Por: Patricio González Quintanilla.
patgq52@gmail.com.
Conforme se amplía el conocimiento sobre el origen del Universo y el de sus condiciones físicas aparentes, se da ahora crédito a una expansión acelerada del mismo y se desvelan los secretos de sus confines originales. Ante esta nueva realidad, los científicos que lo estudian, llámense astrofísicos, físicos nucleares, físicos o matemáticos teóricos, se debaten ante grandes dilemas que ponen a prueba sus teorías más aceptadas.
Desde la época de Max Planck y de Albert Einstein, se ha tratado de desarrollar una teoría unificada universal que explique todos los fenómenos físicos que gobiernan al Universo en su conjunto, y que a su vez pronostique matemáticamente y de manera precisa las interacciones que tienen entre sí, las Cuatro Fuerzas Fundamentales que gobiernan la materia y la energía, vgr. La Gravedad: el Electromagnetismo, y las Fuerzas Fuerte y Débil, que afectan a las partículas en el nivel subatómico.
En el caso del espacio, las teorías más aceptadas que actualmente explican los fenómenos cósmicos, son la Física Newtoniana y la Teoría General de la Relatividad de Einstein. Mientras que la física de Newton considera la Gravedad como una fuerza fundamental proporcional a la masa de cualquier cuerpo, la relatividad einsteniana la considera una distorsión del espacio-tiempo (e/t), causada por la acción de la materia y la energía sobre el plano de cuatro dimensiones del propio e/t. Además, esta última teoría relaciona la velocidad de la luz con la transformación de materia en energía y establece el carácter corpuscular de la luz, en forma de fotones.
Ambas teorías explican los fenómenos del macrocosmos o universo conocido, siendo la física newtoniana aplicable a escala local de los sistemas planetarios, y la relatividad general más acertada en cuanto a explicar fenómenos interestelares y galácticos; los agujeros negros ò los recién descubiertos “enrejados” de cúmulos de galaxias. Estas dos teorías son conocidas en conjunto como parte de la física clásica.
Sin embargo, ahora existen evidencias, conforme a las más recientes observaciones con telescopios terrestres y espaciales que operan en diferentes rangos del espectro electromagnético, que inclusive la Relatividad General no parece explicar fenómenos del espacio ultra-profundo, asociados a la región donde supuestamente se originó el Universo hace aproximadamente 13,000 millones de años.
La física clásica concibe también la existencia de una “materia oscura” que justifique los movimientos y la distribución de las galaxias en forma individual o colectiva, y de una “fuerza oscura” que justifique la expansión acelerada del Universo. Ambos conceptos son aun inexplicables. Se sabe que existen, pero no se sabe cómo existen ni de qué están formados. También se afirma que entre ambas llenan el 95 porciento del Universo conocido, contra sólo un 5 porciento de materia observable.
Escudriñando los confines del Universo, donde tuvo lugar la “Gran Explosión” o “Big Bang” que le dio origen, los científicos tratan de explicar, por medio de la Física de Partículas o Mecánica Cuántica, cómo se formó la materia y la energía que forma parte de su todo.
Respecto a estos fenómenos del micro-cosmos o de nivel atómico y subatómico, la Mecánica Cuántica, formulada por Max Planck y Niels Bohr a principios del siglo XX, ha sido bastante exitosa en explicar, entre otros, los fenómenos que rigen el electromagnetismo, la radiación corpuscular, la física de partículas y de las fuerzas Fuerte y Débil de las partículas subatómicas.
Basada en el denominado “Modelo Estándar”, las partículas fundamentales se clasifican en Fermiones o partículas que componen la materia conocida, y Bosones, partículas que sólo transmiten fuerzas ò energía. Según este modelo, se tienen 12 fermiones conocidos, que incluyen 6 quarks (que en tríos conforman a los protones y los neutrones y en pares conforman los hadrones); el electrón, 3 neutrinos diferentes entre sí y las partículas Muón y Tau. Todos los fermiones tienen masa medible.
Los Bosones, aunque algunos tienen masa, sólo son transportadores de fuerza y no forman parte de la materia conocida. De acuerdo al modelo estándar, éstos son siete, de los cuales sólo han sido observados cinco: el fotón, el gluón y las partículas 2W y Z. Quedan pendientes de ser descubiertos el Gravitón y la comúnmente llamada “Partícula de Dios” ò Bosòn de Higgs, mediante la cual los físicos de partículas pretenden explicar de dónde la materia obtiene su masa.
