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    February 05

    Teoría de SuperCuerdas

    En el siglo XX nacieron dos teorías que cambiaron la forma de ver el mundo, estas dos teorías son la de la relatividad y la física cuántica. Ambas explican con relativa claridad lo que pasa en cada uno de sus campos, es decir, explican las cosas para los objetos “grandes” o para los objetos “pequeños”. Estas teorías aunque en un principio algo discutidas entraron en la física de una manera bastante buena, alzándose como las principales teorías que llevarían a explicar todo lo que pasa a nuestro alrededor.

    Al investigar, los científicos se dieron cuenta que en ciertas ocasiones como en singularidades de los agujeros negros o en la descripción de un estado primitivo del universo necesitaban unir esas dos teorías. Al hacerlo, los científicos descubrieron con horror que esas dos teorías no concordaban dando lugar a resultados completamente absurdos y sin sentido alguno. Por ello decidieron unir estas dos teorías, de ahí surgió la gravedad cuántica, gravitación cuántica de bucles y teoría de supercuerdas, entre otras. La teoría de cuerdas describiría cualquier interacción de la materia en objetos unidimensionales, estos objetos serían las cuerdas. Las cuerdas son unos restos en forma de rizos del cosmos primitivo (dibujo 1), muy masivos y con mucha energía. Estas cuerdas son unidimensionales y evolucionan en el espacio-tiempo. Además forman rizos y bucles que se pueden extender al infinito. Las cuerdas se habrían formado en transiciones de fases del universo después del big-bang, es decir cuando éste empezó a enfriarse y pasar de un estado de energía a otro en el cual hay energía y materia. En esa transición se separaron la fuerza fuerte de la débil, y se formaron las cuerdas, obteniendo longitud y forma con extremos libres o elípticos (dibujo 2).

     Cada vibración de estas cuerdas produciría una partícula diferente de las que conocemos actualmente como partículas elementales. El fallo que representa la física anterior a las cuerdas es que consideraba a estas partículas puntos en el espacio sin extensión, en cambio las cuerdas predicen su formación dependiendo de la vibración de las cuerdas. Es como si tienes una guitarra y coges una cuerda, a medida que la tocas puedes tener varias notas distintas, pues así más o menos funcionan las cuerdas, donde las notas serían partículas elementales. Por ejemplo cuando una cuerda tiene la menor energía posible de oscilación “produciría” al gravitón (la partícula encargada de las interacciones gravitatorias), una partícula sin masa y con velocidad la de la luz. A medida que aumenta la energía las cuerdas se hacen más masivas (en realidad las cuerdas son supermasivas). Estas cuerdas se pueden unir para hacer formas más consistentes. De tal manera que a escalas de la longitud de Planck (1/10³³ cm. es decir, un cero una coma treinta y dos ceros y un uno) se podría ver una maraña entretejida de cuerdas. Las cuerdas actuarían a escala de Planck. Es decir, los modelos que tenemos en la física funcionan, porque los realizamos a unas escalas relativamente grandes, y con una energía relativamente pequeña. Incluso cuando observamos como interaccionan protones en un potente acelerador de partículas, estamos ante una escala demasiado grande y con una energía demasiado pequeña. Pero si llegásemos a una escala como la de Planck podríamos comprobar la existencia de cuerdas. Por ejemplo, un electrón al interaccionar con otro electrón intercambian un fotón y ambos se mueven en direcciones diferentes. Con la teoría de cuerdas veríamos lo siguiente, una cuerda “electrón” genera una cuerda “fotón” que la une con otra cuerda “electrón”, ambas salen en diferentes direcciones. Así explicaría en choque e intercambio de partículas. (dibujo 3)

     Estas cuerdas están en un “universo” de diez dimensiones, una temporal y nueve espaciales, pero si las cuerdas están en diez dimensiones, nosotros deberíamos estar en ellas también. Hay mucha controversia acerca de esto, según dicen, las otras seis que faltan están muy curvadas hacia si mismas, lo que hace que no las apreciemos.  Es decir imaginemos un pelo, éste es como un cilindro. Imaginemos dos dimensiones en él, una que sea a lo largo del pelo, y la otra que sea el grosor, pero tomado como circular, es decir que la dimensión esté curvada. Pues si vemos el pelo de cerca observamos las dos dimensiones de las que hablamos, pero si nos alejamos sólo apreciamos una dimensión, la del largo. De esa forma se explican estas dimensiones “ocultas”. (dibujo 4).  En el principio de la historia del universo todas las dimensiones estaban desplegadas, y además las cuatro fuerzas que conocemos eran una sola. Según se fue desarrollando el universo seis dimensiones se plegaron y las fuerzas se separaron, quedándonos con cuatro dimensiones y cuatro fuerzas ¿será coincidencia? La verdad es que es bastante curioso.

    Un problema que presenta esta teoría es la ausencia de datos empíricos que corroboren lo obtenido en la teoría. Es casi imposible (sin el casi) demostrar la existencia de cuerdas, se necesita mucha más energía que la utilizada en los aceleradores y además se tendría que poder observar a una escala de la longitud de Planck. Ante la ausencia de datos empíricos, estos físicos suelen votar (si como lo oís) las decisiones de esta teoría.

