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Hace ya mucho tiempo escribí una entrada llamada “Mundo Maravilloso” en la que asenté las bases de la teoría de la que voy a hablar hoy, que es la que personalmente más me apasiona y me permite dar explicaciones sin base matemática a fenómenos muy interesantes.

Para simplificar un poco, asumiré que los que leáis esto conoceréis la relatividad tanto especial como general, los diagramas de Feynman, el experimento Einstein-Podolsky-Rosen, la doble rendija de Young, la teoría cuántica de campos, las especulaciones sobre la antimateria, y algo sobre la teoría de la evolución Big Bang – Big Crunch.

Supongo que el modo correcto de empezar con todo esto es explicar por qué el Universo debería ser eterno, infinito e inmutable.

El primer punto es en cierto modo muy antrópico. A mi, como supongo que al resto de las personas, me es muy difícil imaginar la ausencia de tiempo, y por esta egocentricidad doy por hecho que el tiempo es algo que tiene que estar ahí siempre, a no ser que nunca hubiese nada, o mejor dicho, que podamos hablar de existencia implica que tenga que existir un tiempo que la rija eternamente, y que además debe ser independiente de las otras tres dimensiones (anchura, profundidad y altura): del mismo modo que estamos acostumbrados a imaginarnos distintas regiones espaciales en el mismo tiempo deberíamos ser capaces de poder imaginar distintos tiempos sin que se altere el espacio. Sin embargo, aquí llegamos (o todo apunta a ello) a una incompatibilidad: el cambio de regiones espaciales en el mismo tiempo asumimos que no altera al mismo, y sin embargo el cambio de tiempo en el mismo espacio produce notorias alteraciones en él. ¿Dónde está el error? Pues evidentemente en asumir que el cambio de regiones espaciales no altera también el tiempo.

Según vimos en la Teoría Especial de la Relatividad los cuerpos sometidos a una mayor velocidad, derivada de una aceleración, y ésta a su vez derivada de un notorio sumatorio de fuerzas, poseían la característica de avanzar más lentamente en el tiempo que los cuerpos que los rodeaban, la de comprimir sus dimensiones, y la de aumentar su masa. Es decir, el tiempo y la masa están mucho más dilatados (tienen más valor) en situaciones de descompensación de fuerzas exageradas: en un planeta con respecto al espacio, en un acelerador de partículas con respecto a la superficie normal de La Tierra, en microfísica o mecánica cuántica con respecto a mecánica clásica, etc.

Estas dilataciones, que la experiencia me muestra que se malinterpretan, son como un cambio de moneda. Me explico. Tú puedes vivir en España con el euro y sabes que te va a suponer tantos chicles, tantas barras de pan y tanto lo que quieras, y sin embargo te puedes mudar a otro país de la Unión Europea donde las cosas estén más caras. En esa situación tu mismo euro vale mucho menos, pero sin embargo sigue siendo un euro: el cambio de contexto o referenciales cambia las propiedades de las cosas. Pues con los segundos y los gramos pasa lo mismo en la Relatividad Especial, para el que los lleva de un contexto a otro siguen siendo los mismos, pero sin embargo no se adaptan a su nuevo entorno. En nuestro habitual sistema de referencia un segundo equivale a ver girar a La Tierra 0,004166666 grados. Sin embargo, para un electrón moviéndose a 0,86 veces la velocidad de la luz supone 0,009333333 grados (el doble). La moneda (en este caso el segundo) que empleamos en los dos ejemplos es el mismo, pero si pretendemos valorar uno en función del otro llegamos a la conlusión de que vale más el del electrón porque se ha dilatado. Como el segundo del electrón vale el doble que el del observador humano, evejecerá la mitad de rápido.

Ahora bien, si aplicamos esto desde los orígenes del Universo, las zonas del mismo que hayan sido menos perturbadas por la curvatura material de la Relatividad General habrán avanzado más en su tiempo que aquéllas mayormente perturbadas por sistemas de fuerzas. Es decir, el Universo tiene zonas más jóvenes y zonas más viejas de un modo que podríamos considerar instantáneo. Si ahora mismo paralizásemos el tiempo y nos desplazásemos a una región vacía del espacio (despreciando la materia oscura y el supuesto bosón de Higgs) en cierto modo viajaríamos hacia el futuro, mientras que en un sistema excesivamente alterado como un agujero negro viajaríamos al pasado. Conseguimos así un universo perfectamente correlacionado en el espacio-tiempo, como vaticinó Einstein: las cambios en el espacio suponen un viaje en el tiempo, y los cambios en el tiempo suponen, a su vez, un viaje en el espacio infinitamente recíproco.

Si consiguiésemos llegar a una zona idónea que hubiese sido perturbada excesivamente (lo suficiente como para no viajar en el tiempo), nuestro viaje en el tiempo se aproximaría al infinito y no tendría límite, es decir, siempre podríamos viajar más al pasado.

