Es la fuerza que mantiene unidos los núcleos atómicos. Recordemos que los núcleos de los átomos están compuestos por la unión de partículas llamadas protones (de carga eléctrica positiva) y neutrones (sin carga eléctrica). Gracias a esta fuerza existen más átomos que el de hidrógeno ya que al existir más de un protón en el núcleo de un átomo, por tener cargas eléctricas iguales, deberían de repelerse, jamás unirse. Esta energía permite la existencia de todos los demás átomos conocidos al unir los protones y neutrones en su núcleo. Es la más fuerte de las 4 y su accionar, como acabamos de ver, lo achacamos al bosón que llamamos "gluon".
Fuerza nuclear débil:
Es, principalmente, la responsable de lo que llamamos radiactividad, e interactúa a niveles sub-atómicos en la materia siendo la tercera en fuerza. Su accionar se deriva de la interacción con los bosones "W" y "Z"
Electromagnetismo:
Es la fuerza responsable de cargar eléctrica y magnéticamente las partículas sub-atómicas que a su vez la trasladan a los átomos y al resto de la materia existente, su interacción produce, también, los diferentes tipos de radiaciones electromagnéticas. Está presente en toda la materia solamente que en algunos casos al estar balanceadas las cargas positivas y negativas se neutraliza. Por ejemplo un átomo convencional es eléctricamente neutro pero si desbalanceamos sus cargas eléctricas (variando la cantidad de electrones que orbitan el núcleo) lo convertimos en lo que llamamos un "ion" negativo o "anión" (de ahí procede el nombre de ánodo al polo negativo de una batería o de un imán) si le sumamos electrones; o lo convertimos en un "ion" positivo o "catión" (de donde procede el nombre de cátodo dado al polo positivo) si le quitamos electrones. Es la segunda fuerza en potencia. Su accionar se debe a la participación de las particulas elementales que llamamos fotones (el otro tipo de bosón confirmado)
Gravedad:
Es la más débil de las 4 fuerzas. En la física tradicional se define como una fuerza de atracción entre todos los cuerpos con masa, es decir, una fuerza que provoca que toda la materia del universo se atraiga entre sí. Es la más común y cotidiana de las cuatro fuerzas y la menos comprendida. Esta rige la mecánica cosmológica por lo cual más adelante trataremos de definirla y explicarla con más detalle. No posee ninguna partícula confirmada para explicar su accionar, se ha sugerido la existencia de un nuevo tipo de bosón para este efecto el cual sería denominado "gravitón" del cual aún no se han encontrado ni rastros.
Como hemos afirmado, la singularidad original estaba compuesta de energía pura, de la cual al expandirse, una parte se convirtió en materia por lo tanto podemos decir que materia y energía son una misma cosa. De hecho Albert Einstein así nos lo indicó con su famosa formula E=mc^2; donde E (energía) es igual a la masa de un cuerpo (m) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado (c2), así obtenemos la cantidad de energía que existe en un cuerpo. Por pura lógica si invertimos esta fórmula tendríamos la cantidad de energía necesaria para crear la masa contenida en dicho cuerpo.
Es interesante ver como se relacionan las 2 grandes formas de la física en esta teoría para tratar de explicar tanto el concepto y el origen de la materia como del universo. Pero debemos conocer porque hablamos de 2 ramas en la física y porque no se han podido unificar.
En física cuántica se estudia el comportamiento de los átomos y las partículas sub-atómicas que los conforman, a estos niveles la materia se rige básicamente por 3 de las constantes universales, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y el electromagnetismo; especialmente a éste nivel, las partículas tienen un comportamiento que se puede tachar de "muy extraño" e inclusive en algunos casos inexplicable, de hecho se ha observado como aparecen y desaparecen partículas de la nada en lo que creíamos vacío, además se nos ha hecho imposible integrar de forma contundente la fuerza de la gravedad en esta rama de la física. A diferencia, la física relativista o cosmológica gira más bien en torno a la gravedad, sin dejar por fuera las otras 3 formas básicas de energía, esta rama de la física explica con bastante claridad el funcionamiento del universo a niveles atómicos, cotidianos y cosmológicos. Desde que surgieron estas diferencias se ha tratado, sin éxito hasta el momento, de unificar estas dos ramas de la física para así tener lo que soñamos con llamar "una teoría cuántica de la gravedad" que explicaría toda la mecánica universal desde la partícula más elemental hasta el más gigantesco y súper-masivo hoyo negro.
Como acabamos de mencionar, algunas nuevas teorías proponen la existencia de un nuevo e hipotético tipo de bosón llamado "gravitón", para tratar de integrar la gravedad a la física cuántica como es el caso de la teoría "M", la cual trata de unificar las 5 teorías de "cuerdas" propuestas en los albores del siglo XX. El principal aporte sugerido en estas teorías, a parte de esta partícula, consiste en cambiar la forma de entender y ver todas las partículas sub-atómicas. Desde su descubrimiento la ciencia en sí y los científicos han concebido estas partículas como puntos o esferas diminutas con características solidas en el caso de la materia y a las cuales se les mide la cantidad de masa y energía que poseen según su género o según al grupo que pertenezcan. En las teorías de cuerdas este concepto cambia radicalmente; se redefinen como diminutas "cuerdas" unidimensionales en constante vibración, las cuales, según su forma y la manera en que vibran, dan como resultado una partícula u otra, así, tendríamos una pequeñísima "cuerda" que al vibrar de una forma y bajo ciertas características nos daría un fotón o al hacerlo de otra forma podría interactuar con el campo de Higgs y nos daría algún tipo de cuark, dependiendo de la manera como vibre tendríamos materia o energía. Para poder traer a nuestra mente este concepto con claridad, tratemos de imaginar un grupo de 3 niños jugando a saltar la cuerda, mientras 2 de los niños sostienen por cada extremo la cuerda y la hacen girar, el tercero salta cada vez que la cuerda se aproxima a sus pies. Ahora retiremos de esta imagen a los tres niños pero tratemos de conservar, en esta, solamente la cuerda y su movimiento, si aceleramos lo suficiente la imagen nos parecerá que la cuerda desaparece y empezamos a mirar como aparece en su lugar una esfera que abarca todo el movimiento de la cuerda, si logramos suficiente aceleración en esta imagen la esfera nos parecerá solida inclusive al tacto.
Las 5 teorías propuestas en este campo comparten esto como similitud, varían en la cantidad de dimensiones necesarias para explicar todas las partículas e inclusive sugieren algunas variantes en la "cuerda" en sí, proponiendo "cuerdas" abiertas (como pequeños hilos) o cerradas (éstas, más bien, parecerían pequeños aros u ochos) y la existencia, en algunos casos, de entrelazamientos de "cuerdas" que formarían algún tipo de membranas llamadas "branas". Algunas dimensiones adicionales consisten en las variantes de frecuencia con que vibra la "cuerda" y otras las llaman "dimensiones dobladas" que se encontrarían ocultas en el micro espacio de estas partículas y por lo tanto se convierten en inapreciables, de ahí que a escalas cotidianas (tamaño apreciable fácilmente para el ojo humano) no las podemos percibir.
Bien…, ya conocemos, aunque de forma muy parcial y resumida, los postulados básicos de las teorías físicas que explican de donde proviene tanto el universo como los componentes básicos de todo lo que existe en él, incluyéndonos a nosotros mismos. Seguidamente continuaremos con la mecánica que le dio forma.
Capitulo 3
Primera parte
Hasta este punto hemos tratado de explicar los conceptos de espacio-tiempo y materia-energía, ahora viene lo mejor, la gravedad y como interactúa todo junto según la teoría mas revolucionaria y famosa de la historia, la teoria de la relatividad de Albert Einstein. Todo para hacer funcionar nuestro universo.
Primero repasemos el concepto tradicional de gravedad que nos dice que es una fuerza de atracción entre 2 o más cuerpos con masa contenidos en el espacio de nuestro universo. Nos provoca la sensación de peso por la fuerza de atracción que produce la masa del planeta tierra sobre la masa de nuestros cuerpos o cualquier otro objeto en las proximidades de la superficie del planeta que no esté sometido a alguna otra fuerza. A nivel cosmológico es la fuerza que mantiene unido, de diversas formas, nuestro sistema planetario (el planeta Tierra y nuestro satélite la Luna), nuestro sistema solar e inclusive nuestra galaxia, La Vía Láctea.
Pero…; es una ley de atracción; entonces, ¿por qué la Luna no choca con la Tierra?; ¿la Tierra con el Sol? o ¿Por qué existe lo que llamamos una órbita?