     

    HISTORIA DE LA TSC

     

    Allá por los años sesenta se investigaba para conocer el origen de la fuerza nuclear fuerte (la que mantiene a los protones unidos en el núcleo). Para describir esta interacción se creó una teoría que podría explicar el origen de esta fuerza. Esta teoría era matemáticamente compleja y se abandonó. Pasados unos años se retomó ya que por casualidad en 1974, H. Schwarz y J. Scherk observaron que esta teoría preveía un estado de la cuerda con un acoplamiento de tal forma que el límite puntual de ésta coincidía con la teoría de la relatividad de Einstein. Después en 1983 se sintetizó y se sentaron las bases de la TSC (Teoría de Supercuerdas, anteriormente llamada teoría de cuerdas). Vieron que esta teoría describía  los cuatro tipos de fuerzas que conocemos (fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil, electromagnética y gravedad) en objetos unidimensionales (cuerdas). El problema que les surgió fue el hecho que había unas cinco corrientes de esta teoría, cinco formulaciones distintas que no querían reconocer a las otras cuatro. En 1995 se vio que esas 5 teorías eran formulaciones de la misma teoría, la Teoría M. Desde entonces se investiga en la TSC y se congregan los físicos de cuerdas para hablar de avances y demás. En el año 2007 se celebrará una convención en Madrid.

     

     

    Después de esta parrafada deciros que las cuerdas son muy criticadas por los científicos. Los experimentales piensan que son un juego de los teóricos, los que están en otras teorías no se la creen y luego están los que piensan que es un absurdo total, como lo creía Richard Feynman. También se dice que los físicos de cuerdas son muy arrogantes creyéndose los mejores, tanto ellos como su teoría. Yo en eso no opino, pues no estoy metido en esos temas, la verdad es que esto de las cuerdas me sobrepasa un poco, pero es bastante curioso, como lo de las cuatro dimensiones y las cuatro fuerzas. ¿Y si hubiese más fuerzas pero estuviesen tan replegadas como las dimensiones que no vemos? El tiempo es una dimensión muy especial, y la gravedad es una fuerza muy especial, ¿guardan alguna relación? Estas y muchas más preguntas me rondan por mi cabeza, pero no las puedo resolver. ¿Habrá alguien que pueda?

    Mi vuelta.

    Después de mucho tiempo sin aparecer por aquí, he vuelto. Sé que he abandonado el blog, pero prometo que este año sacaré más tiempo e intentaré poner artículos interesantes. Este tiempo sin escribir ha sido causa de mi ordenador, se me estropeó, además que empecé la universidad y bueno muchas veces no se encuentra tiempo para casi nada. Pero he vuelto y espero seguir aqui más tiempo. Os dejo como primer post de esta nueva temporada algo que me intriga y me fascina, un artículo relacionado con las cuerdas y su teoría, leedlo que es muy interesante.
    November 11

    V Semana de la ciencia de madrid

    Como se viene celebrando desde hace cinco años, la semana de la ciencia de madrid abrio sus puertas el pasado lunes dia 7. En esta semana de la ciencia(en realidad dura dos semanas) se celebran conferencias, actos, exposiciones, talleres y un sinfin de actividades relacionadas con la ciencia. Esta semana de la ciencia trata de llevar la ciencia a todo el mundo, tanto a público especializado como a los que no lo estan tanto. por lo tanto os animo a que os metais en esta web ( http://www.madridmasd.org/semanaciencia ) y veais la cantidad de actividades que os ofrecen, yo os recomiendo algunas:
    Viernes 11/11:
    -Agujeros negros en galaxias.
    -Ciclo de conferencias sobre la física actual.
    -De la manzana a los agujeros negros.
    -De Einstein al futuro.
    -Espacio profundo.
    Sábado 12/11:
    -De la manzana a los agujeros negros.
    -La teoría de la relatividad y las leyes de la física.
    -De Einstein al futuro.
    Domingo 13/11:
    -De la manzana a lo agujeros negros.
    -Viaje por el sistema solar.
    Lunes 14/11:
    -Visita guiada a diversas instalaciones del CIEMAT
    -Visita guiada a la Agencia Europea del Espacio.
    -100 años de Física en España. De 1905 a 2005.
    -La física y el pensamiento científico.
    -La física y el universo.
    -La magia de la física.
    Martes 15/11:
    -Visita guiada al Centro de Visitantes de Robledo de Chavela, INTA-NASA.
    -Agujeros negros y estrellas de neutrones: los devoradores de estrellas.
    -El siglo XX:100 años de avances en la física.
    -En torno a las conmemoraciones sobre Albert Einstein.
    -La física cuántica del siglo XXI. Nuevas vidas para el gato de Schrödinger.
    Miércoles 16/11:
    -El fascinante mundo de los fluidos complejos(la física de la plastilina, el blandi-buff, etc)
    -Observaciones públicas del Sol con ASAAF.
    -Ciclo de conferencias en la facultad de ciencias fisicas de la UCM.
    -Cuando las estrellas como el sol envejecen: las nebulosas planetarias.
    -La física y el universo
    -La física y sus aplicaciones tecnológicas.
    -Mesa redonda física y sociedad.
    -Viajando por el universo a (casi) la velocidad de la luz.
    Jueves 17/11:
    -El observatorio astronómico de la UCM
    -La física aplicada en el tratamiento de las enfermedades.
    -la física y la cultura de nuestro tiempo.
    -Seminario de física de partículas y cosmología.
    -¿Orden en el caos?
    Viernes 18/11:
    -Visita guiada al real observatorio astronomico de madrid.
    -ciclo de conferencias sobre la física actual.
    - de la manzana a los agujeros negros.
    -Estrellas vivas y el sol.
    -¿Qué es un plasma? Fundamentos y aplicaciones.
    Sábado 19/11:
    -Jornada de puertas abiertas de Cosmocaixa.
    -Laboratorio de Humboldt
    -El cielo de una noche de Otoño.
    Domingo 20/11:
    -Eclipses
    -Jornada de puertas abiertas de Cosmocaixa.
    -El ozono: dos mas uno... tres oxígenos.
    -Mundo microscópico.
    -Exposición de reproducciones de ingenios científicos antiguos fabricados artesanalmente.
    -Fisi-k.
     