En lo referente al infinito, normalmente siempre queda la duda de cómo puede algo curvo y limitado ser infinito, a lo que yo siempre doy la misma respuesta: los números del uno en adelante son infinitos, y el conjunto de todos los números es infinito también, pero sin embargo uno es más grande que el otro. Podríamos afirmar que en el primer caso el infinito está limitado, y eso es exactamente lo que pasa con el Universo. (La explicación de por qué sabemos que es curvo ya la expliqué en el capítulo “Relaividad General“). En realidad, si aplicamos la Relatividad Especial y la General juntas, yo me imagino el “límite del Universo” como esa zona a la que constantemente se expande a grandes velocidades superiores a la de la luz, pero a la que si intentas llegar te transporta al pasado, llevándote de nuevo hacia el “centro del Universo” por la consecuente contracción. (Si yendo hacia el futuro el Universo se expande, yendo hacia el pasado se contrae).

La inmutabilidad es el apartado más complejo, y el que lleva la parte más fuerte de imaginación (¡como si las anteriores no!).

Ha llegado la hora de recordar a nuestro querido fotón de la doble rendija de Young, a nuestros queridos electrones del experimento Einstein-Podolsky-Rosen, y a la ya mencionada en su momento frase de Richard Feynman: “un positrón es como un electrón viajando al pasado”, o más generalizado: “una antipartícula es como su correspondiente partícula viajando al pasado”, e incluso más: “un anti-yo sería yo mismo viajando al pasado”.

La evidencia de los viajes al pasado en todo lo mencionado a mi me hace imposible negar esta atractiva idea. Analicemos por separado los dos primeros casos: en la doble rendija de Young el fotón sabía previamente a ser lanzado si el recinto en el que iba a penetrar estaba cerrado o tenía ranuras; y en el experimento Einstein-Podolsky-Rosen un electrón sabía instantáneamente, sin tiempo de transmisión, lo que le sucedía a su par separado por una distancia mayor que la que podría recorrer la luz en el tiempo de reacción. Las conclusiones son claras: en ambos casos las partículas saben lo que va a a suceder antes de que suceda y se preparan para ello. Conocen su futuro.

La teoría cuántica básica implica que esas partículas no es que sepan lo que les va a sueder, sino que conocen constantemente todo el medio que les rodea y actúan en función a este. Como dije en su momento, la conclusión fue que todo estaba correlacionado. El Universo se conoce a sí mismo perfectamente en todo tiempo y lugar, y eso le permite a las partes de sí mismo desarrollarsede modo organizado.

Sin embargo, esta simple interpretación resultaría un poco indefensa ante la Relatividad. Es decir, puede ser que una partícula conozca en todo instante la posición del resto de las partículas del espacio, pero si cada región del espacio tiene su propia unidad de tiempo, ¿acaso esa partícula no conoce cada región del espacio en tiempos muy diferentes e instantáneamente?, o mejor dicho, ¿no implica la Relatividad que conoce a la vez el futuro, el presente y el pasado?

Según el principio antrópico, dada la complejidad necesaria para que se de la vida en el mundo, desde siempre tuvo que ser muy improbable nuestra existencia, y sin embargo estamos aquí. La primera conclusión lógica de eso es que el Universo tiene varios ciclos en los que podemos aparecer o no, esto es, la probabilidad de que en un Universo se de la vida es limitada, y para poder hablar de probabilidades es necesario que el experimento se realice varias veces.

Si la probabilidad de que haya vida es del 100/n %, encontraríamos vida en 1 de cada “n” universos. Si usamos la teoría del Big Bang-Big Crunch, esto implica que el Universo debió de expandirse y contraerse más o menos “n” veces hasta nuestra generación. Esto es algo con lo que la mayoría de la gente podría estar de acuerdo.

La Teoría de Multiversos de la que hablaremos aquí es la síntesis de toda esta complejidad estadística, y es capaz de concluir que el Universo es inmutable.

La más reciente interpretación del Principio de Incertidumbre de Werner Heisenberg explica que la falta de difinición en la posición de las partículas subatómicas no solo se debe a la función de onda, sino que también interviene en ella la Superposición de Historias. Las partículas, en su trayectoria, puden moverse de muy diversas formas, y sería ilógico suponer que algo les hiciese moverse en un sentido concreto porque si, de modo que lo que hacen es propagarse en todas direcciones, y lo hacen a través de diferentes dimensiones. Cuando un observador pretende observar, por ejemplo, a un electrón, lo que en realidad ve es una nube de superposicionamiento de el mismo electrón ubicado en diferentes espacio-tiempos diminutos, y por ahora dejemos esto aparcado.

