Todo sobre el origen del universo. Parte 1.

Todo sobre el origen del universo. Parte 1.

universo Cosmologia Antigua hasta el Renacimiento (S. XVI)

Desde la antigüedad se han utilizado los mitos para ofrecer respuestas sobre el origen del universo y del hombre, relacionándolos con dioses y mensajeros que actuaban a nombre de éstos.
En los mitos el ser humano puede atribuir significados a deidades, héroes y acciones míticas en estrecha relación con la vida psíquica, social y cultural. Esto quiere decir que un mito puede servir tanto para generar cohesión social en una comunidad, como para legitimar determinadas estructuras de poder.

big bang Mito de la creación

Mito de la creación es una historia sobrenatural mitológico-religiosa o una explicación que describe los comienzos de la humanidad, la Tierra, la vida y el universo usualmente como un acto deliberado de creación realizado por una o más deidades.
Numerosos mitos de creación comparten temas similares: el fraccionamiento y diferenciación de las partes del mundo a partir de un caos primordial; la separación de los dioses madre y padre; la elevación de la tierra de un océano infinito y atemporal; o la creación a partir de la nada.

cuerdas ¿Tierra esférica o plana?

Todas las culturas antiguas creyeron que la Tierra era plana, con distintas variantes.
Eso es lo más natural, pues hay que ser muy perspicaz para observar por uno mismo que la Tierra es redonda.
La civilización India primero y luego los griegos, fueron los primeros que propusieron que la Tierra es redonda. Pitágoras y Platón supusieron que la Tierra era redonda, pero sólo Aristóteles dio razones para ver la redondez de la tierra. (Por ejemplo, al acercarse un barco a la costa, lo que se ve primero es la punta del mástil, y luego el barco…).

m

relatividad Cosmología sumerio babilónica

En el principio había un mar primordial, personificado por la diosa Nammu. De aquí nacen el cielo (An) y la tierra (Ki). De ellos nacen los grandes dioses, el mayor Marduk y luego los otros dioses. Debajo de la tierra, el reino de los muertos.

f��sica

inflaci��n Cosmología Egipcia

El mundo tenía forma de caja rectangular, la Tierra en el fondo plano de la caja y en ella alternaban la tierra y los mares. Egipto estaba en el centro de la caja, arriba el cielo de donde colgaban las estrellas.

mec��nica

cu��ntica Cosmogonías griegas

Las cosmogonías griegas narran al origen del mundo que parte del Caos, para que en un acto de creación divina se imponga el orden (Cosmos). Esta acción marcará el principio del ser y del bien para el pensamiento griego.
Empieza, con el Caos, un profundo vacío. De éste emergió Gea (la Tierra) y algunos otros seres divinos primordiales: Eros (Amor), el Abismo (el Tártaro) y el Érebo. Gea dio a luz a Urano (el Cielo), que entonces la fertilizó. De esta unión nacieron los Titanes, los Cíclopes de un solo ojo y los Hecatónquiros o Centimanos.

teor��as Judaísmo - cristianismo

En la cosmogonía judeocristiana el origen del mundo está presente en el Génesis (el primer libro de la Biblia), que relata cómo el dios Yahvé creó el mundo «en un principio». En el texto original no aparece mención explícita a un proceso de creación partiendo de la nada. (Ese concepto se originará posteriormente en el cristianismo)
La creación es un proceso que tiene lugar por separación: la tierra, de los cielos; la tierra, de las aguas; la luz, de la oscuridad. Es decir, se procede por separación de componentes partiendo del caos primigenio.

Todo sobre el origen del universo. Parte 1.

universo De las cosmologías mitológicas a la racionalidad

Hay mitos en todas las culturas para explicar muchos fenómenos naturales que resultaban incomprensibles a simple vista. Pero con el tiempo se empezaron a descubrir regularidades, tales como los eclipses, el movimiento del Sol, la Luna o los planetas que sugirieron que eran gobernados por leyes fijas más que por los caprichos de los dioses.
Las primeras observaciones prácticas del cielo fueron hechas por los caldeos para resolver los problemas de la determinación del tiempo, la periodicidad de las estaciones y la necesidad de predecir para la agricultura.
Los fenicios, buenos mercaderes, vieron en las constelaciones la manera de orientar la ruta de sus naves. Los griegos crearon la astronomía matemática con Pitágoras y Platón.
Primero en la astronomía, luego en otras áreas de la naturaleza, hasta llegar al determinismo del S. XIX.
No podía haber excepciones y milagros. Los dioses o demonios no podían intervenir en el movimiento del universo.
Viejas civilizaciones cuadricularon la esfera celeste, ordenaron las estrellas, descubrieron cómo el venir y alejarse de los cometas se atenía a ciclos regulares y previnieron los eclipses del Sol y de la Luna.

big bang Comienzo de la Filosofía griega. Del Mito al Logos, a la razón.

La filosofía nace en Grecia en el s. VI a.C. Los primeros filósofos: Tales de Mileto, Anaximandro, Pitágoras, Heráclito, Parménides, usaron la razón para comprender el mundo físico y relacionar unos hechos con otros.
El Logos es el discurso racional que intenta entender el mundo a partir de fuerzas naturales, sin recurrir a causas divinas.
El estudio de la naturaleza (Physis) ocupó a esos filósofos, incluyendo en ella el origen del universo y el mismo proceso de generación de las cosas. El estudio de la naturaleza supone la existencia de un orden accesible a la razón. El orden o cosmos se opone al desorden o caos, incomprensible.
El potente discurso científico de la modernidad tiene su precedente en esos filósofos griegos presocráticos.

cuerdas Aristóteles y Ptolomeo: Sistema geocéntrico

Posteriormente Platón será el primer filósofo sistemático. A partir de su teoría de las ideas, creó un dualismo
cuerpo/alma, mundo sensible/ mundo de las ideas que tendrá una enorme influencia en los siglos posteriores. En su cosmología, Platón presenta a un Demiurgo que ordena la materia copiando de las ideas eternas.
La cosmología de Aristóteles, de influencia platónica, supone un universo finito y eterno dividido en dos mundos, el sublunar y el supralunar.
La tierra esférica, inmóvil, se encuentra en el centro del universo y alrededor de ella, 55 esferas concéntricas donde giran los astros y planetas, y movido todo por el último “motor inmóvil” (lo más parecido a Dios) en la última esfera.
En 240 a. C. Eratóstenes llegó a calcular el círculo de la Tierra con un error del 8% respecto al valor actual (40.000 Km.).
El modelo aristotélico fue perfeccionado por Ptolomeo y su Sistema geocéntrico fue aceptado como el modelo universal de descripción del universo hasta el siglo XVI.