    Sólo deciros que la visita al cosmocaixa es bastante productiva tanto para mayores como para pequeños. Espero que lo disfruteis.
    November 05

    Respuesta a la pregunta de los números racionales

    Como más o menos sabemos, la diagonal de un cuadrado de lado 1 es raíz de dos, que como sabemos, es irracional. y ahi está la respuesta. Al ser raíz de dos un número irracional no se podría expresar con números racionales, es decir, tendriamos que expresarlo como la suma de infinitos números racionales(de ahi la similitud con el problema de aquiles y la tortuga). Es algo que no se ve a simple vista, ya se que era dificilillo, por lo menos el verlo.  Ya me esforzare en hacer las cosas mas legibles la proxima vez.(teneis una explicacion mas abajo de por que raiz de dos no es racional)
    October 12

    Problemas con los números racionales

     Hace mucho tiempo que no escribo en mi espacio, posiblemente será porque la universidad me quita mucho tiempo, ademas de más actividades que hago.

    Se trata de un problema que nos puso el profesor de análisis matemático en la unicersidad. No es un problema de cálculo, sino de pensar (es como uno de esos acertijos que solía poner Aitziber en su espacio, así que te lo dedico a ti Aitzi).

    Para empezar os contaré algunas cosas de los conjuntos en los que se agrupan los números. Los primeros números que se utilizaron fueron los naturales, estos estaban definidos desde el 1 hasta el infinito. Después y debido a la falta de solución para algunos cáculos se utilizaron los enteros, que además de incluir a los naturales, también coje a los negativos*. Más tarde se descubrió que algunos números se podían expresar como el cociente de otros dos, estos números eran los racionales. Luego se incluyeron los irracionales(aquellos que no se podían expresar en forma de fracción) y los racionales en un conjunto llamado números reales. Después y por no poder expresar(ya que no había manera) algunos números, se incluyeron los reales y los imaginarios en el conjunto de los complejos.

    Ahora nos interesa mirar a los racionales.Un número racional es todo aquel que se puede expresar por medio del cociente de otros dos. Es decir 2=8/4. Pero hay otros números que no podemos expresar en forma de cociente como por ejemplo: π, √2, etc.

    Tenemos un cuadrado de lado "L", que tiene un diagonal "D", ¿se puede tener la longitud "D" en términos de "L" en forma de fracción? Por ejemplo: "D"= L+1/2L, no es esta la solución pero sería así. Pensad no es tan difícil ni requiere cálculos matemáticos, sino tener buena vista.**

     

    *en el apartado de fotografías se explican los conjuntos de números.

    **una pista, la solución es parecida a la de Aquiles y la tortugade Zenón.

     

     

    August 26

    Principio de equivalencia.