Cañon para colocar balas en orbita
En realidad los cuerpos celestes que se encuentran en órbita alrededor de otros con mayor tamaño y de mayor masa, como los casos anteriores, se encuentran en "caída libre" atraídos, gracias a la fuerza de gravedad, hacia los cuerpos de mayor masa que orbitan. Para explicar esto Sir Isaac Newton nos expuso, desde que concibió su antigua, pero eficas ley de gravitación, la siguiente comparación, nos dijo que debíamos imaginar un cañón en la cúspide de una montaña mucho mayor al Everest (como el de la ilustración), tanto que éste se encontraría fuera de la atmosfera del planeta. Si lo disparamos de manera horizontal con muy poca fuerza, la bala recorrerá una distancia y luego chocará con la superficie de la Tierra víctima de la atraccion ocacionada por fuerza de la gravedad, como se aprecia en los casos A y B. Si lo disparamos con demasiada fuerza, la bala seguirá derecho escapando de la fuerza de atracción de la tierra provocada por la gravedad y se perderá en el espacio, como se ilustra en el caso E. Pero si lo disparamos con la fuerza apropiada, como se representa en los casos C y D, la bala empezará a caer, víctima de la atracción del planeta, justo en el momento que mantendría la distancia con la superficie de la tierra y al encontrarse fuera de la atmosfera del planeta no tendría ningún tipo de resistencia que la frene o reste velocidad, podría mantener su velocidad por siempre y así la bala "caerá" por siempre hacia la superficie del planeta manteniendo la distancia del mismo formando, entonces, una órbita.
Sir Isaac Newton
Esta idea podemos revisarla con más detalle repasando la ley de gravitación propuesta por Sir Isaac Newton, la cual funciona tan bien que, dada su simplicidad en comparacion con las teorias relativistas, inclusive en la actualidad los físicos la utilizan para algunos de sus cálculos. Mas… esta presentaba algunos problemas para, por ejemplo, predecir orbitas muy cercanas a cuerpos celestes con masas muy grandes. Por ejemplo la órbita de mercurio, al encontrarse tan cerca de la masa de nuestro Sol, siempre fue un enigma para la ciencia pues esta ley no podía predecirla con exactitud ni explicar algunos de sus detalles.
Albert Einstein, al publicar su teoría de la relatividad general, nos indicó que la fuerza de la gravedad no existe como tal, que más bien es el resultado de la deformación del espacio-tiempo en presencia de la materia; por lo tanto el efecto de atracción entre cuerpos es solamente una ilusión provocada por la caída de los cuerpos con masa en esas deformaciones. (A esta conclusión llego tras años de estudios en su "laboratorio personal", su cerebro, y utilizando su propio "equipo de última tecnología", su imaginación. Así es, estas fueron las herramientas de la mente más brillante de siglo XX y quien sabe de cuantos siglos más. Tratemos, ahora, de seguir sus pasos e imaginemos para entender.)
Descripcion de la fuerza de la gravedad según Einstein
Para simplificar y entender este concepto podemos imaginar el espacio-tiempo de forma bidimensional (2 dimensiones, largo y ancho), como si se tratase de una tela lisa y elástica, como si fuese la tela de un trampolín en el cual colocamos una pesada bola de bolos, esta deformaría la superficie lisa y plana del trampolín curvándola hacia abajo y provocando un pequeño hoyo, una concavidad. Si colocamos otra bola de bolos en otro punto de nuestro trampolín de igual peso a la primera, veremos cómo ambas provocan la misma deformación y como empezarán a rodar una hacia la otra, a la misma velocidad, hasta colisionar ambas en un punto intermedio de sus posiciones originales y forman una deformación mayor a las originales pues en un solo punto, donde ambas se unieron, existe ahora el doble de peso. Si repitiésemos la acción y colocásemos otra bola de igual peso a la primera en otro punto de nuestro trampolín veríamos como esta se desplazaría, a una velocidad mayor a la original, hacia la deformación más grande que provocan las 2 bolas que ya están juntas, pero también podremos observar, debido a la deformación que provoca la bola que acabamos de colocar, que las 2 bolas que ya estaban unidas se desplazaran un poco más lento de la velocidad original hacia la bola ultima que colocamos, uniéndose las tres, esta vez, a 2 terceras partes de la distancia original medida desde la última bola que colocamos, o lo que es igual, a una tercera parte de la distancia medida esta vez desde las 2 bolas que ya estaban unidad después del primer ejercicio.
Juego de ruleta
La sensación de peso que nos provoca la gravedad se representaría en este ejemplo como si fuésemos mucho más pequeños que una hormiga y estuviésemos atrapados entre la bola y la tela del trampolín. La presión que ejerce la tela sobre nosotros hacia la bola correspondería a nuestro peso.
Para describir una órbita debemos pensar, por ejemplo, en el juego de casino llamado ruleta, donde en el borde de una superficie cóncava lanzan una ficha que jira hasta que la resistencia del aire la frena y cae en un número. Recordemos que el impulso que se le da a la ficha es hacia el frente en línea recta, no se puede impulsar "en curva", la ficha describe una curva por la concavidad alrededor de la cual gira y si no existiese nada que frene el impulso de la ficha la misma giraría por siempre en el borde de la superficie cóncava como lo hace la Luna alrededor de la Tierra.
De esta forma, según la física relativista, se puede describir la atracción entre todos los cuerpos con masa en el universo, que llamamos fuerza de gravedad y la manera como une y a la vez mantiene separados los cuerpos celestes en el universo. Además, por esta razón Einstein llegó a concluir que la fuerza de la gravedad, como tal, no existe; y la describió como una ilusión provocada por la deformación del espacio-tiempo.
Recordemos el concepto de espacio-tiempo en el que afirmamos que ambos al unísono conforman el entorno necesario para la existencia de la materia y la energía por lo tanto la presencia de cuerpos con masa en el universo deforman el espacio y también curvan la línea continua del tiempo haciendo que este transcurra más lentamente, entre más masa posea un cuerpo más se acentúa este efecto.
Siguiendo con nuestros ejemplos bidimensionales, "el peso" de la masa de un cuerpo estira y curva el tejido de la "tela del espacio" y por lo tanto estira y curva la línea continua del tiempo en la misma proporción por lo que causa que el tiempo transcurra de forma más lenta. Como ejemplo debemos imaginar que podemos viajar y sobrevivir en la superficie de nuestro sol, ahí por su gran masa el espacio-tiempo está más deformado que en nuestro planeta esto causa que el tiempo transcurra más lentamente allá que en la Tierra, así un observador desde la tierra vería como en cámara lenta las acciones ocurridas a las personas en la superficie del sol y el observador en el sol vería en cámara rápida las acciones en la tierra, para ambos, desde la perspectiva de cada uno, un segundo dura lo mismo, los relojes caminarían igual, no sentirían cambio alguno. La diferencia se aprecia al observar desde un campo gravitatorio diferente como es el caso del de la Tierra hacia el del Sol o viceversa.
Recordemos que nuestros ejemplos están representados en 2 dimensiones (largo y ancho), pero el espacio-tiempo de nuestro universo tiene al menos 4 dimensiones (largo, ancho, alto y 1 temporal). Pensarlo en 4 dimensiones lo hace un poco más complicado pero si queremos comenzar podemos imaginar que insertamos la bola de bolos en un tanque de espuma, ésta deformaría la espuma hacia todas direcciones y crearía un hoyo que sería ocupado por la masa de la bola (deformando la espuma en las tres dimensiones físicas), si la dejamos ahí por algunos miles de años esta puede que se degrade hasta convertirse en polvo, pero su materia continuaría ahí solamente habría cambiado de forma; de ahí, aunado a la deformación del tiempo, la necesidad del tiempo como dimensión para explicar y entender lo cambiante de la materia y la energía incluyendo transformaciones de estado entre ambas, ya que ahora sabemos que la famosa formula de Einstein E=mc^2 podemos invertirla, tanto pasa la materia a ser energía como la energía a ser materia, como en el campo de Higgs. Así el espacio-tiempo lleva sus efectos hacia todas direcciones, izquierda, derecha, al frente, atrás, arriba, abajo y todos los intermedios de estos parámetros. Siendo asi, se nos hace un poco más difícil de imaginar, pero la realidad es así de complicada.
En el universo existen cuerpos celestes de diferentes tamaños, con diferentes masas que deforman de diferentes formas el espacio-tiempo, mas "el record de deformación" lo tienen los llamados "agujeros negros". Estos, según entendemos, nacen tras el colapso de cierta clase de estrellas que, gracias a la fuerza de la gravedad, implotan toda su materia hacia un área relativamente muy pequeña, creando lo que llamamos "una singularidad espacio-temporal" que es un punto en el espacio-tiempo en el cual existe tanta masa que crea una gravedad tan gigantesca que ni siquiera la luz puede escapar a la misma. Si te preguntas como podemos encontrar lugares en el espacio que no irradian nada, que son simplemente manchas negras en un lienzo negro, es porque son lugares en el universo con tanta gravedad que solemos ver cómo le "roban" materia a estrellas cercanas o como afectan sus orvitas, hechos que delatan su existencia y ubicación.
Deformacion del espacio-tiempo que produse un "hoyo negro" según Einstein
Desde el punto de vista de la relatividad de Einstein son lugares en el universo en los cuales por la acumulación de masa con tanta densidad deforman el espacio-tiempo formando no una concavidad sino más bien la caída hacia "un cilindro" (con tendencia hacia el infinito) de las fibras de la "tela" del espacio-tiempo por lo cual, la fuerza gravitatoria generada es tan descomunalmente fuerte que atrapa hasta la luz en una órbita serrada sobre la superficie del hoyo negro.
