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sábado, 6 de junio de 2009

10 Extrañas Teorías Cosmológicas (traducción)

Por Stephen Battersby (www.newscientist.com)

La cosmología es una de las áreas más creativas y bizarras de la ciencia. Te invitamos a explora algunas de las ideas más extrañas.

No. 1: Choque de Branas
¿Será nuestro universo sea una membrana flotante en dimensiones más altas chocando contra universos vecinos? De acuerdo a una rama de la teoría de cuerdas llamada Braneworld (mundo de branas), existen grandes dimensiones de espacio extra y mientras la gravedad puede alcanzarlas a todas, nosotros estamos confinados a nuestro universo “brana” de tres dimensiones. Neil Turok de la Universidad de Cambridge y Paul Steinahrdt de Princeton, han propuesto que el big bang pudo haber surgido cuando nuestro universo chocó violentamente en contra de otro. Estos choques se repiten, generando nuevos big bangs de vez en cuando – por lo tanto si el modelo de un universo cíclico está en lo cierto, el cosmos puede ser inmortal.

No. 2: Evolucion de Universos

Cuando la materia se comprime a densidades extremas en el centro de un agujero negro, podría rebotar y crear un nuevo universo bebé. Las leyes de la física en este vástago podrían diferir ligera y aleatoriamente en comparación con su “padre”, por lo cual los universos podrían evolucionar, esto lo sugiere Lee Smolin del Perimeter Institure. Aquellos universos que crean muchos agujeros negros tendrán muchos hijos, por lo tanto terminarán dominando la población del multiverso. Si nosotros estamos viviendo en un universo típico, entonces debería haber leyes y constantes físicas que promueven la creación de agujeros negros. Aun desconocemos si nuestro universo está dentro de esta categoría.

No. 3: Tiempo-Espacio Superfluido
Una de las teorías más extravagantes de la cosmología dice que el tiempo-espacio se trata de una sustancia superfluida, fluyendo sin fricción. Entonces si el universo rota, el tiempo-espacio supefluido deberá de estar poblado de vórtices, de acuerdo con el físico Pawel Mazur y George Chapline esos vórtices pudieron ser la semilla para estructuras como galaxias. Mazur sugiere que nuestro universo pudo haber nacido en una estrella colapsando, donde la combinación de material estelar y el espacio superfluido podrían generar energía oscura, la fuerza repulsiva que está acelerando la expansión del universo.


No. 4: Universo “Ricitos de Oro”

¿Por qué el universo tiene las “perfectas” propiedades para permitir el surgimiento de vida? Modifica alguna constante física y terminaríamos sin estrellas, o sin materia, o con un universo con una vida tan corta como un parpadeo. Una respuesta es el principio antróptico: el universo que vemos debe de ser hospitalario o no estaríamos aquí para observarlo. Recientemente la idea ha ganado impulso, ya que la teoría de la inflación sugiere que hay una infinidad de universos allá afuera y la teoría de cuerdas sugiere que pueden tener una infinidad de leyes y propiedades diferentes. Muchos científicos desestiman el principio antróptico catalogándolo como no científico, pues no genera predicciones comprobables.

No. 5: La Gravedad Alcanza
La materia oscura quizás no es “algo”, quizás se trate de un nombre para un comportamiento extraño de la gravedad. La teoría llamada MOND por sus siglas en ingles (Dinámica Newtoniana Modificada), sugiere que la gravedad no decrece tan rápidamente como las teorías actuales predicen. Esta gravedad modificada puede suplir el rol de la materia oscura, manteniendo unidas galaxias y cúmulos que de otra manera se desintegrarían. Una nueva formulación de la MOND, consistente con la relatividad, ha reavivado el interés en la idea, sin embargo esta quizás no encaje con los patrones de la radiación de fondo.

No. 6: Fantasma Cósmico
Tres misterios de la cosmología moderna pueden ser englobados en una presencia fantasmal. Después de hacer ciertos ajustes a la teoría de la relatividad general de Einstein, un equipo de físicos encontraron una extraña sustancia emergiendo de su teoría, el “condensado fantasma”. Puede producir gravedad repulsiva conduciendo a la inflación cósmica en el big bang, posteriormente generando una suave aceleración que se le a adjudicado a la energía oscura. Por otra parte si esta escurridiza sustancia se agrupa, podría formar materia oscura.