    Hola de nuevo!
    Debido al éxito de la paradoja de los gemelos y de la dilatación temporal, empezaré a explicar las cosas más elementales de la física moderna. Espero explicarme con claridad, y si no habeis entendido algo me gustaria que me lo dijeseis como ya lo habeis hecho en alguna ocasión(no valgo para explicar :( )
    Empezaré con un juego mental sencillo, pero que a la vez es uno de los pilares básicos de la relatividad de Einstein.
    Imaginemos que me meto con una manzana en una cabina aislada del exterior. Desde la cabina no puedo percibir nada de lo que ocurre fuera.
    Supongamos que la cabina está bajo la acción de un campo gravitatorio como el de la Tierra. Este campo gravitatorio tendrá una g determinada. Yo no sé que estoy en un campo gravitatorio, por lo tanto suelto la manzana para ver lo que ocurre. El campo gravitatorio atrae a la manzana y ésta cae. Al ver que cae digo: "Si cae es porque estoy bajo la acción de un campo gravitatorio."
    Después esa cabina esta en una porción del espacio donde no actúa ningún campo gravitatorio. Yo no sé que pasa en el exterior por lo tanto vuelvo a soltar la manzana y veo que se queda donde la he soltado y digo: "Si no cae es porque no estoy bajo ningún campo gravitatorio".
    La cabina en la que estoy metido la empiezan a mover, sin que yo me de cuenta, con una aceleración constante. Yo como no sé nada de mi alrededor, procedo a soltar otra vez la manzana. Entonces veo que la manzana cae al suelo con cierta aceleración como ocurría al principio, por lo tanto digo: " Si la manzana cae es porque estoy bajo la acción de un campo gravitatorio". Pero la cosa no es así. La cabina se mueve por una región en la que no actúa ningún campo gravitatorio, pero la aceleración constante de la cabina hace que la manzana caiga y que dentro de la cabina se reproduzcan las mismas condiciones que en un campo gravitatorio.
    Es decir la manzana cae porque la cabina tiene una aceleración, no porque esté bajo la acción de un campo gravitatorio. Esto llevó a Einstein a replantearse la idea que teníamos y tenemos de campo gravitatorio. Además este principio de equivalencia sirvió para poder utilizar los principios de la teoría de la relatividad especial en cualquier sistema de referencia inercial. Esto es así porque un campo gravitatorio se puede equiparar a un sistema acelerado.
    Gracias por leer esto y espero que sea mejor que el anterior.
    August 05

    Paradoja de los gemelos

    No sé si sabréis que si tenéis un hermano gemelo y hace un viaje espacial a velocidades próximas a la de la luz, al cabo de los años, cuando él o ella regrese os encontrareis con la buena o mala sorpresa de que vuestro/a hermano/a ha envejecido muchísimo menos que vosotros. ¿Por qué? Sigue leyendo...

    Sabiendo ya que el tiempo no es igual para todos, vamos a demostrar formalmente este hecho.

    Sólo hay que ver las imágenes, espero que no sea de difícil comprensión aunque la verdad es que no quiero dar tanta importancia a las fórmulas como a que el hecho es verdad.

    El tiempo se alarga...

    Como ya dijimos anteriormente la velocidad de la luz es finita y además es la máxima que se puede llegar a alcanzar. Entonces  ¿qué pasaría si pudiésemos viajar a velocidades cercanas a la de la luz? Una vez que se expusieron los resultados de Michelson y Morley, los científicos se negaban a creer la inexistencia del éter. Entonces se pusieron a trabajar para explicar lo que decían los experimentos de estos dos científicos. Fitzgerald y Lorentz sugirieron que si la luz tardaba el mismo tiempo en recorrer los brazos del interferómetro, el brazo que estaba en la dirección del movimiento de la Tierra debería experimentar una contracción en su longitud para compensar el arrastre del éter. Esta contracción sólo lo experimentarían los cuerpos que se mueven en la misma dirección del éter. La contracción vendría dada por la expresión: 1-v²/c². Más tarde cuando Einstein publicó su teoría de la relatividad, dijo que los resultados de Michelson y Morley eran correctos. Así pues Einstein quería conciliar varias cosas en su teoría. Lo primero era el que todas las leyes físicas son válidas para cualquier sistema de referencia inercial y lo segundo era que la velocidad de la luz era la misma para todos los sistemas de referencia inerciales. Para poder resolver esto, Einstein recurrió a la transformación de Lorentz. Con ello se aseguraba que todo lo que decía en su teoría se cumplía. Además Einstein utilizó dichas transformaciones para explicar los fenómenos que le ocurrían al tiempo y a la longitud a velocidades cercanas a la de la luz.

     Por ejemplo, hay un hombre situado en un vagón en movimiento y hay otro situado al lado de las vías del tren. Si el hombre del tren lanza un rayo de luz hacia el techo donde hay un espejo, la luz recorrerá un espacio l para él, en cambio para el observador la luz recorre una trayectoria inclinada, tal y como se indica en el dibujo. Así pues, a la hora de que el rayo vuelva, para la persona del tren la luz recorrerá la misma longitud l, en cambio para el observador de la vía el rayo de luz recorrerá otra vez una trayectoria inclinada, que es mayor que la longitud l medida por la persona que está dentro del vagón. Por lo tanto el tiempo que cada uno mide es diferente, ya que según la ecuación del tiempo: t=espacio/velocidad. Para el hombre situado en el vagón, el tiempo que el rayo de luz ha tardado en regresar, sería: t=2l/c(donde l es la longitud de la fuente emisora al espejo, y c es la velocidad de la luz en el vacío). Este tiempo es medido con un reloj situado en el vagón, por lo tanto el observador del vagón y el reloj viajan a la misma velocidad y con las mismas condiciones. Así pues, el tiempo que marca el reloj(que es el mismo si hacemos la operación de arriba), se denomina tiempo propio. Desde el punto de vista del hombre del vagón todo transcurre en un mismo lugar.

