprensión de la Biblia. Creo que Dios creó el universo. «En el principio» bien puede significar que comenzó su obra creadora hace mucho tiempo. La cosmología, correctamente entendida, nos cuenta cómo realizó Dios la tarea de preparar un planeta con suficiente polvo de la composición química adecuada para formar seres humanos y mantenerlos con vida. Entonces Dios completó su obra de creación. En seis días preparó la tierra para que fuera habitada y luego creó muchas criaturas vivientes, entre las cuales la humanidad iba a tener un lugar muy especial.

El resto de la Biblia nos dice lo que pasó después y cómo, a pesar de nuestra rebelión, el magnifico plan de Dios finalmente se cumplirá en aquellos que aceptan la redención ofrecida por medio de Jesucristo. El cumplimiento de este plan incluye la oportunidad de aprender la auténtica verdad acerca del universo. Y con gusto cambiaré de opinión cuando el Creador me diga que lo hizo de otra manera.

Mart de Groot (Doctor en Ciendas Naturales, Unversidad de Utrecht) es investgador asociado principal en el Observatorio Armagh, Irlanda del Norte. El Dr. de Groot fue entrevistado en Diálogo 3:1 (1991), PP. 18-19. Su direcdón poslal: 2 Sandymount Road; Richhill, Co. Armagh; BT61 8QP Northern Ireland; Uniled Kingdom. E-mail: mdg@star.arm.ac.uk

Notas y referencias

  1. Elena G. White, El conflicto de los siglos (Mountain View, Calif.: Publicaciones Interamericanas, 1954), p. 736.

  2. Robert Jastrow, God and the Astronomers (New York, W. W. Norton & Co., 1978)

  3. P. Frank, Einstein: His Life and Times (New York: Alfred A. Knopf, 1947)



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De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:16

La teoría del "Big Bang" se derrumba

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Lea: Apocalipsis bajo control científico. El Gran Colisionador de Hadrones. LHC

La teoría del "Big Bang" o Gran Estallido, acerca del origen del universo, fue propuesta hace unos 50 años, y pronto se convirtió en el dogma del establecimiento evolucionista. Sin embargo, ha habido muchos disidentes, entre ellos el astrónomo británico Sir Fred Hoyle, el premio Nobel Hannes Alfven, y los astrónomos Geoffrey Burbidge y Halton Arp. Según la teoría del <>, hace unos 10 o 20 mil millones de años toda la materia y energía del universo estaba comprimida en un huevo cósmico, o bola de plasma, que estaba compuesta de partículas subatómicas y de radiación. Nadie sabe de dónde vino el huevo cósmico, ni como llegó ahí --sencillamente estaba ahí. Por alguna razón igualmente inexplicable, el huevo cósmico estalló. Al expandirse la materia y la radiación, según dice la teoría, se enfrió suficientemente para que se formaran los elementos, al combinarse los protones y los electrones para formar hidrógeno, de peso atómico unidad, y se capturaron luego neutrones, formándose helio de peso atómico cuatro. La mayor parte del gas que se formó era hidrógeno. Estos gases, se supone entonces, se expandieron radialmente en todas direcciones por todo el universo hasta que quedaron tan enormemente dispersados que había un gran enrarecimiento y una temperatura sumamente baja. No existían ni oxígeno, ni nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, cobre, hierro, níquel, uranio, ni ningún otro elemento. El universo estaba compuesto esencialmente de gas hidrógeno. Entonces, por alguna razón, según se cuenta, las moléculas de gas que estaban lanzadas a una enorme velocidad en sentido radial comenzaron a derrumbarse unas sobre otras en áreas locales debido a la atracción gravitatoria. Las moléculas que se encontraban dentro de un espacio con un diámetro de alrededor de diez billones de kilómetros comenzaron formar una de tantas estrellas, y unos cien mil millones de estrellas se reunieron de una u otra forma para formar cada una de las supuestas cien mil millones de galaxias del universo. Nuestro sistema solar se formó hace unos cinco mil millones de años, más o menos, en base de una nube de polvo y gas que era el resto de estrellas más antiguas que habían estallado.

No existe ninguna explicación satisfactoria para ninguno de estos acontecimientos, pero los cosmólogos se mantenían firmes en su convicción de que todos estos maravillosos episodios finalmente permitirían unas explicaciones creíbles. Pero ahora la más grande de estas teorías, la del <>, ha sufrido una cruel suerte.

En base de la teoría del <>, los cosmólogos predecían que la distribución de la materia por todo el universo sería homogénea. Así, en base del llamado Principio Cosmológico, se postulaba que la distribución de las galaxias en el universo sería esencialmente uniforme. No importaba en que dirección se mirase, si se miraba suficientemente lejos, se vería el mismo número de galaxias. No aparecerían en el espacio ni arracimamientos de galaxias en gran escala ni grandes vacíos. Sin embargo, las investigaciones recientes han revelado enormes super-racimos o <> de galaxias e inmensos vacíos en el espacio. Existimos en un universo muy <>.

La actual crisis en las cosmologías del <> comenzó en 1986, cuando R. Brent Tully, de la Universidad de Hawaii, encontró que había cintas de super-racimos de galaxias con una longitud de 300 millones de años-luz, y con un grosor de 100 millones de años-luz, extendiéndose por unos mil millones de años luz, y separadas por vacíos con una extensión de alrededor de 300 millones de años luz.1 Estas estructuras son demasiado enormes para poder ser producidas según la teoría del <>. A las velocidades a las que se supone que se están moviendo las galaxias, se necesitarían 80 mil millones de años para crear un sistema tan complejo, pero al universo se le supone una edad de entre 10 y 20 mil millones de años.

En noviembre de 1989, Margaret Geller y John Huchra, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, anunciaron los resultados de sus investigaciones. Su mapa del cielo revelaba lo que ellos llamaron la <> --una gigantesca capa de galaxias de 200 millones de años-luz de anchura y 700 millones de años-luz de longitud.2 Se ha informado que un equipo de astrónomos americanos, británicos y húngaros han descubierto estructuras aún más grandes.3 Hallaron galaxias arracimadas en delgadas bandas con espacios de 600 millones de años-luz entre ellas. La pauta de estos <<clusters>> se extendía a través de un cuarto del diámetro del universo, o sea, alrededor de siete mil millones de años-luz. Esta pauta de enormes racimos y vacíos habría precisado de casi 150 mil millones de años para su formación, en base de su velocidad de movimiento, si hubiera sido producida por el mecanismo estándar de la cosmología del <>.

Aún más recientemente (3 de enero de 1991), Will Saunders y nueve colegas astrónomos publicaron los resultados de su examen global de todo el cielo de la deriva al rojo de las galaxias detectada por el Satélite Astronómico de Infrarrojos. Esta exploración reveló la existencia de un número muchísimo mayor de gigantescos <> de galaxias que el que puede ser explicado mediante las cosmologías del <>.4

En un intento de salvar la teoría del <>, algunos cosmólogos han inventado hipótesis para explicar los fracasos de sus hipótesis. Una de estas es la teoría de la Materia Oscura Fría (MOF). Según esta teoría, entre el 90 y el 99 por ciento de la materia del universo no puede ser detectada. Si existiera la MOF, daría la suficiente atracción gravitatoria para crear grandes arracimamientos de galaxias. Pero las estructuras descubiertas durante los últimos años son tan gigantescas que incluso si existiera la MOF, no podría explicar su formación. Saunders y sus colaboradores dicen, por tanto, que el modelo de MOF puede ser descartado con una confianza de al menos el 97 por ciento de certidumbre. En el mismo número de Nature en el que aparece el artículo de Saunders et al, aparece un artículo de David Lindley en la sección <<News and Views>> (Noticias y Opiniones) (pág. 14), titulado: <Dark Matter Makes an Exit>> [La Materia Oscura Fría se despide]. El cosmólogo del Instituto Tecnológico de California, S. George Djorgovski, tomando en consideración las observaciones astronómicas que entran en conflicto con la teoría de la MOF, afirma que es inevitable el abandono del concepto de la materia oscura fría.5

También muy recientemente, el Satélite Europeo-Americano Roentgen (ROSAT), detector de emisiones de rayos X, descubrió evidencias de gigantescos <> de quasares en el borde del universo, supuestamente de ocho a doce mil millones de años-luz de la tierra.6 El físico Paul Steinhardt, de la Universidad de Pennsylvania, afirma que <>. Incluso si existiese esta materia hipotética, seguiría sin poder explicar la existencia de estos gigantescos arracimamientos de quasars.

Si todo esto no fueran ya suficientes malas noticias para los cosmólogos del <>, los resultados del Explorador del Fondo Cósmico (COBE) debería hacerles desear que se hubieran dedicado a otro campo. En base de la teoría del <> se había predicho que debería existir una radiación de fondo equivalente a unos pocos grados Kelvin. Y desde luego, en 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, ingenieros de radio en los Laboratorios Telefónicos Bell en New Jersey, descubrieron una radiación de microondas de fondo de 2,7oK. Los cosmólogos evolucionistas se sintieron entusiasmados. Este descubrimiento fue considerado prueba del <>, y Penzias y Wilson recibieron los debidos Premios Nobel. Pero ahora parece que aquella radiación de fondo puede resultar una prueba adicional contra la teoría del <> en lugar de su prueba.

Por cuanto la teoría del <> predecía un universo homogéneo con la materia distribuida uniformemente por todo el universo (lo cual desde luego no es así, como se ha descrito más arriba), los cosmólogos evolucionistas predecían que la radiación de fondo sería totalmente uniforme. Esto es, no importa en que dirección se mire, la radiación de fondo sería la misma. Tal como se había predicho, la radiación de fondo era perfectamente uniforme. Los teóricos se sintieron muy complacidos, confiados de que esta radiación de fondo era el suspiro fósil del <>. Pero ahora resulta que el universo no es homogéneo, sino que es extremadamente inhomogéneo, con gigantescos <> de galaxias y grandes vacíos en el espacio; así, si la radiación de fondo fuera una consecuencia del <>, no debería ser uniforme, sino que debería ser más intensa en ciertas direcciones que en otras, indicando inhomogeneidades en el mismo inicio del universo, siguiendo de inmediato a los momentos iniciales del <>. Así, los astrónomos comenzaron a buscar diferencias en la radiación de fondo. Todas las mediciones mostraron que era perfectamente uniforme. Así, el COBE fue lanzado a una órbita a 900 kilómetros de altura sobre la tierra, provisto de instrumentos sensibles para medir la radiación de fondo. Pero los datos preliminares procedentes del COBE anunciados en enero no muestran evidencia alguna de inhomogeneidad en la radiación de fondo. Es perfectamente uniforme.7

<>8

Naturalmente, el rechazo de la teoría del <> no desalentará a los teorizantes evolucionistas de proponer otras teorías. De hecho, ya se han propuesto teorías basadas en procesos de plasma y una teoría revisada del estado estacionario, para tomar el puesto de las cosmologías del <>.9, 10, 11

En último término, todas estas teorías fracasarán, porque <> (Gn 1:1). <> (Sal 19:1.)

Referencias

 1. R. B. Tully, Astrophysics Journal 303:25-38 (1986). Volver al texto
 2. M. J. Geller y J. P. Huchra, Science 246:897-903 (1990). Volver al texto
 3. E. G. Lerner, Aerospace America, Marzo de 1990, págs. 38-43. Volver al texto
 4. Will Saunders, et al, Nature 349:32-8 (1991). Volver al texto
  5. T. H. Maugh, II, Los Angeles Times, Edición de San Diego, 5 de enero de 1991, pág. A29. Volver al texto
 6. R. Cowen, Science News 139:52 (1991). Volver al texto
  7. Referencia 3, pág. 41. Volver al texto
  8. Referencia 3, pág. 42. Volver al texto
  9. Referencia 3, pág. 43. Volver al texto
10. A. L. Peratt, The Sciences, Enero/Febrero 1990, pág. 24. Volver al texto
11. H. C. Arp, G. Burbidge, F. Hoyle, J. V. Narlikar y N. C. Wickramasinghe, Nature 346:807-812 (1990).
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Respuesta  Mensaje 3 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:17

El Universo. Versiones y digresiones

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080908 - REDcientífica - Lamberto García del Cid *

Cuando conozcamos qué es el universo, de qué se compone, cómo se originó, sabremos por qué estamos aquí. Si es que todavía nos sigue interesando conocerlo. Pero el enigma se las trae porque, aunque resulte asombroso, todo apunta a que no hay universo, sino multiverso.

El modelo más verosímil para el universo es una nada en movimiento rotatorio. (W. D. Parkinson)

Meditar sobre el universo es la excusa ideal para sentirse metafísico. O físico, pues ahora son ellos, los físicos, los que más saben de esta materia. El misterio del universo constituye hoy la cuestión básica para quienes aspiran al conocimiento último. Ya no sirve aquello de ¿a dónde vamos, de dónde venimos...? Cuando conozcamos qué es el universo, de qué se compone, cómo se originó, sabremos por qué estamos aquí. Si es que todavía nos sigue interesando conocerlo. Pero el enigma se las trae porque, aunque resulte asombroso, todo apunta a que no hay universo, sino multiverso. Es lo que se conoce como Interpretación de los Mundos Múltiples, singular teoría apoyada por mentes tan privilegiadas como Edward de Witten, John A. Wheeler, Stephen Hawkings y Steven Weinberg, entre otros. Pero para el propósito del presente artículo dejaremos aparte el multi-verso y nos centraremos en el uni-verso. Un uni, grande y libre universo.

Los antiguos desarrollaron peculiares ideas sobre la composición del universo. Una de ellas, en extremo singular, es la de Cosmas Indicopleustes, erudito bizantino que vivió en el siglo VI. Escribe este autor en su Topografía Cristiana: "El mundo es rectangular, extendiéndose desde Iberia a la India, y desde el África a la Escitia. Sus cuatro lados están formados por altas montañas sobre las que descansa la bóveda celeste. La Tierra es sólo un arca de gigantescas dimensiones, y en el fondo plano de este arca están todos los mares y tierras conocidos por el hombre. El firmamento es la tapa del cofre, y las montañas son sus paredes". Después vinieron Galileo, Kepler, Newton...

Definiciones del universo existen muchas, algunas de ellas chocantes o sorprendentes. Debe ser un tema que inspira. Para Francisco Umbral el universo es una geometría inútil y para Bart Kosko, aficionado a los pensamientos borrosos, el universo es información. Y añade que nuestro ADN es simplemente información hecha carne. Timothy Leary, por su cuenta y "riego", se preguntó: "¿Es el universo en esencia continuo o discreto?" Y añade que a dicha pregunta sólo puede responderse: "Sí". Curioso. Sathya Sai Baba, gurú de la misteriosa India, nos revela que el universo y el individuo es uno solo, la ola y el mar. Afirmación que extrañamente coincide con la mantenida por el premio Nobel de física Erwin Schrödinger: "La suma de todas las mentes es uno". Unidad por la que también se decantó Giordano Bruno: "El universo es uno, infinito e inmóvil". Y para rematar esta compartida unicidad, citaré la definición que dan del universo los heterodoxos Robert Shea y R. A. Wilson en su trilogía The Illuminatus!: "El universo es lo interior sin lo exterior, el sonido hecho uno". Un poco obscuro, pero así son los místicos. Entre las definiciones curiosas del universo, destaco ésta del físico Paul Davies: "El universo es un ordenador, el único problema es que es otro el que lo está usando... Sólo somos chinches en la gran máquina cósmica". Pero sin duda, la cosmología más singular de la que he logrado tener noticia se la debo a Charles Fourier. Dice este visionario francés: "La Tierra sólo ocupa el lugar insignificante de una abeja en una colmena formada por unos cien mil universos siderales cuyo conjunto constituye un biniverso, estando estos biniversos agrupados por millares en triniversos y así sucesivamente, donde la creación procede por etapas y tanteos sucesivos, donde nuestra existencia individual está compuesta por 1.260 avatares que ocupan 54.000 años en el otro mundo y 27.000 en éste..." Un delirio, y exactitud, que apabullan.

En cuanto a los orígenes del universo, pueblos anteriores a los babilonios, como los pueblos Eridu y Nippur, ya poseían su propia cosmología. Para los Eridu, fue el agua el origen de todas las cosas. El mundo surgió del mar y es circundado por él. Más allá de la línea del océano, el dios-sol pastorea a su ganado. Para los Nippur el mundo era una montaña, y el cielo una cúpula sólida cuyas bases se sumergían en los océanos. Para los antiguos nórdicos, según se desprenden del canto épico de los Edda, el mundo se originó por el encuentro de la cálida corriente de aire con la capa de hielo del protogigante Ymir. Los dioses le mataron y con su carne formaron la tierra, con su sangre el mar y los lagos, con sus huesos las montañas, los árboles con sus cabellos, con su cráneo el cielo, etc. Los Upanishad nos aseguran que en el principio no había nada en absoluto. El mundo entero se hallaba envuelto por la muerte, por el vacío. Y la muerte pensó para sí: ¡Me gustaría tener identidad! Y surgió el universo.

Lea:
Reflexiones sobre el universo

La Biblia deja en manos de un ser llamado Jehová, aburrido a más no poder, la creación del mundo en seis jornadas, al término de las cuales descansó. Al principio fue la luz, nos dice esta cosmología. A lo que la teoría del Big Bang (o como tradujo la expresión, a mi juicio certeramente, un vate mejicano: el Gran Pun), admitida sin grandes reparos por la mayoría de la comunidad científica, corrige manifestando: "En el comienzo fueron los rayos gamma". Se necesitaron cien mil años para que los rayos gamma se transformaran en luz visible. Aristóteles, por citar a un griego egregio, sostenía que el universo no tuvo ni principio ni fin. Aserto respaldado poéticamente por el escritor mexicano Octavio Paz: "No hay fin y tampoco hay principio: todo es centro". Sin embargo, y siguiendo a Alan Guth, bastan veinte libras de materia para comenzar un universo. ¿Tan poca cosa? Pero, ¿cómo transformar esas veinte libras de átomos en un universo? Quizás acierte R. A. Wilson cuando asevera que los átomos crearon el universo masturbándose. Lo cual, por ingenioso que sea, no aclara mucho el misterio de la creación, el enigmático origen del universo, un origen que cada vez intriga más a quienes lo estudian. Así, el famoso cosmólogo Lee Smolin, nos informa: "¿Cuál es la probabilidad de que un universo creado por parámetros elegidos al azar contuviera estrellas? Una entre 10229". Y las estrellas, está probado, son fundamentales para la existencia de la vida. No obstante, desafiando a tan microscópica probabilidad, estamos aquí. Y esto nos conduce al principio antrópico, el más extendido dentro de la cosmología ?si bien con numerosos detractores? para enjuiciar el universo. Este principio aduce que el particular universo que observamos, que habitamos, es seleccionado de entre todos los universos posibles por el simple hecho de que nosotros estamos aquí para observarlo. El principio antrópico podría resumirse con esta frase de John A. Wheeler: "El universo debe ser como es porque, si fuera de otra manera, podríamos no estar aquí para contemplarlo". Frank J. Tipler, el eminente físico de la inmortalidad, cree que todos los posibles universos que pueden albergar conciencia son realmente experimentados. El nuestro es tan sólo uno de ellos. ¿Un retorno al multi-verso? Mas a pesar de las dificultades que encuentran los físicos y cosmólogos actuales para estudiar el origen del universo, otros no tienen problemas para datar incluso la fecha exacta de su creación. Así, en 1654, el obispo James Usher, basándose en profundos estudios de cronología bíblica, anunció que la "Creación" tuvo lugar el jueves 26 de Octubre del año 4004 a.n.e., a las nueve de la mañana, presumiblemente hora de Greenwich. Enhorabuena a los nacidos en esa fecha, pues su cumpleaños comparte el aura que otorga el coincidir con el aniversario del universo.

Hoy, con datos fiables, se sabe que solamente la Tierra tiene más de 4.500 millones de años. Aún así no faltan en nuestros días creacionistas que todavía fechan la Creación a muy corto plazo. Y si no que se lo pregunten a Ronaldo Reagan, ex presidente que fuera del Imperio. Aclaremos que esto de fechar momentos claves del universo no es exclusivo de personajes extravagantes. Newton, con pedestal perenne en el parnaso de la ciencia, en las postrimerías de su vida, trabajando con profecías bíblicas, concluyó y anunció que el final del mundo no podría venir antes del 2060. ¿Adolecía Sir Isaac de la ley de la Grave Edad? De acertar, poco le quedaría a la humanidad; a algunos, por fortuna, nos da de sobra.