Partiendo de este apoyo científico, a mi nada me impide, en principio, suponer que con nuestro macro-Universo pasa lo mismo. Supongamos que nuestra generación universal (he decidido llamarla así) se originó a partir del último Big Bang, y se propagó de todos los modos posibles a través de múltiples espacio-tiempos (tan múltiples que serían infinitos en realidad). Cada una de esas dimensiones, a su vez, se fragmentaría en otra infinidad de ellas, según las posibles variaciones a lo largo del espacio-tiempo. De ahí en adelante todo sería posible, y siempre habria infinitas dimensiones con algo en común, pero también infinitas diferentes. De lo que podemos estar seguros es de que todas ellas terminarían del mismo modo: comprimidas dentro de un súper agujero negro.

Según me dio a entender Stephen Hawking en su “Historia del Tiempo”, todas las distintas dimensiones de nuestro Universo podrían acabar de dos modos: o en la singularidad del agujero negro mencionado, o en la propia autocolapsación del Universo para dar lugar a un nuevo Big Bang. Pues bien, desde mi punto de vista ambas situaciones son lo mismo. Si el Universo comenzase a colapsarse, fenómeno conocido como el Big Crunch, cada vez en más regiones la densidad sería suficiente para originar un agujero negro, y al seguirse comprimiendo el Universo éstos se irían juntando entre si, hasta el punto de que toda la masa-energía, y con ella el espacio-tiempo, se reducirían a un solo punto de densidad infinita. Mi pregunta es: ¿qué diferencia hay entre un súper agujero negro de estas características y el Big Bang? ¿Por qué no suponer que toda esa materia concentrada volvería a explotar como lo hizo anteriormente? ¿Por qué suponer diferentes el colapso del Universo y el agujero negro si van a dar a la misma situación?

Volviendo a la Teoría de los Muliversos, cada una de estas dimensiones, según su evolución, podría comprimirse antes o después, y de hecho infinitas lo habrán hecho, infinitas lo hacen, e infinitas lo harán, pero el caso es que todas ellas convergerán en la singularidad del punto de densidad máxima. Cada vez que una de ellas llegue a dicho estado la historia volverá a repetirse exactamente igual que antes: todo volverá a explotar y las dimensiones volverían a propagarse con las mismas infinitas variables antes vistas. Estos dos distintos Big Bang serían exactamente iguales e indistinguibles. ¿A qué nos lleva esto? A que el Universo se repite constantemente, pero no periódicamente, sino instantáneamente: todo tiene lugar a la vez en el espacio-tiempo en distintas dimensiones.

Por poner un ejemplo, si suponemos una de las dimesiones que, naciendo con la nuestra, se colapsaron en un diferencial de tiempo, de ella surgiría un nuevo Big Bang que llevaría un retraso de “dt” con el nuestro, y la dimensión correspondiente a la nuestra nos seguiría con un retraso “dt”. Gracias a eso es prosible la propagación al pasado: siempre encontraremos alguna dimensión Universal reproduciéndolo.

Moraleja: todo se repite en el infinito una infinidad de veces, y las cosas nunca han pasado o van a pasar: pasan. Nosotros no somos más que seres limitados a ver un cierto intervalo de cosas que pasan en un orden mínimamente lógico. El Universo, en su totalidad dimensional espacio-temporal es inmutable.

Ahora que ya tenemos sentadas las bases de esta teoría, procederé a repasar algunas de sus propiedades más evidentes (las primeras ya las comenté en su momento): la primera es que dentro de cada generación universal (el conjunto de dimensiones que parten de un Big Bang común) no hay ni un solo par de dimensiones iguales por definición; estas dimensiones se multiplican siempre hacia el futuro, y como consecuencia varias dimensiones no pueden tener un pasado común anterior a una singularidad espacio-temporal; una generación universal no concluye hasta que todas y cada una de sus dimensiones llega a la singularidad; para nosotros tan solo es posible apreciar todas esas dimensiones si las observamos en un microespacio inferior a la constante cuántica; no obstante, nunca seríamos capaces de ver todas las dimensiones superpuestas en esa región del espacio-tiempo si su pasado común es mínimamente lejano.

Teniendo en cuenta esto, yo debería ser capaz incluso de cargarme la propiedad onda-partícula de la materia, si supongo que la nube electrónica está compuesta cuanto a cuanto de todos los electrones apreciados por el microscopio. El Principio de Incertidumbre no sería una propiedad del Universo para protegerse de la observación, sino la constante duda de saber qué electrón de todos los que vemos es exactamente el que se corresponde con nuestra dimensión. ¿Recordáis la evolución de la frase que iba definiendo la evolución de la cuántica? Primero era “la probabilidad de que este electrón esté aquí es del 99%”, luego era “el 99% del electrón está aquí, y el resto exparcido por el Universo con su función de onda”, y ahora, con los Multiversos, sería “aquí se encuentran el 99% de los electrones de pasado común a corto plazo que nos resultan observables”.