Ahora bien, los diferentes tipos de luz, como ya sabemos, son una energía compuesta por partículas llamadas fotones y estas, a su vez, son lo que se desplaza por nuestro universo a la mayor velocidad permitida según las leyes de Einstein, 299.792,46 kilómetros por segundo, si con el máximo empuje conocido y recordando que esta partícula es energía pura por lo cual carece de masa, no podes escapar a tan enorme fuerza de atracción, entonces, podemos afirmar que es imposible escapar. De un agujero negro no escapa nada. Ahora tenemos que recordad que la línea continua del tiempo se deforma en la misma proporción que el espacio, entonces en un área con tal deformación el tiempo se detendría totalmente. Así debemos afirmar que en un agujero negro el espacio-tiempo desaparece por completo. Con estas características tenemos un área totalmente "singular" en el universo en la cual no existe el espacio-tiempo (como lo conocemos) y realmente no sabemos que sucede con la materia y las energías que son atrapadas en estas zonas del universo, así, tenemos la formación y existencia de lo que llamamos una "singularidad espacio-temporal", un punto del universo en el cual por la acumulación de materia o energía, o de ambas se deforma tanto el espacio-tiempo que carece de tiempo y de espacio en su totalidad.
A este momento as reafirmado o conocido, a manera de resumen, las bases teóricas más aceptadas y comprobadas dentro de las principales teorias que tratan de explicar como se formo y como funciona nuestro universo.
Capitulo 4
Primera parte
Comensaremos este capitulo haciendo un pequeño recuento de sucesos que describa el nacimiento de nuestro universo, según las teorías que ya conoces:
Anterior al "Big Bang", en un "basto e infinito espacio inexistente", se da la aparición de una cantidad, desde nuestra perspectiva, infinita de energia pura que da origen a algo similar a una "singularidad espacio-temporal", la cual sufre una súbita y repentina expansión que da "a luz" a nuestro universo. Al iniciar la expansión de esta energia se da origen, primeramente, a nuestro espacio-tiempo y asi comienza a corre el primer segundo de existencia, durante el cual la expancion de esta infinita cantidad de energía, no solo da forma, si no que tambien pone en función las diferentes mecánicas necesarias para el correcto accionar de este nuevo universo.
Concepcion artistica del "Big Bang"
De esta energía fundamental se derivaran, posteriormente, las 4 energías básicas que conocemos como constantes universales, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y la gravedad. Continuando con esta repentina expansión de la energia original y aún lejos de finalizar el primer segundo, el nuevo universo en formacion empieza a perder temperatura propiciando la transformación de parte de la energía original que lo inunda, en los primeros quarks, electrones y neutrinos. Justo en este momento se da el rompimiento de una ley física ya demostrada llamada "principio de simetría" que nos indica que por cada partícula de materia que se origina aparece su respectiva antipartícula, efecto que provoca su anulación mutua. Si este principio hubiese prevalecido la materia que se encuentra actualmente en el universo se hubiese destruido durante este primer segundo de existencia con su respectiva antimateria. Para mantener vigente este principio se cree que todas las partículas masivas elementales, en un principio de energia pura, ganaron su masa al atravesar el aún hipotético, campo de Higgs, aquí, de momento, no se tiene muy claro porqué, siendo en un principio, en teoria, iguales, algunas partículas ganaron más masa que otras frenanando su velocidad, por ejemplo, los quarks son partículas muy masivas y poco veloces, los electrones son partículas de muy poca masa pero que conservaron mucha de su velocidad y los fotones se conservaron como partículas sin masa, de energía pura y como las mas veloces posibles; tal cual tubieron lugar no solo a estas sino que tambien a sus respectivas antiparticulas. Empiesa aquí y de esta forma lo que conocemos como las "batallas de materia-antimateria"; dada la existencia de ambas dentro de un mismo espacio debieron aniquilarse mutuamente en su enorme mayoria liberando nuevamente las particulas de energia originales, mas, según se supone, de alguna manera sobrevivio una pequeña cantidad de pariculas de materia. La energia liberada nuevamente repite el proceso supuesto por una incalculable cantidad de ocaciones acumulando cada vez mas materia hasta que solo esta prevalece dentro del nuevo universo.
Aún dentro del primer segundo de existencia, el universo continúa perdiendo temperatura y propicia que en el plasma de quarks se formen agrupaciones de 3 de estas partículas originando protones y neutrones. Pasado este primer segundo del universo y, según se calcula, hasta 3 minutos después del Big Bang se forman los primeros núcleos de hidrogeno y helio, pasaran ahora 300,000 años en los cuales estos núcleos atrapan sus respectivos electrones formando así los átomos de estos elementos fundamentales, a partir de aquí el universo empieza a estabilizarse para convertirse en lo que es hoy, y los primeros fotones, que fueron partículas que no ganaron masa al atravesar el campo de Higgs evolucionan independientemente de la materia y marcan el fondo cósmico de microondas. Ya a este punto el universo tiene la "materia prima" para que la gravedad comience su trabajo y empiece la formación de estructuras dentro de un universo homogeneamente cargado de la misma, dando origen a grandes acumulaciones similares a "gigantescas nubes" dentro de las cuales la fuerza gravitacional va provocando que, a su vez, se formen acumulaciones cada vez menores pero de mayor dencidad, asi hasta llegar a formar "pequeños grumos" en los que en su interior se crean agrupaciones tan densas de estos nuevos atomos que da origen a los primeros cuásares, que según se cree, fueron un tipo de estrellas muy brillantes. La gravedad lo logra acumulando los elementos residuales resultantes del Big Bang, el hidrogeno, helio y litio, en "pequeñas" áreas del universo provocando que aumenten la presión y temperatura (a causa de la friccion entre átomos) originando así el proceso de fusión nuclear que enciende una estrella y da como resultado la aparición de elementos más pesados como el berilio, boro, carbono, nitrógeno, oxígeno y demás elementos conocidos. Asi tenemos la formacion de las actuales estructuras universales que llamamos super-cumulos y cumulos galacticos, de las mismas galaxias y finalmente de las primeras estrellas. Un par de generaciones estelares más adelante, tras la diceminacion de elementos cada vez mas pesados a causa del colapso de estas primeras estrellas, se formarían nuevas estrellas con planetas a su alrededor, como nuestro sistema solar, e incluso estos elementos forman parte y propician en la aparición de vida en al menos uno de esos planetas, nuestra Tierra.
Mas…, ahora nos queda una importante interrogante a nuestro alrededor… ¿Qué tamaño alcanzo el universo tras su proceso de formacion? y, por lo tanto, ¿Que tamaño tiene hoy en dia?
Esperamos que la respuesta no te decepcione…
En realidad no tenemos ni la mas remota idea…!!!
Pero… algo si te podemos afirmar la palabra "gigantezco" se queda muy corta… Mira, para definir lo que actualmente conocemos como "universo observable", o sea el universo que de una u otra manera podemos observar, tenemos que traer a nuestra mente el ejemplo del auto azul frente a nuestra casa que analizamos al principio de este texto. Confiamos en que lograste entender el concepto, pues debemos llevarlo mucho mas alla, al maximo extremo para lograr establecer un calculo y crear una concepcion mental apropiada de lo enorme del tamaño de nuestro universo. En aquel ejemplo mencionamos que mirar cada vez mas lejos es mirar cada vez mas hacia el pasado de nuestro universo, por lo que nos es totalmente imposible observarlo directamente como realmente es hoy. Dado este efecto y tomando en cuenta que la edad estimada del universo es de 13,700 millones de años nos es totalmente imposible observar objeto alguno a mas de 13,700 millones de años luz, ya que la relacion año-luz/año es totalmente directa; un año luz corresponde a la distancia que viaja la luz en un año, por lo que podemos afirmar que antes de este tiempo no habia nada que observar, no habia nada que emitiera tipo de luz alguna, antes de este tiempo nuestro universo no existia. Para que entendamos a cabalidad la referencia con el tamaño de nuestro universo, debemos traer, tambien como ejemplo, a nuestra mente la mencionada galaxia MAC1149JD, recordemos que la luz que esta emitio, según los calculos, hace 13,200 millones de años esta llegando hasta el dia de hoy a nosotros, esto significa que la vemos hoy como era y donde estaba hace justamente ese lapso de tiempo. Asi, podemos afirmar que el "universo observable" abarcaria una esfera de 13,700 millones de años luz de radio con nuestro planeta justo en su centro.
Ahora bien, tomando en cuenta la acelerada expansión de nuestro universo, entre 60 y 80 kilometros por segundo por cada 3,261,563.78 años luz de distancia (1 megaparsec), esto según la dinamica sugerida por Hubble, expansión achacada, según la ciencia actual, a lo que llamamos "energia oscura", esta galaxia se encontraria realmente el dia de hoy a aproximadamente 45,000 millones de años luz de nosotros.
Siendo asi debemos entender:
_Nos es imposible observar directamente donde esta la galaxia MAC1149JD el dia de hoy, pero dados los datos recopilados podemos con toda certeza calcular su ubicacion.
Ademas, aplicando la misma formula al universo en si, obtendriamos una esfera de 46,500 millones de años luz de radio que mantiene a la Tierra justo en su centro y asi, podemos definirla como "universo conocido" manteniendo su forma esferica con un diametro de 93,000 millones de años luz de lado a lado.