Pero parece que los científicos han dado con la clave del origen del universo, o casi. Según Michio Kaku: "En el principio era la Nada. No había espacio. No había tiempo. No había materia ni energía. Pero existía el principio cuántico, que afirma que debe haber incertidumbre, por lo que incluso la Nada se hizo inestable. Y las pequeñas partículas de algo comenzaron a formarse". Pero, ¿cómo de la nada pudo surgir algo? Pues sí. A mediados de la década de 1980, se descubrió que la energía total del universo en un momento determinado podría haber sido cero, lo que nos llevaría al caso paradójico de obtener algo por nada. La razón por la que el universo pudo tener energía cero y al mismo tiempo albergar 1050 toneladas de materia se debe a que el campo gravitacional posee energía negativa. Así, las energías negativas de la gravedad pueden anular las positivas que componen la materia. Mientras la energía positiva se transformaba en materia, el campo gravitacional acumulaba la equivalente energía negativa. Esta explicación permite hacer creíble que el universo comenzase en un espacio vacío, como, por otra parte, ya nos lo habían advertido los Upanishad. Toda la materia vendría después (muy inmediatamente después) como resultado de un proceso natural. Pero ésta es una de las ultimas hipótesis de la ciencia, hipótesis prometedora pero no, me temo, la solución definitiva del misterio.

Aparte definiciones y posibles orígenes, el universo es un concepto que levanta disparidad de opiniones. Francisco Umbral insiste en denigrarlo: "El universo, la creación, prodigiosa máquina de errores, sistema perfecto de equivocaciones". Richard Dawkins, el padre del gen egoísta, nos dice: "El universo ya es de por sí un lugar suficientemente difícil para comprenderlo sin necesidad de introducir misterios místicos adicionales que no están realmente ahí." Para Einstein el universo, finito pero sin límites, es susceptible de ser alterado por la mera observación de un simple roedor. En palabras del genio de la Relatividad: "Cada vez que un ratón mira el universo, lo transforma". Extraño universo, quizás demasiado sensible. Pero sobre su extrañeza ya se han pronunciado reputados físicos. Niels Bohr, el creador de la Mecánica Cuántica, nos dejó dicho: "Solía pensarse que la física describía el universo. Ahora sabemos que la física sólo describe lo que podemos decir del universo". Y otro físico famoso, J. B. S. Haldane, remacha: "Mi sospecha es que el universo no sólo es más extraño de lo que suponemos, sino más extraño de lo que podamos suponer". Y es que la mecánica cuántica, con su principio de incertidumbre y su dependencia del observador, parece implicar que el universo está en cualquier estado posible antes de que lo midamos. Siguiendo este razonamiento, Robert Anton Wilson sugirió que la mente es un instrumento ideado por el universo para contemplarse. El universo vendría a ser más o menos producto de la consciencia. Los argumentos del obispo Berkeley desenterrados. Pero es igual lo que digan los físicos y los filósofos, para Francisco Umbral el universo no tiene otro argumento que la crueldad ni otra lógica que la estupidez. ¿Qué hubiera hecho Umbral de conocer lo que sabía Bart Kosko, esto es, que bastan tres electrones por metro cúbico para destruir el universo? ¿Le hubiera pedido la fórmula? Quizás en el momento de escribir las líneas citadas, mortales y rosas. Puede que hoy haya cambiado de opinión. Pero por si acaso aconsejamos a Bart Kosko que no se lo diga.

De todas maneras, cuanto más avancemos en el conocimiento del universo, más habrá de tenerse presente la advertencia de Steven Weinberg: "Cuanto más comprensible parece el universo, tanto más sin sentido parece también". Pero no nos desanimemos. Quizás, como augura Bart Kosko, el universo no sea sino un chip en el vacío. ¡Pero qué chip!

Nunca lograremos desentrañar el misterio del universo porque nosotros somos el misterio.
(Max Plank)

Lea:
Nacimiento de la Cosmología Moderna

I - Corolario in fabula

Versión no autorizada del origen del universo (por la Iglesia de los SubGenios)

Al comienzo no había Universo, sólo G'BroagFran, que estaba a horcajadas sobre la espalda de cuatro gigantescos y multidimensionales elefantes, a su vez sosteniéndose sobre las espaldas de un sapo todavía más gigantesco, que a su vez se apoyaba sobre otro sapo, y debajo sólo había una hilera de sapos hasta el final. Pero todos ellos se hallaban en el interior de la Nada. Después de 100.000 millones de años, G'BroagFran hizo Algo de esta Nada aglutinante: un Universo simple compuesto apenas de Fuego y Hielo cósmicos. Estos opuestos primordiales fueron moldeados en la forma de dos enormes bolas por el Gran Escarabajo Pelotero y lanzadas una contra otra. Cuando chocaron, la explosión produjo el Éter, parte del cual fue atrapado por el Gran Escarabajo Pelotero, que lo repartió con laboriosidad entre los diminutos átomos que componían el Universo. Entonces extendió estos átomos para así formar las estrellas y los planetas. El Gran Escarabajo Pelotero eligió algunos planetas y arrojó sobre ellos ciertos ingredientes mágicos, transformando a los planetas en hembras y a su atmósfera en machos. Nuestro planeta fue uno de ellos. El cielo era una concha de hielo sólido de 30 kilómetros de espesor que protegía a la Tierra de los letales rayos cósmicos. La tierra era una pura ciénaga, cubierta de juncos machos. Pero el cielo se encontraba solo, así que bajó a la Tierra y se apareó con ella, produciendo todas las plantas y animales.

Hubo una gran batalla en el espacio entre G'BroagFran y el "Bob"-Inferior. G'BroagFran acuchilló al "Bob"-Inferior, y ordenó a el Gran Escarabajo Pelotero que recogiera su flema, bilis, cáncer y feces para fabricar con todo ello al primer hombre. Luego diseñó una Hembra con trozos de tarántula y serpiente de cascabel. Ambos eran gigantes, cubiertos con hermoso pelamen, y podían vivir un millón de años.

El Gran Escarabajo Pelotero creó primero al hombre y a la mujer como dos criaturas diferentes, capaces de procrear sin sexo, simplemente por generación de capullos. Pero G'BroagFran los vio y sintió lástima y les hizo juntarse; y cuando la Raíz del hombre-hombre se hundió en la Gruta de la Mujer-mujer, alcanzaron el "Árbol del Conocimiento".

LG/12.02.02

Bibliografía:

  • Asimov, Isaac, Preguntas básicas sobre la ciencia, Alianza editorial, Madrid 1991

  • Bernstein, Jeremy, Quarks, chiflados y el cosmos, Alianza editorial, Madrid 1990

  • Brown J. & Davies P.C.W., Supercuerdas ¿Una teoría de todo?, Alianza editorial, Madrid 1990

  • Capra, Fritjof, The Tao of Physic, Flamingo, Londres 1991

  • Carl, Helmut, Los secretos de la materia, Ediciones iberoamericanas S.A., Madrid 1968

  • Crick, Francis, The Astonishing Hypothesis, Touchtone, Londres 1995

  • Davies, Paul: The Mind of God, Penguin, London 1993 The Fifth Miracle, Penguin, London 1999

  • Dawkins, Richard, The Blind Watchmaker, Penguin, London 1991

  • Dennet, Daniel C., Darwin's Dangerous Idea. Evolution and the Meaning of Life, Penguin Books, London 1996

  • Dyson, Freeman J: Imagined Worlds, Harvard University Press, Cambridge, Mass. 1998 The Sun, the Genome and the Internet, Oxford University Press, New York 1999

  • Einstein, Albert: Sobre la teoría de la relatividad, Sarpe, 1983 Autobiografía y otros ensayos científicos, Círculo de lectores, Barcelona 1998.

  • Ferrater Mora, José, Diccionario de filosofía, Círculo de lectores, Barcelona 1992

  • Feynmann, Richard P.: ¿Esta Ud. de broma, señor Feynmann?, Alianza universidad, Madrid 1997 The Meaning of it All, Penguin, Londres 1999.

  • Gell-Mann, Murray, The Quark and the Jaguar, Abacus, Londres 1997

  • Glashow, Sheldom L., Interacciones. Una visión del mundo desde el "encanto" de los átomos, Tusquets, Barcelona, 1994.

  • Greene, Brian, The Elegant Universe, Vintage Books, New York 2000

  • Goswami, Amit, The Self-Aware Universe, G.P. Putnam's sons, New York, 1995

  • Hawking, Stephen W., Historia del tiempo, Círculo de lectores, Barcelona 1989

  • Heisenberg, Werner, La imagen de la naturaleza en la física actual, Planeta-Agostini, Barcelona 1993

  • Horgan, John, The End of Science, Abacus, Londres, 1998.

  • Hoyle, Fred, De Stonehenge a la cosmología contemporánea. Nicolás Copérnico, Alianza editorial, Madrid, 1986

  • Kaku, Michio, Hyperspace, Oxford University Press, Oxford, 1995

  • Kaufmann, Stuart, At Home in the Universe, Penguin, Londres 1996

  • Kuhn, Thomas S., The Structure of the Scientific Revolutions, Chicago University Press, 1970

  • Lewin, Roger, Complejidad. El caos como generador de orden, Tusquets, Barcelona 1998

  • Lindley, David, Where does the Weirdness go? Why Quantum Mechanics is Strange, but not as Strange as you Think, Vintage, Londres 1997

  • Maynard Smith, John and Szathmáry, Eörs, The Origins of Life, Oxford University Press, New York 2000

  • Monod, Jacques, El azar y la necesidad, Tusquets, Barcelona 1993

  • Penrose, Roger: The Emperor's New Mind, Vintage, Londres 1990 The Large, The Small and the Human Mind, Cambridge University Press, Cambridge 1997

  • Prigogine, Illya, ¿Tan solo una ilusión?, Tusquets, Barcelona 1997

  • Schrödinger, Erwin: ¿Qué es la vida?, Tusquets, Barcelona 1984 Ciencia y humanismo, Tusquets, Barcelona 1985 Mi concepción del mundo, Tusquets, Barcelona 1998

  • Smolin, Lee, Life of the Cosmos, Phoenix, Londres 1998

  • Tipler, Frank J., La física de la inmortalidad, Alianza universidad, Madrid, 1996

  • Varios autores: Sobre la imaginación científica, Tusquets, 1990 The Third Culture, John Brockman, editor, Simon & Schuster, N. York, 1995 GAIA, Implicaciones de la nueva biología, edición a cargo de W. I. Thompson, Kairós, Barcelona 1989

  • Weinberg, Steven: Los tres primeros minutos del universo, Alianza Universidad, Madrid 1997 Dreams of a Final Theory, Vintage, Londres 1993

  • Wilson, Edward O: On Human Nature, Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1978. The Diversity of Life, W. W. Norton & Company Inc., New York 1992

  • Zukav, Gary, La danza de los maestros de Wu Li, Gaia ediciones, Madrid 1999

Lamberto García nació en Portugalete (Vizcaya) en 1951. Es licenciado en Ciencias Económicas por la Universidad de Bilbao y ha escrito numerosos artículos relacionados con la literatura y la divulgación científica. Tiene terminadas varias novelas, un libro de matemáticas y multitud de ensayos pendientes de publicación.

© Copyright 2002-2004 Lamberto García del Cid.
Todos los derechos reservados.


Respuesta  Mensaje 4 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:21

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080908 - Ilya Prigogine - * Es para mí un placer y un honor haber sido invitado a dar hoy la conferencia Marc Bloch.

 

He releído recientemente algunos textos de este gran historiador y me ha sorprendido la convergencia entre la transformación del "oficio de historiador" que describe y la de la física que nosotros conocemos hoy. La historia, nos dice Marc Bloch, es "una ciencia en la infancia [...] O, para decirlo mejor, envejece bajo la forma embrionaria del relato, obstruida mucho tiempo por ficciones, aún más tiempo unida a los acontecimientos inmediatamente más aprehensibles, ella es, como empresa razonada de análisis, muy joven" (1)

Es probable que, hablando de la historia como de una ciencia "joven", Marc Bloch pensaba en la física como una ciencia "madura". No señala por otra parte en el mismo texto que la imagen de las ciencias físicas en el siglo XIX fascinó a ciertos historiadores hasta tal punto que éstos "creyeron posible instituir una ciencia de la evolución humana" que excluiría "muchas realidades muy humanas, pero que les parecían desesperadamente rebeldes a un saber racional. Este residuo era lo que llamaban, desdeñosamente, el acontecimiento" (2). El hecho de que el modelo de la física haya podido inspirar un desprecio del acontecimiento me parece que traduce una vuelta a*la "juventud" de esta ciencia. Se puede decir de la física que durante mucho tiempo también ha sido "obstaculizada por ficciones", ciertamente no unida a acontecimientos inmediatamente aprehensibles sino a un modelo de inteligibilidad en cuyo nombre ha creído, por el contrario, poder negar la realidad inmediatamente aprehensible, el carácter aleatorio de una tirada de dados o la naturaleza intrínsecamente irreversible de un proceso como la difusión del calor, por ejemplo.

En relación con la cita*de Marc Bloc, querría remitirme al testimonio de un especialista de la más antigua de las ciencias físicas, la mecánica racional, Sir James Lighthill, presidente, en el momento en que hacía esta declaración, de la International Union of Theoretical and Applied Mechanics: "Aquí, debo pararme y hablar en nombre de la gran fraternidad de los que practican la mecánica. Somos muy conscientes hoy de que el entusiasmo que alimentaban nuestros predecesores por el éxito maravilloso de la mecánica newtoniana les ha llevado a generalizaciones en el dominio de la predicción [...] que ahora sabemos que son falsas.

 

* Conferencia Marc Bloch pronunciada el 10 de junio de 1987 en el Gran Anfiteatro de la Sorbona.

Agradezco a Isabelle Stengers la ayuda que me ha aportado en la redacción de esta exposición.

Mi limito aquí a indicar el origen de las citas aparecidas en mi texto. En lo concerniente a las referencias científicas, el lector consultará La Nouvelle alliance (París, Gallimard, l979) [hay traducción en castellano: La Nueva alianza, Alianza Universidad nº 368, 1990], Physique, temps et devenir (París, Masson, 1982), así como el nuevo libro, Entre le temps et l'eternité (Paris, Fayard, 1988) [en castellano, Entre el tiempo y la eternidad, Alianza Universidad nº 643, l990], escritos en colaboración con Isabelle Stengers.

Lea: Cronología de la exploración del universo: 1600-2000

 

 

 

 


Respuesta  Mensaje 5 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:22
Viene ....
 

Queremos, colectivamente, presentar nuestras excusas por haber inducido a error al público cultivado recogiendo, a propósito del determinismo de los sistemas que satisfacen las leyes newtonianas del movimiento, ideas que se han revelado, después de 1960, como incorrectas." (3)

 

He aquí una declaración que bien se puede llamar rompedora. Los historiadores de las ciencias están acostumbrados a "revoluciones" en el curso de las cuales una teoría es vencida, abandonada, mientras otra triunfa. ¡Pero es raro que los especialistas de una teoría reconozcan que, durante tres siglos, se han equivocado en cuanto a la inclinación y a la significación de su teoría! Y ciertamente, la renovación que conoce desde algunas décadas la dinámica es un acontecimiento único en la historia de la ciencia. El determinismo, que aparecía como la consecuencia ineluctable de la inteligibilidad dinámica, se encuentra hoy relegado a una propiedad válida sólo en casos particulares.

Es evidente que, desde el punto de vista del ideal del determinismo, la noción misma de historia está desprovista de sentido. Las trayectorias celestes no tienen historia, por ello podemos predecir indiferentemente un eclipse en el futuro y en el pasado. Pero la difusión del calor que ya he citado como ejemplo de proceso irreversible tampoco constituye una historia. Un proceso que nivela progresivamente una diferencia de temperatura no se narra, se prevé; sin tales procesos de uniformización, la vida sobre la tierra sería en verdad imposible, así como la mayor parte de nuestras técnicas. ¡Es suficiente imaginar lo que sería un mundo donde las diferencias de temperatura aumentaran*espontáneamente! Pero la vida sobre la tierra comienza cuando el calor se ha implicado en otros procesos diferentes a éste. Cómo no pensar aquí en estas teorías recientes sobre el origen de la vida según las cuales es alrededor de las fuentes calientes submarinas que proliferan a lo largo de las dorsales activas donde la vida habría aparecido. ¡El agua, cargada de metales, brotando de esas fuentes con una presión de unas 275 atmósferas y una temperatura que puede alcanzar 350ºC *en contacto con el agua muy fría del océano! Ciertamente, el agua hirviendo se enfría, y esta uniformización forma parte del envejecimiento progresivo de la Tierra, pero quizá la actividad físico-química intensa que se desarrolló alrededor de chimeneas hidrotermales hoy fósiles, olvidadas en alguna parte al lo largo de una dorsal, ha producido los primeros actores de la historia de la vida.

La heterogeneidad, el contraste entre diferentes escalas de tiempo, la de la Tierra, la de la existencia de una boca hidrotermal, la de los primeros "vivientes" que, quizá, proliferaron allí, ¿no recuerdan las tres "historias" a las que Fernand Braudel consagraba las tres partes de su gran obra?: "La primera propone*una historia casi inmóvil, la del hombre en sus relaciones con el medio que le rodea; una historia lenta en fluir y en transformarse, hecha muy a menudo de retornos incesantes, de ciclos recomenzados sin fin... Por encima de esta historia inmóvil, una historia lentamente ritmada, diríamos gustosamente, si la expresión no hubiera sido desviada de su sentido pleno, una historia social, la de los grupos y de los individuos. Finalmente la tercera parte, la de la historia tradicional, si se quiere, de la historia a la dimensión no del hombre sino del individuo, la historia del acontecimiento de François Simiand..." (4).

Sin duda, las relaciones entre las "tres" historias braudelianas están más imbricadas de lo que acabo de evocar. Los seres vivos, incluso los hombres, son impotentes para parar los procesos radioactivos cuyo calor disipan las bocas hidrotermales, mientras que la actividad de los grupos sociales ha modificado profundamente la historia "inmóvil" de las relaciones del hombre con su medio, y la historia de las ciencias, historia hasta hace poco de un número bastante reducido de individuos, es sin duda el mejor ejemplo del modo como, en ciertas circunstancias, la historia "del acontecimiento" puede jugar un papel determinante en la "historia social". Sin embargo, esta diferencia es secundaria en relación al abismo que separa estos dos "relatos" del modo de inteligibilidad a que se ha identificado la física durante mucho tiempo. En la perspectiva de la física tradicional, incluso el envejecimiento progresivo de la Tierra no es más que una apariencia, ligada a nuestras aproximaciones prácticas. Es más allá de este mundo fenomenal donde debemos buscar una verdad esencialmente atemporal que niega tanto la irreversibilidad como el acontecimiento.

Lo he dicho al comienzo de esta exposición, la física se reencuentra hoy como una ciencia joven. Desde que Laplace, se dice, afirmó a Bonaparte que no habría un "segundo Newton", porque no había más que un solo mundo que descubrir, son numerosos los físicos que han pensado que su ciencia estaba en vías de finalizar. Un problema más a resolver, y todo se aclarará, al menos al nivel de los principios. Hoy, podemos afirmar por el contrario que el mundo de los procesos físicos y químicos, lejos de ser comprendido "en su principio", queda todavía por descubrir ampliamente*. La irreversibilidad, el acontecimiento ya no son para los físicos la marca de la apariencia que las leyes de la física permiten rebasar. Caracterizan de manera intrínseca un mundo cuyas preguntas comenzamos a comprender solamente.

Esta transformación del juicio que una ciencia puede hacer sobre su propia historia es, creo, por su naturaleza de interés para los especialistas de las ciencias humanas en al menos tres planos: primero, en tanto que la física es una historia humana; después porque el modelo que constituía la física de ayer ha jugado, como Marc Bloch lo señalaba, un papel en el desarrollo mismo de las ciencias humanas; finalmente porque la física de hoy, en la medida en que se descubre ciencia del devenir físico-químico y no de las leyes intemporales que harían de ese devenir una apariencia, reencuentra en su propio dominio algunos de los problemas que han llevado hasta ahora* a dudar de la "cientificidad" de las ciencias humanas.