Pero claro, el hecho de que solo podamos o “creamos” que podemos observar las otras dimensiones a nivel cuántico no implica que no debamos fantasear con la parte de las otras dimensiones que no vemos. ¿A quién no le atrae pensar que en infinitas dimensiones se está dedicando a trabajar en la NASA, mientras en otras tantas todavía acaba de nacer, y así con casi todo lo que uno quiera imaginar?

Aquí es donde entran mis queridas limitaciones evolutivas en la infinita propagación de las dimensiones. Y si, esta parte creo que ya es enteramente mía. Las limitaciones, tal y como su propio nombre indica, presuponen que la evolución de las dimensiones abarca todas las posibilidades “posibles”. Es decir, pudiera ser (de hecho es y no es a la vez) que en venideros instantes yo siguiese aquí escribiendo, o que se me fuese la luz, o que me pusiese enfermo y lo dejase, pero sería impensable que me diera por coger y tirarme por la ventana.

Para entenderlo mejor entraremos en el tema de la cuántica cerebral. Tal y como yo lo veo, las partículas que forman las neuronas, a lo largo de su trayectoria como partículas, definen unas ciertas propiedades que engendran la personalidad, y una vez que esa personalidad queda establecida, se anulan posibles evoluciones: si las patículas se acostumbran a engendrar una personalidad tranquila y centrada, la probabilidad de que esa mente se pervierta sería tan pequeña que tal vez sería necesario más tiempo que una vida para que se pudiese dar. Conclusión: alargar la vida puede tener sus consecuencias.

Después de todo lo que llevo contado, tal vez sigáis pensado que os estoy hablando de algo tan abstracto como improbable, pero deberíais saber que esto tiene aplicación científica hoy en día. La computación cuántica, de la que tal vez hayáis oído hablar o incluso conozcáis, permite hacer al ordenador complejos cálculos matemáticos utilizando no solo sus propios electrones, sino también los de las dimensiones que comparte a nivel cuántico. Lo que una dimensión hace, una superposición de dimensiones lo hace mucho mejor. Mi duda es, ¿qué pasaría si desde esas otras dimensiones a otro científico le diera por usar la nuestra al mismo tiempo? ¿Se nos colgaría el sistema de computación cuántica?

Es importante que haya contado ahora esto, porque en lo que queda de entrada estoy solo frente al competitivo mundo de la ciencia, es decir, de aquí en adelante todo es desarrollo puramente personal. ¿Y qué es lo que diferencia mi versión de los Multiversos de la que podríamos considerar estándar? Pues el uso de la hace un rato mencionada frase de Richard Feynman.

El hecho de que la antimateria se propague hacia el pasado mientras que la materia lo hace hacia el futuro podría ser un importante punto de apoyo para contestar a algunas dudas, entre ellas la de por qué hay más materia que antimateria en nuestra dimensión.

¿Qué conocemos de la antimateria? Pues en mi opinión lo suficiente como para dar pié a esta teoría. Lo primero y más importante que se encuentra en desvantaja, y lo segundo que al encontrarse con la materia a la que imita ambas se desintegran (¡fundamental!).

Comencemos a suponer, pues, que la materia viaja en el espacio-tiempo del modo inverso al nuestro. La Teoría de los Multiversos daría un giro de 360º, pero en esencia sería igual. En la singularidad espacio-temporal creo que no es arriesgado vaticinar que habría tanta materia como antimateria, solo que la segunda se propagaría hacia el pasado de esa singularidad, o lo que es lo mismo, en la dimensión que al colapsarse dio lugar a esa singularidad. La antimateria, en otras palabras, partiría del Big Crunch.

La primera diferencia contundente es que, al propagarse siempre hacia el pasado, tan solo se propagaría en una dirección dimensional espacio-temporal, y según lo que acabo de decir antes debería poderse escapar del Principio de Incertidumbre, por lo que, si quiero seguir haciéndole frente, es necesario suponer que las antipartículas se propagan como una onda por el vacío hacia el pasado y acabando con el Universo. Cada vez que una de ellas choca con su partícula original, ambas se desintegran y ninguna puede seguirse desplazando, de modo que para que tanto la materia como la antimateria conserven su identidad es necesario que no se encuentren como pares. Consecuencia lógica: cuanto más avanzan las antipartículas hacia el pasado menos de ellas quedan, o bien cuanto más avanzan las partículas hacia el futuro, menos de ellas quedan. Encontramos así dos momentos clave donde la cantidad de ambas queda compensada: la singularidad espacio-temporal y el punto de inflexión en el que la expansión da lugar a la contracción, que viene siendo la vida media (si considerásemos el tiempo absoluto) de una dimensión que se va propagando. Nosotros, como vivimos en la expansión, vemos más materia que antimateria.