Estimado lector (a)…, el problema radica en que todos estos calculos los realizamos a partir de un "punto original" de dimencion, o tamaño, cero tanto en el tiempo como en el espacio situado hace 13.700 millones de años. Ahora bien, como acabas de observar, durante el primer segundo de formacion del universo este alcanso un tamaño ya "universal" realmente desconocido por lo enorme de su magnitud, por lo que estos calculos abarcan su expansión a partir del punto donde posteriormente se formaria nuestro planeta, convirtiendose actualmente en ese "punto original" al que nos referimos y NO al lugar exacto donde ocurrio el "Big Bang".
Ahora bien, anteriormente quizas hayas leido en algun texto de este tipo o escuchado el termino "el universo es plano" al referirse a su geometria; NO lo mal interpretes, NO es literal, se refiere a la perspectiva que nos proporciona el estudio del "fondo cosmico de microhondas" y a la distribucion de la materia dentro de las esferas referidas ("universos observable y conocido") y no a su forma real, la cual asumimos esferica.
Ok… tratemos, ahora, de traducir esto a un castellano mas entendible.
Si el "universo total" tuviese el tamaño maximo referido (93.000 millones de años luz), asumiendo su forma esferica, podriamos, tras los estudios mencionados, detectar la curvatura que reflejaria su forma esferica tras "acercarnos" al horizonte o limite que demarca su circunferencia. O, dicho de otra forma, podriamos "ver" la curva de la esfera desde el interior donde nos encontramos. La verdad, esto no ocurre, no detectamos o "vemos" dicha curvatura, sino mas bien, observamos una "linea recta" que nos da una perspectiva plana. Tras estos estudios, no obtener los resultados esfericos esperados solo tiene una explicacion posible… nuestro "universo conocido" es solo una pequeña parte de un "universo total" de mucho mayor tamaño.
Este punto es un poco dificil de visualizar y, por lo tanto, dificil de entender, por lo que, talvez, con estas ilustraciones podamos ayudarte:
En esta ilustracion el circulo azul representa la circunferencia total de nuestro "universo conocido", con un diametro de 93.000 millones de años luz y, por lo tanto, la perspectiva curva que deberiamos persibir si no existiese nada mas alla. Las circunferencias de color rojo reprecentan la perspectiva que se obtiene al formar parte de otra con mucho mayor tamaño. Mas detalladamente vemos:
En realidad la perspectiva obtenida es totalmente plana, como una linea recta, lo que nos indica que el universo total es inmensamente mayor al universo conocido, mas… actualmente nos es totalmente imposible calcular su tamaño total.
Por otra parte, debemos entender tambien que dada la expansión acelerada, observada y ratificada, de nuestro universo conocido, se nos da la ilucion obtica de que realmente nuestro planeta y nosotros mismos estamos uvicados justo al centro del universo, mas, realmente tenemos que tener claro que este concepto es parcialmente correcto. Al ser nuestro universo conocido una ampliacion teorico-matematica del universo observable y dada la expansión acelerada del mismo, este donde quiera que este uvicado nuestro planeta dentro de la geometria (forma) del universo total tendremos siempre esta perspectiba. Respira profundo y tratemos de entender:
Dentro de un espacio o campo cualquera en expansión hacia todas direcciones tanto se alejan los objetos de ti en un centido haciendo el espacio mas amplio, como tu te alejas de los otros en el centido contrario tambien ampliando el espacio de la misma manera y en la misma proporcion. Por ejemplo:
Apoyandonos en esta ilustracion podemos apresiar como tanto estando ubicados en la posicion de origen como en la 2 o la 3 tenemos la misma perspectiva de ampliacion del espacio entre los puntos azules, de igual manera ocurriria en cualquier otra uvicacion, siempre tendremos la perspectiva falsa de estar quietos en un punto central y que todos los demas objetos se alejan de nosotros en ambos sentidos.
Por eso afirmamos que el concepto de estar uvicados justo al centro del universo es parcialmente correcto, porque es totalmente sierto, como hemos venido afirmando, dentro del "universo conocido", pero no tenemos ni la mas remota idea de nuestra uvicacion dentro del "universo total" y como ya savemos esta perspectiva no es para nada confiable.
Muy bien…, para este momento debemos manejar una buena idea del origen y de la realidad universal, solo nos queda suponer su final.
Esta teoría también nos da 4 posibles panoramas para el final del universo, los cuales se ven muy afectados por lo que la ciencia ha llamado la energía oscura. Esta aparece como respuesta a las observaciones que indican que al contrario de lo que se esperaba, en vez de que la atraccion ocacionada por la fuerza de gravedad esté frenando la expansión del universo, una nueva forma de fuerza aún inexplicable, más bien acelera cada vez más dicha expansión.
Muerte caliente.
El universo continúa con su actual ritmo de expansión poniendo mucho más espacio entre las galaxias y estas terminan colapsando dentro de los hoyos negros súper masivos que se ubican actualmente en sus centros. Durante este proceso el universo se convertirá en una sopa de radiaciones y morirá enfriándose lentamente.
El Big Crunch.
Si la densidad de la energía oscura desciende o desaparece, la fuerza de la gravedad debería revertir el actual proceso de expansión del universo provocando que se contraiga de nuevo hacia un estado cada vez más caliente y denso hasta volver a formar una singularidad espacio-temporal.
Este modelo se utiliza mucho para darle un sentido cíclico al universo.
El Big Rip.
Si la densidad de la energía oscura continua incrementándose indefinidamente, esta provocaría que no solo las galaxias se separen sino que llegaría a ser tan fuerte como para separar las moléculas, los átomos y hasta las partículas sub-atómicas que forman la materia.
Metaestabilidad del vacío.
Si el universo se ubica en un falso vacío de larga vida probablemente llegue a colapsar sin ningún tipo de previo aviso en un túnel hacia un estado de menor energía. Todo colapsaría y se destruiría dentro del túnel instantáneamente.
Muy resumidamente acabamos de explicar los puntos más importantes de las teorías del "Big Bang" y del grupo de teorias en las que se apoya, estas unidas responden la mayoría de las preguntas sobre cómo se originaron nuestro universo y la materia que lo "inunda", (por lo tanto, por miles de millones de años de evolución universal, a nivel físico, explica por qué existimos), y cómo funciona el universo desde su origen hasta la actualidad. El análisis profundo de estos conocimientos llevó a los físicos Stephen Hawking y su colega Leonard Mlodinow a anunciar la proximidad de la tan ansiada unificación de las físicas cuántica y cosmológica a partir de la unión de estas teorías, y a publicar el libro titulado "el gran diseño" en el que con gran maestría explica la lógica de los conceptos que a su entendimiento confirman que la creación de nuestro universo se debió únicamente y como consecuencia de las leyes de la física a partir de una singularidad espacio-temporal infinitamente pequeña e infinitamente densa de energía que apareció de la nada al igual que aparecen de la nada partículas sub-atómicas en el espacio que comprende nuestro universo, afirmando entonces que la aparición de nuestro universo fue víctima de lo que llamó "creación espontanea". Asimismo ya que nuestro universo brotó de la nada, propone la existencia de múltiples universos originados de la misma forma y afirma que solo en algunos podría existir vida. Dicha selección es debida única y exclusivamente al hasar.
"Dado que existe una ley como la de la gravedad, el universo pudo y se creó de la nada. La creación espontanea es la razón de que haya algo en lugar de nada, es la razón por la que existe el universo, de que existamos. No es necesario invocar a Dios como el que encendió la mecha y creo el universo." Stephen Hawkins.
También nos sugieren, en su obra, que la necesidad de la existencia de un dios es únicamente producto de la ignorancia humana. Que por esta, nosotros los humanos, a través de la historia, hemos justificado todos los eventos que no comprendíamos atribuyéndolos a seres superiores.
Debemos pensar que negar la necesidad de Dios como creador del universo no puede ser tan sencillo como aparenta serlo, Hawking y Leonard se fundamentan básicamente en las teorías que hemos tratado de resumir y simplificar su explicación a lo largo de estos capítulos para hacer esta afirmación. Su lógica es bastante consecuente con el método científico pero algunas de estas teorías tienen sus detractores con argumentos de mucho calibre como para ser obviados. Revisemos el estatus actual de estas teorías por separado según una buena parte de la misma comunidad científica.
Teoría "M".
Las teorías de cuerdas que trata de unificar la teoría "M" con el propósito de, a su vez, unificar las físicas cuántica y cosmológica en una sola y completa teoría "cuántica gravitatoria", tienen ya casi cuatro décadas de postuladas y pasaron más de treinta años en el olvido debido a que se consideraron pseudociencia (palabra originada de la raíz griega pseudo, que significa "falso", y la palabra latina ciencia "conocimiento"). Esto ocurrió al no ser una explicación falseable o demostrable para los problemas que tratan de resolver y su matemática, aunque muy elaborada es considerada muy abierta, se le deben agregar varias constantes dimensionales adicionales para resolver los problemas de fondo que tiene, además de diferentes cantidades de cuerdas e incluso se afirma el entrelazamiento de las mismas en "branas", características totalmente indemostrables. Más directamente podemos decir que son soluciones muy acomodadas a los problemas que tratan de resolver y que cualquier explicación propuesta parece más un acomodo de situaciones indemostrables que ciencia. No existe experimento alguno que pueda ratificarla o descartarla, ni la expectativa por el mismo, al colisionar cualquier partícula conocida ésta se desintegra sin dejar ningún rastro de las famosas cuerdas vibratorias. A pesar de cumplir con el método científico choca con la realidad conocida por la cantidad de dimensiones que postula y su logica se considera muy poco probable por la misma rason.