m

relatividad Cosmologia cristiana

En el concilio de Nicea (325 d.C.) se elabora el credo, resumen de las verdades de fe cristianas y al comienzo aparece claramente el concepto de Dios creador del cielo y de la tierra.
El concepto original cristiano respecto a los griegos es el comienzo del tiempo lineal con la creación desde la nada (“ex nihilo”) que compararemos con la filosofía y la física moderna en el apartado siete.
La imagen del mundo predominante en el cristianismo durante cientos de años fue la de un universo en tres niveles: el cielo arriba, la tierra en medio y abajo el infierno, de clara influencia judía y platónica. La cosmogonía moderna no la ha afectado y el universo en 3 niveles sigue predominando en la liturgia y en general los dogmas cristianos. (Por ejemplo, Dios está en el cielo, Jesucristo descendió a los infiernos, subió al cielo y está sentado a la derecha del Padre, la Virgen María fue elevada al cielo…En estos dogmas hay una dependencia de la
visión del cosmos de la edad antigua).

f��sica La Edad media. Tierra plana

El mundo antiguo mediterráneo consideraba que la Tierra conocida acababa en la península Ibérica. Las legiones
romanas pusieron el nombre de Finis Terrae (fin de la Tierra) al extremo atlántico de Galicia, el mar donde moraba el sol por la noche, y más allá de ese mar estaba lo desconocido, habitado por dragones y bestias marinas.
A pesar de que los griegos dejaron el legado de la Tierra esférica, en la Edad media esta teoría solo era conocida por la gente culta. El pueblo seguía creyendo en la Tierra plana como consecuencia de la
interpretación literal de la Biblia por los Padres de la Iglesia.
Lactancio (S. IV) atacó la ciencia helénica y se opuso a la idea de la Tierra esférica.

inflaci��n Rechazo del mundo eterno de Aristóteles
En la Edad media volverá a salir el tema del mundo eterno. Sto. Tomás de Aquino, seguidor de la filosofía de Aristóteles, defenderá que no repugna a la razón que el mundo sea eterno, aunque dirá que hay que seguir lo que dice la fe cristiana del comienzo en el tiempo y la creación divina. La Iglesia medieval rechazó el modelo aristotélico de mundo eterno.
mec��nicacLos viajes de Colón y Magallanes resuelven el problema de la forma de la Tierra Colón conocía las teorías griegas de la redondez de la Tierra. El viaje de Colón en 1492 quiso resolver el problema de la forma de la Tierra al demostrar que era posible viajar a occidente para llegar a las Indias orientales (Asia). En realidad descubrió un nuevo continente, América, pero él creyó que eran las Indias.
La confirmación definitiva de que la Tierra era redonda fue realizada por el viaje de circunnavegación de Magallanes- Elcano alrededor del mundo.

cu��ntica

teor��as Revolución Copernicana.

La ciencia actual no se puede explicar sin todas las aportaciones anteriores a ella, especialmente a partir del Renacimiento.

Todo sobre el origen del universo. Parte 1. Nueva cosmología heliocéntrica

El Renacimiento, siglo XVI, supone un cambio radical en las ideas y forma de entender la vida y el ser humano respecto a la Edad media, pasando a girar alrededor del Hombre. Un cambio fundamental se produce con la primera gran revolución científica, el comienzo de la ciencia moderna. Los protagonistas son Copérnico, Kepler y Galileo, defensores de una nueva cosmología que sitúa en el centro del universo no la Tierra, sino el Sol (Heliocentrismo). La Tierra gira alrededor del Sol. Esto supuso el fin del modelo cosmológico de Aristóteles – Ptolomeo.

Se produce una revolución en el conocimiento. Solo será objeto de ciencia lo que sea cuantificable. La revolución científica comenzó con la astronomía y acabó en la Física.
Se comienza a observar el espacio con el telescopio, se descubren así estrellas nuevas. La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica. Se empieza a construir un nuevo método físico-matemático.

universo

big bang Nacimiento de la Física moderna

La ciencia moderna es mecanicista, intento de explicar la realidad como materia en movimiento y causas eficientes a través de las matemáticas. Con Galileo y Descartes nacen la Física y la Filosofía moderna.
El proceso termina con Newton y su ley de la gravitación universal. Por primera vez una ecuación matemática,
F = G. Mxm

permitía calcular la fuerza de atracción entre dos cuerpos y junto con otras leyes de Newton, calcular la posición de un planeta. Fue considerada como una verdadera descripción del funcionamiento del universo. Pero la teoría de Newton fue corregida por Einstein en el siglo XX.

cuerdas Ciencia y Filosofia. S. XVIII-XIX

m La ilustración

Este movimiento filosófico del siglo XVIII tuvo una gran influencia posterior. Sus grandes principios son: empirismo, criticismo, deseo de conocimiento, utopismo, progreso y felicidad, reformismo, amor a la naturaleza, fe en la razón, deísmo, igualdad, libertad que culminaron en la Revolución francesa.

relatividad Descubrimientos astronómicos en el S. XVIII y XIX

Con los nuevos telescopios más potentes se explora la superficie de los planetas, se descubren nuevas
estrellas débiles. Se calcula la distancia entre estrellas.
Laplace publica su teoría del origen del sistema solar y sistematiza el determinismo científico: conocida la
posición y velocidad de un cuerpo en un momento se puede saber su posición futura o pasada. Esta teoría
será desmontada en el siglo XX por la Mecánica Cuántica.
Se agranda el Sistema solar por el descubrimiento de Urano (Herschel S. XVIII), Neptuno (Le Verrier S.
XIX) y por último Plutón (Observatorio Lowel, Arizona, 1930). El 24 de agosto en al año 2006, Plutón, considerado el noveno planeta del sistema solar, perdió su estatus debido a sus características, y desde entonces fue considerado solamente como un “planeta enano”.

f��sica

inflaci��n Corrientes científico filosóficas del S. XIX

Aparece la Teoría de la Evolución de Darwin. La selección natural es la responsable del origen de nuevas especies. Posteriormente será completada con aportaciones de la genética y mecanismos como las mutaciones hasta llegar a la actual teoría sintética de la evolución.
Esta teoría ha obligado a abandonar la interpretación literal de las narraciones bíblicas respecto al origen del hombre (creacionismo), aunque sigue habiendo grupos cristianos que lo defienden. Más adelante hablaremos del diseño inteligente. El consenso científico ha aceptado la evolución como la piedra angular de la biología moderna.
Otras corrientes filosóficas, con gran influencia posterior, son el idealismo (Hegel), utilitarismo (J.S. Mill), positivismo (Compte), el marxismo (Marx), el vitalismo (Nietsche).

mec��nica Nacimiento de la Cosmología Contemporánea.