Hablemos ahora de inteligencia cuántica. Si un fotón conoce su futuro, e insistimos en que algo se lo tiene que haber comunicado, ¿por qué no suponer que la antimateria que viene del futuro aporta información a la materia con la que se encuentra (si no se desintegran)? Si un fotón, o electrón, o lo que sea, puede conocer algo tan complejo como su futuro, y todos ellos forman nuestro cerebro, ¿por qué nosotros no íbamos a ser capaces? Si, estoy relacionando las “premoniciones” o “visiones en sueños del futuro” como una interacción con la antimateria que se estaciona en nuestro cerebro. Además, como ya dije en la otra ocasión, también opino que el simple hecho de imaginar podría suponer enviar a nuestras partículas cerebrales a observar dimensiones relativamente cercanas en el espacio-tiempo (teoría sin desarrollar).

Por último, si combinamos todo lo visto, imaginad lo que pasaría si alguna persona lograse vivir en el Big Crunch o proceso de contracción universal. Sería un tanto curioso: ¡al haber mucha más antimateria que materia ser vidente estaría a la orden del día! Claro que tal vez así verías incluso tu propia muerte…

Y eso es todo lo que quería comentar en esta entrada. Próximamente tal vez retome este tema.

Gracias a los que hayáis tenido el detalle de leéroslo todo.

Y a los demás también.

Después de bastante tiempo esperando el momento para subir este… no sé como llamarlo. Hoy, por fin, lo pongo. Supongo que ya lo conoceréis todos.

  • Veintisiete quilómetros de túnel bajo tierra
  • inteligentemente diseñado para enviar protones a su alrededor,
  • un círculo que cruza Suiza y Francia,
  • sesenta naciones contribuyendo al avance de la cencia.
  • Dos cañones de protones dando vueltas por el anillo que los conduce,
  • y en el corazón de los detectores deben colisionar,
  • y toda la energía liberada en esa recogidita y pequeña habitación
  • se convierte en masa (E = m c2), partículas creadas de la nada.
  • Y entonces…
  • LHCb ve hacia donde se dirige la antimateria,
  • ALICE observa las colisiones entre iones de cobre
  • CMS y ATLAS tienen la misma función:
  • están buscando cualquier nueva partícula que puedan encontrar.
  • El LHC acelera los protones y el cobre,
  • y las cosas que descubra chocarán en tu cabeza.
  • Nosotros vemos asteroides y planetas, montones de estrellas,
  • sabemos que los agujeros negros residen en cada núcleo galáctico.
  • Pero ni siquiera toda esa materia puede explicar qué es lo que mantiene
  • todas las estrellas juntas. Tiene que haber algo más.
  • Si la materia oscura interactúa solo a través de la gravedad,
  • ¿cómo vamos a ver una partícula que no se puede ver?
  • Llévala a la conservación de la energía
  • y las partículas aparecerán tan claras como quieras.
  • Tú ves partículas volando a través de haces
  • y observas que algo está yendo en otra dirección.
  • “¡Mi ley de conservación ha sido violada!”
  • “¡No puede ser!”
  • “¡Tiene que haber otra partícula que equilibre esta balanza!”
  • Tal vez sea la materia oscura, y por primera vez
  • creemos que entendemos mejor el Universo
  • porque…
  • LHCb ve hacia donde se dirige la antimateria,
  • ALICE observa las colisiones entre iones de cobre
  • CMS y ATLAS tienen la misma función:
  • están buscando cualquier nueva partícula que puedan encontrar.
  • La antimateria es como el antagonista de la materia
  • porque excepto en la carga y en la dirección de su spin
  • son lo mismo que una partícula y su gemela.
  • Pero tú no le puedes presentar a una partícula a su compañera
  • porque cuando se conocen se aniquilan,
  • se transforman en energía y se disipan.
  • La materia es creada por energía,
  • y eso exactamente lo que ellos hacen en el LHC:
  • cogen materia y antimateria en partes iguales,
  • y tratan de recontruír cómo empezó el Universo:
  • el Big Bang.
  • Todo era oscuro cuando la materia explotó
  • y la atimateria quedó en dsventaja de algún modo,
  • porque cuando miramos al espacio la materia abunda,
  • pero a la antimateria no hay modo de localizarla.
  • Y es por eso que…
  • LHCb ve hacia donde se dirige la antimateria,
  • ALICE observa las colisiones entre iones de cobre
  • CMS y ATLAS tienen la misma función:
  • están buscando cualquier nueva partícula que puedan encontrar.
  • El LHC acelera los protones y el cobre,
  • y las cosas que descubra chocarán en tu cabeza.
  • El bosón de Higgs, es de lo que todo el mundo habla,
  • y es la única partícula que seguramente esta máquina encntrará.
  • Si el Higgs existe iremos por el buen camino,
  • y si no, los científicos por fin dirán:
  • “¡No hay Higgs! ¡Necesitamos una nueva teoría física
  • que explique por qué las cosas tienen masa!
  • ¡Algo en el modelo estándar va mal!”
  • Pero el Higgs, aún no he dicho qué es lo que hace.
  • Ellos suponen que las partículas tienen masa porque
  • hay un campo de Higgs que se extiende por todo el espacio
  • y hace a algunas partículas moverse despacio mientras otras correr velozmente
  • como el fotón, que no tiene masa,
  • aunque algo más pesado como un quark
  • se ve muy afectado.
  • Y el Higgs es un bosón que porta una fuerza
  • y da masa a las partículas según su interacción.
  • Ellos lo detectarán…
  • Cuando LHCb ve hacia donde se dirige la antimateria,
  • ALICE observa las colisiones entre iones de cobre
  • CMS y ATLAS tienen la misma función:
  • están buscando cualquier nueva partícula que puedan encontrar.
  • Alguno de vosotros podría pensar que la gravedad es fuerte
  • porque cuando caes de tu bicicleta
  • no te lleva mucho llegar al suelo y decir “¡Qué daño!”
  • Pero si piensas que esta fuerza es poderosa estás equivocado.
  • La gravedad es la más débil de las fuerzas
  • y el motivo por el que los científicos la estudian.
  • Ellos piensan en las dimensiones, vivimos en tres,
  • aunque tal vez haya otras que son muy pequeñas.
  • Dentro de esas dimensiones la gravedad se extiende,
  • y po eso nosotros la vemos limitada desde aquí.
  • Y esas dimensiones están enrolladas
  • a tan diminuta escala
  • que no te afectan en tu vida diaria.
  • Pero si fueses tan pequeño como un gravitón
  • podrías entrar en esas dimensiones e ir reflexionando sobre ellas
  • Y ellos te encontrarían, cuando…
  • LHCb e hacia donde se dirige la antimateria,
  • ALICE observa las colisiones entre iones de cobre
  • CMS y ATLAS tienen la misma función:
  • están buscando cualquier nueva partícula que puedan encontrar.
  • El LHC acelera los protones y el cobre,
  • y las cosas que descubra chocarán en tu cabeza.