No. 7: Un pequeño universo

El patrón de manchas en la radiación de fondo muestra una deficiencia sospechosa: existen muy pocas manchas de gran tamaño. Una posible explicación es que el universo es pequeño – tan pequeño que en el momento que se generó la radiación de fondo, simplemente no podía soportar esas grande manchas. Si así fuera el espacio, de alguna manera, debería de envolverse sobre sí mismo. Quizás la sugerencia más extraña es que el universo tiene forma de embudo, como la campana de una trompeta. Esta figura podría estirar las grandes manchas redondas en las pequeñas elipses que observamos.

No. 8: Luz Acelerada
¿Por qué los lados opuestos del universo parecen iguales? Se trata de un acertijo pues los extremos del universo actual nunca han estado en contacto. Inclusive en los primeros momentos del big bang, cuando estas áreas estaban muy cerca, no había tiempo suficiente para que la luz – o cualquier otra cosa – viajara de un extremo al otro. No había tiempo para que la temperatura y densidad se igualaran; y lo están. Una solución: la luz se movía mucho más rápido. Pero para eso hiciera sentido habría que hacer una revisión radical en la teoría de la relatividad de Einstein.

No. 9: Neutrinos Estériles

La materia oscura quizás está formada por las partículas más evasivas jamás imaginadas: neutrinos estériles. Son el primo hipotético de los neutrinos ordinarios y solo podrían interactuar con la materia mediante la fuerza de gravedad – haciéndolos esencialmente imposibles de detectar. Pero tienen las propiedades adecuadas para ser materia oscura “caliente”, zumbando a velocidades de algunos kilómetros por segundo, formando los cúmulos de materia oscura mapeados en observaciones recientes. Los neutrinos estériles podrían haber ayudado a que se formaran estrellas y agujeros negros en el universo temprano y brindar empuje a las estrellas de neutrones que corren por nuestra galaxia.

No. 10: En la Matrix
Quizás nuestro universo no es real. El filósofo Nick Bostrom ha afirmado que probablemente vivimos dentro de una simulación de computadora. Asumiendo que es posible simular la consciencia, civilizaciones avanzadas podrían intentarlo, quizás varias veces. Muchos de los universos percibidos serían simulados, de ahí la posibilidad de estar en uno. En ese caso, todas esas extrañezas cosmológicas como la materia y la energía oscura son parches ingresados para eliminar inconsistencias tempranas en nuestra simulación.

jueves, 18 de septiembre de 2008

¡¡¡Echale compadre a ver que sale!!!

Continuando con la fiebre del LHC, encontré un reportaje que me llamo la atención y siguiendo las ligas navegué desde el LHC hasta la explicación de un vector, pasando por la supersimetría, los grupos Poincaré, los grupos de Lorentz, el espacio de Minkowsky, los manifolds y los pseudo-Riemannian manifolds (la cinta mobius y la botella de Klein)... todo eso por culpa de SUSY (supersymetry), SUSY es uno de los posibles eventos que pueden generarse en el LHC, pero estas posibilidades realmente cuales son???

En orden descendente estos son los eventos que tienen posibilidades de encontrarse con el experimento más caro del mundo:

  • 100% de posibilidad de encontrar antimateria, la conocemos desde 1932
  • 95% de posibilidad de encontrar el bosón de higgs 
  • 60% de posibilidad de encontrar a SUSY
  • 50% de posibilidad de encontrar algo que no esperan los científicos y que jamás había sido predicho en ninguna teoría
  • 15% de posibilidad de encontrar material oscura y de registrar energía faltante en los choques evidenciando partículas invisibles que "roban" esta energía
  • 10% de posibilidad de encontrar dimensiones microscópicas extra lo que nos permitiría explicar el hecho que el universo esté "afinado" en sus constantes de forma tan precisa
  • 5% de posibilidad de encontrar Cromodinámicas cuánticas, que describe la interacción entre los gluónes y quarks
  • 3% de posibilidad de encontrar nada, aclarando que no es la explicación a la nada, sino el hecho real de encontrar cosas que ya sabemos y nada nuevo
  • 2% de posibilidad de encontrar el bosón de gauge, que según comentan los científicos no resuelven ningún "problema importante" dentro del modelo estándar
  • 2% de posibilidad de encontrar nuevos quarks o leptones
  • 1% de posibilidad de encontrar preones es decir los componentes de las partículas sub-atómicas, ¿podríamos llamaras partículas sub-sub-atómicas?
  • 1% de posibilidades de encontrar dimensiones extra macroscópicas
  • 1% de posibilidades de encontrar monopolos, stranglets, solitones, Q-Balls
  • 0.5% de posibilidad de encontrar nopartículas (unparticles... algo así como el nocumpleaños)
  • 0.5% de posibilidad de encontrar evidencia a favor o en contra de la teoría de cuerdas
  • 0.2% de posibilidad de encontrar algún mecanismo que explique el desequilibrio en el proceso de bariogénesis
  • 0.1% de posibilidad de encontrar energía oscura
  • 0.1% de posibilidad de encontrar agujeros negros
  • 10^-20% (0.000000000000000000001%) de posibilidades de encontrar a Dios
  • 10^-25% (0.0000000000000000000000001%) de posibilidades de encontrar un agujero negro estable y suficientemente grande para devorar a toda la tierra y a nosotros junto con ella
Asi que seamos optimistas, existe la oportunidad de simplemente preguntarle a Dios ¿cómo demonios organizó el universo? y terminar de una vez, con una cátedra divina, todas las tribulaciones de los físicos.

jueves, 31 de julio de 2008

LHC (Large Hadron Collider o Los Haré Caca)

Ha habido pocas noticias científicas que traspasan ese límite "amarillo" en los telenoticieros, pero creo que nuestro LHC si ha superado a "Dolly" y al calentamiento global. La gran "atraccion" de esta noticia es la inmediatéz del posible cataclismo.

Las agencias noticiosas aprovechan la desinformación del público en estos temas, para mejorar su rating, crear expectativas, hacer negocio en pocas palabras. Quizás ellos mismos no tienen los editores adecuados para este tipo de temas y simplemente se "dejan llevar".

Pero el asunto central aquí es: ¿El mundo se acaba? ¿Nos va a desintegrar un agujero negro? y aún más básico ¿Qué es el LHC?

¿Qué es el LHC?
Se trata del instrumento y experimento científico más grande de la historia. Un acelerador de partículas de unos 27Km de extención a 100m debajo de la frontera franco-suiza cerca de Ginebra. Su propósito, acelerar dos haces de hadrones (protones o iones de plomo) en sentidos opuestos para hacerlos colisionar uno contra otro a velocidades cercanas a la de la luz, logrando desintegrarlos en partículas más pequeñas (el átomo se vuelve divisible). La meta primordial del LHC es encontrar los Bosones de Higgs de los cuales hablaremos en otra ocasión.

Los encontronazos de estas partículas generan enormes cantidades de energía, que de acuerdo a lo que dicen los medios, tienen una magnitud suficiente para crear uno o varios agujeros negros que van a devorar la tierra. Para poner en perspectiva la "enorme" cantidad de energía que se genera, 2 protones chocando de frente al 99% de la velocidad de la luz equivale a la energía cinética de un mosquito volando...

¿Nos vá a desintegrar un agujero negro?
No, aunque la posibilidad de que se generen agujeros negros microscópicos es real, estos se evaporarían casi inmediatamente despues de ser creados, pues la cantidad de materia disponible y de calor no le permiten subsistir (la temperatura de un agujero negro es inversamente proporcional a su masa; mientras más pesado y masivo más frio).

¿El mundo se acaba?
En el mundo cuantico la probabilidad de que algo suceda, no puede ser descartada o asegurada al 100%, pero de acuerdo a los datos proporcionados por el CERN es practicamente nula la destrucción de la tierra por el LHC.

Una útima nota para tranquilizarnos: Todos los días la tierra esta siendo bombardeada por rayos cósmicos con miles de veces más energía que la que tendrán los rayos generado en el LHC y el hecho que la tierra y la vida siga existiendo es prueba que estamos seguros frente a los experimentos que se llevarán a cabo en el LHC y que brindarán una nueva visión sobre la conformación subatómica de la materia.