En el S. XX nacieron dos teorías físicas que iban a cambiar por completo la forma de entender el mundo, el tiempo y el espacio e iban a revolucionar la Física y la Cosmología: La teoría de la Relatividad de Einstein y la Mecánica cuántica.
Conocer su base es imprescindible para poder entender algo de lo que dicen las modernas teorías físicas sobre el origen del universo. Son teorías con una enorme carga matemática, pero aquí nos limitaremos a exponer sus principios y las consecuencias derivadas de ellas.

cu��ntica Geometrías de más de 3 dimensiones. Riemann

En 1854 el matemático G.F. Riemann inventó una nueva geometría de más de tres dimensiones que amplió la clásica geometría clásica de Euclides de tres dimensiones, la geometría de toda la vida que aún se sigue estudiando en las escuelas.
Esto tuvo grandes consecuencias para la ciencia. Einstein usó la geometría de cuatro dimensiones para explicar la Teoría de la Relatividad.
Hoy los físicos utilizan la geometría de 10 dimensiones para la Teoría de Cuerdas y Supergravedad y la Teoría M que veremos posteriormente.

teor��as

Todo sobre el origen del universo. Parte 1. Einstein: Teoría de la Relatividad. Precedentes

La relatividad ya fue estudiada por Galileo

Supongamos que alguien viaja sentado en un tren y mide su velocidad dentro del espacio donde se encuentra. Su posición no cambia, por lo tanto su velocidad es nula. Sin embargo, si la velocidad de la persona sentada se mide desde la estación, se advierte que se va acercando o alejando de la misma. Tiene una cierta velocidad. Dos observadores pueden medir distintas velocidades del mismo objeto al mismo tiempo: La velocidad es relativa; depende del observador. Galileo Galilei descubrió esta sencilla relatividad del movimiento.

universo La unificación de electricidad y magnetismo

En el siglo XIX, James Maxwell publicó unas ecuaciones que relacionaban dos fuerzas que se consideraban independientes una de otra: la electricidad y el magnetismo. Más aún, descubrió que ambos campos se desplazan en el espacio en forma de ondas.
Según aquellas fórmulas, la velocidad de las ondas era exactamente la misma que la que se había descubierto para la luz. Maxwell propuso que la luz era una onda electromagnética y unificó la óptica con el electromagnetismo.
Lo que llama la atención de las ecuaciones de Maxwell es que, según éstas, la velocidad de las ondas es independiente del observador y de la velocidad del foco emisor. Además, al igual que cualquier onda, éstas deberían tener algún tipo de soporte, como pasa con el sonido: si no hay un medio material, el aire, no hay transmisión del sonido. Para solucionar este problema surgió la teoría de que en el universo hay una sustancia sutil e imperceptible que sirve de apoyo para las ondas electromagnéticas: el éter.
Entonces, surgió una gran pregunta: ¿Como demostrar la existencia del éter, si es “sutil e imperceptible?

big bang El experimento Michelson - Morley y la nadadora

Para probar experimentalmente su existencia, Michelson y Morley hicieron un experimento famoso: si la Tierra se desplaza en el éter, entonces la velocidad de la luz dependerá de la dirección.
Para explicar esto, imaginemos una nadadora como la onda electromagnética y un río como el éter. Si la dama nada en el sentido de la corriente del río, logrará mayor velocidad que si lo hace en contra.
Así pues, con la ayuda de un interferómetro, aparato formado por espejos dispuestos de una forma especial, y una base giratoria, Michelson y Morley intentaron demostrar que en ciertas direcciones la luz se desplaza más o menos rápidamente que en otras. Pero concluyeron que la velocidad de la luz es constante en todas las direcciones.
Por supuesto, no hallaron ni rastro del éter.

cuerdas

m La explicación que dieron Lorentz y Einstein al experimento de Michelson

H. A Lorentz dio una explicación: el espacio y el tiempo se contraían o dilataban en dirección al movimiento, según la velocidad de éste. Presentó las ecuaciones, conocidas ahora como transformación de Lorentz, pero no encontró ninguna interpretación física para las mismas.
Albert Einstein, finalmente, encontró una solución al problema de la velocidad de la luz: el tiempo y el espacio no son absolutos sino relativos al observador.
Esto supuso un cambio total respecto a la concepción de Newton sobre el tiempo, al que consideraba absoluto y medido igualmente por todos los observadores.

relatividad

f��sicaUnas primeras nociones sobre la naturaleza del Espacio y el Tiempo

Nuestro espacio es de tres dimensiones, eso significa que cualquier punto podría ser expresado a base de obtener sólo tres mediciones (alto, ancho y fondo) con una regla, respecto al punto de referencia.
La Teoría de la Relatividad hizo cambiar este concepto de espacio: hay cuatro dimensiones, la cuarta dimensión es el tiempo.
La sugerencia importante de Einstein fue que nuestro espacio real de tres dimensiones está sufriendo curvaturas respecto a esta cuarta dimensión del tiempo.
Nosotros existimos en un espacio tri-dimensional, nuestros ojos sólo detectan 3 dimensiones, pero no una cuarta dimensión. Pero nuestro espacio tridimensional tiene curvaturas y altibajos respecto al tiempo, sin que nosotros podamos advertirlo.
¿Es todo esto comprobable? Sirvió para explicar el experimento de Michelson-Morley. Es más, esta idea de Einstein hizo que los físicos empezaran a pensar que no sólo existe una cuarta dimensión sino que pueden existir muchas dimensiones más (Lo veremos en la Teoría de Cuerdas y la Teoría M).
Según Einstein, si alguien viajara a una velocidad cercana a la de la luz, para dicha persona el tiempo transcurriría muy lentamente respecto de las personas que se desplazan a velocidades muy inferiores.
Einstein ofreció explicaciones cada vez más sorprendentes sobre nuestro Universo. Por ejemplo, la mayor o menor masa de los cuerpos, sería una de las causas de que el espacio tridimensional “se abollara” respecto al tiempo. El sol tiene mucha masa, y por tanto causa una gran “abolladura espacio-temporal” a su alrededor. El planeta Tierra, cuando se traslada en las proximidades del Sol, no tiene más remedio que moverse a través de dicha abolladura. Esto explicaría que la tierra se mantenga dando círculos alrededor del Sol, sin escaparse hacia el espacio exterior.
Einstein explicó la gravedad sin necesidad de concebir una fuerza gravitatoria más o menos inmaterial, que actúa “mágicamente a distancia”, como se dice en la teoría de Newton.

inflaci��n

Las consecuencias de la Teoría de la Relatividad

Excepto los físicos, pocos comprenden a fondo la Teoría de la Relatividad puesto que es demasiado diferente a la experiencia diaria.
En los años 20, el científico Sir Arthur Eddington divulgó la Teoría de la Relatividad y decía que solo tres personas en el mundo la entendían. En una de las conferencias le preguntaron si él era una de esas tres personas (se suponía que la primera era el propio Einstein), a lo que contestó:”Me pregunto quién es la tercera persona”.
Al menos que nos quedemos con la idea de que, aunque sea difícil, la Teoría de la Relatividad es extremadamente importante para entender no solo la Física actual sino cómo es nuestro mundo y cómo se ha originado.