Sabéis que no creo en la mitad de las cosas que estuian ahí (el bosón de Higgs, los gravitones, la antimateria en desventaja…), pero es otro punto de vista y todavía nadie lo ha podido desmentir.

Por cierto, la traducción la hice más o menos. Es decir, no está dicho todo exactamente igual, aunque la idea es la misma.

No es que sea yo una persona de caracter fanático, pero he de reconocer que este personaje, hasta hace poco no muy importante para mi, ha conseguido entrar en el podium de las personas que me han impresionado.

Para entender la relevancia de esto, es necesario que explique que a mi siempre me ha gustado más valorar a los segundones que a los protagonistas: para mi tuvo más mérito Kepler que Newton, Maxwell que Faraday, Bohr que Rutherford, e incluso Feynman que Heisenberg. La única excepción hasta ahora: Einstein.

Pero es que lo de este hombre no es solo inventiva, sino humor y modestia. A lo lago de la semana pasada nos ha deleitado con algunas anécdotas graciosas: decicidió desafiar a la rotación de La Tierra, diciendo que los días para él iban a constar de 48 horas; apostó 100 euros en contra de la posibilidad de que encuentren el bosón de Higgs; apostó una enciclopedia a que la información se podía perder dentro del Universo; probó la gravedad 0; e incluso ha hecho comentarios irónicos con respecto a la ausencia de su premio nobel, “parece ser que nadie ha encontrado mini-agujeros negros, lo cual es una faena, porque así no me van a dar el Nobel”, o “podría darse el caso de que en el LHC-CERN se produjesen micro-agujeros negros, por lo que después de todo parece que aún me lo pueden dar”.

La anécdota de la enciclopedia vino acompañando a su teoría de que lo que entra en un agujero negro se pierde y cuando vuelve a salir lo hace en forma de micropartículas aleatorias. Un amigo le discutió que no, que la información seguiría acumulada ahí dentro, argumentando que “incluso cuando quemas una enciclopedia la información sige ahí si conservas todas las cenizas, solo que es más difícil de leer”. De ahí se entiende que en la apuesta Hawking se comprometa a regalarle dicha enciclopedia. “Tal vez debería regalarle solo las cenizas”, declaró este sábado. Asimismo, nos enseñó en pantalla el contrato de la apuesta.

Y bueno, que se ha ganado mi más humilde consideración como científico.

Ahora ya solo le falta ganarse la de los cuánticos…

Después de todas las grandezas que destacaron en la física del siglo XX, más o menos hasta los 60, la ciencia ha decaído a lo grande. La física de los últimos 30 años se califica, en comparación con las anteriores etapas, de fracasada.

Ésto se debe a que en lo referente a la Teoría Cuántica, por ejemplo, tan solo han verificado la existencia de partículas ya vaticinadas por los grandes, y lo demás que han hecho es todo puro desarrollo hipotético.

Hoy veremos algunas de las teorías que rigen la actualidad científica, todas ellas con grandes baches de por medio.