Debemos tener presente que toda teoría, aparte de sugerir soluciones viables para las distintas situaciones, debe ser o tener la expectativa de demostrable bajo algún mecanismo para así ratificarla o descartarla; bajo esta condición se consideraría ciencia.
Mencionamos anteriormente que en la teoría "M", para tratar de incorporar la gravedad a la física cuántica, se ha propuesto la existencia de una partícula, hasta el momento hipotética, de intercambio de energía entre partículas sub-atómicas con masa suficiente, llamada "Gravitón". Esta actuaria provocando la interacción gravitatoria de forma directa y se dice de intercambio pues trasladaría la "energía gravitacional" de una partícula a otra de forma proporcional a su masa sin que ningún cuerpo perdiese o registrase cambio alguno en su energía total original. Tendría la particularidad de poder filtrarse entre las membranas que forman las partículas subatómicas. Proponer esta partícula para explicar la fuerza de la gravedad, de la cual nunca se ha tenido ni rastro para seguirla, también la acusa de pseudociencia. Casi se convierte en una medida desesperada para integrar a la gravedad a la física cuántica.
Como los mismos Hawking y Leonard nos mencionan en su libro una teoría, para poder ser tomada en cuenta, debe ser elegante, debe contener pocos elementos ajustables, concordar con las observaciones y hacer predicciones que permitan falsearla o ratificarla, y esta no cumple ninguna de estas características.
La mecánica de Higgs.
Un ejemplo contrario sería la mecánica de Higgs, esta teoría aunque al principio fue tachada de "protociencia", por la ausencia de tecnología para demostrarla, siempre ha tenido la expectativa por los experimentos necesarios para ratificarla o descartarla. En la actualidad se realizan los mismos utilizando el colisionador de partículas del CERN, y para su beneplácito el 4 de julio del 2012 se anunció el descubrimiento de una partícula inédita compatible con el bosón de Higgs, pilar de esta teoría. Lo que quiere decir que está a punto de ser ratificada y pasaría a formar parte integral de la ciencia. De lo contrario la ciencia se vería obligada a desechar esta idea y a redefinir gran parte del entendimiento actual de la procedencia de la materia.
Teoría de la relatividad general.
Albert Einstein nos sigue sorprendiendo con su teoría desde su postulado hasta la fecha. Desde entonces se han realizado varias aplicaciones y experimentos que continúan ratificándola, como por ejemplo:
_Resolvió innumerables problemas en la predicción de orbitas de cuerpos alrededor de masas de gran tamaño. Por ejemplo la órbita de Mercurio alrededor del Sol.
_Durante las primeras décadas a partir de su postulado se efectuaron varios experimentos que demostraron la curvatura del espacio propuesta. Dichos experimentos se realizaron durante eclipses solares totales que permitieron medir el ángulo de desviación de la luz de estrellas visibles alrededor del sol únicamente durante estos eventos ya que el brillo del sol en condiciones normales opaca la luz de cualquier otra estrella. Dichas mediciones ratificaron con gran exactitud la deformación del espacio alrededor de nuestro sol en presencia de su masa.
_Las mediciones de tiempo realizadas para los satélites del sistema de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés) requieren de pequeñísimos ajustes achacados a la alteración del mismo ante la presencia de la masa de la tierra.
_Recientemente la agencia espacial de los Estados Unidos (NASA), utilizando un satélite denominado "Gravity Probe B", en órbita polar, logró medir con gran exactitud la deformación del espacio provocada por la masa de la Tierra y para "sorpresa" de todos Einstein tenía absoluta razón.
Albert Einstein cambió la perspectiva humana hacia el universo.
Big Bang.
Esta teoría mantiene el interés de la comunidad científica. Gran parte de las observaciones y experimentos la siguen apoyando y ratificando.
Capitulo 5
Primera parte
Es importante que tengamos claro el estatus de las teorías que llevan a los autores del libro "El Gran Diseño", Hawking y Leonard, a descartar la necesidad de Dios como creador.
"No deseo ofender a ningún hombre de fe pero creo que la ciencia tiene una mejor explicación que la de un creador divino". "Stephen Hawking" para Discovery Channel.
En el mismo documental, también sugiere abiertamente que es imposible la existencia de un creador pues el tiempo y el espacio, como ya vimos, se originaron a partir del Big Bang, además, antes de éste y por solamente una fracción de segundo, solamente existió una singularidad espacio-temporal, algo similar, en teoría, a un hoyo negro, recordemos que estos también se conocen de la misma manera, como singularidades espacio-temporales, y que en estos desaparecen los conceptos de espacio y de tiempo por lo que Hawking afirma que antes del Big Bang éstos no existían y Dios no tenía ni donde existir ni tiempo para existir o crear el universo.
Estimado lector, no se puede cuestionar la sorprendente genialidad requerida para realizar los trabajos de Hawking y Leonard, realmente se convierten en las más sorprendentes explicaciones para el surgimiento de la creación. Más, a estas alturas deberíamos de tener lo suficientemente claro su punto de vista de porqué es innecesario un Dios como creador. Pero aún asumiendo la veracidad total de estas teorías y bajo el entendido de que las leyes de la física no son más que situaciones o eventos repetibles fundamentados por el accionar de la materia y la energía dentro del espacio que ocupa el universo, deberíamos estar en capacidad de analizar algunos puntos de la lógica utilizada por éstos para sus conclusiones:
Primero, dentro de estas teorías tenemos un paradigma con el tiempo el cual aparece al afirmar que este nació junto al espacio con el "Big Bang". Recordando la definición de tiempo que ya analizamos en un capitulo anterior, la aparición propia de la singularidad espacio-temporal que se expandió para dar origen al universo debería de considerarse un evento previo al "Big Bang" por lo que se puede afirmar que aunque fuese por unas pocas y diminutas fracciones de segundo el tiempo existió antes del evento que dio origen a nuestro universo (la aparicion en si de la singularidad espaciotemporal que dio origen a nuestro universo NO es parte de la expansión de la misma, primero aparecio y luego se expandio). Además, la afirmación de que antes de dicho evento el espacio tampoco existía, deja sin ubicación la aparición de la misma singularidad. La sugerencia por parte de los escritores de El Gran Diseño de que pueden existir universos múltiples acrecienta estos paradigmas pues daría lugar también a múltiples eventos anteriores al Big Bang lo que le daría carácter de eterno tanto al tiempo como al espacio ya que dichos eventos, por pura lógica, tendrían una ubicación (espacio) y un cuando (tiempo) para poder ocurrir, eso si…, manteniendo precente que, por la diferencia entre marcos existenciales, serian diferentes de los nuestros.
Segundo, la afirmación en el sentido de que nuestro universo existe gracias a las leyes de la física no se salvaria de, al menos, una de dos incongruencias logicas posibles:
A) Las leyes de la física no pudieron dar origen a nuestro universo pues por lógica ocurrió todo lo contrario, con el nacimiento del universo nacieron estas leyes. Todo lo escrito que as leido, tanto a lo largo de este libro como en cualquier otro dedicado al tema, te relata, descrive y explica las diferentes mecanicas y accionares ocurridos u ocurrentes dentro del espacio-tiempo de este universo que son los que originan todas y cada una de nuestras leyes fisicas. Por ejemplo: En principio se acepta el hecho de que las 4 formas elementales de energía conocidas como constantes universales existían dentro del infinitamente pequeño e infinitamente denso punto de energía que origino la singularidad espacio-temporal que a su vez dio origen al universo, pero sin materia no podían actuar, sin materia aún no podían manifestarse éstas ni las leyes de la física a las cuales dan forma. De qué modo podría la ley de la gravedad contribuir a la súbita expansión de la singularidad espacio-temporal que dio origen al nacimiento del universo si esta consistía en energía pura y no existía materia para que actuara, o las fuerzas nucleares fuerte y débil actuar sobre átomos y partículas sub-atómicas que aún no existían y ni hablar del electromagnetismo que sufriría el mismo problema. Como conclusión es totalmente ilógico suponer que las leyes que rigen dentro de nuestro universo pudieran actuar de algún modo si el mismo universo aún no existía. Esta sugerencia, en vez de ayudar a aclarar el enigma de la creación, crea un nuevo paradigma, pues habría que asumir que las leyes de la física serian eternas, e incluso anteriores al Big Bang, también nos dice que regirían fuera de nuestro universo y recordemos que, según algunas mediciones, el universo se expande, víctima de la "energía oscura", a mayor velocidad que la luz, hecho que, la comunidad científica explica afirmando que las leyes de la física rigen solo dentro de nuestro universo, fuera de este no existe nada por lo cual se vuelve imposible que tengan validez alguna, por lo que es posible aceptar dicha expansión comprovada.