Así pues, en resumen, la Teoría de la Relatividad dice que…

1- La velocidad de la luz es constante, invariable y no existe una velocidad mayor (300.000 Km. /s) -Hoy existen pruebas de que la velocidad de la luz no ha sido siempre constante-
2- El tiempo ha dejado de ser absoluto. La medida del tiempo y el espacio es variable y depende del observador y de la velocidad. La velocidad acorta la distancia y alarga el tiempo. (Esto solo es observable a velocidades cercanas a la de la luz).
3- Con la presencia de un campo gravitatorio (un astro, por ejemplo) los relojes marcharán más lentamente. El espacio-tiempo se curva alrededor de una gran masa y un rayo de luz, en lugar de viajar en línea recta, se curva y se desvía. Esto ha sido comprobado.
4- La materia y la energía son dos manifestaciones de la misma cosa.
Se trata de la famosa ecuación: E = m.c2. (Donde E es la energía, m es la masa y c es la velocidad de la luz)
5- En la ley de Gravitación universal de Newton la variación de la distancia o la masa hacen cambiar la fuerza que se transmite instantáneamente, no importa cual sea la distancia. Esto no ocurre en la Teoría de la relatividad porque la máxima velocidad es la de la de luz.
6- Se descubre que el universo no puede ser estático.

mec��nica

cu��ntica Los agujeros negros

Un caso espectacular, predicho por la Teoría General de la Relatividad, son los agujeros negros: cuerpos con una gravedad tan enorme que nada puede escapar y hasta la luz queda atrapada.
En ellos el espacio-tiempo se deforma. Cuando se cruza el horizonte de sucesos la dirección de las partículas se dobla hacia el centro del agujero negro, la singularidad de densidad infinita. Si un astronauta fuera atrapado, su reloj iría cada vez más lento y si llegara al interior sería aplastado.
En el centro de nuestra galaxia, como en la mayoría de galaxias, hay un agujero negro supermasivo
cuatro millones de veces la masa del Sol.
Se calcula que los agujeros negros supermasivos se formaron en edades tempranas del universo. Las estrellas supernovas al explotar pueden llegar a formar agujeros negros de enorme densidad. Cuanto más sepan los científicos sobre los agujeros negros, más se sabrá sobre el origen del universo.

teor��as
Agujero negro de Sagitario A supermasivo centreo de La Vía Láctea.

Todo sobre el origen del universo. Parte 1. La paradoja de los gemelos, de Einstein

Es un sorprendente experimento mental que explica la distinta percepción del tiempo por dos observadores en distinto estado de movimiento.
Fue propuesta por Einstein al postular que el tiempo no es absoluto y cada observador medirá el tiempo pasado de acuerdo a su velocidad.
Se imagina que hay dos hermanos gemelos (de ahí el nombre); el primero de ellos hace un largo viaje espacial a velocidad cercana a la de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.
De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, el gemelo que se queda en la Tierra envejecerá más que el gemelo viajero porque el tiempo propio del gemelo de la nave espacial va más lento que el tiempo del que permanece en la Tierra y, por tanto, el de la Tierra envejece más rápido que su hermano. Esto se prueba mediante cálculo matemático.
La paradoja no es el hecho de que un gemelo envejezca más rápido que el otro, sino en el razonamiento que sugiere que los dos gemelos concluirían que es el otro quien envejecería más.

universo

Evidencia experimental de la paradoja de los gemelos

La paradoja de los gemelos se ha comprobado experimentalmente que es cierta.
El experimento más claro que mostró el efecto de dilatación temporal se llevó a cabo con dos relojes idénticos en 1971.
Se subió un reloj atómico en un avión durante más de 40 horas y se comparó la lectura de este con otro idéntico en Tierra sincronizado con el primero.
Al comparar los relojes después del viaje, los dos relojes ya no estaban sincronizados. El reloj atómico del avión estaba muy ligeramente retrasado (unas pocas centésimas de milésima de millonésima de segundo). La única explicación posible venía de la Teoría de la Relatividad de Einstein.

big bang Mecánica Cuántica o Teoría Cuántica (T. Cuántica)

“No es posible estar racionalmente seguros de que lo que conocemos de la realidad sea cierto”
(Bertrand Russell).

La Teoría Cuántica fue introducida en el primer tercio del S. XX para dar explicación a datos experimentales incomprensibles para la llamada Física clásica. La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física actual.
Su marco de aplicación es el mundo atómico, donde resulta imprescindible.
Otros ámbitos de aplicación: La electrónica, la física de nuevos materiales, altas energías, instrumentos médicos, criptografía, computación cuántica y en la Cosmología teórica de los comienzos del universo.

cuerdas Teoría probabilística

La Teoría Cuántica (T. Cuántica) describe la probabilidad de que un suceso ocurra en un momento determinado. Pero a diferencia de la física clásica, en la T. Cuántica la probabilidad posee un valor objetivo especial que no depende del conocimiento del sujeto.
Para los científicos del siglo XIX la Física era algo prácticamente completo en el que quedaban solo algunos puntos oscuros. El primero era el resultado negativo del experimento de Michelson -Morley (la constancia de la velocidad de la luz) que fue resuelto por Einstein con la Teoría especial de la Relatividad.
El segundo punto oscuro era la radiación de energía de un cuerpo caliente que para la Física clásica se producía con una radiación continua de energía. Aquí apareció Max Planck.

La hipótesis de los paquetes de Planck

Max Planck introdujo un nuevo concepto revolucionario: que la energía se emite de forma discontinua, algo así como si en lugar de comprar el azúcar a granel lo compramos en paquetes. La energía se emite en paquetes o quantos de energía.
De manera que la radiación, que tradicionalmente era vista como una onda, ahora tenía un carácter corpuscular.
La hipótesis de Planck fue confirmada experimentalmente y aplicada por Einstein para explicar el efecto fotoeléctrico (que se usa, por ejemplo, en las células fotovoltaicas que transforman la luz solar en electricidad).

m

¿Cuándo entra en juego la Teoría Cuántica?
Hemos dicho que es de aplicación a nivel atómico, con medidas enormemente pequeñas.
A niveles macroscópicos, los cuerpos de la realidad diaria, o para explicar los movimientos planetarios es más que suficiente la Física clásica.

Aspectos novedosos de la Teoría Cuántica

1- Carácter corpuscular de la radiación (Planck). La radiación, por ejemplo la luz, tiene un carácter de partícula y de onda.
2- Aspecto ondulatorio de las partículas (De Broglie) Partículas como los electrones se comportan también como ondas. Esta fue una afirmación muy audaz de De Broglie, que luego se demostró experimentalmente mediante la difracción de los electrones en dos rendijas.
3- Existen magnitudes físicas discontinuas: Niveles de energía del átomo de Hidrógeno
discontinuos (Bohr, modelo atómico).

relatividad El principio de incertidumbre

El físico alemán Werner Heisenberg (1901-1976) llegó a una conclusión que todavía hoy mantiene en vilo a físicos y filósofos: se conoce como el Principio de Incertidumbre. Un ejemplo servirá para aclararlo.
Supongamos que queremos conocer la situación de una partícula, por ejemplo un electrón.
Para ello podríamos conocer su posición relativa y su velocidad. Para “verla” tenemos que usar una “luz”, es decir, enviar una unidad o un cuanto de luz que se llama fotón.
Pero al chocar el fotón con el electrón produce un cambio en su posición o en su velocidad inevitablemente, por lo que es imposible saber al mismo tiempo las dos cosas, su velocidad y su posición.
Eso es lo que dice el Principio de Incertidumbre, una limitación impuesta por la naturaleza de la combinación entre objeto a medir, instrumento y observador. Esto tiene unas consecuencias insospechadas para la física y para entender el universo, como veremos.