    En cambio para el observador de la vía, el emisor de luz, el espejo y el hombre se mueven junto con el vagón a una velocidad v. Si el tiempo en el que la luz ha hecho todo el recorrido lo llamamos t, en el momento en el que la luz llega al espejo, será t/2. Por lo tanto en esos t/2, el vagón se ha desplazado una longitud d, que viene dada por d=v·t/2, y por lo tanto la luz habrá recorrido una longitud L=c·t/2. Cosa que también pasa cuando la luz vuelve del espejo al emisor de luz.

    Para el observador de la vía, la luz recorre una longitud mayor que la que ve el observador del vagón( L>l). Por lo tanto el tiempo transcurrido para el observador de la vía debe ser mayor que el tiempo observado por el hombre del vagón(t>t´).

    Para saber la diferencia entre t y t´ aplicamos Pitágoras al triángulo formado por la luz respecto al observador de la vía:       L²=l²+d² ; (c·t/2)²=(c·t´/2)²+(v·t/2)² ; (c²-v²)t²=c²t´² . Por lo tanto la dilatación del tiempo viene dada por: t=t´/√1-v²/c²

    Esta dilatación del tiempo se aplica a cualquier tipo de suceso, tanto físico, como químico, como biológico, etc. De ahí que se hable tanto de la paradoja de los gemelos. Para el gemelo de la tierra ha sufrido el tiempo no propio de la acción por lo tanto será mayor ese tiempo que el tiempo propio que es el que sufre el hermano del viaje espacial. La dilatación del tiempo se ha comprobado experimentalmente.

    Espero que os haya gustado, si teneis alguna duda o pensais que lo que expongo es difícil de entender hacedmelo saber, por favor. Gracias.

    July 28

    Voy a ser FISICO(en cinco años si hay suerte,jeje).

    ¡Hola a todos! Que alegría me da deciros que ya estoy de vuelta. Espero poder seguir contando los misterios de la física y cosas relacionadas. Nada más deciros que estoy últimamente liadillo con la matrícula de la universidad( que por cierto hasta que he podido entregarla y todo lo he pasado un poco mal, corriendo de arriba a abajo, pero muy bien) Estoy contento y triste a la vez. Triste porque el mes en Inglaterra me ha hecho conocer a un montón de gente a la cual ya la echo de menos. Pero estoy muy feliz porque ya, por fin, estoy empezando la carrera que quería y que me ilusionaba. En Octubre(finales de Septiembre), empiezo tan añorada y dificultosa carrera. Estoy muy ilusionado. Gracias por todo. 
    July 03

    Desde Crewe

    Os escribo desde tierras inglesas, cerca de Manchester. Bueno ya os escribire mas a mi regreso y os pondre algunas fotos de mi viaje, porque esto es alucinante, ademas de raro. Estoy con unos cuarenta espanoles y no vamos a aprender mucho ingles, pero nos lo estamos pasando muy bien. Bueno ya nos veremos. (perdonad lo de las enies, esas letras que existen en los teclados de espana pero en los ingleses no).
    June 06

    Periodo de descanso

    Hola a todos los que visitais este espacio. Sólo deciros que muchas gracias por hacerlo y que me voy a mantener ausente una temporadita, hasta que termine de selectividad y vuelva de Barcelona y de mi viaje a tierras inglesas que me ha salido una beca y hay que aprovecharla. bueno ya vendré con más misterios de la física, hasta pronto...

    May 22

    Una anécdota muy interesante...

    Sir Ernest Rutherford, presidente de la Sociedad Real Británica y Premio Nóbel de Química en 1908, contaba la siguiente anécdota:

    Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un problema de física, pese a que éste afirmaba con rotundidad que su respuesta era absolutamente acertada. Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien imparcial y fui elegido yo.

    Leí la pregunta del examen y decía: “Demuestre cómo es posible determinar la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro”.

    El estudiante había respondido: “Lleva el barómetro hasta la azotea del edificio y átale una cuerda muy larga. Descuélgalo hasta la base del edificio, marca y mide. La longitud de la cuerda es igual a la longitud del edificio”.

    Realmente, el estudiante había planteado un serio problema con la resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta y completamente.Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación, podría alterar el promedio de su año de estudios, obtener una nota más alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel.

    Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de física.Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito nada. Le pregunté si deseaba marcharse, pero me contestó que tenía muchas respuestas al problema. Su dificultad era elegir la mejor de todas.Me excusé por interrumpirle y le rogué que continuara. En el minuto que le quedaba escribió la siguiente respuesta: “Coge el barómetro y lánzalo al suelo desde la azotea del edificio, calcula el tiempo de caída con un cronómetro. Después se aplica la fórmula h=1/2·g·t². Y así obtenemos la altura del edificio. En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dio la nota más alta.