B) Teniendo claro lo anterior, podríamos interpretar que Hawking se refiere más bien al hecho de que nuestras leyes físicas participaron directamente en el proceso de configuración y "moldeo" tanto del espacio como de la recién surgida materia en toda la extensión del, también, recién surgido universo a causa de la "creación espontanea". De hecho, por ejemplo, desde el surgimiento de estas teorías, siempre hemos afirmado la participación de la fuerza nuclear débil y del electromagnetismo en la formación de los primeros átomos de hidrógeno y helio, así como de la fuerza de la gravedad en la ignición de las estrellas, desde la primera hasta las que se forman en la actualidad y seguirá participando en la formación de las restantes hasta el fin de los tiempos, como la participación de la fuerza nuclear fuerte en el proceso de fusión nuclear que junto a la fuerza de la gravedad forman los átomos más pesados a partir del hidrógeno y el helio. Estos procesos "moldearon" y continúan "moldeando" la materia en el universo. De hecho los átomos de carbono que son la base de la vida en nuestro planeta también se "fraguaron" en las estrellas a través de estos procesos, por lo que podemos afirmar que la vida también se formó en las estrellas de la misma manera. La confusión nacería al introducir ésta idea dentro del concepto de "creación espontanea", y sería incongruente afirmar que gracias a las leyes de la física el universo se formó de la nada, siendo lo correcto, más bien, que lo que surgió de la nada por "creación espontanea" fue moldeado por nuestras leyes de la física para que el universo fuese lo que es hoy. En este sentido sería conveniente la aclaración por parte de los escritores del libro "El Gran Diseño", pues hasta sus seguidores confundirían las ideas y sugieren más incongruencias como la que revisaremos a continuación. Para éste segundo caso, sería de lo más atractivo ver como mantendría sustentación ésta idea, pues, de caer prácticamente dejaría las cosas como estaban antes y, así, toda la idea perdería su "llamativo".
Tercero, tratar de remediar este problema sugiriendo la aparición de una "cámara" o "habitación" (algunos científicos seguidores de las ideas de Hawking lo han sugerido para salvar sus conclusiones) donde al principio se contenían las leyes de la física y el punto de energía no remedia el problema; o cambiar el punto de energía en dicha "cámara" por un "pre-universo" donde las leyes de la física pudieran actuar lo hace menos probable según las mismas observaciones y teorías que dan origen a la teoría del Big Bang, además contradice la explicación dada por el mismo Hawking al comparar la aparición del punto de energía con las partículas sub-atómicas que extrañamente aparecen de la nada en el vacío del actual universo.
Cuarto, tampoco deberíamos aceptar como explicación a la aparición del punto de energía original, la comparación con las partículas sub-atómicas que muy extrañamente aparecen y desaparecen dentro de nuestro universo pues este hecho ocurrió en lo que llamamos un "falso vacío" o un "vacío inexistente" que era lo que se considera había antes del nacimiento de nuestro universo y lo que existe fuera de las fronteras en la actual expansión del mismo. No se debería considerar viable dicha comparación pues son eventos ocurridos bajo marcos existenciales muy diferentes (nuestro universo "rebosa" de materia y energía existiendo en un espacio-tiempo a diferencia de lo que llamamos "falso vacío" donde las teorías aseguran no había nada, ni espacio, ni tiempo, ni existencialidad alguna) y de magnitudes incomparables. Aparte, tratar de explicar un evento relacionándolo con otro sin explicación tampoco debería considerarse viable.
Quinto, en el mismo documental para el Discovery Channel, Hawking, hace una analogía en la que un hombre crea una colina en campo abierto, para crear dicha colina en un campo llano debe cavar un hoyo que resultaría ser una versión negativa de la colina, todo esto para explicar uno de los misterios de la creación del universo. Las leyes de la física nos obligan a pensar que por toda la energía positiva que originó nuestro universo debió de existir la misma cantidad de energía negativa. Pero… ¿Donde está? La materia y energía que actualmente existe en el universo se consideran positivas. De hecho si ambas energías coexistieran en un mismo espacio se anularían una a la otra, la suma de ambas cargas al ser iguales pero una positiva y la otra negativa seria cero. Este cero nos indica que la creación se hubiese anulado al mismo instante de su aparición y entonces no existiría nada. Hawking nos sugiere, entonces, que toda esa energía negativa se convirtió en el espacio en sí, está en el espacio. Pero esta lógica también se puede considerar errada, si la misma física nos indica que al unirse ambas energías se anularían, pues su suma volvería a ser cero, ¿Como puede una albergar a la otra? ¿Como coexisten sin anularse? Ademas, someter este argumento al actual concepto de espacio nos obligaria mas bien a concluir que toda esta energia negativa se combirtio, desde nuestra perspectiva, en nada, lo que es igual a manifestar que desaparecio literal y totalmente. La sugerencia de Hawking para explicar este misterio crea otro mucho mayor.
Sexto, creer y afirmar que ya tenemos el conocimiento y las explicaciones necesarias para casi tener claro en un 100% el mecanismo que creo, moldeo y hace funcionar nuestro universo, debemos aclarar, es una conclucion totalmente erronea, mas aun si consideramos que las fuerzas mas comunes del universo, a nivel cosmologico, las que verdaderamente le dieron y continuan dando forma, las que agrupan y separan a la materia dentro del mismo, son totalmente un misterio sin explicacion para la ciencia actual, tanto que a una de ellas le llamamos "energia oscura" y la otra, pese a ser la mas cotidiana y estudiada, sigen siendo un completo dolor de cabeza para la misma ciencia explicar tanto su origen como su propio accionar, la gravedad. Adema, según se afirma, dentro de nuestro universo existe otra forma de materia que valancea el accionar de la fuerza gravitacional tan extraña y desconocida que le llamamos "materia oscura", la cual, según se sugiere, debe ser mucho mas comun que la misma materia barionica, aunque no tengamos ni la mas menor idea de que es realmente. Estos tres elementos son los que verdaderamente moldean el universo a nivel cosmologico y cotidiano y son un completo misterio, tanto que dos de ellos reciben el titulo de "oscuros", por lo que, si no los comprendemos, estamos muy lejos de comprender la verdadera mecanica universal.
Septimo, este punto es, quizas, el mas importante de todos ya que reune un poco de la logica comun en todos los anteriores. Como hemos venido apreciando a lo largo de este escrito, todas las teorias y sus implicaciones logicas nacen a partir del mismo punto, el Big Bang, por lo tanto cualquier manipulacion de los mismos en forma de teorema, teoria, o, inclusive, de ley fisica se debe deribar, por lo tanto, de ese mismo punto, por lo que anterior al Big Bang solo podemos suponer marcos logicos existenciales sin sustento real posible que solo funcionan para enmarcar de la forma mas logica posible posterires eventos ya sean comprobables o solo probales. Esto deja bajo la misma condicion las suposiciones hechas por Hawking. Siendo asi es totalmente inapropiado e ilogico suponer que nuestras leyes fisicas, las que rigen dentro de nuestro universo, pudiesen de alguna manera verse involucradas en la propia aparicion desde la nada y por obra del azar de nuestro universo.
Principalmente estos siete puntos van, de manera contundente, en contra de la conclusión, al parecer ilógica, de la "creación espontanea" del universo sugerida en el libro "El Gran Diseño".
No es intención del presente libro desestimar, tampoco, el trabajo de cientos de científicos, matemáticos, físicos, teólogos y demás, mismo que ha tardado, literalmente, cientos de años para desarrollar las teorías anteriormente descritas en resumen, pero si hacer algunos cuetionamientos que colaboren en la busqueda de las verdaderas mecanicas universales, por lo que, a nuestro entender, deberíamos más bien, quedarnos con las palabras de Albert Einstein al sugerir que las leyes de la física nos acercan al entendimiento de la mente de Dios afirmando que el universo no se creó por casualidad pues " DIOS NO JUEGA A LOS DADOS".
Para poder descartar la mano de Dios en la creación del universo tendríamos que tener una explicación total de su origen sin poder dejar nada al azar, y aun con el apoyo de todas estas teorías quedan muchos factores sin explicación…, si antes del "Big Bang" no había nada, de donde apareció la suficiente energía como para crear un universo?, si antes del "Big Bang" no había nada , en donde apareció esa energía? y de qué manera se conjuntaron todas las características elementales y necesarias para que fuesen surgiendo la materia y energías residuales que van dando origen a leyes de la física a partir de aquel punto de energía?. Como acabamos de ver, Hawking y Leonard invierten erróneamente el orden lógico de estos eventos para explicarlos y tratar de responder estas preguntas. Ademas obiaron que las energia y materia oscuras, según estimaciones conservadoras, abarcan al menos un 80% de la totalidad del universo, por lo que es correcto afirmar que no conocemos ni entendemos a cabalidad niciquiera el 20% restante de nuestro universo.
Como comenzamos afirmando en esta obra la ciencia busca, de forma irrefutable, una explicación para todo, en la actualidad, gran parte de las mentes más brillantes trabajan para explicar la mecánica de las partículas sub-atómicas que parecen aparecer de la nada en nuestro universo, parece que la respuesta no está muy cercana pero, cuando tengamos una teoría congruente que explique esta mecánica, será posible que también explique el origen del universo?, aunque ambos eventos acurren en marcos existenciales totalmente diferentes?. (Como sugiere la comparación hecha por Hawking) personalmente creo que deberíamos dudarlo.
En resumen podemos afirmar que "la creación espontanea" tal y como es descrita y por la lógica empleada para llegar a ella se convierte en una conclusión totalmente errónea, ilógica, mal fundamentada y poco sostenible.