Otras dos particularidades de las partículas subatómicas son: la existencia de la antimateria, formada por fermiones que tienen carga eléctrica distinta a los fermiones “naturales”, tales como el positrón, antimateria del electrón. La particularidad más extraña de todas, es la capacidad de algunas partículas de ubicarse en dos o más posiciones de espacio al mismo tiempo y que sólo funciona en el micro-cosmos. Ambas particularidades dan origen a suposiciones de la existencia de universos paralelos, coexistiendo al lado del nuestro, en diferentes planos dimensionales.
Las recientes investigaciones, que incluyen la experimentación con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), pretenden tanto confirmar la existencia del Bosòn de Higgs como la teoría de las “Super Simetrìas”, basada en el Modelo Estándar, establece simetrías específicas de interacción entre fermiones y bosones, que entre otras consideraciones, expliquen la composición de la “materia oscura” del Universo.
Finalmente, la teoría unificadora de la Física Clásica con la Mecánica Cuántica, tiene en la “Teoría de las Supercuerdas”. Su principal exponente, que trata de unir ambas al explicar los fenómenos de las partículas y de las cuatro fuerzas fundamentales.
Esta teoría, de una mayor complejidad, considera a la gravedad como un fenómeno cuántico y a las partículas subatómicas no como puntos, sino como expresiones de “cuerdas” unidimensionales supersimétricas, que se encuentran en estado vibratorio sobre un plano multidimensional del espacio-tiempo. Estas cuerdas pueden tener manifestaciones diferentes de identidad física, adoptando el Modelo Estándar, dependiendo del estado vibratorio en que se encuentren.
La gravedad es la fuerza universal que hasta ahora ha impedido unificar ambas Teorías. A pesar de ser la fuerza más débil de todas a nivel subatómico, ejerce una atracción fundamental a escala cósmica que permite la existencia de los cuerpos celestes, las estrellas, galaxias y de la vida misma, Sin embargo, nadie sabe aún cómo se origina y se especula aún sobre cómo se comporta. Tenemos mucho camino por recorrer en este sentido.
Fuentes: Investigación propia. PGQ-XI-2009.
patgq52@gmail.com.
Conforme se amplía el conocimiento sobre el origen del Universo y el de sus condiciones físicas aparentes, se da ahora crédito a una expansión acelerada del mismo y se desvelan los secretos de sus confines originales. Ante esta nueva realidad, los científicos que lo estudian, llámense astrofísicos, físicos nucleares, físicos o matemáticos teóricos, se debaten ante grandes dilemas que ponen a prueba sus teorías más aceptadas.
Desde la época de Max Planck y de Albert Einstein, se ha tratado de desarrollar una teoría unificada universal que explique todos los fenómenos físicos que gobiernan al Universo en su conjunto, y que a su vez pronostique matemáticamente y de manera precisa las interacciones que tienen entre sí, las Cuatro Fuerzas Fundamentales que gobiernan la materia y la energía, vgr. La Gravedad: el Electromagnetismo, y las Fuerzas Fuerte y Débil, que afectan a las partículas en el nivel subatómico.
En el caso del espacio, las teorías más aceptadas que actualmente explican los fenómenos cósmicos, son la Física Newtoniana y la Teoría General de la Relatividad de Einstein. Mientras que la física de Newton considera la Gravedad como una fuerza fundamental proporcional a la masa de cualquier cuerpo, la relatividad einsteniana la considera una distorsión del espacio-tiempo (e/t), causada por la acción de la materia y la energía sobre el plano de cuatro dimensiones del propio e/t. Además, esta última teoría relaciona la velocidad de la luz con la transformación de materia en energía y establece el carácter corpuscular de la luz, en forma de fotones.
Ambas teorías explican los fenómenos del macrocosmos o universo conocido, siendo la física newtoniana aplicable a escala local de los sistemas planetarios, y la relatividad general más acertada en cuanto a explicar fenómenos interestelares y galácticos; los agujeros negros ò los recién descubiertos “enrejados” de cúmulos de galaxias. Estas dos teorías son conocidas en conjunto como parte de la física clásica.
Sin embargo, ahora existen evidencias, conforme a las más recientes observaciones con telescopios terrestres y espaciales que operan en diferentes rangos del espectro electromagnético, que inclusive la Relatividad General no parece explicar fenómenos del espacio ultra-profundo, asociados a la región donde supuestamente se originó el Universo hace aproximadamente 13,000 millones de años.