    Tras abandonar el despacho, me reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras respuestas a la pregunta. Bueno, me respondió, hay muchas maneras, por ejemplo, coges el barómetro en un día soleado y mides la altura del barómetro y la longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos también la altura del edificio.Perfecto, le dije, ¿y de otra manera? Sí, contestó, este es un procedimiento muy básico para medir el edificio, pero también sirve. En este método, coges el barómetro y te situas en las escaleras del edificio en la planta baja. Según subes las escaleras, vas marcando la altura del barómetro y cuentas el número de marcas que has hecho y ya tienes la altura. Este es un método muy directo.Por supuesto, si lo que quiere es un procedimiento más sofisticado, puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Si calculamos que cuando el barómetro está a la altura de la azotea la gravedad es cero y tenemos en cuenta la medida de la aceleración de la gravedad al descender el barómetro en trayectoria circular al pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos valores, y aplicando una sencilla fórmula trigonométrica, podríamos calcular, sin duda, la altura del edificio.En este mismo estilo de sistema, atas el barómetro a una cuerda y lo descuelgas desde la azotea a la calle. Usándolo como péndulo puedes calcular la altura midiendo su periodo. T=2·π·√ L/g.

    En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, la mejor sea coger el barómetro y golpear con él la puerta de la casa del conserje. Cuando abra, decirle: “Señor conserje, aquí tengo un bonito barómetro. Si usted me dice la altura de este edificio, se lo regalo”. En ese momento de la conversación, le pregunté si no conocía la respuesta convencional al problema(es decir, la diferencia de presión marcada por un barómetro en dos lugares diferentes nos proporciona la diferencia de altura entre dos lugares) evidentemente, dijo que la conocía, pero que durante sus estudios, sus profesores habían intentado enseñarle a pensar.

    El estudiante se llamaba Niels Bohr, físico danés, premio Nóbel de Física en 1922, más conocido por ser el primero en proponer el modelo del átomo con protones, neutrones y los electrones que los rodeaban. Fue fundamentalmente un innovador de la teoría cuántica.

    Esta anécdota está muy bien y demuestra que no se tiene que ir al insti o a la uni a aprender unas fórmulas y aplicarlas, sino tener cabeza y saber pensar para afrontar cualquier obstáculo en la vida. GRACIAS por pasaros por aqui.

    May 15

    Más rápido que la luz.

    Desde siempre la luz ha llamado la atención a todos los que han querido interesarse por la naturaleza. Durante toda la historia se ha intentado dar una explicación a su naturaleza. Pero lo que de verdad ha interesado a aquellos curiosos de la naturaleza es la velocidad a la que se desplaza la luz. Ya en 1676 un astrónomo danés llamado Ole Christensen Roemen, vio que los eclipses de las lunas de Júpiter no se repetían a intervalos regulares. Roemer dijo que esto se debía a que la velocidad de la luz era finita, es decir tenía un valor concreto y hasta que llegara a la tierra pasaba un tiempo determinado y según estuviera más lejos o más cerca las lunas de la tierra veremos los eclipses con intervalos irregulares. Después de calcular las diferencias de los intervalos predijo que la velocidad de la luz era de unos 225000 km/s. Más tarde se midió experimentalmente que la luz en el vacío tenía un valor aproximado de 300000 km/s. En 1865, Maxwell unificó las leyes que regían los fenómenos eléctricos y magnéticos. En la unión de estos fenómenos se descubrió un tipo de ondas llamadas electromagnéticas. Al indagar con qué velocidad se moverían esas ondas dedujo esta ecuación:  1/√εμ., ε es la permitividad eléctrica del medio y μ es la permeabilidad magnética del medio. Al aplicar los valores correspondientes al vacío, Maxwell se sorprendió al ver que el resultado era el mismo que la velocidad de la luz en el vacío. Así pues, se dedujo que la luz era una onda electromagnética. En ese momento creían que la velocidad de la luz dependía del foco que la emitiese, es decir si el foco que emite la luz va hacia nosotros, la luz iría a más velocidad que los 300000 km/s en el vacío. Entonces la luz se debería mover sobre algo. Algo que le sirviera para sustentarse y para la cual se moviese siempre igual independientemente del foco que la emita. Ese algo lo llamaron éter. Así pues si la tierra se mueve, se mueve a una velocidad respecto del éter. Así pues en 1887, unos científicos, Michelson y Morley, intentaron medirlo. Pusieron un interferómetro, que apreciaría las diferencias de velocidades mostrando interferencias en haces de luz si fuésemos en contra o a favor del éter. Así pues hicieron varias pruebas en distintas épocas del año y poniendo el interferómetro en diferentes  direcciones para saber realmente la dirección de movimiento del éter. Los resultados asustaron a la comunidad científica. Según los experimentos no existía tal éter. Unos años más tarde Einstein aprovechó estos resultados para postular que la velocidad de la luz es siempre 300000 km/s en el vacío y que el éter no existía. Así pues afirmaba que la velocidad de la luz era independiente del foco emisor. Además Einstein introdujo el concepto de que la velocidad de la luz era la máxima alcanzable. Esto se demostró años después en unos experimentos con electrones. Einstein había revolucionado el concepto de luz que se tenía hasta entonces. Así que no os dejéis engañar en algunas películas de ciencia ficción en las que viajan a la velocidad de la luz o superior(el Halcón Milenario de Star Wars por ejemplo). Estos postulados de Einstein cambiaron por completo la visión de la realidad. Había inventado la relatividad.