En La Nueva alianza (5), hemos descrito la "crisis" de las dos culturas. ¿Cómo comprender la historia humana si la comprensión se identifica con la búsqueda de leyes que reducen toda la historia al encadenamiento indiferente de causas y de efectos? Es curioso por otra parte que la historia haya sido dos veces la víctima de este conflicto. Así, para hacer frente al modo de inteligibilidad físico, es más allá de la historia de los hombres como Kant buscó un fundamento a sus prácticas.
 

El hombre atemporalmente libre, respondiendo a un imperativo ético que transciende la historia, dominando por el conocimiento una naturaleza sumisa a leyes que ignoran toda posibilidad de historia: cómo sorprenderse de que este cara a cara inestable haya puesto en cuestión sus dos términos, la libertad y el conocimiento. Cada conquista en la inteligibilidad del hombre, venga de la antropología, de la historia o de las ciencias biológicas, ha podido ser vista como una amenaza de "reducción" del hombre a un fenómeno como los otros. Y el conocimiento científico mismo ha sido, muy recientemente todavía, asociado a la "barbarie". "Por qué y cómo cierto tipo de saber, aparecido en la época de Galileo y considerado después como el único saber, produce, según las vías de una necesidad localizable y plenamente inteligible, la subversión de todos los demás valores, tanto de la cultura como de la humanidad del hombre, es* perfectamente posible de comprender -a poco que se disponga de una teoría de la esencia de todo saber posible y de su fundamento", escribe Michel Henry (6).

No corresponde a un físico discutir con un filósofo de "la esencia y del fundamento de todo saber posible", ni sustituir a los historiadores para evaluar la "necesidad plenamente inteligible" que lleva a un saber a subvertir la humanidad del hombre. Sin embargo, en tanto que físico, me está permitido sospechar que se ha producido una amalgama demasiado rápida. La física de hoy es en efecto heredera de este saber "aparecido en la época de Galileo", pero no implica y sobre todo no justifica la subversión de la cultura. Permite correlativamente afirmar que la racionalidad puesta en cuestión por Michel Henry es no "la" racionalidad científica sino una imagen histórica, cargada de cultura, de esta racionalidad.

Del mismo modo, en un libro reciente, Allan Bloom (7) ha recordado la crítica que Swift dedicó a la racionalidad científica. Los habitantes de Laputa, perfectos cartesianos, tienen un ojo girado hacia el cielo, cuyas leyes matemáticas descifran, y el otro girado hacia el interior, hacia su subjetividad egoísta. Y la isla volante de Laputa domina la Tierra gracias al poder técnico fundado sobre el descubrimiento de principios físicos. La ciencia sería por tanto la aliada natural del poder, que domina lo que ella decide* ignorar, los hombres que no son ni figuras geométricas ni pura subjetividad reflexiva.

El problema promovido por Swift es grave, y no es de esos que una simple transformación teórica puede resolver. Sin embargo, en la medida en que el modelo de la física ha servido históricamente de referencia y de garante a las lecturas de la racionalidad científica, podemos decir hoy que esta racionalidad ya no puede ser invocada para justificar que los científicos sigan el modelo de los habitantes de Laputa. El enfrentamiento* entre el objeto sometido a leyes intemporales y el sujeto libre, dominando el mundo pero despojado de los lazos múltiples que éste teje con él, ya no puede en lo sucesivo decirse "racional" en el sentido de que sería racional oponer el mundo "verdadero", "legal", descifrado por la ciencia, al turbio mundo donde vive el científico.

El ideal clásico de la ciencia, el descubrimiento de un mundo inteligible pero sin memoria, sin historia, remite a la pesadilla anunciada por Kundera, Huxley y sobre todo Orwell: en 1984 la lengua misma ha sido aislada* de su pasado, y por tanto también de su poder de invención de los futuros; contribuye a apresar a los hombres en un presente sin salida ni alternativa. Esta pesadilla es sin duda la del poder. Pero la supresión de la memoria, la eliminación de los relatos, la reducción de la imaginación ya no pueden prevalecer* como el ideal de inteligibilidad que encarnaba la física para pretender* ser el precio "racional" a pagar por la constitución de la sociedad en objeto "científico". Muy al contrario, el ejemplo de la física conduciría, como veremos, a definir los juicios a priori a propósito de lo que pueden* los hombres, y a propósito de los modelos múltiples sobre los cuales el pasado y el futuro se penetran entre sí en sus presentes, así como* en mutilaciones, destructoras de lo que se busca comprender.

Puede parecer extraño que el desarrollo de la física que, ayer, había llevado a Kant a concluir que lo científico no debe "aprender" de la naturaleza sino dirigirse a ella como juez, sabiendo de antemano cómo debe responder, a qué principios está sometida, pueda hoy llevarnos a conclusiones opuestas, a la imposibilidad de juzgar a priori lo que es la descripción racional de una situación, a la necesidad de aprender de ella cómo podemos describirla. Ahí está pues la consecuencia no de un retroceso de la física, sino de su progreso. En la medida en que la física de hoy es susceptible de construir una descripción inteligible del devenir de la materia sin reducirlo a una apariencia, descubre un mundo abierto cuya diversidad no puede ser reducida por ningún esquema racional único. La física, hoy, ya no es la ciencia de un Universo infinito pero cerrado en cuanto a sus comportamientos y sus modos de conocimiento posibles. Es descubrimiento de un mundo marcado por la emergencia de lo nuevo.

Del mundo cerrado al Universo infinito: es así como Alexander Koyré había caracterizado la transformación cosmológica fundamental que implica y explicita la física moderna. Retrospectivamente, comprendemos mejor los límites de la explicitación por las leyes físicas de este infinito abierto por la destrucción de las certidumbres aristotélicas. Mientras que el descubrimiento de lo infinito, de la proliferación de los posibles, del carácter arbitrario de todo límite, iba a penetrar en todos los dominios de la cultura, la física reducía el infinito a la repetición infinita de lo mismo. Esto* era así porque los objetos que privilegiaba guardaban por modelo común los movimientos periódicos de los planetas que constituyeron su primer campo de exploración.

Entramos aquí en la descripción del desarrollo teórico de la física contemporánea. MI último enunciado tiene en efecto un sentido técnico preciso. Todo sistema dinámico "integrable", es decir, cuyas trayectorias se pueden calcular de manera exacta, puede efectivamente por definición ser representado en términos de movimientos periódicos independientes los unos de los otros. Toda trayectoria dinámica tiene por verdad fundamental la periodicidad de los movimientos planetarios.

Esta verdad la volvemos a encontrar en la definición misma de la trayectoria dinámica. Toda trayectoria dinámica es por definición determinista y reversible: define el futuro y el pasado como equivalentes e idénticamente deducibles del presente. De igual modo que las leyes de la dinámica no nos permitirían decir a priori en qué sentido gira la Luna alrededor de la Tierra, no establecen ninguna diferencia intrínseca entre una evolución que parte de un estado inicial hacia un estado situado en el futuro y la evolución que partiría de este estado futuro hacia el estado inicial. Si imagináramos la velocidad de la Luna instantáneamente invertida, veríamos a ésta "remontarse" hacia su pasado. Igualmente, si invirtiésemos instantáneamente todas las velocidades de un sistema de cuerpos en movimiento, este sistema recorrería en sentido inverso la sucesión de todos los estados que le han llevado al momento de la inversión.

La reversibilidad de la leyes dinámicas, así como de las leyes de las dos ciencias fundamentales creadas en el siglo XX, la mecánica cuántica y la relatividad, traducen una negación del tiempo tan radical como ninguna cultura, ningún saber colectivo jamás había imaginado. Muchas especulaciones han cuestionado la idea de novedad, han afirmado el inexorable encadenamiento de las causas y de los efectos. Muchos saberes místicos han negado la realidad de este mundo cambiante e incierto y han definido el ideal de una existencia que permite escapar al dolor de la vida. Conocemos por otra parte la importancia, en la Antiguedad*, de la idea de un tiempo circular, que vuelve periódicamente a sus orígenes. Pero el mismo eterno retorno está marcado por la flecha del tiempo, como el ritmo de las estaciones o el de las generaciones humanas. Ninguna especulación, ningún saber afirmó nunca la equivalencia entre lo que se hace y lo que se deshace, entre una planta que crece, florece y muere y una planta que resucita, rejuvenece y vuelve a su grano primitivo, entre un hombre que madura y aprende y un hombre que, progresivamente, se vuelve niño, después embrión, después célula.

Y por ello, desde su origen, la dinámica era portadora de esta negación, la teoría física que se identifica con el triunfo mismo de la ciencia. Históricamente, es notable que los físicos no hayan tomado consciencia de esta consecuencia de las leyes dinámicas antes de ser constreñidos* por ellas. Laplace había anunciado el determinismo de un mundo sometido a las leyes de la dinámica: su demonio, contemplando un instante del Universo, podría deducir de él indiferentemente el pasado y el porvenir en sus menores detalles. Pero es solamente al final del siglo XIX cuando aparece el "demonio de Maxwell", el cual, capaz de observar y de modificar el curso individual de las moléculas, podría luchar contra la irreversibilidad, y para quien no tiene sentido intrínseco la diferencia entre pasado y futuro que permite definir el segundo principio de la termodinámica.

Sería por tanto un error de perspectiva ver en la negación de la flecha del tiempo por la física una "conquista conceptual", similar por ejemplo a la negación hecha por la relatividad de la simultaneidad absoluta de dos acontecimientos distantes. Por el contrario, la formulación por Clausius del famoso "segundo principio de la termodinámica", "la entropía del Universo crece hasta su máximo", marca la importancia que los físicos del siglo XIX atribuyeron al hecho de que la física, finalmente, al igual que otras ciencias de la época, podía describir un mundo "histórico".

Ciertamente, la historia termodinámica del mundo parecía deber resumirse en una evolución fatal hacia la "muerte térmica", hacia la nivelación definitivo de todas las diferencias que alimentan los procesos irreversibles. La producción de entropía que define la irreversibilidad de un proceso termodinámico define en efecto a éste por la destrucción progresiva que opera de sus propias condiciones. El flujo de calor tiene por condición una diferencia de temperatura y anula sin retorno esta diferencia. Sin embargo, para ciertos físicos tales como Planck y Boltzmann, lo esencial era que la naturaleza perdía, con el segundo principio, la indiferencia que parecía conferirle la dinámica. El segundo principio traducía, como dijo Planck, que la naturaleza no es indiferente, que tiene "propensiones", "preferencias" por ciertos estados. La física de los sistemas disipativos, productores de entropía, a recogido esta concepción de Planck bautizando los regímenes finales de una evolución irreversible con el nombre de "atractor".

La física, a finales del siglo XIX, ha conocido una crisis profunda con el descubrimiento del carácter intrínsecamente irreconciliable de las leyes de la dinámica y de la irreversibilidad termodinámica. No puedo entretenerme aquí sobre el dramático fracaso de Boltzmann, que creyó poder dar una interpretación puramente dinámica al crecimiento de la entropía y se vio progresivamente forzado a negar el carácter intrínseco de la irreversibilidad, y a definirla como relativa al nivel macroscópico donde se sitúan nuestras observaciones. Se puede ver en la transformación de este fracaso en triunfo el verdadero nacimiento de la física de comienzos del siglo XX, esta física de la que Einstein ha constituido el mejor símbolo y que se atribuyó como vocación descubrir, más allá de los fenómenos cambiantes, una verdad intemporal. ¿Tuvo Dios la menor opción, en el momento de crear el Universo?: esta es, dijo un día Einstein, la única pregunta que debería interesar verdaderamente a un físico.

Hoy, la física a reencontrado una nueva coherencia orientada no sobre la negación del tiempo, sino sobre el descubrimiento del tiempo en todos los niveles de la realidad física. Consagraré la segunda parte de mi exposición a las perspectivas que abre esta nueva coherencia.

 

Comencemos por esta física de los sistemas disipativos, de los sistemas caracterizados por "atractores" en la que Boltzmann y Planck habían visto el anuncio de una física del devenir. Sabemos hoy que su esperanza estaba justificada. La evolución irreversible de un sistema hacia su estado atractor no puede ser identificada con una evolución hacia la uniformidad más que en el caso de que el atractor sea el estado de equilibrio termodinámico. Lejos del equilibrio, la ireversibilidad, la producción de entropía pueden ser definidas como fuente de orden.

Consideremos una situación experimental muy simple: la experiencia de termodifusión. Tenemos dos recintos unidos por un canal y llenos de una mezcla de dos gases, por ejemplo de hidrógeno y de nitrógeno. Partimos de una situación de equilibrio: los dos recintos están a la misma temperatura, a la misma presión, y contienen la misma mezcla homogénea de los dos gases. Establezcamos ahora una diferencia de temperatura entre los dos recintos. La desviación del equilibrio que constituye esta diferencia de temperatura no puede ser mantenida más que si es alimentada por un flujo de calor que compense los efectos de la difusión térmica. No estamos* pues en un sistema "aislado", sino en un sistema "cerrado", donde uno de los recintos es calentado permanentemente mientras que el otro es enfriado. Así pues, la experiencia muestra que, unido al proceso de difusión de calor, se produce un proceso de separación de los dos gases. Cuando el sistema haya alcanzado su estado estacionario, tal que, para un flujo de calor dado, la diferencia de temperatura ya no varíe en el curso del tiempo, habrá más, digamos, hidrógeno en el recinto caliente, y más nitrógeno en el frío, siendo la diferencia de concentración proporcional a la diferencia de temperatura.

Vemos que, en este caso, la actividad productora de entropía no puede ser asimilada a una simple nivelación de las diferencias. Ciertamente, la difusión térmica juega este papel, pero el proceso de separación de los gases mezclados que se produce por acoplamiento* con la difusión es un proceso de creación de diferencia, un proceso de "anti-difusión" que mide una contribución negativa a la producción de entropía.

Este simple ejemplo muestra hasta qué punto es necesario que nos liberemos de la idea de que la actividad productora de entropía es sinónimo de degradación, de nivelación de las diferencias. Pues, si es cierto que debemos pagar un precio entrópico por mantener en su estado estacionario el proceso de termodifusión, también es cierto que este estado corresponde a una creación de orden. Una nueva mirada se vuelve ahora posible: podemos ver el "desorden" producido por el mantenimiento del estado estacionario como lo que nos permite crear un orden, una diferencia de composición química entre los dos recintos. El orden y el desorden se presentan aquí no como opuestos el uno al otro sino como indisociables.

¿A qué llamamos orden? ¿A qué llamamos desorden? Cada uno sabe que las definiciones varían y traducen frecuentemente juicios sobre la belleza, la utilidad, los valores. Por tanto, estos juicios se enriquecen también de lo que aprendemos. Durante mucho tiempo, la turbulencia se nos ha impuesto como el ejemplo por excelencia de desorden. Por el contrario, el cristal ha aparecido como la figura del orden. En adelante estamos en condiciones de complicar este doble juicio. Sabemos hoy que debemos comprender el régimen turbulento como "ordenado": los movimientos de dos moléculas situadas a distancias macroscópicas, que se miden en centímetros, están correlacionados. Por el contrario, los átomos que forman un cristal vibran alrededor de su posición de equilibrio de forma incoherente: el cristal está desordenado desde el punto de vista de sus modos de excitación.

Pero el ejemplo de la termodifusión va más lejos de* articular "orden" y "desorden", y plantea el problema del "precio" de la creación de orden. La separación química entre los dos gases, que no es una selección ejecutada de una vez por todas sino un proceso permanente, tiene por precio una creación de "desorden", la nivelación también permanente de la diferencia de temperatura que mantiene el flujo de calor. Encontramos una articulación parecida en el metabolismo viviente, donde la construcción de las moléculas biológicas compuestas se acompaña de la destrucción de otras moléculas, correspondiendo la suma de los procesos, por supuesto, a una producción de entropía positiva. Pero ¿podemos prolongar esta idea allí donde la termodinámica ya no puede guiarnos, allí donde se trata en particular de las relaciones de los hombres entre ellos y con la naturaleza? La intensificación de las relaciones sociales que favorece la vida urbana, por ejemplo, ¿no ha sido al mismo tiempo fuente de despilfarro, de polución, y de invenciones, prácticas, artísticas, intelectuales? La analogía es fecunda puesto que articula lo que demasiado a menudo estamos tentados a oponer, pero no funda, hay que decirlo, ningún juicio en cuanto a los valores respectivos de lo que es creado y destruido, y sobre todo no legitima nuestra historia como necesaria u óptima. El ejemplo de la física puede alumbrar el problema planteado a los hombres, no resolverlo.

 

Volvamos a la físico-química. El fenómeno de termodifusión es un fenómeno continuo: la separación de los dos gases es proporcional a la diferencia de temperatura. Pero, en otros casos, nos encontramos* con fenómenos bruscos, espectaculares, con la aparición de nuevos regímenes de funcionamiento, cualitativamente diferentes, que se producen a una distancia determinada del equilibrio, es decir, a partir de un umbral de intensidad de los procesos irreversibles cuyo asiento es el sistema.

No nos entretendremos aquí en el descubrimiento de las "estructuras disipativas". Tomemos, para iluminar la sorpresa que han constituido, el ejemplo célebre de la "inestabilidad de Bénard". Una delgada capa líquida es sometida a una diferencia de temperatura entre la superficie inferior, calentada permanentemente, y la superficie superior, en contacto con el entorno exterior. Para un valor determinado de la diferencia de temperatura, el transporte de calor por conducción, donde el calor se transmite por colisión entre las moléculas, pasa* a un transporte por convección, donde el calor se transmite por un movimiento colectivo de las moléculas. Se forman entonces torbellinos que distribuyen la capa líquida en "celdas" regulares. Miles de millones de moléculas que, antes, tenían un movimiento desordenado, particpan ahora en un comportamiento colectivo. La formación de las celdas de Bénard constituye verdaderamente la emergencia de un fenómeno macroscópico, caracterizado por dimensiones del orden de un centímetro, a partir de una actividad microscópica que no implicaba más que longitudes del orden del angstrom (10 elevado a -8 cm). ¿Cómo hubiéramos podido creer posible la emergencia de este comportamiento colectivo si la experiencia no lo hubiera impuesto?


Respuesta  Mensaje 6 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:24

NOTAS:

1. M. Bloch, Apología de la historia u Oficio de historiador, París, Armand Colin, l949: XIV.

 

2. Ibid.: XV.

 

3. J. Lighthill, "The Recently Recognized Failure of Predictability in Newtonian Dynamics", en Proceedings of the Royal Society, Londres, A 407, 1986: 35-50

 

ENTRADILLA: 

Continúa aquí la segunda parte del artículo de Ilya Prigogine sobre la nueva concepción del tiempo a que ha llegado la física actual. ¿Qué hace un premio Nobel de química hablando a historiadores? La respuesta es compleja y apasionante: la oposición tradicional entre física e historia, entre ley y acontecimiento, no puede ya mantenerse. Los físicos saben hoy que su mundo, sus objetos, también están inmersos en el devenir, marcados por diferentes escalas de tiempo entrelazadas, por acontecimientos que crean diferencias irreductibles entre pasado y futuro. El ideal clásico de la física, el sueño de Laplace de un Universo determinista, totalmente predecible, ha terminado, irreversiblemente. La física ha tardado en comprender que las leyes físicas fundamentales que negaban la irreversibilidad del tiempo tenían una validez muy limitada, referida sólo a objetos excepcionales por su simplicidad. Lo real es complejo, y está marcado por la flecha del tiempo; ésta atañe tanto a la física de partículas como a la cosmogonía, está presente en el átomo y en el origen del Universo. La renovación conceptual de la física que propone Prigogine apunta a una coherencia nueva entre los saberes, a una cooperación entre azar y necesidad, a una articulación inédita entre lo científico y lo práctico basada en el redescubrimiento del tiempo

 

Parte II

 

¿Qué pasará si...? ¿Qué habría pasado si...? Son éstas preguntas no sólo de historiador, sino también de físico frente a un sistema que ya no puede representarse como manipulable y controlable. Estas preguntas no remiten a una ignorancia contingente y superable sino que definen la singularidad de los puntos de bifurcación, donde el comportamiento del sistema se vuelve inestable y puede evolucionar hacia varios regímenes de funcionamiento estables. En tales puntos, un "mejor conocimiento" no nos permitiría deducir lo que ocurrirá, sustituir la certidumbre a las probabilidades. Es pues el "diagrama de las bifurcaciones", el "mapa de los posibles" que explora un sistema cuando se ha apartado progresivamente del equilibrio por una modificación de sus relaciones con su medio, el que determina en cada caso lo que será previsible, y lo que sólo seremos capaces de constatar y contar.