La figura más célebre de estos momentos, sin duda alguna, es Stephen Hawking, conocido sobre todo por sus publicaciones: “Del Big Bang a los agujeros negros”, “Una breve historia del tiempo”, “El Universo en una cáscara de nuez”, “300 años de gravedad”, “100 años de Relatividad”, y más recientemente “Grandes obras de Albert Einstein”.

Su mérito personal ha sido la popularización de agujeros negros en base a las interacciones gravitatorias. La teoría fundamental de la gravitación explica que cuando un cuerpo es fuertemente atraído por otro describe órbitas elípticas a su alrededor (primera ley de Kepler), y que la fuerza con la que el el cuerpo de dentro atrae al de fuera es:

Asimismo, un cuerpo que describe una órbita para seguir su trayectoria rectilínea a través de la curvatura del espacio producida por la materia (Teoría General de la Relatividad) posee una energía cinética:

  • Ec = m v^2 / 2

, y una energía potencial:

  • Ep = – G m m’ / r.

La suma de estas dos energías, para que la energía total se conserve, debe ser constante:

  • Ec + Ep = 0

, o lo que es lo mimso:

  • ΔEc = – ΔEp.

De esa última ecuación podemos pasar a sustituir:

  • Δ(m v^2 / 2) = – Δ(G m m’ / r).

Tras haber sustituido, las masas del cuerpo atraido (m) desaparecen de los dos miembros:

  • Δ(v^2 / 2) = Δ(G m’ / r).

Ahora bien, sabemos que esta igualdad se va a cumplir siempre porque “G” es una constante de gravitación (6,37 x 10^-11 m3 / kg s2), la masa que atrae “m’” en general también lo va a ser, y “v^2″ y “r” se complementan a lo largo de la órbita para conservar la velocidad areolar (segunda ley de Kepler).

Sabiendo esto, para que un cuerpo atraido escape de su órbita estacionaria su velocidad tiene que ser estrictamente mayor a la que le proporciona el giro en la órbita. Si despejamos la velocidad en la igualdad de arriba:

  • v = [2 G m' / r]^½.

La velocidad de escape es igual a la raíz del doble del producto de la constante de gravitación y la masa, dividido entre el radio de distancia.

La velocidad de escape incrementa con la masa atrayente (o con la curvatura del espacio según se mire) y disminuye con el radio. Más resumido aún, la velocidad de escape incrementa con la densidad de aquéllo por lo que el cuerpo es atraído. Entonces, ¿qué pasa cuando un cuerpo es tan denso que la velocidad de escape nos resulta superior a la de la luz? Se produce un agujero negro. Hay tanta masa atrayendo en tan poco espacio que ni siquiera la luz puede escapar de esa trampa, por lo que no emite radiaciones lumínicas. Y si la luz, que es “lo más rápido”, no puede escapar, mucho menos lo hará todo lo demás que se aproxime al agujero (“lo más rápido” está entre comillas porque recordemos que la Teoría de los Multiversos contradice esta afirmación).

Expeculaciones acerca de qué pasa cuando te absorbe un agujero negro:

La primera de ellas es que cuando te absorbe tu velocidad orbital, (antes calculada) es superior a la de la luz, por lo que según las fórmulas de la Teoría Especial de la Relatividad te desintegrarías a ojos de un observador exterior, a la vez que te harías eterno. El cómo se viviría eso desde dentro evidentemente es una incógnita.

La segunda, algo más popularizada, explica que los agujeros negros son conexiones con otras dimensiones (curvaturas del espacio-tiempo tan grandes que entremezclan la red dimensional), y que cuando te absorbe uno de ellos apareces en otro Universo que, si siguiese las misma leyes que el nuestro, también poseería agujeros negros que enviarían cosas desde allí hasta aquí.

La tercera y la que tiene menos base explica que lo que se traga un agujero negro lo escupe un agujero blanco. ¿Y qué es un agujero balnco? Pues si el negro es la máxima acumulación de masa-energía, el blanco sería la máxima liberación de masa-energía. No obstante, nunca nadie ha observado una actividad de esas características en el espacio.

La primera y la segunda teoría son perfectamente compatibles con la teoría del Big Crunch, que consiste en explicar que el universo se expande y, cuando llega a su máxima expansión, se vuleve a comprimir en un súper agujero negro con toda la materia que, al estar tan comprimido, explota dando lugar a un nuevo Big Bang. De este modo obtendríamos el Universo cíclico: Big Bang, Big Crunch, Big Bang, Big Crunch…

La tercera teoría sería más utópica, puesto que supondría la existencia de algo que haría frente en todo momento a los agujeros negros, evitando la compresión universal.

Sin embargo, hay algo que no acaba de cuadrar. La gravedad se supone que se propaga a través de la materia, y el espacio aparentemente está vacío. Es por eso que la suposición de que existe una materia oscura resulta tan atractiva para explicar la propagación de señales ondulatorias en el espacio. Además, ellos aseguran de que conocemos el 5% de la composición del Universo, y esta materia podría incrementar considerablemente ese porcentaje. Sin embargo, me gustaría que alguien me explicara cómo puedes saber tu porcentaje de conocimiento sobre un tema desconociendo cuánto vale en su total.