                Espero no haberos aburrido y que lo hayáis entendido(si no lo habéis entendido decídmelo por favor)sé que es un poco aburrido esto pero ayuda a entender otras cosas más interesantes. GRACIAS por pasar parte de vuestro tiempo en este espacio tan “extraño”. Hasta luego

    May 14

    entropía:una excusa para no ordenar tu habitación.

    todos hemos oído hablar de la termodinámica, esa rama de la física que se ocupa de los procesos en los que interviene el calor y el trabajo. esta rama tiene cuatro leyes que son "sagradas" algo así como su biblia. la ley cero es la que dice que la temperatura tiene sentido, la ley primera es aquella que dice que la energía se conserva, la segunda es la ley de la entropia y la tercera es aquella que nos dice que hay una temperatura tan baja que no se puede alcanzar. estos cuatro principios nos explican muchas cosas hacerca del comportamiento de la materia, pero también nos dicen algo más importante, el destino final del universo. para ello primero hemos de saber qué es la entropía.

    la entropía es una magnitud que nos informa acerca del grado de desorden de un sistema.la variación de entropía en un sistema es la diferencia de calor dividido entre la temperatura ΔS=ΔQ/T, y este cociente nos tiene que dar igual o mayor que cero. muchas veces podemos decir que la entropía de un sistema ha disminuido, y sí, estaremos en lo cierto, pero lo que significamos con entropía es el grado de desorden total del universo y éste siempre está con entropía positiva, es decir, en continuo desorden. así pues la diferencia de entropía del universo es la suma de las entropías del sistema estudiado y de su entorno, así pues si la entropía de un sistema disminuye, la del entorno tiene que aumentar bastante más ya que la suma de estas dos diferencias de entropías ha de ser mayor que cero.(esto es la explicación del tercer principio). la entropía entonces es la causante de que en condiciones no provocadas, el hielo se funda a agua cuando la juntamos con cualquier refresco y no ocurra lo contrario, que el refresco se nos hiele.¿por qué sucede esto? muy fácil, la entropía siempre tiene que aumentar. las partículas del hielo tienen menos energía que las del refresco porque tienen menos movimiento. como tiene más energía, el refresco tiene mayor entropía, así pues pasa calor al hielo para que se derrita y aumente su entropía, y podeis decir,pero¿la entropía del refresco disminuye? sí, pero la entropía total del universo aumenta, por lo tanto no sucede nada extraño, la entropía sigue aumentando como siempre. si el hielo congelase al refresco, la entropía del refresco disminuiría sin aumentar ninguna de las otras así que es imposible que ocurra a menos que sea provocado(y aún así la entropía aumenta porque hay que administrar un trabajo para que baje la entropía y ese trabajo produce calor, y por lo tanto entropía). así pues el universo tiende cada vez a un estado de mayor entropía y según algunos científicos llegará el momento en el cual la entropía del universo no aumentará, y se conoce como la muerte del universo.

    el tercer principio va muy acorde con el segundo ya que dice que hay una temperatura tan baja(cero absoluto) que es imposible alcanzarla. ¿por qué? por una sencilla razón, la entropía está en aumento y aunque provoquemos esta situación de llegar al cero absoluto es imposible ya que el trabajo necesario sería infinito para compensar la disminución de entropía.

    espero que os haya gustado y os haya parecido interesante. ah un consejo si vuestra madre os dice que vuestra habitación está desordenada, decidle que es a causa de la  entropía y que si la recoges no estas contribuyendo al aumento de entropía del universo, la explicas todo esto y te deja por aburrimiento, creedme que funciona, lo hacemos un amigo y yo.jeje. GRACIAS por visitar mi espacio. decidme si os ha gustado o si os ha aburrido, vale?? hasta luego.  

     

    Cuarta dimensión

    ya hemos hablado anteriormente de la existencia de varias dimensiones y de nuestra posibilidad de percibirlas. ahora explicaré que existe una cuarta dimensión en nuestro espacio tridimensional. os preguntareis, ¿otra dimensión más?,¿la podemos percibir o pasará como en las otras que vemos sólo la sombra? pues sí, existe otra dimensión, y además es muy conocida por tod@s. a esta dimensión la denominamos comunmente TIEMPO. según la teoría de la relatividad de Einstein el tiempo es una dimensión más, pero claro es una dimensión temporal no espacial. Einstein dice que esta dimensión temporal es diferente a la temporal, pero que van muy unidas entre sí. lo comúnmente denominado espacio-tiempo. este espacio tiempo esta cubriendo todo el universo. además gracias a él se produce la gravedad. últimamente se está forjándo una teoría llamada de supercuerdas, en la cual se propone, además de otras muchas cosas más, un universo de once dimensiones, diez espaciales y una temporal. la dimensión temporal es muy importante para poder entender los nuevos conceptos que explican la física y dejan a un lado la física newtoniana. por lo tanto al dejar de lado estas antiguas teorías cambian completamente todos los conceptos y la visión de estos, como es en el caso del tiempo. más tarde explicaré los aspectos más importantes de la física moderna. GRACIAS por gastar vuestro tiempo en mi espacio. por favor decidme si os ha parecido bien o si os aburre. GRACIAS. prometo que pondré cosas bastante curiosas.