Ahora bien, el otro puntal utilizado para desestimar la existencia de Dios es la afirmación de que antes del Big Bang no existían tanto el tiempo ni el espacio y por lo tanto Dios no tenía tiempo ni espacio para existir ni mucho menos para crear el universo. En este sentido la afirmación de la existencia de universos múltiples crea un marco existencial anterior al Big Bang. Pensar en un número "infinito" de universos es pensar en un tipo diferente de espacio de tamaño también "infinito", cargado de eventos a los cuales se les debería poder medir el tiempo de alguna otra manera. Si bien a nosotros los seres humanos nos cuesta imaginar los conceptos de espacio y tiempo por lo gigantesco de nuestro universo, más difícil nos será concebir en nuestra imaginación un espacio-tiempo en el cual puedan existir un número indeterminado de universos, pero la existencia de estos requeriría de estos parámetros, de hecho, más difícil nos será imaginar y descifrar la mecánica necesaria para el surgimiento de "singularidades espacio-temporales" que dan origen a diferentes universos, pero al ser un evento repetitivo y constante debería de estar sujeto a algún tipo de mecánica que lo originaria, estos parámetros se convertirían en totalmente necesarios ante esta afirmación. Para hacer una comparación, podríamos recordar la época en la que el estadounidense Vesto Slipher y el alemán Carl Wilhelm vieron cómo se alejaban lo que llamaron "nebulosas en espiral", recordemos que en ese momento la creencia más popular afirmaba que el tamaño de nuestro universo se resumía a solamente la Vía Láctea, y fue el astrónomo estadounidense Edwin Hubble quien se encargó de visualizar y exponernos un universo de muchísimo más tamaño y en expansión. En el futuro se podría recordar a Stephen Hawking como el primer científico en sugerir lo que podríamos llamar "megaverso", para el cual debería de existir un tipo diferente de megaespacio-tiempo que lo hagan capaz de albergar la existencia de múltiples universos.
Ademas debemos mantener precente que durante el primer instante del Big Bang se creo NUESTRO espacio y comenzo a correr NUESTRO tiempo, en otras palabras, el espacio y el tiempo de nuestro universo, por lo que, desde nuestra perspectiva, anterior a este evento (el Big Bang) no debio existir nada como lo que conocemos, nada como lo que existe en nuestro universo, incluyendo al tiempo y al espacio. Pero aquí, debemos recalcar, esta apresiacion es totalmente logica desde nuestra perspectiva, la cual esta totalmente ligada a nuestra existencia dentro de nuestro universo, efecto que nos limita para poder suponer eventos o situaciones anteriores o fuera de nuestro universo lo cual, por pura logica, no significa que no se den o existan dentro de otra realidad que seria diferente de la nuestra.
Hawking y Leonard, en su afán por demostrar que Dios no existe, mas bien nos exponen con su misma lógica, un marco existencial para Dios, el cual calzaría perfectamente con el concepto de lo divino que gira en torno a la existencia de Dios.
Siendo así…, poniéndole un orden lógico a las conclusiones de Hawking y Leonard, y de cualquier otra manera, Dios siempre tendría un marco existencial apropiado para crear nuestro universo (y quien sabe cuántos más), y las preguntas que nos hacemos los seres humanos sobre la creación solamente se trasladarían, quien sabe cuántos miles de millones o millardos de millones de años, atrás en el tiempo relativo a este supuesto "megaverso", como podriamos llamarlo.
Tratando de ser totalmente justos, científicamente no hay forma de demostrar la existencia de Dios ni su participación en la creación, pero, como acabamos de comprobar, tampoco habría modo científico de descartarlo, por lo tanto opinamos que deberia mantenerse muy precente en nuestras mentes la opinion de los miles de teologos, hombres de ciencia y penzadores eruditos que la han sugerido y defendido a lo largo de la historia humana.
Capitulo 6
Primera parte
Además de las teorías que revisamos con anterioridad existen muchas otras que tratan de explicar muchos otros acontecimientos en el universo, tanto microscópicamente (física cuántica) como a nivel macroscópico o cosmológico (física relativista o cosmológica), todas, por separado, tratan o explican del todo diferentes acontecimientos de nuestra realidad universal, y, como ya debes tener precente, en conjunto tratan de explicar tanto el origen como el funcionamiento de nuestro universo, todas acogidas, como ya vimos, de mayor o menor manera por la comunidad científica. Algunas son ya consideradas "leyes de la física", otras están en proceso y sin lugar a dudas, algunas por descartarse.
La unificación de la física, la unión de las físicas cuántica y relativista o cosmológica, siempre ha sido todo un hito para la ciencia, la materia a nivel macro está compuesta por los átomos y sus respectivas partículas sub-atómicas e interactúa con las diferentes formas de energía pero, como ya sabemos, se comporta de diferentes maneras en ambos niveles, científicamente ablando las leyes deberían ser las mismas para ambos casos, de ahí el surgimiento de teorías como la "teoría M" para tratar de explicar estos efectos y tratar de lograr dicha unificación.
El caso es que, en ocasiones, se "echa mano" de diversas "tácticas" lógicas y matemáticas para ajustar lo que creemos debería ser lógico para apegarse lo más posible a lo que ya damos por un hecho tratando de resolver alguna interrogante proveniente del mismo hecho. De esta conjetura se deriva la afirmación que nos indica: "la mejor teoría debería de ser la más apegada a las observaciones y lo más simple posible". Esto es fácil de entender pues entre menos factores "ajustables" posea una teoría menos margen de error de interpretación tiene y entre más apegada a las observaciones sea, más fácil de corroborar es.
Por otra parte, además de intentar brindarnos las explicaciones mas congruentes posibles para todas las mecánicas universales, de éstas mismas teorías también surgen múltiples paradojas y misterios que, a su vez, requieren de más explicaciones, dentro de las mismas teorías o de otras teorías que las apoyen para complementar la explicación sugerida, mas…, en multiples casos esto se ha vuelto imposible de lograr. Ejemplos de algunas de éstas paradojas y misterios serían:
1- Si analizamos el origen del espacio-tiempo, según el modelo propuesto en la teoría del "El Big Bang", aunado la participación de la gravedad como fuerza de atracción y el problema de la acelerada expansión del universo achacado a lo que hemos llamado "energía oscura", considerando que el espacio-tiempo fue lo primero que se originó, como por lógica debió suceder, de la súbita y repentina expansión de la singularidad espacio-temporal que dio origen a nuestro universo, que la materia se formó casi al unísono pero posteriormente e inclusive tardó alrededor de trescientos mil años para consolidarse de forma que aparecieran sus efectos en ese nuevo espacio-tiempo, y que, desde ese preciso primer instante, el universo se encuentra en expansión de forma acelerada a pesar de la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre la materia dentro de todo éste nuevo universo; entonces debemos preguntarnos:
a- ¿Es el espacio, en su expansión acelerada, quien "Arrastra" consigo a la materia y a la energia?
_De ser así esta fuerza debería ser considerada un tipo de energía totalmente diferente de las conocidas, por su accionar registrado actuaria solamente sobre el espacio y, por ende no anula, pero si supera, dependiendo de la aceleracion ganada a distancia, a la fuerza gravitacional en el caso de la materia. De igual manera actuaria con la energia, dependiendo de la aceleracion ganada por el espacio en su expancion, al superar la velocidad de la luz, la arrastraria consigo tambien. Esta es, basicamente, la perspectiva que obtenemos tras las obcervaciones realizadas ya que, dependiendo de la distancia, vemos como se alejan de nosotros todos los cuerpos celestes sin sufrir de momento modificacion o alteracion directa en sus diferentes estructuras por esta causa. Bajo esta condicion esta seria nuestra primera perspectiva de la misma al obcervar su accionar a distancia. Mas… hagamos ahora un pequeño ejercisio mental para verificar el resultado: Imaginemos que podemos trasladarnos hasta una de esas galaxias que, desde nuestra perspectiva se aleja de nosotros, seamos radicales, viajemos a MAC1149JD. Estando alla por la logica de todas las teorias que hemos revisado sabemos que, de igual manera a como nos ocurre aquí en nuestro planeta, primeramente nos centiriamos uvicados en el centro del universo ya que al mirar hacia todas direcciones en el espacio, al ser nuestro "universo conocido" solo una pequeña parte del "universo total", primeramente registrariamos un accionar totalmente acorde con la fuerza gravitacional sobre los astros mas proximos, pero tambien veriamos como todos los cuerpos mas lejanos a nosotros aumentarian su distancia alejandose de manera acelerada en proporcion a la distancia a la que se encuentran, incluyendo a nuestra galaxia la Via Lactea, eso nos obliga a concluir que al igual que aquí en nuestra galaxia y, por ende, en nuestro planeta, lo que llamamos "energia oscura" debe estar precente de igual manera, de hecho, debe estar precente asi en todo el universo, en la misma proporcion y de manera homogenea. Siendo asi podemos concluir que es una forma de energia que manifiesta su fuerza y accionar a distancia, pero para analizar y descubrir que es la "energia oscura" no precisa viajar ni observar lejos en el espacio, deberia de estar precente aquí, con nosotros, de igual forma y manera al resto del universo. Lo que nos coloca frente a una forma de anergia tan extraña que posee la particularidad de disiparse hasta desaparecer en las proximidades y de aumentar su fuerza, al contrario de toda otra forma y logica, con la distancia. En otras palabras, entre mas lejos estes, mas fuerte se manifiesta su accionar. Y, para complicar mas el asunto, no habria manera de acercarse para verificar de cerca su accionar, si te acercas se debilita hasta desapareser, como parece ocurrir aquí en nuestras proximidades y como acabamos de analizar.
b- ¿Empujan con sigo la materia y la energia al espacio obligandolo a expandirce aceleradamente?