f��sica

inflaci��n La función de onda. El átomo de Hidrógeno

Al estudiar las primeras nociones de química nos explicaban cómo es un átomo de hidrógeno, el elemento más simple. Estaba formado por un protón y un electrón girando a su alrededor, como un satélite
que gira alrededor de la Tierra.
Con la Teoría Cuántica la cosa se complica, pues en realidad se habla de una zona del espacio que rodea al núcleo llamado orbital, donde es más probable hallar al electrón.
Nos tendremos que conformar con conocer la probabilidad de encontrarlo en una zona alrededor del
núcleo.
La descripción del estado del electrón del átomo de Hidrógeno viene dada por una ecuación conocida como
la función de onda (Schrödinger, 1925) .Es una expresión matemática que describe un sistema cuántico
como la ecuación de una recta describe los puntos de la recta.

mec��nica

cu��ntica La probabilidad en la Teoría Cuántica. El juego de dados

La importancia de la probabilidad en la T. Cuántica supuso el punto principal de conflicto entre Einstein y Bohr.
Einstein creía que la fuerte probabilidad de la T. Cuántica hacía de ella una teoría incompleta que había que reemplazar por otra más determinista. Einstein acuñó esta opinión con la frase “Dios no juega a
los dados con el universo”.
Parafraseando esta expresión de Einstein, al analizar la probabilidad de la T. Cuántica y la teoría clásica del determinismo, Hawking escribió:
“Dios está limitado por el principio de incertidumbre y no puede conocer la posición y la velocidad de una partícula al mismo tiempo”. “Einstein estaba equivocado cuando dijo: Dios no juega a los dados”.
“No solo Dios juega a los dados sino que a veces los lanza donde no podamos verlos”.
Y concluye Hawking: ·”Toda la evidencia lo señala como un jugador empedernido que tira los dados siempre que tiene ocasión”. Hawking en este texto se burla de Einstein porque éste no creía en la Teoría Cuántica.

teor��as

Todo sobre el origen del universo. Parte 1. La paradoja del gato de Schrödinger

Es la paradoja que surge de un célebre experimento imaginario propuesto por el físico Schrödinger para ver
las diferencias entre interacción y medida en el campo de la Mecánica Cuántica.
Este experimento consiste en imaginar a un gato que se encuentra dentro de una caja, junto a una ampolla de
vidrio que contiene un veneno muy volátil y un martillo que pende sobre la ampolla de forma que puede romperla si cae sobre ella. El mecanismo que controla el martillo es un detector de partículas alfa. Si detecta una partícula alfa, el martillo se suelta, rompe la ampolla, sale el veneno y mata el gato. En caso contrario, el martillo permanece en su lugar y el gato sigue vivo.
Al lado del detector se coloca un átomo radiactivo especial, que tiene una probabilidad del 50% de emitir una partícula alfa en una hora. Cuando ese tiempo haya transcurrido, o bien el átomo ha emitido una partícula alfa o no la ha emitido. Como resultado de esto, el martillo habrá o no golpeado la ampolla, y el gato estará muerto o vivo. Por supuesto, no tenemos forma de saberlo si no abrimos la caja para comprobarlo.
Aquí es donde las leyes de la Mecánica Cuántica hacen de este experimento algo mucho más interesante. En efecto, si intentamos describir lo que ocurre en el interior de la caja mediante estos principios, llegamos a una conclusión muy extraña: el gato es descrito por una función de onda que da como resultado una superposición de dos estados combinados (mitad y mitad) de “gato vivo” y “gato muerto”.
Mientras la caja permanezca cerrada, el gato estaría a la vez vivo y muerto.
La única forma de saber con certeza si el gato sigue vivo o muerto es abrir la caja y mirar dentro. Según Schrödinger, lo que ha ocurrido es que, al realizar la medida, el observador interactúa con el sistema y lo altera, “rompiendo” la superposición de estados y el sistema se define en uno de sus dos estados posibles. Si nos aferramos al sentido común, resulta claro que el gato no puede estar vivo y muerto a la vez.
Sin embargo, la Mecánica Cuántica dice que mientras nadie espíe el interior de la caja el gato se encuentra en una superposición de los dos estados “vivo/muerto”.
Esta superposición de estados es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia y su aplicación a sistemas macroscópicos -como un gato- es lo que nos lleva a la paradoja propuesta por Schrödinger.

universo

big bang Indeterminación y probabilidad

Esto nos indica que el mundo cuántico está indeterminado. No es posible predecir qué valores de la medida que se ha hecho van a hacerse realidad. Las interacciones de los sistemas cuánticos entre sí y con los objetos macroscópicos crean muchas incertidumbres en la evolución del universo. Así la evolución del mundo no es algo preestablecido sino que es imposible de prever. La Teoría Cuántica describe siempre la evolución de los sistemas
cuánticos por medio de la probabilidad.
No es posible discernir partículas idénticas ni permite decir que una partícula se mantenga siempre idéntica a sí misma en el tiempo (por ejemplo, un electrón en un orbital atómico).

cuerdas La Teoría Cuántica y el origen del universo

Según el profesor Lapiedra, Catedrático de Física teórica de la Universidad de Valencia, el origen del mundo debe responder a partir de la imagen del mundo de la T. Cuántica.
La Teoría Cuántica representa hoy nuestro conocimiento científico del sustrato más primigenio que constituye el universo. Esta materia es la que se produjo cuando nació el universo y sigue dándose en los objetos macroscópicos. Por lo tanto, el universo ha sido producido a partir del microcosmos. El universo y todos los objetos que contiene son consecuencia de la organización de la materia.
Si la Teoría Cuántica representa nuestro conocimiento actual de la materia microfísica es en ella donde la ciencia debería hallar el fundamento para responder al enigma del universo.
En el conocimiento del origen del universo solo los principios de la T. Cuántica permiten hacer hipótesis y supuestos congruentes.

m Las historias posibles de Feynman

Según la concepción tradicional del universo los objetos se mueven en caminos bien definidos y tienen historias concretas, pudiendo decir su posición en cada momento.
Esto cambió con la Teoría Cuántica: en la escala atómica no se puede tener tanta precisión por el Principio de Incertidumbre. Pero la Física clásica y la T. Cuántica se basan en diferentes percepciones
de la realidad.
La T. Cuántica puede ser formulada de varias maneras, pero la más intuitiva fue la del físico Richard Feynman (1918-1988). Según él un sistema no tiene una historia sino todas las posibles historias.
Luego aplicaremos esto -siguiendo a Hawking- a la idea de que el universo no tiene una sola historia ni siquiera una existencia independiente.
Esto parece violar las reglas del sentido común, que está basado en la experiencia diaria a través de los sentidos, no en el universo tal como es observado con la tecnología que nos permite ver dentro del átomo y en el universo primitivo.
Así, la sencilla visión de la realidad que tenemos en la vida diaria no es compatible con la Física moderna.