    May 06

    un cubo en cuatro dimensiones.

    como ya decía en el anterior texto, es difícil intuir un espacio de más de tres dimensiones espaciales, pero eso no ha disminuido el interes por saber como se representan los objetos en esas dimensiones.¿os imaginais cualquier objeto o vosotros mismos en cuatro dimensiones? se sale un poco de la imaginación. a pesar de ello la gente sigue obcecada en que se puede ver o por lo menos intuir lo que pasa en un espacio de más dimensiones, concretamente en uno de cuatro ya que es una dimensión más de la que estamos acostumbrados a percibir.pero, ¿somos capaces de percibir un objeto en cuatro dimensiones? como dijimos anteriormente, no. pero podemos hacernos un poco a la idea de como podrían ser las cosas en cuatro dimensiones. pero,¿cómo? la verdad es que no es muy fácil y por eso pongo una serie de dibujitos que espero que os sirvan de ayuda(a mi me sirvieron). empezaremos con algo tan sencillo como una recta. es una construcción sencilla en un espacio de una sola dimensión. si incluimos una segunda dimensión, lo que hacemos es que trazamos dos rectas perpendiculares a la recta anterior y ponemos una paralela a la anterior para formar un cuadrado.estos lados están a 90 grados de la recta original. al incluir una dimensión más lo que hacemos primero es trazar cuatro nuevas rectas perpendiculares,es decir que formen 90 grados con todas las rectas existentes(en un dibujo es difícil de ver ya que trabajamos en dos dimensiones y perdemos la perpendicularidad real al realizar un cubo, y si os fijais un cubo en un papel puede ser visto de dos formas .bueno espero que no os hayais perdido todavía. si todavía estais vivos adelante que queda poco y lo más interesante). ahora bien si queremos hacer un cubo en cuatro dimensiones tendremos que desplazar y crear nuevas rectas que formen 90 grados con cada una de las rectas ya existentes. esto es por ejemplo lo que nuestro cerebro no estiende ya que en nuestro espacio no puede haber más que tres rectas perpendiculares que son las que delimitan las tres dimensiones. espero que entendais los dibujos. bueno una vez hecho esto tenemos un cubo en cuatro dimensiones, llamado hipercubo o teseracto. como dijimos antes lo que vemos de dimensiones superiores son las sombras tridimensionales que producen, y estas son algunas de ellas. espero que os haya gustado y no os hayais aburrido. es un tema difícil de ver pero muy bonito.decidme si os ha gustado o no porfa,GRACIAS.

    May 05

    espacios de varias dimensiones

    ¿os habeis preguntado alguna vez si el universo es tal y como lo conocemos? me explico, nosotros tenemos una concepción de la realidad a través de nuestros sentidos. uno de ellos es la vista, que ayudada por el cerebro además de percibir una pequeña franja del espectro electromagnético es capaz de visualizar las cosas en tres dimensiones. a partir de aqui nos podemos preguntar,si vemos tres, dos y una dimensión, ¿puede que haya más?¿o menos? según los científicos estamos rodeados de mundos de 4, 5 o más dimensiones. los átomos por ejemplo están en más de diez dimensiones. pero aquí surge un problema, nosotros solo somos capaces de apreciar tres o menos dimensiones. ¿cómo podemos ver un objeto en cuatro dimensiones si sólo apreciamos tres?¿somos capaces de verlo realmente? si sólo somos capaces de ver tres dimensiones dudo mucho que haya cerebro humano que conciba la cuarta dimensión, aunque algún excéntrico(Dalí) dicen haberla apreciado. así pues de esta cuarta dimensión sólo seremos capaces de ver las sombras que producen en nuestro mundo de tres dimensiones. para explicarme haremos una sencilla práctica mental(hay dibujitos que te ayudan). en un mundo de dos dimensiones, puede haber cuadrados, triángulos, circunferencias, etc(dibujo 1). ¿Qué pasa entonces si un triángulo se encuentra con una esfera(dibujo 2)? sólo pasaría algo si la esfera atraviesa el mundo de dos dimensiones. en ese caso el triángulo vería simplemente circunferencias que se irían haciendo más grande hasta llegar el ecuador, y después más pequeñas hasta desaparecer cuando la esfera haya atravesado por completo el mundo bidimensional(dibujo 3). así pues si fuera un cubo, vería nada más que un cuadrado y si fuera una pirámide de cuatro lados, triángulos que se hacen más pequeños(dibujo 4). así pues, una vez que sabemos que pasa cuando un objeto de una dimensión más produce sobre objetos de una determinada dimensión, podríamos predecir qué es lo que sucedería con un objeto de cuatro dimensiones.sólo seríamos capaces de ver su sombra que sería de tres dimensiones. entonces veríamos figuras tridimensionales que son sombras de objetos de cuatro dimensiones. para ser el primero es un poco fuerte, ¿no? espero no ser pesado, dejadme alguna señal de vuestra lectura y así seguiré llenando este espacio. GRACIAS.