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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.

domingo, 2 de noviembre de 2008

Universo Oscuro

Casi un mes despues del post anterior me topo con una nota ke no solamente plantea nuevos calculos para detectar la material oscura, pero la implicación que proponen al final de tener todo un "universo oscuro" lo suficientemente complejo como para generar átomos y por consecuencia química y hasta biología.....

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.

martes, 26 de agosto de 2008

Nada de nada

Me encontré un excelente artículo de várias páginas que hablaba de nada...
























Al parecer, la nada está postulándose como la solución a todo... resulta irónico y aparentemente sin sentido, pero según nuevas teorias el vacío pudiera darnos bastantes respuestas acerca del origen y destino del universo.

Comencemos por el principio... de acuerdo a la teoría cuántica, en todo el espacio vacío que existe en los átomos, aparecen y desaparecen partículas que solo son visibles en las otras 7 dimensiones espaciales que NO percibimos por ser ambas tan pequeñas. Nuestro buen amigo Hendrick B.G. Casimir planteó en 1948, que estas partículas generarían una repulsión o atracción de acuerdo a su carga. Este efecto logró ser detectado y cuantificado en 1997, la fuerza ejercida por estas partículas es igual a la fuerza que generaría el peso de un solo glóbulo rojo sobre la palma de nuestra mano... ¿Qué implica esto? que existe energía en la NADA... propiamente dicho la energía proviene de algo que esta contenido por este vacio, el problema es que de acuerdo a los calculos, la energía ejercida por estas fluctuaciones en el espacio vacío de nuestro universo actual, haría que el mismo duplicara su tamaño cada 10 a la -43 de segundo, pequeño detalle... y otro pequeño detalle, asumiendo que existen fluctuaciones cuánticas en el vacío, el vacío NO ES EL ESTADO DE MENOR ENERGÍA EN EL UNIVERSO!!!!

Ahi se los dejo de tarea ;)


lunes, 4 de agosto de 2008

Cosmología 101

A buena sugerencia en mi post anterior, daremos un breve recorrido en las diferentes explicaciones del origen y destino del universo (aka Cosmología).

Por sanidad y longitud del post, hablaré solamente de las teorías relacionadas con la cosmología física, dejando de lado la cosmología filosófica y la religiosa.

Existen 2 "bloques" en eso del origen y destino del universo: El modelo estándar y la cosmología alternativa, el primero está basado en las ecuaciones de la relatividad general definidas a principios del sigo XX por Albert Einstein y corroboradas mediante la observación y experimentación. El segundo bloque, lo componen una serie de explicaciones que pueden estar basadas o no en el modelo relativista.

VW sedan 1980 (el modelo estándar)
La teoría más ampliamente aceptada y corroborada por la observación es la del famosísimo BIG BANG, la forma mas sencilla de explicarlo es echar para atrás la película del universo hasta que toda la materia y energía se concentraba en un punto infinitamente pequeño y denso llamado singularidad, es en este punto donde todas las leyes de la física se vuelven inútiles e incapaces de explicar nada más allá de la era de Plank. Al dar Play en este punto la energía, la materia y la antimateria, comenzaron a expandirse exponencialmente, trayendo un descenso de densidad y temperatura. El problema es que al existir materia y antimateria estas deberían de aniquilarse mutuamente dejando solamente fotones de alta energía, pero por cada 30 millones de aniquilaciones una partícula de materia no tenía su contraparte de antimateria (desequilibrio bariónico), esta diferencia permitió que la materia fuera ocupando el universo en expansión, permitiendo, posteriormente, la formación de las partículas que hoy conocemos.

Pelo morado y piercings (cosmología alternativa)
Estas explicaciones del origen y destino del universo son las "no alineadas" a los teoremas relativistas, no han podido ser comprobadas por medio de la observación o fallan al explicar aspectos específicos del universo en sus diferentes etapas. Existen 9 principales teorías que han competido en algún grado con el modelo estándar:
  • Cosmología Newtoniana
  • Universos Lorentzianos
  • Cosmología de relatividad temprana
  • Universo Machiano
  • Universo de Gödel
  • MONDs
  • TeVeS
  • Estado Estacionario
  • Teoría del Ambiplasma
Ninguna de estas teorías han logrado explicar o proponer un esquema completo a cerca de fenómenos generales y específicos a cerca del universo primigenio, actual o futuro. Para aquellos interesados en conocer la explicación de cada una pueden leer ese link. (inglés)

Queda evidente que el modelo estándar explica la mayoría de las etapas del universo, aunque queda a deber varios puntos importantes, como la bariosíntesis y el estado del universo antes de la era de Plank. Algunos siguen apostando por la teoría de cuerdas y "branas" para contar con una explicación global de la cosmología, otros siguen tratando de conciliar la relatividad y la física cuántica, algunos proponen que somos la representación de fórmulas matemáticas y solo eso... veamos quien gana.