relatividad

f��sica El experimento que demostró que las partículas son también ondas

Este experimento es del tipo de fenómenos que no pueden ser descritos por la Física clásica pero lo son
por la T. Cuántica. Se hizo para verificar la hipótesis de De Broglie.
Feynman escribió que “este experimento contiene todo el misterio de la Mecánica Cuántica”.
El experimento consistió en lanzar electrones sobre una lámina con dos ranuras. Al llegar los electrones a una
pantalla, a través de las dos ranuras abiertas, se vieron bandas brillantes y bandas oscuras alternadas.
La interpretación que dieron los físicos fue que los electrones habían actuado como lo habrían hecho las ondas de luz. Donde se producía una interferencia, se anulaban y se hacía oscuro.
Eso demostró la verdad de la hipótesis de De Broglie: que las partículas se comportan también como ondas.

inflaci��n

Feynman interpretó el experimento como la suma de historias

Parece como si las partículas adquieran información sobre las dos rendijas”-dijo Feynman- .
Lo cual es diferente de la vida diaria donde lo que ocurre en una rendija no afecta a la otra.
Según la Teoría Cuántica una partícula no tiene una posición definida en su recorrido hasta la pantalla, es decir, las partículas toman todos los caminos posibles que conectan el punto de salida y la pantalla. Las partículas en las dos rendijas toman los dos caminos simultáneamente.
Esto suena a ciencia ficción pero no lo es.
Feynman lo expresó matemáticamente como la suma de historias, que representa todas las leyes de la Teoría Cuántica. Las predicciones de Feynman son las mismas que las de las otras formulaciones de la T. Cuántica.
La visión de Feynman ha resultado crucial para entender el origen del universo.
Una partícula recorre todos los caminos de A a B. Y la teoría de Feynman permite predecir los resultados probables de un sistema que podría ser una partícula, un conjunto de partículas o el universo.
Entre el estado inicial y uno posterior se desarrolla lo que los físicos llaman la historia del sistema. La probabilidad de una observación se construye desde todas las posibles historias, por eso esa teoría se llama la formulación de la Teoría cuántica de la Suma de historias.
Veremos que el universo no tiene una historia sino todas las historias posibles y nuestras observaciones sobre un estado actual afectan a su pasado y determina las diferentes historias del universo.

mec��nicaEtapas de la cosmología contemporánea

La historia de la cosmología moderna arranca a principios del siglo XX. Por aquella época se debatía sobre la posibilidad de que nuestra Galaxia, la Vía Láctea, contuviera todas las estrellas presentes en el Universo y que, fuera de ella, tan sólo hubiera un gran vacío cósmico.

cu��ntica Hubble descubre las galaxias

En los años 20, el astrónomo americano Edwin Hubble (1899-1953) sentó las bases empíricas de la cosmología actual al descubrir que algunas nebulosas, como Andrómeda, no eran nubes de gas situadas entre las estrellas, sino otras galaxias parecidas a la Vía Láctea, externos a la misma.

teor��as

La galaxia Andrómeda, situada a 2,5 millones de años luz, forma parte de nuestro grupo local de galaxias. .
Posteriormente Hubble descubrió que las galaxias se están alejando unas de otras.

Desplazamiento al rojo. El universo se expande

Al intentar medir la distancia a las galaxias, Hubble realizó otro descubrimiento: el espectro de la luz procedente de las galaxias estaba tanto más corrido hacia el rojo cuanto menor era su luminosidad aparente Interpretando dicho corrimiento al rojo como debido al efecto Doppler, eso indicaba que las galaxias se alejaban de la Vía Láctea a una velocidad proporcional a su distancia. (Ley de Hubble).

Todo sobre el origen del universo. Parte 1.

Efecto Doppler:¿por qué la sirena de una ambulancia cambia de tono?

El efecto Doppler nos es muy familiar. Cuando vemos acercarse una ambulancia notamos que el sonido se hace más agudo, y cuando se aleja, el sonido se vuelve más grave. En la luz el equivalente al sonido grave es el color rojo.
La conclusión fue que las galaxias se estaban alejando de nosotros. Pero se vio enseguida que el alejamiento de las galaxias no era debido a su movimiento.
La Teoría de la Relatividad de Einstein describía cómo el espacio podía ser curvado en presencia de materia, como una goma estirada con un objeto pesado sobre ella.
Las ecuaciones de Einstein describían cómo el espacio podía estirarse como un todo. Pero en 1915, cuando salió la Teoría de la Relatividad, aún no se conocían las galaxias y Einstein había dejado este punto como un truco sin significado físico.
Después del descubrimiento de Hubble de la relación del desplazamiento al rojo con la distancia, Einstein y otros científicos descubrieron que eso era lo que describían las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad: el espacio mismo estirándose y llevándose consigo los cúmulos de las galaxias. Este fue el comienzo de la cosmología contemporánea.

universo

-Un año Luz, medida astronómica, es la distancia que recorre la luz en un año: 9,46 billones de Km.

El desplazamiento hacia el rojo- distancia de las galaxias no es un efecto Doppler simple

El Efecto Doppler no está provocado solo por el desplazamiento de las galaxias a través del espacio sino también por el estiramiento del espacio entre las galaxias, mientras viaja la luz de una galaxia a otra. El resultado final es la suma o resta de los dos movimientos. Por eso Andrómeda tiene un desplazamiento hacia el azul, porque se mueve hacia nosotros más rápido que la expansión del espacio entre nosotros y Andrómeda.

big bang La imagen del globo que se hincha, imagen de la expansión del universo

Podemos visualizar este fenómeno de la expansión del universo imaginando un globo con puntos pintados en
su superficie. Al inflarse, todos los puntos se alejan unos de otros no porque estén moviéndose sino porque la goma se está moviendo y no hay ningún centro en la expansión. Desde cualquier punto observamos que los demás puntos se alejan.
Igualmente la visión de la expansión del universo sería la misma desde cualquier galaxia del universo.

cuerdas

m Necesidad de una teoría nueva para explicar la expansión del universo

Con esos descubrimientos nuestra concepción del Universo sufría una revolución semejante a la producida en el siglo XVI con Copérnico. El Universo pasaba a estar lleno de galaxias distribuidas uniformemente hasta los confines del espacio y alejándose las unas de las otras como si el Universo estuviera expandiéndose a idéntico ritmo en todas partes.
Las galaxias se atraían las unas a las otras por efecto de la gravedad, por lo que dicha expansión debía ir frenándose lentamente con el paso del tiempo.
Para determinar la evolución del Universo se requería una teoría gravitatoria. La teoría de la Gravitación Universal de Newton era insuficiente, pero la Teoría General de la Relatividad sí permitía ese estudio.
El primer modelo cosmológico desarrollado por Einstein suponía que el Universo era estático.
Para que esto fuera posible Einstein había tenido que incluir la llamada constante cosmológica en sus ecuaciones a fin de que hubiera una fuerza repulsiva capaz de compensar la atracción debida al contenido en masa y energía del Universo.
Cuando más tarde quedó claro que el universo no era estático, Einstein se apresuró a borrar la famosa constante cosmológica de todas sus ecuaciones sin sospechar que con el tiempo volvería a ser necesaria.
Los primeros modelos de un Universo homogéneo en evolución sin utilizar la constante cosmológica se deben al matemático ruso Alexander Friedman
Desde este punto comienza una sencilla exposición de algunas de las principales teorías cosmológicas contemporáneas, que han utilizado las Teorías de la Relatividad y la T. Cuántica. Como pasa en cualquier campo de la ciencia, son teorías que tratan de explicar el origen del universo, pero se verán superadas por otras más completas, o aparecerán otras distintas, como rivales y no llegaremos a ver el final del proceso. Esa búsqueda es lo que define a la ciencia.