La física clásica concibe también la existencia de una “materia oscura” que justifique los movimientos y la distribución de las galaxias en forma individual o colectiva, y de una “fuerza oscura” que justifique la expansión acelerada del Universo. Ambos conceptos son aun inexplicables. Se sabe que existen, pero no se sabe cómo existen ni de qué están formados. También se afirma que entre ambas llenan el 95 porciento del Universo conocido, contra sólo un 5 porciento de materia observable.
Escudriñando los confines del Universo, donde tuvo lugar la “Gran Explosión” o “Big Bang” que le dio origen, los científicos tratan de explicar, por medio de la Física de Partículas o Mecánica Cuántica, cómo se formó la materia y la energía que forma parte de su todo.
Respecto a estos fenómenos del micro-cosmos o de nivel atómico y subatómico, la Mecánica Cuántica, formulada por Max Planck y Niels Bohr a principios del siglo XX, ha sido bastante exitosa en explicar, entre otros, los fenómenos que rigen el electromagnetismo, la radiación corpuscular, la física de partículas y de las fuerzas Fuerte y Débil de las partículas subatómicas.
Basada en el denominado “Modelo Estándar”, las partículas fundamentales se clasifican en Fermiones o partículas que componen la materia conocida, y Bosones, partículas que sólo transmiten fuerzas ò energía. Según este modelo, se tienen 12 fermiones conocidos, que incluyen 6 quarks (que en tríos conforman a los protones y los neutrones y en pares conforman los hadrones); el electrón, 3 neutrinos diferentes entre sí y las partículas Muón y Tau. Todos los fermiones tienen masa medible.
Los Bosones, aunque algunos tienen masa, sólo son transportadores de fuerza y no forman parte de la materia conocida. De acuerdo al modelo estándar, éstos son siete, de los cuales sólo han sido observados cinco: el fotón, el gluón y las partículas 2W y Z. Quedan pendientes de ser descubiertos el Gravitón y la comúnmente llamada “Partícula de Dios” ò Bosòn de Higgs, mediante la cual los físicos de partículas pretenden explicar de dónde la materia obtiene su masa.
Otras dos particularidades de las partículas subatómicas son: la existencia de la antimateria, formada por fermiones que tienen carga eléctrica distinta a los fermiones “naturales”, tales como el positrón, antimateria del electrón. La particularidad más extraña de todas, es la capacidad de algunas partículas de ubicarse en dos o más posiciones de espacio al mismo tiempo y que sólo funciona en el micro-cosmos. Ambas particularidades dan origen a suposiciones de la existencia de universos paralelos, coexistiendo al lado del nuestro, en diferentes planos dimensionales.
Las recientes investigaciones, que incluyen la experimentación con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), pretenden tanto confirmar la existencia del Bosòn de Higgs como la teoría de las “Super Simetrìas”, basada en el Modelo Estándar, establece simetrías específicas de interacción entre fermiones y bosones, que entre otras consideraciones, expliquen la composición de la “materia oscura” del Universo.
Finalmente, la teoría unificadora de la Física Clásica con la Mecánica Cuántica, tiene en la “Teoría de las Supercuerdas”. Su principal exponente, que trata de unir ambas al explicar los fenómenos de las partículas y de las cuatro fuerzas fundamentales.
Esta teoría, de una mayor complejidad, considera a la gravedad como un fenómeno cuántico y a las partículas subatómicas no como puntos, sino como expresiones de “cuerdas” unidimensionales supersimétricas, que se encuentran en estado vibratorio sobre un plano multidimensional del espacio-tiempo. Estas cuerdas pueden tener manifestaciones diferentes de identidad física, adoptando el Modelo Estándar, dependiendo del estado vibratorio en que se encuentren.
La gravedad es la fuerza universal que hasta ahora ha impedido unificar ambas Teorías. A pesar de ser la fuerza más débil de todas a nivel subatómico, ejerce una atracción fundamental a escala cósmica que permite la existencia de los cuerpos celestes, las estrellas, galaxias y de la vida misma, Sin embargo, nadie sabe aún cómo se origina y se especula aún sobre cómo se comporta. Tenemos mucho camino por recorrer en este sentido.
Fuentes: Investigación propia. PGQ-XI-2009.
1 comentario:
una cosa... la ciencia se debate entre la mecánica cuántica y la relatividad.... la mecánica de newton no está contemplada porque es un aspecto de la relatividad.
saludos
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