 

Igualmente lejos del equilibrio, un sistema puede volverse sensible a algunos aspectos de su propia realidad que eran insignificantes en equilibrio. Es el caso, como hemos visto, de la no-linealidad de los procesos que se producen en dicho sistema, pero es igualmente el caso para una fuerza tal como la fuerza de gravitación. Ésta no tiene efecto observable en un sistema en equilibrio, pero sin ella las celdas de Bénard no se formarían. Es pues la actividad disipativa misma quien determina lo que, en la descripción de un sistema físico-químico, es pertinente o puede ser despreciado.

¿A qué es sensible un ser? ¿Por qué puede ser afectado? ¿De qué le hacen capaz sus relaciones con su mundo? Tales cuestiones toman ya sentido para "seres" tan simples como los sistemas físico-químicos. ¿Por qué no se plantearían más urgentemente aún a los que estudian los seres vivos, dotados de memoria, capaces de aprender y de interpretar? ¿Cómo no encontrarían un sentido aún más crucial cuando se trata de hombres a los que el lenguaje hace sensibles a la indefinida multiplicidad de sus pasados, de los futuros que pueden temer o esperar, de las lecturas divergentes que estallan desde el presente? ¿No son las ciencias, ellas mismas, uno de los vectores de esta sensibilidad? Para los hombres de hoy, el "big bang" y la evolución del Universo forman parte del mundo, con el mismo derecho que, ayer, los mitos del origen. ¿Cómo juzgar a priori lo que "es" el hombre, cuáles son los conceptos pertinentes para definir su identidad si ya la identidad de un sistema físico-químico es relativa a su actividad? ¿Cómo un físico, después del descubrimiento del papel crucial de las relaciones lineales en física, podría ignorar la singularidad de la historia de los hombres donde tales relaciones son omnipresentes, enredando puntos de vista locales, visiones globales, representaciones divergentes del pasado, del presente y del porvenir?

 

Los instrumentos conceptuales producidos por la física de los sistemas disipativos ya no son los instrumentos de un juicio, destinado en principio a diferenciar entre las apariencias anecdóticas, circunstanciales, y una verdad general. Son instrumentos de exploración, susceptibles de engendrar nuevas cuestiones, de suscitar distinciones inesperadas. Así ocurre por ejemplo con el descubrimiento de la gran diversidad de los atractores. Ya he aludido a los atractores "puntuales", el estado de equilibrio principalmente, a los atractores periódicos, que traducen los "relojes químicos". Pero conocemos desde hace algunos años atractores caóticos que confieren a un sistema, descrito sin embargo por ecuaciones deterministas, un comportamiento errático. ¿Qué pertinencia tendrán tales instrumentos en la exploración de esta realidad múltiple, concreta, que es la de la naturaleza y la historia de los hombres? No puedo detenerme aquí para describir los temas donde ya intervienen, el de la meteorología o el del origen de la vida, principalmente. El punto esencial, me parece, es que el ejemplo de la física ya no puede arrastrar a otras ciencias a "fisicalizar" su objeto, sino que debe, por el contrario, abrirlas al problema que comparten con la física, el problema del devenir.

 

Llego ahora a la última parte de mi exposición, al problema de la coherencia de la física misma. La convicción de Boltzmann, para quien la irreversibilidad debía estar en el centro de la física, está hoy comprobada: la irreversibilidad abre la física al problema del devenir. Pero las leyes fundamentales de la física condenarían esta irreversibilidad como determinada por un modo de descripción aproximativo. Sería porque ignoramos el movimiento de cada molécula individual y porque caracterizamos un sistema en términos de variables macroscópicas por lo que observamos una evolución irreversible, la evolución hacia el estado macroscópico más probable, la que realiza la inmensa mayoría de las configuraciones microscópicas a priori posibles. Las probabilidades y la irreversibilidad no tendrían pues más que una significación negativa, traducirían la distancia entre el observador humano y aquel que podría observar un sistema de miles de millones de moléculas como nosotros observamos el sistema planetario.

 

En mecánica cuántica, la situación es más compleja. Todos saben que la mecánica cuántica no puede predecir más que probabilidades. Sin embargo la ecuación fundamental que está en el centro de la mecánica cuántica - la ecuación de Schroedinger -describe una evolución determinista y reversible. Es el acto de medida, irreversible, lo que introduce las probabilidades en mecánica cuántica. Esta estructura dual propia de la mecánica cuántica - la evolución de la función de onda inobservable en el espacio de Hilbert y su "reducción", que permite determinar las probabilidades de los diferentes tamaños observable - ha hecho correr ríos de tinta. Es ella la que ha llevado a ciertos físicos a afirmar que, en el fondo, es la consciencia humana quien es responsable de la posibilidad de caracterizar el mundo cuántico en términos de probabilidad de observación.

 

Como ya señalamos en La Nueva alianza, el formalismo actual de la mecánica cuántica traduce por su singularidad misma su solidaridad profunda con el modo de conceptualización clásico de la física, y hace aparecer de manera explícita los límites de éste. Toda descripción física se refiere a observaciones, a medidas, y no existe medida sin marca, sin producción irreversible de un rastro. Naturalmente, en astronomía por ejemplo, podemos olvidar que si se puede observar una estrella lejana es porque arde irreversiblemente y porque los fotones que emite impresionan la retina del astrónomo o su placa fotográfica. Pero cuando se trata de "observar" el mundo cuántico, nuestro único acceso experimental es el acontecimiento, colisión, emisión o absorción de fotones, desintegración, etc. Ahora bien, al igual que la mecánica clásica, la mecánica cuántica no puede dar sentido intrínseco al acontecimiento. Les remito aquí a la célebre parábola del "gato de Schroedinger". Una partícula radiactiva está encerrada en una caja con un gato. Si se desintegra provocará la rotura de un frasco de veneno que causará la muerte del gato. La mecánica cuántica nos prohíbe, frente a la caja cerrada, decir: ora la partícula está intacta, ora se ha desintegrado; ora el gato está vivo, ora está muerto. Sólo cada vez que abrimos la caja, cuando observamos el gato, podemos decir, eventualmente, "está muerto, luego la partícula se ha desintegrado". Es la observación lo que da sentido al acontecimiento, y no a la inversa.

Según algunas representaciones filosóficas de la historia de las ciencias, éstas progresarían por la negación. El progreso de la "razón" científica exigiría entonces que confiáramos al dominio de la opinión incompetente la idea de una distinción intrínseca entre pasado y futuro, como hemos abandonado la idea de causa final o de simultaneidad absoluta de acontecimientos distantes. Esta representación del progreso científico me parece peligrosa. Desprecia el hecho de que, en materia científica, negación y afirmación son indisociables. El fracaso de Boltzmann, y la negación de la flecha del tiempo que de él se deriva, supone que queda demostrada la validez general de la noción de trayectoria dinámica. Recordemos aquí la declaración de Sir James Lighthill: el determinismo reversible en cuyo nombre la flecha del tiempo fue negada era una creencia que se revela hoy ilegítima. El descubrimiento de los límites de validez de la noción de trayectoria abre por tanto el espacio conceptual donde puede construirse un sentido dinámico intrínseco de la flecha del tiempo.

 

De hecho, desde 1892, estos límites estaban definidos. Poincaré demostró que la mayor parte de los sistemas dinámicos no pueden ser definidos en términos de "invariantes del movimiento", es decir, ser representados en términos de estos movimientos periódicos independientes a los que, como ya he dicho, la descripción de un sistema dinámico integrable puede ser referida. La razón de esta imposibilidad es el fenómeno de "resonancia", es decir, la transferencia de energía y de cantidad de movimiento entre dos movimientos periódicos.

 

Desde un punto de vista histórico, es interesante constatar que la "catástrofe de Poincaré" no tuvo consecuencias. El ideal de un mundo descrito en términos de trayectorias dinámicas -o de funciones exactas cuánticas- continuó dominando el pensamiento. Es sólo en el transcurso de estos últimos años cuando el desarrollo de la "dinámica cualitativa", al que se asocian los nombres del llorado Kolmogorov, de Arnold y de Moser, ha terminado definitivamente con la creencia según la cual, ya que responden a un mismo tipo de ecuaciones, los sistemas dinámicos pertenecen a una clase homogénea.

 

Los sistemas dinámicos estudiados por Poincaré se caracterizan por puntos de resonancia escasos, como son escasos los números racionales respecto a los números irracionales. Sin embargo, para los "grandes" sistemas (cuyo volumen tiende a infinito) sabemos que la situación se invierte. Las resonancias se acumulan por todas partes en el espacio de las fases, se producen a partir de ahora no ya en cualquier punto racional sino en cualquier punto real. A partir de entonces, los comportamientos no periódicos dominan. El sistema dinámico se caracteriza entonces por un comportamiento caótico.

 

El sistema caótico pone en cuestión la noción misma de causalidad. La idea de causa ha estado siempre, más o menos explícitamente, asociada a la noción de "mismo", necesaria para dar a la causa una capacidad operativa. "Una misma causa produce, en circunstancias semejantes, un mismo efecto". "Si preparamos dos sistemas semejantes de la misma manera, obtendremos el mismo comportamiento". Incluso los historiadores, cuando invocan una relación de causalidad, se arriesgan a pensar que si las circunstancias hubieran sido ligeramente diferentes, si el viento hubiera soplado menos fuerte, si tal persona hubiera elegido llevar una ropa diferente, la situación que analizan, en lo esencial, no se habría modificado. Este riesgo es el de toda descripción, el de toda definición. Tanto las palabras como los números tienen una precisión finita. Toda descripción, verbal o numérica, define una situación no como idéntica a sí misma, sino como perteneciente a una clase de situaciones todas compatibles con la misma descripción. Así, si observamos un sistema caótico partiendo de dos estados iniciales tan semejantes como queramos, veremos evoluciones que divergen con el paso del tiempo de forma exponencial. El comportamiento de un sistema caótico, a pesar de ser descrito por ecuaciones deterministas, es esencialmente no reproducible.

 

Cada estado de un sistema dinámico integrable contiene, ya lo he señalado, su pasado y su futuro. El comportamiento caótico nos lleva a situar el presente, a caracterizar lo que el presente puede decirnos del futuro por su horizonte temporal. Sea cual sea la precisión de la definición de un estado, existe un tiempo de evolución después del cual esta definición habrá perdido toda pertinencia: más allá de este horizonte, la noción de trayectoria individual pierde su sentido. Como un verdadero horizonte, el horizonte temporal de los sistemas caóticos diferencia entre lo que podemos "ver" desde donde estamos y el más allá, la evolución que ya no podemos describir en términos de comportamiento individual sino sólo en términos de comportamiento errático, común a todos los sistemas caracterizados por el atractor caótico. Por supuesto, podemos intentar "ver más lejos", prolongar el tiempo durante el cual podemos prever una trayectoria, aumentando la precisión de su definición, restringiendo la clase de los sistemas que consideramos como "los mismos", pero el precio a pagar se vuelve rápidamente desmesurado: así, para multiplicar por diez el tiempo durante el cual la evolución se mantiene previsible a partir de sus condiciones iniciales, debemos aumentar la precisión de la definición de estas condiciones hasta un factor de e...

 

La descripción de los sistemas dinámicos caóticos impone una renovación del lenguaje mismo de la dinámica. Éste, en la medida en que supone un conocimiento infinitamente preciso del estado de un sistema dinámico, oculta de hecho la diferencia cualitativa

entre sistemas dinámicos. Confiere al físico un punto de vista infinito a partir del cual es invisible el horizonte temporal que caracteriza los comportamientos caóticos, punto de vista que permite olvidar los límites de todo conocimiento concebible, es decir, finito. El ideal de conocimiento que implica el lenguaje de la dinámica clásica es pues ilegítimo, en el sentido de que, en el caso de los sistemas caóticos, no respeta el límite que define las condiciones de nuestro modo de conocimiento, históricamente contingentes, sino del conocimiento en general.

 

Desgraciadamente no me es posible describir aquí con detalle el nuevo lenguaje dinámico, que, hoy, nos permite integrar esta limitación, y dar incluso un sentido intrínseco, y no ya determinado por nuestra falta de conocimiento, a las probabilidades que había introducido Boltzmann para articular dinámica y termodinámica. Debemos precisar que este lenguaje sustituye el estado dinámico clásico, y a la ley de evolución reversible que parecía permitir deducir indiferentemente de este estado el pasado y el futuro, por un estado y una ley de evolución de simetría temporal rota. Esta doble ruptura de simetría expresa de manera positiva lo que la noción de horizonte temporal expresaba como un límite: la noción de un presente abierto sobre un futuro intrínsecamente aleatorio.

 

 


Respuesta  Mensaje 7 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:24

Esta transformación de la dinámica constituye, me parece, un ejemplo privilegiado del carácter abierto, inventivo, de la construcción de la inteligibilidad físico-matemática. El lenguaje de la dinámica clásica estaba marcado por una incoherencia implícita: ¿cómo aceptar que sea nuestra falta de conocimiento lo que da sentido a la irreversibilidad, sin la cual, por no hablar de nuestra vida misma, es inconcebible la actividad de medida que presupone toda teoría física? Ahora bien, no es abandonando la dinámica sino comprendiéndola, comprendiendo al mismo tiempo las razones y los límites de sus éxitos, como el problema ha podido ser resuelto. Por esta razón la significación que podemos dar hoy a la flecha del tiempo se dirige a la vez hacia el pasado y hacia el futuro de la dinámica. Hacia el pasado, ya que concebimos la irreversibilidad como la traducción de la progresiva pérdida de pertinencia de todo conocimiento, de todo poder de control, determinada por el carácter caótico del sistema, y expresamos así en su definición misma las razones del abandono del ideal clásico. Hacia el futuro, dado que la nueva descripción dinámica renueva nuestra mirada y nuestros instrumentos conceptuales. En particular, transforma la idea que nos hacemos de la irreversibilidad macroscópica.

 

Esta irreversibilidad ha sido siempre definida como relativa a las condiciones macroscópicas de no-equilibrio. El estado de equilibrio sería indiferente a la flecha del tiempo. Hoy, la relación entre microscópico y macroscópico se encuentra invertida: en un sistema susceptible de una evolución irreversible hacia el equilibrio, la diferencia entre pasado y futuro persiste en el nivel microscópico incluso en un sistema en equilibrio. No es el no-equilibrio lo que crea la flecha del tiempo, es el equilibrio lo que impide a la flecha del tiempo, siempre presente en el nivel microscópico, tener efectos macroscópicos. El no-equilibrio no crea la flecha del tiempo, pero le permite aparecer en el nivel macroscópico, manifestarse ahí no sólo por la evolución hacia el equilibrio sino también, como hemos visto, por la creación de comportamientos colectivos coherentes.

 

Sin embargo, la dinámica no es hoy la teoría de la realidad microscópica. Llegamos así al problema de la mecánica cuántica.

 

Aunque ha sido cuestionada por muchos de sus intérpretes, desearía subrayar que, para la mayoría de los físicos, la mecánica cuántica es la más potente de las teorías jamás construida por la física. En el ámbito experimental, sus predicciones han sido confirmadas con una precisión extraordinaria. Sin duda por eso la mayor parte de las críticas han intentado transformar la interpretación que damos a este formalismo sin modificarlo. Ahora bien, nuestra perspectiva implica una modificación de este formalismo.

 

Karl Popper escribía a propósito de la mecánica cuántica: "Mi propio punto de vista es que el indeterminismo es compatible con el realismo, y que la aceptación de este hecho permite adoptar una epistemología objetivista coherente, una interpretación objetivista del conjunto de la teoría cuántica, y una interpretación objetiva de la probabilidad". Pero él sabía que este punto de vista revelaba un "sueño metafísico". En efecto, la mecánica cuántica actual no se limita, como la dinámica clásica, a someter la evolución de la función de onda a una ley reversible y determinista. Su formalismo ha tomado por modelo la descripción de los sistemas dinámicos integrables. Presupone la posibilidad de representar el comportamiento de un sistema en términos de movimientos periódicos independientes, posibilidad que, como demostró Poincaré, estaba restringida a una clase de sistemas dinámicos muy particular.

 

Aquí, una vez más, me es imposible entrar en detalles. El nuevo formalismo al que recientemente hemos llegado acentúa el carácter probabilista de la descripción cuántica, y confiere a las probabilidades una significación intrínseca, independiente de la medida. Siendo más precisos, este formalismo no toma por objeto privilegiado al átomo aislado, caracterizado en términos de estados estacionarios estables, sino al átomo en interacción con el campo que induce. Es por la resonancia entre el átomo y este campo por lo que, desde 1928, Dirac había explicado la inestabilidad de los estados estacionarios excitados, el hecho de que el átomo recupera espontáneamente su estado fundamental emitiendo uno (o varios) fotones. Sin embargo, el tiempo de vida de los estados excitados no pudo, en la mecánica cuántica usual, recibir una significación precisa, no pudo ser definido más que respecto a un tratamiento aproximado (regla de oro de Fermi). Ya lo he señalado, la mecánica cuántica actual, contrariamente a la primera teoría cuántica de Bohr, Sommerfeld y Einstein, no permite describir el acontecimiento que constituye la transición de un átomo hacia su estado fundamental con emisión de un fotón, y hace que las nociones de acontecimiento, de tiempo de vida y de probabilidad sean relativas al acto de observación.

 

Hemos demostrado que es de hecho imposible definir un átomo en interacción con su campo en términos de invariantes, es decir, describirlo por una función de onda sometida a la ecuación de Schroedinger. El teorema de imposibilidad de Poincaré puede así ser aplicado a la mecánica cuántica y permitir asimismo una clasificación cualitativa de los sistemas cuánticos. El nuevo formalismo que proponemos sustituye la evolución reversible de Schroedinger por una evolución de simetría temporal rota que confiere una significación exacta al tiempo de vida, al acontecimiento probabilista, y da sentido al hecho de que es en el futuro que compartimos con el átomo excitado donde éste recupera su estado fundamental. Este formalismo permite nuevas previsiones en relación con la mecánica cuántica. Conduce entre otras cosas a prever un desplazamiento de los niveles energéticos del átomo. En el caso de las experiencias usuales, este desplazamiento es demasiado ligero para ser observado, lo que es coherente con el éxito predictivo de la mecánica cuántica actual. Pero hemos comenzado a imaginar, en colaboración con los experimentadores, el tipo de situación experimental que permitiría refutar o confirmar nuestras previsiones, y, con ellas, la nueva representación que proponemos de un átomo intrínsecamente marcado por la flecha del tiempo.

 

Llegamos así a una "síntesis" entre la primera teoría cuántica, que fue alimentada esencialmente por la termodinámica estadística, y la segunda, que buscó dar una interpretación puramente mecánica a los procesos resultantes del acoplamiento entre un átomo y un campo electromagnético. El átomo reversible de la mecánica cuántica es una idealización, la definición intrínseca del átomo es relativa al proceso disipativo que resulta del acoplamiento con su campo. Las leyes reversibles aparecen a partir de ahora referidas a lo sumo a casos límites. Pero esta síntesis no es más que un primer paso. Queda un terreno enorme por explorar. El mundo cuántico es un mundo de procesos, cuya descripción debería, como en el caso del acoplamiento entre el átomo y su campo, hacer explícita la flecha del tiempo. En todos los niveles, nuestras descripciones actuales hacen intervenir las nociones de resonancia y de colisión, y podemos así esperar encontrar fenómenos intrínsecamente irreversibles. La reacción química, de la que la teoría actual no da más que una representación fundamentalmente estática, deberá sin duda ser redefinida de forma radical, así como las interacciones fuertes estudiadas por la física de altas energías.