relatividad La teoría de Lemaitre – Gamow y el Big Bang

La consecuencia de la expansión del universo fue que si este se está haciendo cada vez más grande, tuvo que ser más pequeño en el pasado. Tuvo que haber un instante en el que las galaxias estaban todas juntas.
Si todavía vas más atrás en el tiempo, llegaría un instante en el que todo el universo estaba concentrado en un punto. Usando la Ley de Hubble podemos calcular que esto ocurrió hace aproximadamente 14. 000 millones de años.
Los modelos de Friedman fueron retomados por el cosmólogo y sacerdote belga George Lemaître, quien calculó que vivíamos en un universo que se expande. Presentó su teoría del modelo del átomo primitivo en el que se encontraba todo el universo al comienzo y en el que la densidad cósmica habría sido comparable a la de los núcleos atómicos.
La idea de que el Universo tuviera un inicio en el tiempo no gustaba a la mayoría de los científicos, los cuales preferían la idea de un Universo eterno e inmutable.
Einstein se resistía a reconocer la teoría de Lemaître a quien le dijo que le recordaba demasiado a la creación del Génesis de la Biblia.
La teoría de Lemaitre quedó en el olvido hasta que en 1948 G. Gamow se fijó en ella y desarrolló la teoría que se conoce como el Big Bang.

El Modelo de Universo Estacionario

Apareció el Modelo Estacionario de F. Hoyle. Aunque las galaxias se alejaran se iría rellenando el hueco con nuevas galaxias y el universo seguiría como se ve hoy, estable y eterno. Este modelo tuvo mucho éxito hasta los años 60. Lo más curioso fue que quien puso el nombre de Big Bang fue el mismo Hoyle, como expresión despectiva. (En Inglés bang significa explosión, detonación).

El modelo del Big Bang (La gran explosión)

El Universo muestra propiedades muy parecidas en todas las direcciones. Dado que no hay ninguna razón para que estemos situados justo en su centro, eso indica que el Universo es parecido en todas partes (homogeneidad). El modelo del Big Bang se basa en ese supuesto (Principio Cosmológico) así como en que el Universo está expandiéndose.
Debido a esa expansión, si retrocediéramos en el tiempo, veríamos cómo la materia se va comprimiendo más y más hasta alcanzar densidades muy grandes. Antes de llegar al instante “cero”, definido como el tiempo en el que la densidad se hace infinita, la física actual deja de ser válida. Se hace necesario aplicar una teoría cuántica de la gravedad hoy por hoy desconocida.
Lo que si podemos es acercarnos mucho a ese instante cero (hasta tan sólo 10-43 segundos de él, lo que se conoce como tiempo de Planck, 0,000…(hasta 42 ceros)…1. ¡Algo inimaginable por lo infinitamente pequeño!). A partir de ese instante, el modelo del Big Bang empieza a ser una buena descripción de la historia del Universo.
Cálculos detallados mediante las ecuaciones de Friedman muestran que la edad actual del Universo es de 13.700 millones de años.

f��sica

Confirmación del Big Bang: la Radiación de fondo cósmico de microondas

El modelo del Big Bang sólo fue tomado en serio a partir de la década 1960, cuando unos radioastrónomos descubrieron una señal de radio de ruido que identificaron como el eco remanente del Big Bang.
Esta radiación de fondo tiene la frecuencia de las microondas. Se la conoce como radiación de fondo cósmica, porque procede de todas las direcciones del espacio, y de fondo, porque la detectamos como una señal de ruido.

Explicación de la existencia de la radiación de fondo

inflaci��n

La explicación es que el universo empezó siendo mucho más caliente que una estrella.
A medida que se fue expandiendo, se fue enfriando.
La radiación comenzó a viajar libremente por el espacio. Cuando la radiación escapó, era muy similar a la luz del Sol. Pero desde entonces se ha desplazado al rojo y se ha estirado hacia longitudes de onda más grandes, convirtiéndose en microondas.
Ahora todo el universo está lleno de esta radiación, como un horno microondas, pero muy frío. (-270 º C)
La radiación de fondo se estudió usando satélites diseñados para su observación.
En los diez últimos años se ha demostrado que esta radiación no es perfectamente uniforme, y ha servido para conocer un poco más la naturaleza del universo en el que vivimos.
Donde la materia era un poco menos densa que la media, la radiación pudo enfriarse un poco, pero donde era más densa no. Así, estas diferencias en la temperatura quedaron impresas en la radiación.
Cuando los satélites fueron lo suficientemente sofisticados, ya en el siglo XXI, como el satélite COBE, encontraron que la temperatura media del fondo Cósmico de microondas es 2,7250 K, (-270,42 º C) y cuyas fluctuaciones están entre 2,7249 y 2,7251 K.

mec��nica

Materia oscura

En los años 70-80 se comprobó que no había suficiente materia visible en el universo para explicar la gravitación que se da en y entre las galaxias.
Esto llevó a la idea de que el 90 % de la materia del universo es materia no visible, oscura.
Estudios del fondo cósmico de microondas muestran exactamente que las fluctuaciones en la temperatura coinciden con el de las variaciones de densidad que llevarían a formar las galaxias. Pero se necesita algo más para formar las galaxias. Tiene que haber mucha materia oscura en el universo para explicar la naturaleza de las galaxias como la Vía Láctea.
Simulaciones por ordenador muestran que hay cerca de seis veces más materia oscura que materia atómica. Entonces, todo encaja perfectamente.

¿Expansión del universo para siempre?
En la década 1930, los cosmólogos se preguntaban si la expansión del universo duraría para siempre, o si por el contrario, se frenaría en algún momento, e incluso, que pudiera invertirse.
La respuesta depende de la curvatura del espacio, de acuerdo a cómo se define en la Teoría de la Relatividad General.
Hay tres posibilidades.

1- Si hay más densidad de materia-energía que un determinado valor, el espacio tridimensional está curvado de la misma forma que la superficie de una esfera, y entonces, el universo no tiene bordes.
Éste tipo de universo se denomina “cerrado”, y si el universo real es así, se expandirá durante un período de
tiempo, se frenará debido a la gravedad, y terminará colapsando sobre sí mismo. Como un balón lanzado en el
aire hacia arriba.

2- En el medio de los dos extremos, se encuentra el espacio plano en tres dimensiones, como una hoja de papel.
Si el universo es así, seguirá expandiéndose a una velocidad cada vez menor, hasta llegar al borde del colapso, pero sin llegar realmente a colapsar. Al menos, ése se pensaba que sería el destino de un universo plano.

