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Resumen teorías del universo.

Escribe Javier R. Cinacchi en
https://www.estudiargratis.com.ar/estudiar-con-lecturas/resumen-teorias-universo.html
04-07-2015
En este resumen -tienes un curso gratis de cultura aquí, y esta es una de sus notas-, un poco amplio, para poderse comprender bien las teorías sobre el universo más relevantes, se parte de Newton hasta la teoría de las cuerdas. Llegaremos de apoco, avanzando en las teorías, de no ser así no podrá comprender. Realiza esta explicación Javier R. Cinacchi de Estudiargratis.net donde lo importante es aprender y comprendiendo bien. Comencemos con el resumen de las teorías sobre el universo.

En la Teoría de la Relatividad Según Albert Einstein la gravedad se produce por la curvatura ocasionada por una masa en el tejido espacio-temporal, avanzando así sobre el concepto de Newton (1687), que sabía existía una fuerza de gravedad pero no, qué la provocaba, y pensaba era instantánea. Afecta a todo en el universo desde la caída de una manzana, hasta el movimiento de la Tierra, la Luna, el cambio de las mareas, etc. Su fórmula es válida pero Einstein avanza un poco más y plantea que nada supera la velocidad de la luz es decir si el Sol dejara de estar instantáneamente, su luz tarda 8 minutos en dejar de llegar a la Tierra, la Tierra seguiría estando en su órbita hasta ese momento, ya que la fuerza de gravedad es igual a la de la luz. En las estructuras tridimensionales espacio-tiempo de no estar el Sol se produciría algo semejante a una ola en el agua que tardaría en llegar hasta desaparecer por completo su influencia en donde está la Tierra.

Años más tarde Einstein en sus últimos tiempos de vida trabajaba en La teoría del todo, una teoría que unifique todas las leyes del universo (queriendo unir dos conceptos: gravedad y el electromagnetismo).

Salteándolos en este resumen el descubrimiento de la electricidad por un lado y el magnetismo por el otro. El electromagnetismo con los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría unificada es realizado en 1865 por James Clerk Maxwell.

Einstein al querer desarrollar una teoría válida para todo el universo unificando las leyes no puede superar diferencias entre la fuerza de gravedad y electromagnetismo, trabajaría 30 años en esto hasta su muerte. Sigamos avanzando en este resumen.

Paralelamente a las últimas investigaciones de Einstein surge un grupo de científicos en lo que se llamó Mecánica cuántica. En 1920 el desarrollo formal de la teoría fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios físicos y matemáticos Schrödinger, Heisenberg, Dirac, Bohr y Von Neumann entre otros, incluso se utilizaron investigaciones de Einstein. Se habla de otras fuerzas que están en todo el universo (1930): la fuerza nuclear fuerte, mantiene unido en el átomo a los neutrones y protones, y la fuerza nuclear débil actúa en partículas elementales, es de corto alcance y transforma unas partículas en otras. La fuerza nuclear fuerte es lo que se observa al estallar una bomba atómica, y la radiactividad es lo que se observa de la fuerza nuclear débil.

Einsten decía que el universo es ordenado y previsible “Dios no juega a los dados”, pero Niels Bohr y sus compañeros de mecánica cuántica, decían que en relación a las partículas el universo es un juego de azar e incertidumbre donde todo tiene una determinada posibilidad. Bohr le decía "Einstein, deja de decir a Dios que hacer". Según la mecánica cuántica es imposible saber el resultado de un experimento y sin embargo nunca se ha llegado a través de ella a una predicción errónea luego de un experimento, estás leyendo un resumen sobre las teorías del universo escrito para Estudiargratis.net, continuemos.

Los físicos cuánticos dicen cosas como estas: Principio de Incertidumbre de Heisenberg: el acto mismo de observar, cambia lo que se está observando. “El hecho de que cada partícula lleva asociada consigo una onda, impone restricciones en la capacidad para determinar al mismo tiempo su posición y su velocidad” (o su energía y el instante en que se mide). Esto es así aunque no lo crea, Einstein mismo intentó plantear una forma teórica en un debate contra Bohr, al principio los físicos cuánticos quedaron avergonzados sin saber como retractarse, pero al día siguiente ya demostraban el error de Einstein en su argumento presentado, pero no nos salgamos del resumen de teorías sobre el universo.