 

Como hemos subrayado, el carácter reversible de la ecuación de Schroedinger ha conducido a una pérdida del realismo físico. Conforme al "sueño metafísico" de Karl Popper, encontramos aquí una forma de realismo, centrado no alrededor de la noción de evolución determinista sino alrededor de la de acontecimiento. Son los acontecimientos los que permiten nuestro diálogo experimental con el mundo microscópico, es a ellos a quienes una teoría realista del mundo cuántico debe dar un sentido para escapar de las paradojas que han obsesionado a la mecánica cuántica desde su creación.

 

Para terminar esta muy rápida aproximación a la profunda transformación conceptual que conoce hoy la física, cómo evitar la cuestión que fascina tanto a los físicos como al público, la del origen del Universo.

 

Para muchos físicos continúa siendo inimaginable aún hoy que la física pueda tomar al Universo por objeto y aventurarse, con la cuestión del "Big Bang", en un ámbito hasta entonces reservado a las especulaciones religiosas y filosóficas: la "cosmogonía". Sin embargo, este desarrollo inesperado de la física parece irreversible. La alianza entre teoría y observación ha transformado ya de manera intrínseca el pensamiento cosmológico, imponiéndole mutaciones inesperadas.

 

Cuando, en 1917, Einstein propuso el primer modelo del Universo, se trataba de un Universo estático, eterno, expresión físico-matemática de la tautología parmenidiana "el ser es". Desde 1922, estaba claro para los matemáticos que las soluciones naturales a las ecuaciones de Einstein designaban un Universo no eternamente idéntico a sí mismo, sino ya en contracción, ya en expansión, y la observación de las galaxias lejanas concluyó: estas galaxias se alejan de nosotros a un ritmo tanto más rápido cuanto más alejadas están, es decir que las observamos tal y como fueron en un pasado más distante. Nuestro Universo está por tanto en expansión. Pero es el descubrimiento de la radiación fósil, en 1965, lo que, según palabras de Wheeler, confrontó a la física con la más grande de sus crisis, es decir, forzó a los físicos a tomarse en serio la consecuencia de un Universo en expansión: en el origen de esta expansión, hace quince mil millones de años, se piensa hoy, toda la materia y la energía que constituye nuestro Universo ha debido estar concentrada en un punto sin dimensión. Con la radiación "fósil", los ecos del "Big Bang", como lo había denominado con burla Fred Hoyle, llegaban hasta nosotros.

 

Los fotones de longitud de onda centimétrica que bañan la totalidad del Universo observable son para los astrofísicos el testimonio de que la materia, que es el objeto de las leyes físicas actuales, no es un "dato", sino el producto de una historia que ha acompañado a la expansión del Universo y cuyos fotones, productos residuales inertes, permiten medir el coste entrópico: en el seno de nuestro Universo hay alrededor de 10 o 10 fotones por un barión, una partícula material de estructura compleja como el protón o el neutrón.

 

Universo inmutable o Universo destinado a la muerte: si bien estas dos concepciones se inspiran en la ciencia, sus raíces se remontan mucho más lejos en la historia del pensamiento humano. En cambio, quién hubiera podido imaginar que podamos vernos abocados a situar la "muerte térmica" del Universo no en el final de su historia sino en su origen, a concluir que el orden que caracteriza nuestro Universo actual no es un orden superviviente de la degradación progresiva, sino un orden producido durante una explosión entrópica original. Y esta "explosión" podría traducir el nacimiento mismo de nuestro Universo. En efecto, según un argumento reciente, la singularidad inicial del "Big Bang" podría sustituirse por la inestabilidad de un espacio-tiempo original "vacío" en el sentido de la mecánica cuántica. Es en términos de producción irreversible de la materia-energía de nuestro Universo, y no de su concentración infinita, como deberíamos pensar el origen del Universo.

 

Podemos constatar aquí también el cambio de sentido del segundo principio de la termodinámica. Esta "muerte térmica", esta producción masiva de entropía que situamos en los orígenes de nuestro Universo ya no es, con toda seguridad, una muerte. Marca por el contrario el paso de un Universo vacío a un Universo poblado de energía y de materia actuales, evalúa el precio del paso a la existencia de nuestro Universo.

 

En cada nivel de la física, encontramos el tiempo irreversible asociado al devenir de la materia allí donde ayer leyes atemporales reducían este devenir a la repetición de lo mismo. Se podría tratar de ir más lejos, plantear la pregunta: ¿de dónde viene la flecha del tiempo? ¿Surgió con la ruptura primordial de simetría del "vacío cuántico"? Nada de eso: esta ruptura de simetría eventual, así como las condiciones de no-equilibrio en el mundo que conocemos, revela la existencia de la flecha del tiempo, pero no la crea. En efecto, nos hace falta presuponer ya la existencia de esta flecha del tiempo para demostrar la inestabilidad del Universo vacío, la posibilidad de que ciertas fluctuaciones desencadenen el mecanismo cooperativo que habría creado simultáneamente la materia y la curvatura del espacio-tiempo.

 

De forma más general, creo que hay que resistir la tentación de "explicar" la flecha del tiempo. Podemos hablar del tiempo de nuestro nacimiento, del de la caída de Troya, del tiempo de la desaparición de los dinosaurios, e incluso del tiempo del nacimiento del Universo, pero la pregunta "cuándo, o por qué, ha comenzado el tiempo" escapa a la física, así como a las posibilidades de nuestro lenguaje y de nuestra imaginación. El tiempo irreversible, la diferencia entre el pasado y el futuro, precede y condiciona tanto la realidad física como las preguntas del físico.

 

Marc Bloch había opuesto las ciencias, que, dividiendo el tiempo en fragmentos artificialmente homogéneos, lo reducen a una medida, y la historia: "Realidad concreta y viva, entregada a la irreversibilidad de su impulso, el tiempo de la historia, por el contrario, es el plasma mismo donde se producen los fenómenos y el lugar de su inteligibilidad".

 

Sin duda alguna, la distinción entre física e historia permanece, en el sentido de que la inteligibilidad física implica la identificación de objetos de comportamiento reproducible. Por supuesto, como ya he dicho, el comportamiento caótico no es reproducible individualmente, pero sabemos cómo producir un sistema de comportamiento caótico. Igualmente, podemos en lo sucesivo concebir una "receta" para crear un Universo y quizá en un futuro lejano, la expansión del Universo volverá a crear las condiciones de inestabilidad del vacío primordial. Por el contrario, una situación histórica no se prepara ni se reproduce. Sin embargo, esta distinción ya no es una oposición. Y ello porque la nueva coherencia que se perfila hoy en el interior del campo físico y, espero, entre los diferentes campos científicos, tiene por principio este tiempo irreversible del que hablaba Marc Bloch, productor de existencias nuevas caracterizadas por tiempos cualitativamente nuevos.

 

La física, como dije al comienzo de mi conferencia, se ve hoy como una ciencia joven, liberada de un modelo de inteligibilidad que, aunque ha podido fascinar a las otras ciencias, las enfrentaba con la física. Quizá por este cambio se encuentra por fin liberada de la relación estrecha que mantuvo desde su origen con el problema filosófico y teleológico de la Creación, de las "razones" últimas, intemporales, que darían su inteligibilidad al mundo. La transformación de la física que acabo de esbozar aquí traduce el carácter profundamente histórico de esta ciencia: al mismo tiempo solidaria con una tradición que seleccionó y privilegió una clase particular de objetos, y abierta, susceptible de construir a partir de los límites de esta tradición el sentido de lo que negaba. La física, incluso cuando ha sido llevada por su historia a plantear la pregunta del "origen del Universo", intenta, como las otras ciencias, construir el sentido de aquello de lo que no puede dar cuenta, ese tiempo irreversible que constituye a la vez la condición de sus objetos y de sus preguntas.

 

BIBLIOGRAFÍA DE ILYA PRIGOGINE EN CASTELLANO:

 

- Introducción a la termodinámica de los procesos irreversibles, Ed. Selecciones Científicas, Madrid, 1974.

 

- ¿Tan sólo una ilusión? Una exploración del caos al orden, Tusquets, Cuadernos Infimos nº 111, Barcelona, 1983.

 

- Proceso al azar,(con otros autores), Tusquets, Superínfimos nº 7, Barcelona, 1986.

 

- La nueva Alianza, (con Isabelle Stengers), Alianza Universidad nº 368, Madrid, 1990. (Edición corregida y aumentada).

 

- Entre el tiempo y la eternidad, (con Isabelle Stengers), Alianza Universidad nº 643, Madrid, 1990.

 

- El nacimiento del tiempo, Tusquets, Metatemas nº 23, Barcelona, 1991


Respuesta  Mensaje 8 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:27

Nacimiento de la Cosmología Moderna

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080908 - Patricio T. Díaz Pazos - La cosmología, que era una ciencia especulativa, se convirtió en ciencia empírica gracias a dos importantes acontecimientos científicos. El primero fue, a nivel teórico, la creación de la teoría de la relatividad general de Einstein, una teoría general del espacio, el tiempo y la materia, que aportó una nueva estructura conceptual a nuestra idea del universo como un todo. Y el segundo acontecimiento que proporcionó a la cosmología su forma moderna fue la aparición de nuevos y potentes instrumentos astronómicos: los grandes telescopios de reflexión y los radiotelescopios. La teoría de Einstein no exige una cosmología específica o una estructura concreta del universo. Aporta el andamiaje, no los detalles. Para decidir la estructura concreta de todo el universo, en el espacio y en el tiempo, hacen falta, como siempre, muchas más observaciones y más ricas en detalles

En las primeras décadas del siglo, cuando los astrónomos sondearon más profundamente en el espacio, siguieron observando una jerarquía de estructuras cada vez mayores: de las estrellas a las galaxias y a los cúmulos de galaxias, todo expandiéndose con el universo. Pero, en las últimas décadas con el uso de nuevos y más poderosos instrumentos de observación como son los distintos satélites que orbitan la Tierra y el telescopio espacial Hubble, los astrónomos han explorado ya la estructura global del universo mismo, y han descubierto que esta estructura jerárquica de grumos cada vez mayores se interrumpe. A las enormes escalas de distancia de miles de millones de años luz empieza a verse un universo liso. Esta lisura parece ser la textura global del cosmos, no sólo una propiedad local de nuestra región del espacio. Contemplamos por primera vez características espaciales del universo entero. El estudio de ese espacio homogéneo y liso a gran escala, su desarrollo en el tiempo y cómo influye en la materia que contiene, es el campo científico propio del cosmólogo contemporáneo

Examinemos ahora esos dos aspectos principales de la cosmología (el teórico y el observacional) más detalladamente, empezando por la teoría moderna del espacio y el tiempo.

Hagamos abstracción, por un instante, de lo cotidiano de nuestro entorno constituido por un espacio físico concreto e intentemos imaginar el espacio tridimensional puro y vacío. Imaginémonos que nos encontramos en un cohete espacial, detenidos en el espacio profundo, y antes de poner en marcha el motor del cohete dejamos flotando un faro en el espacio para orientar nuestro emplazamiento. Dicho faro, como debe ser obvio, emite un rayo de luz, que seguimos fielmente, sin volver nunca hacia atrás. Al cabo de un tiempo vemos que el mismo rayo aparece delante de nosotros. Es como si hubiésemos viajado en círculo. Probamos luego en una dirección distinta, pero sucede lo mismo. Es evidente que este espacio no es un espacio ordinario en el que si partimos en línea recta nunca volvemos al punto de partida. Pues bien, éste es un ejemplo de espacio no euclidiano y, aunque resulte extraño, es matemáticamente posible.

La primera descripción matemática completa de los espacios curvos fue realizada por el matemático alemán del siglo XIX, Bernhard Riemann. Normalmente, consideramos plano el espacio físico vacío, de forma que si utilizásemos rayos lumínicos para formar los lados de triángulos, cubos y otras figuras geométricas, obedecerían a los teoremas de la geometría euclidiana. Si despegásemos en un cohete en línea recta y siguiéramos esa línea recta, no volveríamos nunca al punto de partida. Pero los trabajos de Riemann generalizaron una noción de espacio que incluyese también la posibilidad de una geometría no euclidiana, de un espacio no plano sino curvo. Seria como generalizar espacios bidimensionales para que no sólo incluyesen el espacio plano de una hoja de papel sino también superficies curvas como la de una pera. Riemann demostró que podía describirse exactamente la curvatura geométrica del espacio no euclidiano con una herramienta matemática denominada tensor de curvatura. Utilizando rayos lumínicos en un espacio tridimensional y midiendo con ellos ángulos y distancias, podemos determinar, en principio, el tensor de curvatura de Riemann en cada punto de ese espacio.

La obra geométrica de Riemann es de gran belleza y posibilidades, y se soporta sobre firmes bases matemáticas. En ella, se describen espacios curvos arbitrariamente complicados en cualquier número de dimensiones espaciales. Con el legado matemático que nos dejó Riemann, podemos concebir fácilmente la mayoría de los espacios curvos bidimensionales, como la superficie de una esfera o una rosquilla, pero nuestra capacidad para imaginar el espacio curvo tridimensional falla. Sin embargo, los métodos matemáticos de Riemann nos muestran cómo abordar esos espacios: las matemáticas pueden llevarnos por donde no puede hacerlo la imaginación visual.

Ya, a principios del siglo XX, tanto las matemáticas como la geometría aplicada a espacios curvos eran bien comprendidas por los respectivos científicos especialistas. Pero estos avances parecían reducirse al ámbito exclusivamente académico, siendo poco consideradas sus ideas en el mundo físico real hasta que Albert Einstein postuló su teoría de la relatividad general en 1915-1916.

La teoría de la relatividad general surgió de la teoría especial de la relatividad que Einstein elaboró en 1905, y que establecía una nueva cinemática para la física y, a su vez, su avenimiento trajo como consecuencia primaria dos modelos cosmológicos del universo. Uno de ellos, lo proyecta el propio Albert Einstein. Einstein estaba tan convencido de la naturaleza estática del cosmos que, en una actitud muy poco característica de él, no prosiguió las implicaciones que arrojaban sus propias ecuaciones, añadiéndoles un término que se correspondía con una fuerza repulsiva cósmica que actuaba contra la gravedad. El término extra, al que llamó la «constante cosmológica», parecía hacer más manejable el problema de describir el universo. Puesto que la constante estaba directamente relacionada con el tamaño y la masa del universo, el añadido de Einstein implicó una descripción matemática de un cosmos estructurado por un espacio curvo y estático lleno de gas uniforme de materia sin presión; o sea, un universo estático de inspiración aristotélica.

Lea: Apocalipsis bajo control científico. Gran Colisionador de Hadrones. LHC

En el mismo año en que Einstein introdujo su término «constante cosmológica», o sea, 1917, el astrónomo holandés Willem de Sitter dio otra solución a las ecuaciones descritas en la relatividad, añadiendo el término de la constante cosmológica pero sin materia: un universo vacío. La solución que daba de Sitter a las ecuaciones de Einstein podía interpretarse como un espacio en expansión similar a la superficie en expansión de un globo de goma. Un cosmos desprovisto de materia podía aparecer absurdo a primera vista, pero en verdad puede considerarse como una aproximación bastante acertada de la realidad. El espacio, después de todo, aparenta estar en su mayor parte vacío.

Había, pues, dos modelos cosmológicos basados en las ecuaciones de Einstein: la cosmología de Einstein, con un espacio estático lleno de materia, y la de de Sitter, un espacio en expansión vacío de materia. Estos modelos inferidos desde la relatividad generaron una opinión corriente en la época en cuanto a que las ecuaciones de Einstein no habían aclarado gran cosa los problemas cosmológicos.

A comienzos de los años '20, Einstein y de Sitter se vieron acompañados en la arena cosmológica por Alexander Friedmann, un versátil científico ruso que se había hecho originalmente un nombre en meteorología y otros campos relacionados y que llegó a ser profesor de matemáticas en la Universidad de Leningrado. Friedmann, halló las soluciones dinámicas a las ecuaciones originales de Einstein (sin constante cosmológica) que hoy creemos que describen correctamente la cosmología. Sus modelos cosmológicos nos llevan a un universo cambiante. Comenzó con las ecuaciones de relatividad general, y se dedicó a descubrir tantas soluciones como fuera posible, sin preocuparse por sus consecuencias para el cosmos real. Friedmann demostró que las ecuaciones permitían una amplia variedad de universos. En particular descubrió que si dejaba a un lado la constante cosmológica, todos los resultados eran universos en expansión llenos de materia. Las soluciones que nos entrega Friedmann son factibles de dividir en dos tipos: aquellas en que el universo se expande eternamente, y aquellas en que la atracción gravitatoria de la materia supera finalmente a la expansión, causando en último término un colapso.

El factor que inclina el equilibrio hacia un lado o el otro entre expansión y colapso es la densidad media de la materia que comporta el universo. Si la cantidad media de materia en un volumen dado de espacio es menos que un valor crítico (cuestión no calculada por Friedmann), el universo se expandirá para siempre. En este tipo de universo se concibe un espaciotiempo con una curvatura negativa, análoga a una curvatura cóncava en el espacio ordinario y, además, de características infinitas. Pero en este modelo, el problema de equilibrar exactamente la distribución de la materia en un universo infinito gobernado por la gravedad newtoniana no aparece. La relatividad general señala que la gravedad, como todo lo demás en el universo, se halla limitada por la velocidad de la luz; no puede, como suponía Newton, actuar instantáneamente sobre cualquier distancia. Así, los campos gravitatorios de distancias infinitamente grandes requerirán una cantidad de tiempo infinita para dejar sentir su influencia, en vez de que hasta el último átomo de materia influya inmediatamente sobre todo lo demás en el universo.

 

Si la densidad media de la masa es mayor que el valor crítico, el universo volverá a colapsarse al final en una densa concentración de materia, de la que puede rebotar para iniciar un nuevo ciclo de expansión y colapso. Este universo es una versión expandida del universo estático original de Einstein. Posee una curvatura positiva -análoga a una curva convexa- y un radio finito, y contiene una cantidad finita de materia. 

Entre los límites de estos dos tipos de universo hay uno en el que la densidad media de la materia es igual a la densidad crítica. Este universo tiene curvatura cero, y se dice que el espaciotiempo es plano debido a que en él se aplica la geometría euclidiana habitual para el espacio plano. Un universo plano es infinito y se expande eternamente.

A.FriedmannEl trabajo de Friedmann (Foto de la derecha) se publicó en un conocido y muy leído periódico alemán de física en 1922. Einstein reconoció con renuencia la validez matemática del modelo cosmológico que Friedmann desarrolló; sin embargo, en un principio dudó que tuviese alguna relación con el universo real. Le parecía que estas soluciones no tenían validez física: para producir un universo curvo con las características aparentemente estáticas observadas por los astrónomos se seguía necesitando algo parecido a la constante cosmológica. En todo caso, tanto el modelo de Einstein como el de Friedmann eran pura teoría. Las observaciones no habían contribuido con datos suficientes acerca de la estructura o evolución verdadera del universo.

El debate entre Einstein y Friedmann siempre se centró en términos matemáticos y no astronómicos. Nunca abordaron la cuestión de cómo podía manifestarse el espaciotiempo en expansión en el cosmos. Einstein estaba por aquel entonces empezando a trabajar en otros campos, y Friedmann, satisfecha su curiosidad, se alejó también de la relatividad, considerando eso sí, que ésta era esencial para una educación en física. Los cursos que impartía en la Universidad de Leningrado eran famosos por su originalidad; sus textos incluyen «Experimentos en la hidrodinámica de líquidos comprimidos» y «El mundo como espacio y tiempo» . En 1925, a la edad de treinta y siete años, Friedmann murió de neumonía, que contrajo tras enfriarse terriblemente durante un vuelo meteorológico en globo. Puesto que la comunidad astronómica había prestado poca atención al debate, las soluciones de Friedmann a las ecuaciones de campo casi murieron con él. Hasta que Georges Lemaître, «el padre del Big Bang», no redescubrió por su cuenta estas ecuaciones en 1926 no adquirió la cosmología su estructura moderna. Y la obra de Lemaître fue también ignorada. Tendrían que pasar varios años antes de que los astrónomos captaran las radicales aplicaciones de la relatividad en su trabajo, hasta que Arthur Eddington, prestigioso astrónomo inglés, resaltó su importancia en 1930

UN UNIVERSO EN EXPANSIÓN

 


Respuesta  Mensaje 9 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:27
Viene ...
 
