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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?

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.

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.

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)

 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.

 

 

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.

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.