Y vamos ahora con las cuatro fuerzas. Desde el comienzo de la filosofía natural, hay dos tipos de corrientes conr especto a la estructura del Universo: los “simplicistas” y los “no simplicistas”. Los primeros, que son los que hoy en día hacen la física, opinan que nuestro Universo, una vez se conocen todos sus fenómenos y sus leyes, se reduce a algo muy simple. Es decir, opinan que todos los fenómenos se pueden reducir a uno solo. Así pues, uno de los grandes retos para los científicos es relacionar todas las fuerzas existentes.

La primera descubierta de todas ellas fue la gravitatoria por Isaac Newton. La segunda y la tercera fueron la eléctrica y la magnetica, fusionadas por Michael Faraday en la electromagnética, de la que décadas después se haría responsable al fotón. La cuarta fue la nuclear fuerte, capaz de mantener unidos a los protones de carga positiva en el núcleo del átomo, unas cuantas veces superior a la electromagnética, pero de menor radio de acción (subatómico). La quinta fue la nuclear débil, responsable de que los electrones girasen alrededor del núcleo.

Así que, en resumen, tenemos la gravitatoria, las nucleares y la electromagnética. Supuestas todas ellas semejantes, y sabiendo que la electromagnética se desarrolla en base a los fotones, todas las demás deberían desarrollarse según otras partículas transmisoras de fuerza. A estas partículas se las denominó bosones. El bosón de la fuerza electromagnética, insisito, es el fotón, y el de la nuclear débil se supone que también. De la nuclear fuerte últimamente se acusa al gluón (de “glue”, pegamento en inglés), la cual no se sabe que exista, pero que se supone que “pega” a los nucleones en el núcleo. Y por último el bosón de la interacción gravitatoria sería el gravitón, el cual es el menos probable que exista.

Para aquéllos que anteponemos la Relatividad a la Teoría Cuántica, la estructura de la materia como curvatura dle espacio-tiempo y la gravedad como manifestación de este curvatura es más que suficiente, sin necesidad de buscar gravitones. De hecho, esta incompatibilidad Gravedad Relativista – Gravedad Cuántica ha sido uno de los mayores caos del siglo pasado.

Ahora bien, el método de localización de estas imaginarias partículas son los aceleradores. Los aceleradores son grandes estructuras circulares en las cuales se introducen micropartículas (protones, electrones, neutrones, iones, positrones, etc), se las hace girar empujados por campos electromagnéticos, y cuando alcanzan velocidades próximas a la de la luz se las hace chocar, para observar qué tipo de partículas salen despedidas.

La observación se lleva a cabo en los detectores, que consisten en cámaras de burbujas que, al ser atravesadas por las partículas, dejan gravada su huella, que después es analizada por los científicos. Según la calidad del acelerador, la cámara de burbujas puede ser líquida o gaseosa, siendo más efectiva la segunda.

El acelerador más moderno (extrenado el pasado 10 de Septiembre) es el LHC, ubicado en el laboratorio CERN (Suiza). Este súper acelerador de 27 km de radio alcanzará en sus experimentos de verdad energías de billones de electrónVoltios y, además, consta de cuatro detectores: LHCb, ALICE, CMS y ATLAS.

LHCb tratará de buscar hacia dónde se dirige la antimateria que surja en los experimentos (hacia el pasado según la Teoría de los Multiversos). ALICE analizará las colisiones entre iones de cobre, y los otros dos serán los encargados de encontrar nuevas partículas, entre ellas el bosón de Higgs o partícula divina.

El bosón de Higgs, como todos los demás bosones, es el encargado de transmitir una fuerza, en este caso la que daría masa a los cuerpos, y al ser tan pequeño como que nunca nadie lo ha detectado, se manifestará más como campo ondulatorio que como campo corpuscular, tal y como explica la Teoría Cuántica de Campos.

La teoría de Higgs, mucho más atrevida que la Relatividad en sus momentos, supone que las partículas tienen masa porque interaccionan con este campo de Higgs, y en función de la fuerza con la que interaccionen tienen más o menos masa, siendo el fotón inalterado por dicho campo. La existencia de este fenómeno supondría que la Relatividad debería de ser reestudiada, porque supondría una nueva explicación a lo que Einstein llamó dilatación de la masa con la energía.

A ello se debe que los fieles a la Relatividad opinemos que el bosón de Higgs probablemente no sea encontrado en los experimentos del LHC. Se rumorea incluso que Hawking apostó 100 $ a que no aparecería.

Y con esto, mis queridos lectores, concluyo mi repaso a mis conocimientos de física antes de entrar en la Universidad.

Un cordial saludo.