Múltiples soluciones a las teorías de campo de Einstein parecían permitir universos que eran mutuamente distintos: por una parte estáticos, por la otra en expansión, y vacíos o llenos de materia. Pero, sin embargo, ninguna de ellas describía satisfactoriamente el cosmos como aparecía frente a los ojos del hombre: estático y escasamente poblado de astros menores, estrellas y  galaxias. Antes de que se pudiera hallar una descripción más consecuente, la física debió sufrir una serie de revoluciones y contrarrevoluciones, las que a su vez, eran insertadas con diferentes conceptos e intuiciones sobre la naturaleza del átomo y de la energía. Ello trajo consigo el avenimiento de un nuevo leguaje -la mecánica cuántica-, cuya extraña gramática conduciría finalmente a los físicos teóricos a poder describir, por primera vez, la Creación en términos puramente científicos. Se llega hasta un momento primigenio: el principio del propio universo

El primero que asume atreverse a describir la Creación en términos no bíblicos,G.Lemaître paradojalmente, fue un sacerdote belga, además de físico, el jesuita Georges Lemaître (Foto de la derecha). Éste, en sus trabajos hizo uso intensivo de los antecedentes sobre observaciones del cielo que existían a la fecha. Se sentía especialmente intrigado por las indicaciones de que algunas nebulosas extragalácticas, como eran conocidas entonces las otras galaxias, estaban alejándose de la Vía Láctea a velocidades que rozaban los 1.000 kilómetros por segundo. En su primer ensayo sobre cosmología relativista, publicado en 1925, el cuidadoso análisis matemático de Lemaître reveló una nueva propiedad del modelo de un universo vacío propuesto por Willem de Sitter en 1917. El universo de de Sitter era no estático, lo cual significaba que sus dimensiones cambiaban con el tiempo. Lemaître observó que esta propiedad podía explicar la recesión observada de las nebulosas extragalácticas. Se verían alejadas unas de otra por la expansión del espaciotiempo. Al final, sin embargo, Lemaître rechazó el modelo de de Sitter porque proponía un espacio sin curvatura, lo cual era claramente una violación de los principios de la relatividad general.

En 1926 Lemaître consiguió un gran avance conceptual cuando ponderó de nuevo el comportamiento de las nebulosas extragalácticas. (Por aquel entonces estos objetos ya eran generalmente reconocidos como galaxias por derecho propio.) Al contrario que su esfuerzo inicial dos años antes, el ensayo que publicó entonces no era simplemente especulación; presentaba un modelo matemático del universo que incorporaba el concepto de «galaxias en recesión». La solución de Lemaître a las ecuaciones de campo de Einstein presentaba un universo de masa constante, con un radio que, como él lo expresó, "se incremento sin límite" a una velocidad igual a la de los sistemas estelares que se alejaban.

Los cálculos de Lemaître pueden ser considerados en propiedad, aunque él no lo sabía, como notablemente inferidos desde los publicados por Alexander Friedmann en 1922. Pero, allá donde Friedmann había tratado el tema como un ejercicio teórico, Lemaître conectaba rigurosamente las matemáticas con las observaciones astronómicas a cada paso. El modelo resultante era el primer uso persuasivo de los principios de la relatividad para explicar el universo real. Las galaxias en recesión se estaban alejando realmente, decía Lemaître, arrastradas por el mismo entramado del espaciotiempo a medida que éste se dilataba

Tal como ya lo señalamos, las implicaciones del trabajo de Lemaître -incluso el trabajo en sí- pasó, como el de Friedmann, como que si no existiera, por un tiempo, dentro de la comunidad de los físicos del mundo. Publicado en un periódico científico belga de importancia relativa, su teoría apareció bajo el poco atractivo título de «Un universo homogéneo de masa constante y radio creciente como explicación para la velocidad radial de las nebulosas extragalácticas» Y, también tal como lo mencionamos anteriormente, es el gran astrónomo inglés Arthur Eddington, quién al tomar conocimiento de lo descrito por Lemaître, dispuso la traducción del ensayo de éste al inglés, y se convirtió en adalid de lo que llamó "la brillante solución de Lemaître".

Antes de Lemaître recibiera el reconocimiento, que encabezó Arthur Eddington y también Albert Einstein, a su trabajo, había continuado con sus investigaciones. En una investigación de pensamiento experimental, pasando mentalmente la película de un universo en expansión al revés, imaginó las galaxias no ya separándose unas de otras sino acercándose progresivamente. El espacio se encogió. Las distancias entre las galaxias se redujeron de lo inimaginable a unos meros kilómetros. Luego, mientras el resto del mundo científico meditaba sobre las ramificaciones de esta teoría del universo en expansión, el sacerdote-físico dio el siguiente paso.

Pudo existir muy bien, escribió en 1931, un auténtico principio: Antes de que se iniciara la expansión, existió un «átomo primigenio», con un peso igual a la masa total del universo. Dentro de sus límites, las fuerzas de la repulsión eléctrica se vieron superadas, y la materia existió en un estado enormemente comprimido y a una temperatura abrumadora. La siguiente especulación de Lemaître fue un salto intuitivo extraordinario: en una especie de descomposición superatómica, dijo, este huevo cósmico lanzó su contenido hacia fuera en una gigantesca explosión. "Los últimos dos mil millones de años son de lenta evolución –escribió–. Son las cenizas y el humo de unos brillantes pero muy rápidos fuegos artificiales."

Si bien la idea planteada por Lemaître sobre los inicios del cosmos no fue acogida con entusiasmo por sus pares, quienes seguían dominados por las ideas de un universo estático con la sola variante de que éste había permanecido imperturbado durante un tiempo infinito y luego, a causa de sus inestabilidades implícitas, empezó a expandirse lentamente, no obstante embrionó las bases necesarias para que más tarde se pudieran desarrollar las descripciones de lo que popularmente se conoce como modelo del Big Bang.

Lemaître, para desarrollar su teoría del universo en expansión, se había basado en los principios de la relatividad general, un lenguaje de grandes masas y enormes distancias. La relatividad le permitía describir matemáticamente la expansión como iniciándose desde una fuente muy pequeña. No le permitía penetrar en el proceso físico que había transformado una diminuta y densa masa de materia en el universo observado de galaxias en recesión. Lo que requería esta tarea era un lenguaje matemático de lo muy pequeño, una teoría de la estructura nuclear que pudiera ser utilizada para delinear las interacciones que habían tenido lugar dentro del huevo cósmico. Estamos hablando del lenguaje y la teoría necesarios, hoy conocidos como «mecánica cuántica».

En la perspectiva de 1931, cuando Lemaître presentó su idea sobre los inicios del cosmos, miles de millones de años toda la materia y la energía que hoy constituye el universo estuvieron comprimidas en un gigantesco átomo primigenio, este conjunto ocupaba un espacio semejante al de una esfera cuyo diámetro era igual a la distancia de la Tierra al Sol (149.597.870 km. ). Si se componía de energía, su temperatura debía bordear los 10.000.000ºC; y si de materia, ésta debía haber tenido características totalmente distintas a las conocidas por el hombre.

La materia dispersada por la explosión de este coloso habría constituido el universo en expansión del cual formamos parte. Condensándose y quebrándose por la gravitación mutua, habría creado las galaxias y las estrellas, que continuaron volando hacia fuera para siempre, hasta llegar, eventualmente, a estar tan alejadas que ningún astrónomo de ninguna de ellas podría ver a muchas de las otras. El universo sería ilimitado.

Esta teoría puede tener muchos errores conceptuales, especialmente en aquellos que han sido revisados por la sola evolución de la mecánica cuántica y las experiencias de laboratorio, pero debe reconocerse que viene siendo como el anticipo medular en la que se sostiene la teoría moderna del Big Bang.

Lea: El Universo. Versiones y digresiones

EL PRINCIPIO COSMOLÓGICO

La vanidad del hombre aprendió a aceptar, después de duros golpes, que vivimos en un planeta relativamente pequeño, de una estrella común y corriente, que junto con otras 200 mil millones más constituyen nuestra galaxia a la que hemos bautizado como Vía Láctea, y que no tiene otra característica que ser una galaxia común entre otras miles de millones que pueblan el universo. Por eso se postula ahora, con mayor humildad, que nuestro lugar de observación del cosmos es uno como cualquier otro. Más técnicamente se postula que el universo es homogéneo e isotrópico, esto quiere decir que es igual desde cualquier punto y en cualquier dirección. A la homogeneidad e isotropía del universo la conocemos como «principio cosmológico»

Desde 1930 adelante, empezó a desarrollarse en el mundo científico una mayor inquietud e interés por las cuestiones cosmológicas. Se empezaron a difundir nuevas aportaciones, como las que hicieron los matemáticos Howard P. Robertson y Arthur Walker, quienes demostraron que las soluciones de Friedmann correspondían a resultados más generales a las ecuaciones de Einstein, siempre que se aceptara el supuesto de un universo espacialmente homogéneo e isotrópico. Posteriormente, demostraron también que, en este caso, el espaciotiempo cuatridimensional podía diferenciarse en un espacio tridimensional curvo y un tiempo único común a todos los observadores «comóviles». En la actualidad, se le suele llamar cosmología «FRW» a los modelos cosmológicos basados en las soluciones de Friedmann-Robertson-Walker. Normalmente, tratan de descripciones muy interesantes desde el punto de vista moderno, ya que buscan estar siempre relacionados con una propiedad notable del universo observado.

Cuando hablamos de homogeneidad, estamos señalando la imposibilidad de distinguir características especiales entre dos lugares de espacio diferentes y por isotropía la invarianza de las características del universo en la dirección en que miremos.

El universo en sí es una estructura compleja, que muestra disimilitudes en función del tamaño de la escala de distancias desde un mismo punto de observación. A distancias pequeñas respecto a la escala del propio universo presenta características organizativas con planetas, estrellas, galaxias y nebulosas. A medida que se han podido realizar observaciones a escalas cada vez mayores, en el universo van apareciendo espacios más liso y más homogéneo: la grumosidad tiende a alcanzar un promedio. Es como contemplar la superficie de la Tierra, con sus diversas texturas y «grumos» desde un satélite y verla completamente lisa. Lo anterior es lo que lleva a los cosmólogos a suponer que el universo contemplado a distancias muy grandes es al mismo tiempo homogéneo (parece siempre el mismo, independientemente de dónde estemos situados dentro de él) e isotrópico (parece el mismo en todas direcciones). Un espacio que es isotrópico para todos los observadores, no sólo para uno, es también homogéneo.

Una de las pruebas duras en la que se sostienen los teóricos para considerar firmes estos supuestos fue la de la radiación microondular de fondo (el calor residual del Big Bang), detectada en 1965 y que, hasta la fecha, ha sido uno de los avales más importantes para sostener la validez de la teoría que propugna el inicio del universo desde una gran explosión. Dentro de los márgenes de error de observación y de detecciones en variaciones de temperatura en distintos lugares del espacio, esta radiación de fondo puede ser considerada como que se distribuye de forma isotópica a nuestro alrededor, lo cual indica que el universo ya era bastante isotrópico cuando se produjo la gran explosión.

No falta quienes señalan hoy día que la homogeneidad y la isotropía del universo ha sido cuestionada por algunas observaciones, y que su vigencia obedece mayoritariamente a una necesidad de la ciencia cosmológica. Aquí, es pertinente una aclaración. Se habla o sostiene de una hogeneidad e isotropía promedio y/o también, grumosidad promedio. Una homogeneidad perfecta, como veremos en capítulos posteriores, no habría hecho posible la actual estructura organizativa del universo. La homogeneidad y la isotropía del universo resulta racionalmente satisfactorio e implica considerar que éste no presenta puntos privilegiados o especiales, cuestión que las observaciones no han logrado desmentir con evidencias claramente duras. La alternativa sería suponer que hay un emplazamiento privilegiado, y entonces tendríamos que preguntarnos por qué era privilegiado ese desplazamiento y no otro. Pero no se pueden, por ahora, encontrar razones para formularse esa pregunta y sigue muy vivo lo que dijo Einstein, "todos los lugares del universo son iguales". Por ello, se ha otorgado a esta idea la distinción de considerarla un principio: «el principio cosmológico» , según denominación del cosmólogo Edward Milne en 1933.

En un razonamiento de pensamiento experimental, podemos reflexionar que en su modelo del sistema solar, Copérnico sacó a la Tierra del centro, de modo que la Tierra no fue ya un planeta privilegiado. Siglos después, Shapley demostró que tampoco el Sol ocupa un lugar privilegiado; estamos lejos del centro de nuestra galaxia. Hoy sabemos incluso que nuestra galaxia no tiene un emplazamiento especial entre los millones de galaxias observadas. Parece que no existe un lugar «especial». El principio cosmológico perfectatamente puede ser enunciado a través de uno de los famosos aforismo de Nicolás de Cusa, filósofo y teólogo del siglo XV: "La fábrica del mundo tiene su centro en todas partes y su circunferencia en ninguna".

Pero el principio cosmológico podría ser erróneo, como proposición científica. Una de las alternativas para que ello se de se encuentra en la posibilidad de que el universo tenga un eje. Últimamente algunos astrónomos de la Universidad de Rochester han señalado que el universo no es uniforme, sino que tiene una parte superior y otra inferior, lo que implica la existencia de un eje. De ser así, el universo entero y todas las galaxias que se alojan en él podrían estar efectuado un movimiento de rotación. El universo tendría entonces eje de rotación, una dirección prioritaria y no sería isotrópico. Por ahora; y pese a que los físicos saben que la homogeneidad e isotropía del universo, están sujetos a falsificación en el universo observado, hay pruebas suficientemente sólidas como para seguir sosteniendo que en él todos los lugares son iguales

Representación de las posiciones de galaxias situadas hasta 1Plano ubicación galaxias50 Mpc de distancia (2% de la distancia al borde del universo observable). Las estructuras a gran escala, tales como filamentos y enormes vacíos huecos son bastante evidentes.

Bajo el supuesto, según el principio cosmológico, que el espacio tridimensional es homogéneo e isotrópico, Robertson y Walker demostraron matemáticamente que sólo podían haber tres espacios geométricos de tal genero (La métrica RW). Como era de esperar, dos de ellos correspondían a las soluciones de las ecuaciones de Einstein que había hallado ya Friedmann. Los tres espacios eran el espacio plano de curvatura cero (que Friedmann no había hallado), el espacio esférico de curvatura positiva constante y el espacio hiperbólico de curvatura negativa constante. En el espacio plano, los rayos láser paralelos jamás se encuentran; es un espacio abierto de infinito volumen. En un espacio esférico, los rayos láser paralelos convergen; es un espacio cerrado de volumen finito. En este espacio puedes alejarte volando en línea recta y volver al punto de partida. En el espacio hiperbólico, los rayos láser paralelos divergirán; es un espacio abierto con un volumen en infinito

Representaciones bidimensionales de los tres espacios posibles de FRW tridimensionales, homogéneos e isotrópicos. Aquí, un científico bidimensional explora estos espacios. El dibujo de la izquierda es el espacio plano infinito, en el que los rayos láser paralelos no se encuentran nunca, y los ángulos de un triángulo suman 180 grados. El del centro, es el espacio finito de curvatura positiva constante, en el que los rayos láser paralelos convergen y se encuentran y los ángulos del triángulo suman más de 180 grados. A la derecha vemos el espacio hiperbólico infinito de curvatura negativa constante, en el que los rayos láser paralelos son divergentes y los ángulos suman menos de 180 grados. El espacio bidimensional de curvatura negativa constante (a diferencia de los otros dos) no puede encajarse en un espacio tridimensional, como se ha intentado en esta ilustración. No parece por ello, que sea homogéneo e isotrópico y le corresponde un lugar especial: el punto de la silla de montar

Si analizamos estos espacios utilizando las ecuaciones de Einstein, vemos que la curvatura cambia en el tiempo. En el espacio plano, de curvatura espacial cero, cambia la escala relativa de las mediciones de espacio y de tiempo. Partiendo de estas soluciones dinámicas a las ecuaciones de Einstein sólo se puede concluir que el universo no puede ser estable (ha de cambiar expandiéndose o contrayéndose) y que el espacio del universo se está expandiendo.

Estas soluciones anticipaban, pues, la Ley de Hubble, que presupone una expansión del universo. Si las galaxias se hallan situadas en un espacio en expansión, también se alejarán entre sí como señales colocadas en el espacio (el llamado «flujo de Hubble»). Así el descubrimiento de Hubble aportó un poderoso apoyo observacional a las cosmologías de FRW y al universo dinámico.

Sin embargo, no aclaraba la cuestión subsiguiente de en cuál de los tres espacios posibles (el plano, el esférico o el hiperbólico) estamos viviendo nosotros. Es muy difícil de aclarar. Cuál sea la verdadera para nuestro universo depende de la forma en que se inició la expansión cósmica, de igual modo que la trayectoria que tomará una piedra al ser lanzada al aire, que dependerá de su velocidad inicial relativa a la fuerza de la gravedad de la Tierra. Para la piedra la velocidad inicial crítica es de 11,2 km. por segundo. Si se lanzamos hacia arriba una piedra a una velocidad inferior a ésta, debemos tener cuidado para evitar un chichón o cototo en nuestras cabezas, ya que volverá a caer a la Tierra; pero si lanzamos la piedra a una mayor velocidad inicial ella se nos perderá en el cielo y jamás volverá a la Tierra. Así también, el destino del universo es aquel que depende de cuál es su velocidad inicial de expansión relativa a su gravedad. Conocer lo último es para la física una cuestión más que complicada. Pero el destino del universo depende de cual sea la respuesta, porque la geometría plana e hiperbólica puede corresponder a universos abiertos que continúan expandiéndose eternamente, mientras que el universo cerrado esférico llega un momento en que deja de expandirse y vuelve a contraerse: su existencia es finita. Pero pese a las complicaciones que hemos señalado e incluso sin conocer las condiciones iniciales de la expansión del universo, podemos deducir cuál podría ser su destino: comparando su tasa de expansión actual con su densidad promedio actual. Si la densidad es mayor que el valor crítico [W = 10-29g por cm3(unos 10 átomos de hidrógeno por m3)], determinado por la velocidad deexpansión actual, entonces es la gravedad la gran dominante; el universo es esférico y cerrado y está predestinado a desintegrarse en algún momento en el futuro. Si la densidad es inferior al valor crítico, el universo es hiperbólico y abierto. Si es exactamente igual al valor crítico, es plano. La relación entre la densidad material media observada en el universo y la densidad crítica se denomina «omega (W)» . Así, el universo es abierto, plano o cerrado dependiendo de si omega es inferior a 1, igual a 1 o mayor que 1, respectivamente.

G.Exp-UniLa expansión del universo en el tiempo para cosmologías, cerradas, abiertas y planas. La expansión podría medirse por la distancia entre dos galaxias distantes cualquiera. En un universo cerrado, éste se expande al principio y luego se contrae

En principio es posible medir «omega». El problema para determinar la densidad material media es que la materia del universo puede ser tanto materia visible (estrellas, galaxias y otros) como materia invisible (materia oscura, agujeros negros o partículas cuánticas microscópicas). Las partes visibles y luminosas de las galaxias nos dan un valor aproximado de W de 0,01. Los astrónomos sólo pueden calcular directamente la densidad de la materia visible. Si suponemos que el 90 por ciento de la masa de una galaxia es materia oscura, tendríamos un valor aproximado de W de 0, 1. Y a la escala mayor de cúmulos de galaxias, la aportación al parámetro W de la materia oscura respecto a la visible es del orden de 20 a 1. Si es así, llegaríamos a la conclusión de que vivimos en un universo hiperbólico abierto. Pero, por desgracia, no podemos llegar a una conclusión tan simple, pues existe la posibilidad de que haya más materia oscura. Como veremos en un capítulo posterior, hay sólidas pruebas de su existencia. De hecho, el elemento material dominante en el universo muy bien podría ser materia oscura y el elemento visible, las galaxias y las estrellas, sólo una parte insignificante de la masa total del universo.