_En éste caso, deberíamos considerar que ésta fuerza actuaria directamente sobre la materia y sería entonces una energía contraria que erradica y anula a la gravedad; o inclusive seria mas logico suponer, un polo opuesto negativo de la misma energia gravitacional que con la distancia manifiesta su accionar contrario hasta el punto de arrastrar consigo a la energia de forma similar, aunque contraria, a como ocurre en un agujero negro.
c- ¿la expansión se da en conjunto y al unísono actuando directamente sobre todo, espacio, materia y energía?
_En respuesta a ésta consideración deberíamos concebir ésta fuerza como un tipo más complejo de energía que anularía a la gravedad, desapareciéndola, o la superaría en fuerza contrarrestándola y tendría, además, la facultad de actuar sobre el mismo espacio empujándolo de manera acelerada para cauzar una expansión conjunta del universo sobre ambos a la vez y de igual manera arrastrando, entonces a la energia con sigo.
d- Dado que Einstein nos enseño y demostro una relacion inseparable "espacio-tiempo", entonces ¿Qué ocurre con el tiempo durante esta expansión acelerada del espacio?
_ Inexplicable, al igual que el hecho de alcanzar velocidades muy superiores a las de la luz. Por eso se asume como una expansión del espacio solamente que no esta ligada a ninguna ley fisica.
Todas las posibles respuestas a ésta serie de preguntas nos llevan a pensar en una "forma de energía" diferente a las conocidas pues debe actuar tanto sobre lo que llamamos espacio como sobre la materia y las mismas formas de energía conocidas, pasando sobre las leyes fisicas que rigen dentro de nuestro universo, lo que nos la hace mucho más difícil de entender, tanto que nos mantiene sin explicación para esta expansión acelerada del universo. Nos es extremadamente difícil concebir una fuerza que es, de algún modo, contraria a la atracción gravitatoria y que además actúa, como acabamos de analizar, sobre los diferentes factores que dan forma a nuestro universo. La paradoja se complica aún más si evaluamos que, antes de considerar éste fenómeno, pensábamos que la gravedad frenaría la expansión del universo e inclusive podría dar inicio a una contracción del mismo. Pero la gravedad causa que la materia se atraiga hacia sí misma, no tiene el mismo efecto sobre el espacio-tiempo. Esta consideración nos conduce a pensar que, de no ser por la energía oscura, la materia debería de volver a reunirse en un solo punto de nuestro universo, pero… dejaría atrás y aún en expansión al espacio-tiempo. Si recordamos que nuestro universo se compone de la suma de todo, como podría ser que tanto el espacio-tiempo como algunas energías continuarían expandiéndose de forma infinita, la gravedad nunca hubiese podido frenar del todo ese fenómeno a menos que la materia, de algún modo, arrastrase consigo a la energía y al mismo espacio-tiempo lo que nos obligaría a pensar que estarían ligados, todos los componentes de nuestro universo, de alguna forma que tampoco estaría muy clara.
Realmente, si lo analizamos bien, parese mas una cuestion de perspectiva sobre alguna mecanica desconocida del universo que una fuerza de energia desconocida.
2- El concepto que ya, cotidianamente, manejamos del tiempo permite el desarrollo de muchas paradojas como la famosa "paradoja del abuelo" o las que se nos exhiben en múltiples películas de Hollywood, entre las que más destacan está la serie "volver al futuro" o "el efecto mariposa", pero el tiempo, realmente, es solo un concepto abstracto que se utiliza para medir la duración de, o entre eventos ocurridos en nuestro espacio, por lo tanto no puede ser directamente éste quien se deforme en presencia de la materia y la energía o a causa de su velocidad de desplazamiento, éstas deformaciones, solamente, se ven reflejadas por el tiempo pues éste es solamente la herramienta que utilizamos para representar, como ya dijimos, la duración dé y entre eventos ocurridos en nuestro universo. De ser así, entonces, realmente ¿qué se deforma?
3- Por otra parte, y para complicar aún más nuestra comprensión de la creación de Dios, las deformaciones ya comprobadas y hasta medibles de nuestro espacio se convierten, también, en una enorme paradoja si tratamos de analizar y nos preguntamos ¿qué se deforma alrededor de los cuerpos con masa? ¿Solamente un espacio vacío? ¿Cómo puede "nada" deformarse?, y dar origen a, por ejemplo, lo que llamamos "lentes gravitacionales" y a la misma fuerza de la gravedad (según el mismo Einstein) o provocar la desviación comprobada de la luz alrededor de cuerpos masivos como estrellas?
4- Dentro de nuestra comprensión actual del universo, principalmente la velocidad de rotación de las galaxias nos indica que existe un faltante de materia en el universo, misterio que tratamos de resolver con lo que denominamos "materia oscura", un tipo, hasta el momento, hipotético de materia invisible e indetectable que aumenta los efectos gravitatorios dentro de nuestro universo. La fuerza de atracción gravitatoria condensó la materia, en el universo, en acumulaciones que llamamos galaxias, bajo sus mismos efectos éstas galaxias rotan alrededor de su propio centro de gravedad, este efecto debería de ser directamente proporcional a la cantidad de materia que acumula la galaxia, pero las mediciones realizadas nos indican que no es así, las galaxias giran mucho más rápido de lo que deberían según nuestras leyes gravitatorias, efecto que, como ya dijimos, achacamos a la existencia de un tipo misterioso de materia que no podemos detectar, pero que al "existir" dentro de las galaxias, aumenta la cantidad de materia en éstas, aumentando a la vez la acción de la fuerza gravitacional provocando que se refleje su existencia y efectos en forma de una aceleración de la velocidad de rotación de las galaxias manteniendo su estructura intacta.
La cuestion es: Si desimos que afecta directamente a la fuerza gravitacional entonces seria tambien correcto pensar que la misma fuerza garitacional tiene influencia sobre la materia oscura, la cual deberia ser similar a la interaccion con la materia barionica (norma), pero esto no ocurre asi, de lo contrario deberia existir en todas partes incluso aquí en nuestro planeta y en sus proximidades, mas no es asi, o la detectariamos, aunque no la vieramos por sus efectos en la gravitacion cercana. Entonces de alguna manera la materia oscura influye en la fuerza de la gravedad manteniendose lejos de la materia barionica pero en sus proximidades.
5- De las 4 constantes universales, la gravedad es la fuerza, cotidianamente hablando, más común y la menos entendida hasta el momento. No conocemos del todo su procedencia y su débil accionar es un misterio para la ciencia, por lo cual, a ciencia cierta, tras la teoría de la relatividad solamente conocemos sus efectos con certeza. Ademas tambien tiende a comportarse mas como un efecto que como una fuerza o energia directa.
6- Dentro de la teoría del "Big Bang", la misma homogeneidad y distribución de toda la materia en el universo no posee una explicación muy clara en la actualidad. Principalmente si nos preguntamos ¿cómo fue posible que en solamente una pequeña fracción de segundo se desarrollaran de igual manera partículas separadas por, literalmente, un universo de distancia?
7- La mecánica propuesta por Peter Higgs aún nos deja una crucial pregunta ¿exactamente de donde y como obtienen su masa los bosones propuestos?, ¿exactamente, cómo se convirtió la energía en materia? Recordemos que, según la teoría del "Big Bang", al principio nuestro universo de originó de un punto de energía infinitamente denso. Incluso Einstein, con su famosa formula E=mc2, nos demostró que materia y energía son dos formas de lo mismo, pero… exactamente ¿Cómo?
8- Las mismas cuatro formas de energía que asumimos ponen en funcionamiento a nuestro universo poseen su lado oscuro si nos preguntamos ¿cómo pudieron derivarse cuatro diferentes formas de energía, que hoy conocemos como fuerzas nucleares fuerte y débil, electromagnetismo y gravedad, a partir de la expansión de un punto infinitamente denso compuesto por una sola energía original?
9- En física cosmológica se utiliza el término "falso vacío" para "describir" lo que existe fuera de las fronteras de nuestro universo. El término nace a partir del hecho que nos indica que nuestro espacio consta solamente de eso, de espacio, por lo cual no está constituido por absolutamente nada. Al evaluar las proposiciones de la teoría llamada Big Bang donde se nos asegura que el espacio que ocupa nuestro universo surgió de la misma singularidad espacio-temporal de energía pura que dio origen a nuestro universo junto a todas los demás componentes que dan forma al mismo, las cuatro contantes universales en forma de energía conocidas y la materia, nos deja sin existencialidad alguna para describir lo que debería haber fuera de nuestro universo. Pero si nuestro espacio consta de nada ¿a qué se refiere este término? ¿Cómo describir físicamente y matemáticamente lo que equivaldría a un valor menor al cero absoluto sin que consuma los valores positivos que expresan la existencia de nuestro universo? Y, de ser así, entonces ¿de dónde, donde y como apareció la energía necesaria para la formación del universo?
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