3- En el otro extremo, si hay menos densidad que el anterior valor determinado, el universo es abierto, y se expandirá para siempre. Como una nave espacial lanzada con suficiente velocidad, que escapará del campo gravitatorio terrestre.
La geometría es la de la superficie de “una silla de montar”, extendiéndose al infinito en todas las direcciones -Riemann-.

cu��ntica

Energía oscura y futuro del universo

Los cosmólogos están seguros de que el universo es plano. Esto significa que tiene que haber una determinada cantidad de materia en el universo, que se traduce en una determinada densidad. Pero la cantidad de materia (incluyendo la materia oscura) en el universo proporciona sólo el 27 % de esta densidad, que se denomina densidad crítica.
Así que tiene que haber otra forma de materia-energía dominando el universo. Ésta se denomina energía oscura.
Si hay un 27 % de materia en el espacio plano, tiene que haber un 73 % de energía oscura.
La energía oscura muestra su influencia en el universo directamente por la forma en que afecta a la expansión.

La expansión del universo es acelerada

Hacia finales del siglo XX se descubrió que el universo sufre una expansión ligeramente acelerada. Eso quería decir que la constante cosmológica debe ser positiva pero muy pequeña.
Si la expansión del universo es acelerada, las galaxias distantes están un poco más lejos que lo que dice la ley de Hubble.
Se piensa que la energía oscura actúa como una especia de antigravedad, estirando el espacio, y que este efecto será mayor a medida que el universo envejece. ¡Dentro de 100.000 millones de años, si la Tierra aún existiera, no se vería ninguna estrella ni galaxia excepto la nuestra!

Los problemas del Big Bang

La mayoría de cosmólogos aceptan la teoría del Big Bang porque concuerda con las observaciones del universo. Sin embargo hay algunos problemas que no consigue resolver y hay que echar mano de otra teoría posterior muy importante: la Teoría de la Inflación.

Por ejemplo:

1- El problema del horizonte o problema de la causalidad.
No se puede explicar cómo dos regiones lejanas del universo, separadas por una distancia mayor que la pudo recorrer la luz desde el inicio del universo, puedan tener la misma temperatura.

2- El problema de la planitud.
En la actualidad la densidad del universo es cercana a la crítica, es decir, el universo es plano. Pero ese valor crece con el tiempo. Al principio era casi igual a la crítica.

Una solución a estos problemas viene de la Teoría Inflacionaria

Según esta Teoría de la Inflación, propuesta por Allan Guth en 1980, nuestro universo comenzó como una región increíblemente pequeña de espacio-tiempo (tan pequeña como una trillonésima parte del tamaño de un protón que sufrió un crecimiento rapidísimo en un tiempo tal como una trillonésima de una trillonésima de segundo (10-35 s). En ese brevísimo tiempo aquel mínimo “universo aumentó en proporción como 1030 veces mayor.
Es como si una moneda de 1 cm de diámetro de repente explotara a una dimensión de ¡10 millones de veces la anchura de la Vía Láctea!
Aunque esto tuvo que ocurrir a una velocidad mucho mayor que la de la luz, eso no va contra la Teoría de la Relatividad porque el límite de la velocidad de la luz no afecta a la expansión del espacio.
La Teoría de la Inflación predice que el universo sea plano y que tendría irregularidades, justamente las irregularidades que vemos en el fondo cósmico de microondas.
La inflación fue una explicación tan satisfactoria de la forma en que el Big Bang empezó, que está incluida en casi todas las ideas modernas sobre cómo empezó el universo.

teor��as Hacia la Teoría de la Unificación

Una de las preocupaciones de los científicos ha sido siempre encontrar teorías que abarquen ideas anteriores y las unifiquen de manera simple. Eso hizo Newton: de su ley de gravitación y las demás leyes de Newton se pueden deducir las leyes de Kepler.
Maxwell unificó las leyes del magnetismo y electricidad. Con la Teoría de la Relatividad general Einstein generalizó la ley de gravitación de Newton.

Todo sobre el origen del universo. Parte 1. Einstein intentó una teoría de unificación de las cuatro fuerzas fundamentales

Es sabido que Einstein intentó toda su vida encontrar una teoría de unificación de las cuatro fuerzas fundamentales, que incluyera la gravedad, pero murió sin conseguirlo.
Existen cuatro fuerzas fundamentales en el universo: gravedad, el electromagnetismo y las interacciones fuerte y débil. Cada una de ellas es producida por partículas elementales que actúan como portadoras de la fuerza.

· La Interacción fuerte une los quarks dentro de los protones y neutrones y garantiza la estabilidad de los núcleos de los átomos.
· La interacción débil es responsable de los procesos de radioactividad.
· La fuerza electromagnética actúa entre cargas eléctricas.
· La gravedad determina la atracción entre masas.

Continuará

Fuente: Luís Álvarez.

http://www.formacion-integral.com.ar/index.php?option=com_content&view=article&id=563:origen-del-universo-desde-ciencia-filosof-y-teologia-a-cosmologias-teoria-cuantica&catid=25:fisica-cuantica-ciencia-nueva-y-educacion&Itemid=3

Comentarios Destacados

@Dr_Emmett_Brown +30
Impresionante post! ¡Recomendado!
@segundo-II +8
impresionante es poco lo unico q le falta serian unos documentales y qedaria joya

33 comentarios - Todo sobre el origen del universo. Parte 1.

@Deschain19 +3
reco, + 10 y a favoritos, espues lo leo completo
@yoni_333 +2
Gracias!!! muchas gracias!!!!

Despues lo veo!! +10reco y a fav!!!
@Dr_Emmett_Brown +30
Impresionante post! ¡Recomendado!
@segundo-II +8
impresionante es poco lo unico q le falta serian unos documentales y qedaria joya
@secpre +4
Es al pedo, Si @Dr_Emmett_Brown recomienda, el post es casi imperdible.

Buena lectura!

Fav+Reco, queda en cola de espera para puntos, y para terminar de leer tranquilo
@flavion +2
Muy buen laburo!!! como siempre!!!
+10 y reco!!!
@Exequielhigh +2
Se ve que esta bueno, pero ya es tarde, lo guaro en favoritos y lo leo detenidamente mañana...

recomendado!
@riveristarp +1
me encantan estos temas, con un poco mas de tiempo lo leo..
@By_dafne +1
Para mi en lo personal un maravilloso post muchisimas gracias por compartir te debo pts

Pero en la noche Sin falta y seguros amiga

universo
@By_dafne +1
Aqui estoy con tus merecidos pts @Mousbeats y gracias por tanta informacion buena
@Steppenwolf25 +1
Interesante aporte ademas de eso esta bonito el Post +5
@Seilith +1
Excelente aporte a la inteligencia, gracias
@El99PorCiento
Espléndido

Muy completo e interesante... gracias por compartir.
@lucko94 +1
Te dejo puntos y reco. Tengo que ver las otras partes
@tocaboton +1
Espectacular!... Muy bueno!... m

relatividad + 10 … Besos!

f��sica
@LARKTOR
me encantan tus post!!!