Ahora bien, para medir omega, uno de los métodos factibles se da calculando la velocidad de expansión del universo a través de la medición de la velocidad de alejamiento de una galaxia distante ( que es hallada por su desplazamiento al rojo) y dividirla por la distancia a la galaxia. En un universo de expansión uniforme la velocidad externa de cualquier galaxia es proporcional a su distancia; entonces, la relación velocidad-distancia es la misma para cualquier galaxia. La cifra resultante, denominada la constante de Hubble, mide la velocidad actual de expansión del universo. De acuerdo a las mediciones más precisas, la velocidad actual de expansión del universo es tal que éste duplicará su tamaño en aproximadamente diez mil millones de años. Esto corresponde a una densidad crítica de materia de cerca de 10-29 gramos por centímetro cúbico, la densidad que se obtiene al esparcir la masa de una semilla de amapola por sobre un volumen del tamaño de la Tierra.El valor de medición más preciso para la densidad promedio real -que se obtuvo gracias a la observación telescópica de un gigantesco volumen de espacio que contenía muchas galaxias, en que se estimó la cantidad de masa de aquel volumen por sus efectos gravitacionales, y luego se la dividió por el tamaño del volumen- es de aproximadamente 10-30 gramos por centímetro cúbico, o cerca, de un décimo del valor crítico. Este resultado, al igual que otras observaciones, sugiere que nuestro universo es abierto.

LAS CIFRAS DE LA COSMOLOGÍA

Las cantidades muy grandes y muy pequeñas comunes a la cosmología suelen ser representadas como potencias de diez. El diámetro de un átomo, aproximadamente 0,00000001 cm., se expresa como 10-8cm.; el exponente (-8) significa el número de lugares decimales en la fracción. Así, la densidad crítica del universo 10-29 representa un punto decimal seguido por veintiocho ceros y un uno. De un modo similar, la masa aproximada del Sol en kg. se representa como 1030, que en notación decimal ordinaria sería un 1 seguido de treinta ceros. Este sistema de representar las cifras no sólo es conciso, sino que también permite que cantidades ampliamente divergentes sean comparadas con facilidad sumando o restando exponentes en vez de realizar tediosas divisiones y multiplicaciones

Sin embargo, es menester señalar que existe cierto grado de incertidumbre con respecto a estas cifras -relacionada principalmente con la parcial heterogeneidad del universo que ya hemos mencionado- y también hay dudas en lo que a distancias cósmicas se refiere; en la práctica, se debe reconocer que resulta difícil medir omega. Si el universo fuese enteramente homogéneo y estuviese expandiéndose de manera uniforme, entonces su velocidad de expansión podría determinarse midiendo la velocidad de alejamiento y la distancia de cualquier galaxia cercana o lejana. Y, viceversa, la distancia a cualquier galaxia podría determinarse a partir de su desplazamiento al rojo y la aplicación de la «ley de Hubble». (Hablando en forma aproximada, la distancia a una galaxia es diez mil millones de años luz multiplicado por el aumento fraccionario en la longitud de onda de su luz detectada.) Pero, por desgracia, los cálculos de distancia de galaxias lejanas plantean muchísimos problemas. La dificultad radica, en parte, a que las galaxias probablemente estén evolucionando, modificando su luminosidad de forma desconocida, por lo que no se puede confiar en tomar la luminosidad de ciertas galaxias como unidad de medida para determinar la distancia a partir de la luminosidad, quedándonos, en estos casos, con la sola observación de sus respectivos corrimientos al rojo que nos indican que se alejan, pero sin la certeza de la distancia. En consecuencia, no se puede seguir la evolución de la «constante de Hubble» a lo largo del tiempo, ni hallar el índice de desaceleración que revelaría si el universo es abierto o cerrado.

La conclusión es que no disponemos de ningún medio fidedigno de saber si el universo es abierto o cerrado. Esto aflige y desola a muchísimas personas que ansían conocer el destino del universo. Pero, en mi opinión, en nada comparto esas atribulaciones. Lo importante está en lo que hemos llegado a saber hasta ahora. Los cosmólogos ya saben que el parámetro cósmico crucial de omega (W) es superior a una décima e inferior a dos, una gama de valores bastante próxima a uno. ¿Por qué? La cantidad W podría tener cualquier valor; podría ser cualquier guarismo desde uno a un millar. El verdadero enigma es ¿por qué W se acerca tanto a uno? ¿Por qué estamos situados en el límite entre universos abiertos y cerrados? Se ha identificado suficiente materia como para que W no sea inferior a 0,1. Ahora, si omega fuera W = ›2, entonces estaríamos frente a una de las mayores catástrofes teóricas que pudiesen sufrir los científicos, ya que esa densidad implica que con la velocidad estimada actual de expansión del universo, éste sería más joven que la Tierra según determina el fechado radiactivo. Aquí, hemos llegado a uno de los auténticos problemas que enfrenta la cosmología contemporánea. En el fondo es el verdadero quid de los asuntos del cosmos que hasta ahora hemos descrito, el cual analizaremos en los próximos capítulos que son parte del relato de "A Horcajadas en el Tiempo".


Respuesta  Mensaje 10 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:32

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A

Absorción: Es el proceso mediante el cual la radiación deja de atravesar algún medio; la energía que pierde la radiación es absorbida por el medio. Los astrónomos se refieren a la absorción del medio interestelar cuando el gas o el polvo absorben luz de objetos luminosos.

Aceleración: Es un cambio de velocidad. Los cambios de velocidad pueden ser tanto en intensidad como en dirección. Un movimiento acelerado donde cambia la dirección es la translación de un cuerpo alrededor de otro. Un movimiento donde cambia la intensidad de la velocidad es la caída libre.

Acreción: Es la agregación de materia a un cuerpo. Por ejemplo, la acreción de masa por una estrella es la adición de masa a la estrella a partir de materia interestelar o de una compañera. Los planetas se formaron a partir acreción de planetesimales que su vez se formaron por acreción de hielos.

Afelio: Punto más alejado del Sol a lo largo de una órbita, uno de cuyos focos es el Sol; por la segunda ley de Kepler, la velocidad de traslación del planeta es mínima en el afelio.

Aglutinar: En astronomía la palabra aglutinar se refiere a la unión de varios cuerpos pequeños para formar cuerpos mayores. Por ejemplo, la Tierra se formó por aglutinación o aglomeración de planetesimales, estos a su vez por aglutinación de rocas de hielos y piedras y éstas por aglutinación de polvo.

Albedo: Relación entre la luz reflejada por un objeto y la luz recibida por éste. Por esto, un cuerpo totalmente blanco tiene un albedo de 1.0, pues refleja toda la luz recibida. Un cuerpo negro por tanto, tendrá un total de 0.0, porque ha absorbido toda la luz recibida. El planeta con mayor albedo de nuestro Sistema es Venus, con 0.65, después está Júpiter con 0.52 y tercero Neptuno, con 0.41. La Tierra tiene un albedo de 0.37.

Año Luz: Es una medida de distancia, es igual a la distancia que recorre la luz durante un año viajando a su velocidad en el vacío que es de 300 000 kilómetros cada segundo. Un año luz es por consiguiente igual a 95000 billones de centímetros (9.5 x 10 E 17 cm.).

Apogeo: Punto de la órbita de un cuerpo que gira alrededor de la Tierra en el que su distancia a ésta es máxima.

Auroras: Australes y boreales, son luces brillantes vistas en el cielo, producidas por la interacción del viento solar con las capas altas de la atmósfera. Existen auroras en otros planetas, por ejemplo en Júpiter.

- C -

Cadena protón-protón: Es un conjunto de procesos nucleares mediante los cuales cuatro núcleos de átomos de hidrógeno se combinan para formar uno de helio, produciendo gran cantidad de energía. La cadena protón-protón se da dentro de las estrellas con masa similar a la del Sol.

Cámara Schmidt: Es una cámara fotográfica adaptada a un telescopio construido para obtener imágenes de gran campo.

Campo Magnético: Es campo de fuerzas que afecta a los imanes, atrayendo una parte del imán y repeliendo otra. Existen estrellas con campos magnéticos importantes. Las manchas del Sol son producto de su campo magnético. La Tierra, Júpiter, Saturno y Urano también poseen campos magnéticos.

Carbono: Es un elemento químico cuyo isótopo más abundante tiene 6 protones y seis neutrones. Es el constituyente fundamental de las moléculas que forman la vida. El llamado carbono 14 es un isótopo del carbono muy útil para fechar la edad de restos de seres vivos, de hasta 10,000 años.

Columnas de Sol: Ocurre alrededor de la salida y la puesta, cuando la luz solar en ángulo bajo se refleja en los cristales de hielo de cirros, puede salir proyectada hacia afuera una columna de luz desde el Sol recién puesto o antes del alba, pero es imprescindible en ambas ocasiones que exista un cielo despejado.

Constante de Hubble: Es la tasa a la que se expande el Universo en el presente. Su valor aun no está bien determinado, se estima que está entre 50 y 100 km./seg. Mpc. Midiendo con precisión la constante de Hubble se puede estimar la edad del Universo.

Ciclo del Carbono: Es una cadena de reacciones nucleares que involucra al carbono en uno de sus estadios intermedios y que transforma cuatro átomos de hidrógeno en uno de helio y libera energía. El carbono funciona como catalizador. El ciclo del carbono es importante en estrellas más masivas que el Sol.

Ciclo Solar: Es un lapso de 11 años durante el cual varían la cantidad de manchas, ráfagas y protuberancias solares. Se piensa que tiene que ver con la rotación diferencial del Sol ( no rota como un sólido) combinada con la presencia de campos magnéticos.

Cinturones de Van Allen: Son regiones que circundan a la Tierra donde existen partículas de alta energía atrapadas por el campo magnético terrestre. Las partículas atrapadas provienen del viento solar. Fueron descubiertos con los primeros satélites artificiales científicos construidos por el hombre.

Corrimiento al rojo: Es el desplazamiento de las líneas espectrales de un objeto celeste debido a su velocidad de alejamiento. Las líneas espectrales de los astros se desplazan cuando estos se acercan o se alejan de nosotros, se conoce como el efecto Doppler. Puesto que el Universo se expande las galaxias más alejadas presentan mayor corrimiento al rojo que las cercanas.

Condrita: Es un meteorito rocoso, o un fragmento de este, que contiene partículas esféricas pequeñas llamadas cóndrulos. Uno de las condritas más importantes es el meteorito Allende, dentro de sus cóndrulos se descubrieron aminoácidos.

Convección: Es un modo de transporte de energía en el cual los movimientos macroscópicos (a gran escala) de masas transportan el calor. La ebullición del agua es un ejemplo de convección. Otros son los movimientos de los vientos, de magma terrestre, y de masas de materia en algunas capas del Sol y otras estrellas.

Corona: Es la región más exterior de la atmósfera solar. También se aplica a las regiones externas de otras estrellas. Se caracteriza por su temperatura elevada de dos millones de grados centígrados. En fotografías de rayos x se ve muy brillante. La corona se puede ver a simple vista durante los eclipses de Sol.

Cráter: Es una perforación circular sobre una superficie sólida producida por el impacto de un meteorito o por una erupción volcánica. La mayor parte de los cráteres de la Luna son cráteres de impacto.

Cromosfera: Es la parte de la atmósfera del Sol ( y de otras estrellas) que se encuentra entre la fotosfera y la corona. Está compuesta básicamente por estructuras de aspecto alargado llamadas espículas, y probablemente sirve de vehículo para transportar energía mecánica desde el interior del Sol hasta la corona.

- D -

Densidad: Es la cantidad de materia, o masa, contenida en una unidad de volumen. La densidad del agua es de un gramo por cada centímetro cúbico. La densidad promedio de la Tierra es de 5.5 gramos/cm3. La densidad del medio interestelar es de 1 partícula por cada cm3.

Densidad crítica: En cosmología la densidad crítica se refiere a la densidad promedio que debería tener el Universo de tal manera que alcanzara un radio infinito en un tiempo infinito. Si la densidad fuese mayor que la crítica el Universo se colapsaría sobre sí mismo. Si la densidad fuese menor que la crítica el Universo se expandiría por siempre.

Disco de Acreción: Materia distribuida en forma de disco que circunda a un objeto compacto como un hoyo negro. La materia de los discos de acreción se calienta por fricción y emite rayos x. También acelera chorros de materia llamados jets.

 

- E-

Energía: Es una cantidad fundamental de la física y por consiguiente de la astronomía que se define usualmente como la capacidad de un sistema para desarrollar un trabajo; por ejemplo la capacidad de desplazar un objeto por medio de una fuerza.

Epoca de recombinación: Se refiere al momento en que el gas del Universo pasó de estar ionizado a estar neutro. Esto sucedió cuando la edad del Cosmos era de 300 000 años. Una vez que el gas se recombinó se pudieron formar nubes que a su vez dieron origen a las primeras estrellas.

Espacio - tiempo: Albert Einstein se dio cuenta que el espacio y el tiempo están íntimamente interrelacionados. Por ejemplo la gran mayoría de los cuerpos celestes están alejados no sólo espacialmente sino también temporalmente.

Espectro: En astronomía un espectro se refiere a la descomposición de la luz en sus diferentes colores, o de manera más general a la descomposición de la radiación electromagnética en diversas longitudes de onda. El análisis del espectro de un objeto permite conocer su velocidad, temperatura, composición química, etc.

Euclidiano: Se refiere a la geometría plana. Un Universo euclidiano no tendría ningún tipo de curvatura a gran escala. Algunas teorías cosmológicas sugieren que el Universo es euclidiano.

Evolución Cósmica: Se refiere a los cambios que ha sufrido el universo durante su historia, comenzando por la Gran Explosión, pasando por la formación de las primeras estrellas y galaxias, hasta llegar al origen del Sistema Solar, incluyendo a la Tierra así como la aparición de la vida.

Evolución Estelar: Se refiere a la vida de las estrellas. Comienza con su formación dentro de nubes de gas y polvo. Continúa con la manera como obtienen su energía y termina con su extinción, la cual depende de su masa, como enanas negras o explosiones de supernovas, estrellas de neutrones u hoyos negros.

Explosión Estelar: Algunas estrellas explotan. Se llaman novas y supernovas. Las novas sufren explosiones de sus envolventes exteriores, cuando caen sobre estas capas, cantidades cuantiosas de materia de alguna compañera. Las supernovas son las explosiones de las estrellas masivas que ocurren al final de sus vidas.

Explosión de Supernova: Sucede cuando una estrella masiva alcanza el final de su vida. Durante la explosión se producen los elementos químicos más pesados que el hierro. Algunas veces el núcleo de la estrella original implota produciendo una estrella de neutrones o un hoyo negro.

- F -

Fáculas: Manchas brillantes en la fotosfera solar, generalmente asociadas con las manchas solares pero observables también en ausencia de estas. Su temperatura es superior a la media fotosférica.

Filamentos: Son estructuras en la superficie solar, que se ven en luz roja, como una línea ondulante y delgada. Un filamento es una protuberancia proyectada sobre el disco solar. Los filamentos son nubes suspendidas sobre la fotosfera solar a una altitud de hasta 700 000 km. Su duración es de decenas de días.

Fisión Nuclear: Es el rompimiento de un núcleo atómico, algunas veces acompañado por emisión de energía. Una forma espontánea de fisión es la radioactividad. El interior de la Tierra se mantiene caliente por el decaimiento radioactivo de algunos elementos pesados como el Uranio.

Frecuencia: Es una medida de fenómenos repetitivos. Está dada en ciclos por segundo. El tiempo, por ejemplo, se puede medir a partir de la frecuencia de oscilación de un péndulo. El color de la luz depende de la frecuencia de oscilación de los fotones que la constituyen.

Fotón: Es un paquete de energía que se puede imaginar como una partícula de luz que viaja a 300 000 kilómetros cada segundo. Los fotones son los portadores de la radiación electromagnética. También tienen propiedades de ondas.

Fotósfera: Es la región de una estrella de donde se radía la mayor parte de la luz que llega hasta la Tierra. En el caso del Sol es la región de la atmósfera que vemos a simple vista, su temperatura está a 6000 grados centígrados.

Fragmentar: Algunos de los cuerpos celestes sólidos se pueden romper, es decir se fragmentan. La fragmentación puede ocurrir por colisiones o por fuerzas de marea. Uno de los satélites de Urano, Miranda, parece estar formado de fragmentos, producto de una colisión con algún gran cuerpo, que se volvieron a juntar.

Fuerza: Es la capacidad de cambiar el momento de un cuerpo, es decir el producto de su masa por su velocidad. Si se le aplica una fuerza a un cuerpo este se acelera, entre menor sea la masa mayor será la aceleración. Hay cuatro fuerzas fundamentales: débil, fuerte, electromagnética y gravitacional.

Fusión: Es la amalgama de núcleos atómicos para formar núcleos más pesados. La fuente de energía de las estrellas es la fusión de átomos ligeros: hidrógeno, helio, en átomos más pesados: carbono, hidrógeno, oxígeno. El día que se pueda controlar la fusión nuclear se tendrá una fuente importantísima de energía.

- G -

Grados Kelvin: Existe una escala para medir temperatura que se llama absoluta y que utiliza los grados Kelvin. El intervalo de temperatura es igual al de los grados centígrados, es decir que cien grados representan la diferencia de temperatura entre el punto de congelación y ebullición del agua. El cero en la escala Kelvin corresponde a -273 ºC.

Gravitación: Es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza; es la fuerza responsable de la atracción de las masas. Tanto Newton como Einstein desarrollaron el conocimiento de sus propiedades.

- H -

Hoyos Coronales: Son regiones de la atmósfera externa del Sol de donde emerge el viento solar. Se llaman así porque se ven oscuras en rayos x. Se presentan en mayor número durante los mínimos de actividad solar.

- I -

 


Respuesta  Mensaje 11 de 11 en el tema 
De: Ruben1919 Enviado: 01/07/2013 08:32

Iluminación: Es la proyección de luz de un cuerpo brillante sobre otro. El Sol ilumina a los planetas, anillos, asteroides y cuerpos menores del Sistema Solar. Cada uno tiene un lado día y otro noche, dependiendo del lado que ilumine el Sol.

Incandescente: Un gas incandescente es un gas tan caliente que emite luz. En general los gases incandescentes están formados por plasmas, es decir que los átomos que los constituyen han perdido uno o varios de sus electrones. La mayor parte de la materia visible del universo está formada por gases incandescentes.

Inflación: Se refiere a una época del Universo temprano donde la expansión cósmica fue mucho más intensa de lo que es ahora. Este periodo de inflación ayuda a explicar algunas características del Universo, como por ejemplo que galaxias muy distantes entre sí en dos direcciones opuestas del cielo tengan características semejantes.

Infrarrojo: O radiación infrarroja es la radiación electromagnética con longitudes de onda del orden de micras. El polvo interestelar con temperaturas entre -260 y 1000 grados radía en el infrarrojo. Nosotros también somos emisores infrarrojos.

Ion: Es un átomo que ha perdido uno o más electrones. Un átomo de hidrógeno ionizado es un protón. La mayor parte de la materia bariónica del universo está ionizada, es decir sus átomos han perdido cuando menos un electrón. Se dice que la mayor parte del universo está en estado de plasma.

Ionización: Es un estado de la materia donde los átomos han dejado de ser neutros porque han perdido uno o varios electrones. La mayor parte de los átomos del Universo están ionizados. Cuando los electrones se reincorporan a los átomos emiten luz que puede ser observada.

Isótopo: Es un elemento químico con distinto número de neutrones en el núcleo. Los isótopos del hidrógeno son el deuterio y el tritio que tienen uno y dos neutrones además del protón. Existen isótopos radioactivos que emiten fotones y partículas, por ejemplo el Uranio.

Isótopo Radioactivo: Es el que emite partículas, rayos gamma, electrones o protones y neutrones. Existen isótopos radioactivos de distintas vidas medias, estos se han utilizado para datar rocas, tanto terrestres como lunares y meteoríticas. Para fechar restos fósiles de origen reciente se utiliza el carbono 14.

Isotropía: Es una propiedad que indica que no existe ninguna dirección especial. Por ejemplo el agua es una sustancia isotrópica, cualquier dirección es indistinguible de la otra. El Universo a gran escala es isotrópico.

- L -

Láser: Es un aparato que produce un rayo de luz monocromático y coherente. Su nombre es acrónimo de las palabras en inglés: "light amplification by stimulated emission of radiation" (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación.) Existen láseres de varias longitudes de onda.

Línea de Absorción: Es una línea oscura sobre un espectro contínuo, es producida por gases fríos que rodean a gases calientes. Las líneas de absorción de los espectros se utilizan para medir velocidad radial, rotación, composición química, densidad y temperatura de los cuerpos observados.

Línea de emisión: Es un exceso de emisión en una longitud de onda (o frecuencia) específica con relación a la emisión en regiones cercanas del espectro. Los espectros de las nubes de gas ionizado suelen tener líneas de emisión intensas producto de la recombinación de los electrones en átomos como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Líneas de Fraunhofer: Son líneas de absorción en el espectro solar. Es decir, en el Sol la fotosfera tiene gases más fríos que en el interior, cuando la radiación la atraviesa es absorbida y por consiguiente en el espectro estas regiones se ven oscuras.

Longitud de Onda: Es la distancia que recorre una onda al llevar a cabo una oscilación completa. Es la distancia entre dos crestas o dos valles de una onda.

Luminosidad: Es la cantidad de energía que emite un cuerpo por unidad de tiempo. Las estrellas tienen luminosidades diversas siendo la del Sol de 2 por 10 erg./cm. La luminosidad aparente de las estrellas es la cantidad de energía que logra llegar hasta la Tierra.

Luz: Es parte de la radiación electromagnética con longitud de onda que va desde 360 y 700 nanómetros (mil millonésimas de metro.) Es decir la luz tiene longitud de onda entre 0.0003 y 0.0007 mm.) La luz se produce por transiciones electromagnéticas. El ojo humano está adaptado para captar la luz.

Luz ultravioleta: Es la radiación electromagnética de longitud de onda entre 0.00001 y 0.0003 mm. Las estrellas muy calientes, como las gigantes azules, emiten luz ultravioleta. Sólo es posible observar las regiones ultravioletas del espectro desde fuera de la atmósfera terrestre puesto que ésta las absorbe.

Luz visible: Es la parte de la radiación electromagnética que perciben nuestro ojos, no es casual ya que la atmósfera terrestre es transparente a este tipo de radiación cuya longitud de onda va desde 0.0003 hasta 0.0007 mm. Los primeros telescopios y placas fotográficas se desarrollaron para captar la luz visible.

Luz zodiacal: Es un brillo del cielo nocturno, cerca de la eclíptica, debido a la luz solar reflejada por el polvo interplanetario. La mayor parte de este polvo proviene de las colisiones entre los asteroides el resto sobró de la nube que formó al Sistema Solar.
Aparece como una cuña de luz diáfana, no más luminosa que la Vía Láctea, que se extiende desde el horizonte bastante después de la puesta de Sol. Ésta se produce cuando el Sol esparce las numerosas partículas de polvo que forman un gran disco en su órbita. Como la luz zodiacal está alineada con la elíptica, alcanza mayor altitud cuando ésta se ubica muy inclinada hacia el horizonte.

- M -

Magnetósfera: Es la región que está alrededor de un planeta con campo magnético. El planeta con mayor magnetósfera del Sistema Solar es Júpiter ya que es el planeta con mayor campo magnético. Las magnetósferas planetarias son alargadas en dirección contraria al Sol, debido a su interacción con el viento solar.

Mancha Solar: Es una región relativamente oscura de la superficie del Sol. En las manchas solares existen campos magnéticos intensos. La temperatura de las manchas es de unos 5000 grados, es decir unos 1000 grados menos que la fotosfera circundante.

Mareas: Son fuerzas que ejerce un primer cuerpo sobre un segundo, si es extendido. Por ejemplo la Luna ejerce mareas sobre la Tierra, la deforma debido a que jala más el lado cercano a ella que el alejado. Júpiter produce mareas en su Luna Io. La Galaxia ejerce mareas sobre las Nubes de Magallanes.

Masa: Es una medida de la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Los cuerpos con masa ejercen una fuerza gravitacional sobre los demás. La masa de todos los planetas del Sistema Solar juntos es tan sólo el 2% de la masa del Sol, que es de 2 por 10 gramos.

Materia Oscura: En los últimos años se ha descubierto que existe gran cantidad de materia en el universo que ejerce fuerza gravitacional sobre los cuerpos visibles pero que no emite ni absorbe luz. La materia oscura forma aproximadamente el 90% de la masa del universo. No se sabe de que está compuesta la materia oscura.

Medio interestelar: Es el espacio entre las estrellas, contiene gas y polvo. Este gas puede tener temperaturas que van desde 10 grados hasta millones de grados Kelvin. Está compuesto principalmente de hidrógeno. La densidad del medio interestelar en nuestra galaxia es de una partícula por centímetro cúbico.

Medio Interplanetario: Es el gas y el polvo que se encuentra entre los planetas. El gas proviene principalmente del viento solar, el polvo proviene de las colisiones entre los asteroides y en menor medida de las erupciones volcánicas de cuerpos de masa baja. En el medio interplanetario existe un campo magnético.

Micra: Es una unidad de longitud utilizada para medir cuerpos muy pequeños. Una micra es igual a 0.0001 cm. Por ejemplo la antena de una hormiga se puede medir en micras. La longitud de onda de la radiación electromagnética del orden de micras corresponde al infrarrojo.

Microondas: Son ondas de radio de alta frecuencia y por consiguiente de longitud de onda muy corta, de allí su nombre. Tienen la propiedad de excitar la molécula de agua, por consiguiente se utilizan en los hornos de microondas para calentar alimentos que contengan este líquido.

- N -

Neutrino: Es una partícula sin carga eléctrica que casi no interactúa con la materia. Viaja a velocidades cercanas a la de la luz.

Neutrón: Partícula elemental neutra y masiva. Es una componente fundamental de los núcleos atómicos. Los isótopos difieren entre sí por el número de neutrones que tienen en el núcleo. Los neutrones tienen una vida media de tan sólo 10 minutos cuando están fuera de un núcleo.

Nube molecular: Es un conglomerado de gas y polvo. Dentro de las nubes moleculares se forman las estrellas nuevas. Están compuestos principalmente de hidrógeno molecular y otras moléculas como el CO, su temperatura promedio es de 10 oK.

Nube Noctilucente: Aparecen por la noche, normalmente una hora después de la puesta, cuando el Sol está más de 10 grados por debajo del horizonte. Esto ocurre cerca del solsticio de verano entre latitudes de 45° y 60°. Las nubes se forman a altitudes de 80 km. donde la T° es de -150° F. La escasa cantidad de vapor de agua se condensa en polvo meteórico y forma nubes, que adoptan una forma de espiga a veces.

Núcleo: Es la parte central de un cuerpo celeste, en general es la parte más densa. En el núcleo de los planetas están los metales. En los núcleos estelares se llevan a cabo las reacciones nucleares. En los núcleos de las galaxias hay mayor densidad de estrellas e incluso hoyos negros.

Núcleos activos de galaxias: Emiten cantidades excepcionales de radiación cuya fuente no son las reacciones termonucleares. Los cuásares, las galaxias Seyfert y las radio galaxias poseen núcleos activos. Algunos astrónomos piensan que existen hoyos negros en los núcleos activos de las galaxias.

Nucleosíntesis: Es el proceso mediante el cual se forman nuevos elementos químicos a partir de reacciones atómicas. La nucleosíntesis se lleva a cabo en el interior de las estrellas y durante las explosiones de supernovas. Lentamente el hidrógeno y el helio se convierten en átomos más pesados.

Nucleosíntesis primordial: Se refiere a la nucleosíntesis de los elementos durante los primeros minutos que siguieron a la Gran Explosión. Se sintetizaron, hidrógeno, helio y litio así como sus isótopos a partir del plasma original.

- O -

Objeto Compacto: Es una estrella de neutrones o un hoyo negro. La densidad de una estrella de neutrones es igual a la de los núcleos atómicos, o sea millones de toneladas por centímetro cúbico. No se conocen las densidades de los hoyos negros pero podrían ser mayores.

Ondas de Radio: Son parte de la radiación electromagnética con longitudes de onda mayores que 1 mm. Varios átomos y moléculas del medio interestelar emiten ondas de radio. Las ondas de radio pueden atravesar grandes distancias con polvo sin ser absorbidas por consiguiente han sido muy útiles en la astronomía.

Oscilación: Los astrónomos utilizan la palabra oscilación para referirse a movimientos de va y ven como el del péndulo, pero también a pulsaciones o palpitaciones estelares. Durante las oscilaciones estelares estas se expanden y contraen de manera rítmica.

Ozono: Es una molécula formada por tres átomos de oxígeno. Se encuentra de manera natural en la alta atmósfera y es responsable de absorber la radiación ultravioleta que de llegar a la Tierra produciría quemaduras serias en nuestra piel. El ozono se calienta por la absorción de la radiación ultravioleta.

- P -

Paralaje: El paralaje trigonométrico es la mitad del ángulo al que parece desplazarse una estrella cuando la Tierra se mueve de un lado al otro de su órbita, es inversamente proporcional a la distancia. Los paralajes suelen ser ángulos muy pequeños, menores a un segundo de arco (la Luna llena subtiende un ángulo de 1800 segundos de arco).

Parhelio: Cuando el Sol está bajo en el cielo y en presencia de cirros altos, muestra dos manchas de luz solar a cada lado. Esas manchas que tienen un matiz rojo por dentro y azul por fuera se llaman Parhelios, que se producen por la luz solar que se refracta a través de cristales de hielo hexagonales que tienen la base orientada en paralelo al horizonte.

Pársec: Unidad de distancia utilizada por los astrónomos. Es igual a 3.26 años luz. El la distancia a la que se encuentra un objeto cuyo paralaje fuera un segundo de arco. Un pársec es igual a 309 000 billones de centímetros ( 1 pársec 3.09 x 10 E 18 cm.)

Partícula: Es una componente fundamental de la materia, la antimateria o de una fuerza, algunos ejemplos son el protón, el positrón y el fotón.

Partícula alfa: Es un núcleo de helio. Está compuesta por dos protones y dos neutrones. Las partículas alfa son un constituyente importante del viento solar. En el interior de las estrellas se pueden fusionar tres partículas alfa para formar un núcleo de carbono.

Partícula Elemental: Es un fragmento de materia común que sólo puede estar formado por quarks o por letones.

Perihelio: Es el punto más cercano al Sol al que llega un cuerpo que lo órbita. Cuando los cometas están en el perihelio se vuelven más brillantes ya que su cercanía al Sol los calienta y hace que se evaporen sus estructuras de hielo.

Peso: Es la fuerza resultante de la atracción gravitacional de una masa por la acción de otra. El peso es mayor cuando el cuerpo que ejerce la atracción es más masivo. Por ejemplo pesaríamos más en Júpiter que en la Tierra pero menos en la Luna.

Planetesimal: Es uno de los cuerpos pequeños en los que se condensó la nube de la cual se formó el Sistema Solar y que más adelante se aglutinó con otros planetesimales para formar a los planetas. Algunos grandes cráteres de Mercurio y la Luna son vestigios de la aglutinación de planetesimales.

Plano de la Galaxia: Es la región de la Vía Láctea donde se encuentran las estrellas jóvenes, los brazos espirales y las nubes moleculares, de gas y de polvo. Tiene forma de tortilla, mide unos 50,000 años luz de diámetro y unos 600 de espesor. Rota más rápido en el centro que en la orilla.

Plasma: Es un nombre para el gas incandescente, compuesto por núcleos atómicos y electrones, controlado por campos electromagnéticos, es el llamado cuarto estado de la materia bariónica que es el más abundante del universo. Las estrellas están formadas de plasma.

Polvo: Cósmico está formado por partículas sólidas de hielos y piedras, parte del polvo está constituido por cadenas de silicio. El polvo se distribuye en nubes, que impiden ver las estrellas que están por detrás. El polvo juega un papel crucial en la formación de estrellas y de planetas.

Positrón: Es la antipartícula del electrón, tiene carga positiva. Cuando un positrón y un electrón se combinan se aniquilan y se convierten en un rayo gamma, es decir energía. En el universo temprano los fotones se convertían continuamente en pares de positrones y electrones y estos en fotones.

Principio Cosmológico: Postula que el Universo debe verse igual independientemente del lugar donde se encuentra el observador, es decir que no existe ningún lugar privilegiado del Cosmos. Este principio es fundamental para las teorías modernas sobre el origen y la evolución del Universo, implica que el Cosmos es homogéneo e isótropico.

Protón: Es una partícula elemental masiva con carga positiva, es uno de los constituyentes fundamentales del átomo. El átomo de hidrógeno tiene un protón en el núcleo. El protón a su vez está constituido por tres quarks.

Protuberancia: Son nubes de plasma ( de gas incandescente) del Sol que sobresalen del limbo, visibles a simple vista solamente durante los eclipses totales de Sol. Las protuberancias tienen una temperatura menor al medio circundante, pero que sobrepasa varios miles de grados.

Púlsar: Radiofuente de rápida pulsación formada por una estrella de neutrones giratoria que emite radiaciones semejantes al haz de luz de una faro, y que se han venido descubriendo sólo recientemente. Se caracterizan por ser sumamente densas.

- Q -

Quásar: Es un astro brillante y muy lejano (actualmente los más lejanos que se pueden observar a simple vista), que se cree son el centro de galaxias en formación. Son tan brillantes que parecen estrellas y emiten mucha energía por los gases que caen en un presumible agujero negro situado en su centro.

- R -

Radar: Es un acrónimo de las palabras en inglés: "Radio Detection and Ranging" (detección e inspección por radio). Se trata de una técnica de estudio en la cual se transmiten señales de radio y se estudian sus reflexiones. Técnicas de radar han permitido construir un mapa de Venus.

Radiación: Es un flujo de partículas o de fotones. Los fotones son paquetes de energía que constituyen la radiación electromagnética, viajan a la velocidad de la luz. Podemos conocer las propiedades físicas del universo gracias a las radiaciones que emiten los cuerpos.

Radiación Electromagnética: Está formada por fotones, que son paquetes de energía. Está caracterizada por su longitud de onda, que puede medir desde millonésimas de milímetro hasta cientos de kilómetros. La radiación electromagnética se produce por interacciones entre partículas cargadas.

Radiación de Fondo: Detectada en las regiones milimétricas y submilimétricas, se observa en todas direcciones del espacio. Es la radiación que se originó durante la Gran Explosión y que se ha corrido al rojo durante la expansión cósmica. También se le conoce como radiación fósil o de 3 ºK.

Radio galaxia: Es un conglomerado estelar que produce cantidades considerables de ondas de radio. Una de cada millón de galaxias es una radio galaxia. La radio emisión se produce cuando electrones del gas ionizado se mueven en la presencia de campos magnéticos.

Radiotelescopio: Es una, o una serie de antenas que se utilizan para detectar emisión de radio proveniente del espacio. Gracias a los radiotelescopios se han detectado innumerables radiofuentes así como la radiación de fondo que permea al universo. La radioantena captura las ondas como un embudo y las enfoca.

Ráfaga: O fulguración es una erupción violenta de materia de la superficie del Sol o de otra estrella. Las ráfagas son especialmente visibles en la luz roja producida por los iones de hidrógeno.

Rayo Verde: Es el resultado de la inclinación en la atmósfera de La Tierra de diferentes colores en distintas cantidades. El rayo de luz verde se alcanza a ver justo cuando el Sol sale o se pone, pero se necesita un horizonte bien definido y que no exista neblina.

Rayos cósmicos: Son partículas atómicas que viajan en el espacio a altas velocidades. Pueden provenir del Sol, en cuyo caso son principalmente núcleos de hidrógeno y de helio. También pueden provenir de explosiones de supernovas. Estos rayos cósmicos chocan con las partículas del medio interestelar, alterando su composición.

Rayos Gamma: Son radiación electromagnética de longitud de onda más corta y por consiguiente son los que poseen la mayor energía. Los rayos gama se producen durante las explosiones de supernova y en los discos de acreción de hoyos negros supermasivos que se encuentran en núcleos de galaxias.

Rayos x: Son parte de la radiación electromagnética que tiene longitud de onda de milésimas de micra. Los discos de acreción que rodean objetos supermasivos, como los agujeros negros, emiten rayos x. Para observar rayos x, provenientes del cosmos, es necesario utilizar satélites.

Reacción protón protón: Es un conjunto de procesos nucleares mediante los cuales cuatro núcleos de átomos de hidrógeno se combinan para formar uno de helio, desprendiendo gran cantidad de energía. La reacción protón protón se da dentro de las estrellas con masa similar a la del Sol.

Reacción nuclear: Son los procesos por los cuales se combinan o se fragmentan los núcleos de los átomos con la liberación o absorción de energía y de partículas, y la subsecuente formación de nuevos elementos. La fusión es cuando se unen los núcleos y la fisión cuando de rompen.

Relatividad: Es cualquiera de las dos teorías propuestas por Einstein, la teoría especial (1904), que se refiere a la velocidad de los cuerpos cuando esta se acerca a la de la luz, y la general (1916), que se refiere a la gravitación y por consiguiente a la llamada curvatura del espacio.

Remanente de supernova: Gas en expansión que se produjo durante la explosión de una estrella de masa mayor a 8 veces la masa del Sol. Un ejemplo bien conocido es la nebulosa del Cangrejo. La velocidad de los gases es de varios miles de kilómetros por segundo. Los gases expulsados durante la explosión arrastran a los del medio interestelar.

Revolución: Es la órbita de un cuerpo alrededor de otro. El período de revolución de la Luna es de 29.5 días, el de Plutón de 247.7 años. Al Sol le toma diez millones de años revolucionar alrededor del centro de la Galaxia.

- S -

Satélites Galileanos: Son las cuatro grandes lunas de Júpiter descubiertas por Galileo. Se llaman Io, Europa, Ganímides y Calixto. Sus nombres son los de algunos amantes de Júpiter de la mitología clásica.

Sideral: Significa con respecto a las estrellas. Las estrellas muy alejadas no tienen movimiento aparente medible desde la Tierra, por consiguiente se utilizan como marco de referencia para medir movimientos de objetos cercanos. Por ejemplo se puede medir el día respecto de las estrellas, es el día sideral, resulta ser 4 minutos más corto que el solar.

- T -

Tránsito: Es el nombre que se le da al paso de un cuerpo celeste por delante de otro mucho mayor. Cuando se dice que un planeta está en tránsito se entiende que está pasando por delante del Sol. También se llama tránsito al paso de un cuerpo celeste por el meridiano de un observador.

- U -

Ultravioleta: O luz ultravioleta es la radiación electromagnética lo longitud de onda entre 0.00001 y 0.00004 mm. Las estrellas muy calientes emiten luz ultravioleta. Sólo es posible observar de manera adecuada en el ultravioleta por medio de satélites ya que la atmósfera absorbe la mayor parte de esta radiación.

Unidad Astronómica: Es la distancia promedio que existe entre la Tierra y el Sol. Por consiguiente se dice que la Tierra está a una unidad astronómica del Sol. Una unidad astronómica es igual a 150 millones de kilómetros. La distancia a Plutón es de 40 unidades astronómicas.

- V -

Variables Eclipsantes: Es el nombre que se les da a las estrellas que pasan una delante de la otra produciendo eclipses mutuos. Se descubrieron porque, debido a su enorme distancia, parecen una sola estrella que cambia de brillo. Son importantes para conocer las masas y los diámetros estelares.

Velocidad de la Luz: Es la que tiene la radiación electromagnética. Es igual a 300,000 km./seg. La velocidad de la luz es la más alta de la Naturaleza. Einstein descubrió que la velocidad de la luz permanece constante independientemente de la velocidad a la que se mueva quien la quiera medir.

Velocidad Radial: Es la velocidad de un objeto a lo largo de la línea visual del observador. En general se puede medir la velocidad radial de los objetos celestes gracias al efecto Doppler que modifica la longitud de onda de la radiación emitida en proporción directa a su velocidad radial.

Viento Estelar: Es un flujo de partículas provenientes de la mayor parte de las estrellas. Es un mecanismo eficiente mediante el cual las estrellas pierden masa. Por ejemplo, en las estrellas Wolf-Rayet, masivas y muy calientes, la estrella pierde más de la mitad de su masa en forma de viento.

Viento Solar: Es un flujo de partículas del Sol producido por la expansión de la corona, en otras palabras por la evaporación del Sol. Está formado principalmente por núcleos de hidrógeno y helio así como por electrones. A la distancia de la Tierra el Viento Solar se mueve a 250 km./seg.



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