La teoría del todo de Einstein es una teoría hipotética en física teórica que explica y conecta en una sola todos los fenómenos físicos conocidos (no finalizada). A su muerte pocos continuaron con su trabajo de unificar el electromagnetismo a la gravedad. Y, la física prácticamente terminó dividida en la relatividad general para los grandes cuerpos y la mecánica cuántica para los más pequeños.

Hay un problema en mecánica cuántica, el electromagnetismo afecta mucho, la fuerza nuclear fuerte afecta mucho, la fuerza nuclear débil también. ¿Y la gravedad? Quedó afuera...

En el año 1783 Jhon Michell describió por primera vez el concepto de un cuerpo muy denso el cual ejerciera una fuerza gravitatoria tan grande que ni siquiera la luz pudiera escapar de él. En el año 1916 Karl Schwarzschild realizó matemáticamente el concepto del “agujero negro”, lo cual parece ser cierto según observaciones astronómicas de décadas más tarde, los “agujeros negros” existen, y Schwarzschild lo dedujo basándose en la teoría de la relatividad.

Si tenemos una estrella que crea un agujero negro y reduce su masa hasta ser muy pequeña y de tal fuerza que no escapa ni aún la luz ¿qué teoría aplicar? ¿La de los grandes astros o la de los pequeños? Las ecuaciones se vuelven ilógicas... Esto indica un fallo... no se pueden aplicar correctamente. ¿Habría que usar ambas teorías al mismo tiempo en algunos misterios del universo? Ante un cuerpo muy pesado y pequeño a la vez, ambas teorías se enfrentan y no dan una predicción correcta.

La teoría de las cuerdas, su origen podría fecharse en 1968, con el descubrimiento de la aplicación de la primer fórmula matemática y elaboración posterior. Me refiero a la ecuación de Euler quien murió en 1783, pero tal fórmula no se había aplicado a las partículas hadrones (partícula subatómica formada por quarks). La aplicación de la fórmula la descubre Gabriele Veneziano tras un año de búsqueda y trabajo, comienza a circular entre estudiantes de física. Llega a Leonard Susskind quien luego de analizarla, llega a la conclusión que la fórmula describe a una especie de partículas con una forma interna que vibra como una banda elástica cortada por la mitad.

Ya se había descubierto que un átomo tiene muchas partículas elementales que son los componentes básicos de la materia que forma el universo, de las cuales cada vez se descubren más cosas. Y en el Modelo estándar de física de partículas (1970-1973), describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia, pero sin embargo allí seguía sin estar presente el concepto de gravedad. Estos descubrimientos en su momento eclipsó la teoría de las cuerdas en la que al profundizar en ella proclamaba cuestiones muy raras a las que llegaba: una partícula de materia sin masa, otra partícula que viaja a velocidad más rápida que la luz, y para peor se necesitan más dimensiones que las 4 conocidas, mínimo 10 dimensiones, presentaba anomalías matemáticas...

En la teoría de las cuerdas aún yendo más lejos en lo microscópico, todo en el universo está compuesto por un solo elemento: muy pequeños elementos de energía llamados cuerdas que vibrando de distinto modo generan los distintos componentes de la naturaleza y sería aplicable tanto a cuerpos gigantes como pequeños. Se fueron descubriendo cosas como ser que la partícula sin masa es el gravitón, el que transmite la gravedad a nivel cuántico. Y allí tenemos al fin una esperanza a la ansiada unificación de teorías sobre las fuerzas del universo.

1984 anomalías matemáticas de la teoría de las cuerdas, tras años de desarrollo Michael Green y John Schwarz, logran quitar las anomalías matemáticas y relacionar las 4 fuerzas del universo, y comienza a hacerse popular esta teoría.



Resumen de la teoría del todo del universo: dentro de cada grano de polvo hay millones de átomos, cada átomo está formado por elementos más pequeños, electrones en órbita en torno a un núcleo formado por protones y neutrones, estos a su vez están formados por partículas más pequeñas llamadas quarts, y estós a su vez están formados por pequeños hilos de energía vibrante que parecen cuerdas. Estas cuerdas vibrando de forma determinada dotan a las partículas de sus propiedades únicas como la masa y la carga. Sobre la teoría de las dimensiones paralelas en el universo, resumo, esto ya lo decía Theodor Kaluza, matemático alemán quién en 1921 publicó un trabajo en que añadía una dimensión espacial adicional de electromagnetismo según las ecuaciones de Maxwell. Años mas tarde se propone pueden haber dimensiones circulares envolviendo a cada punto del espacio. En teoría de las cuerdas no hay una dimensión extra, sino 6 más según los cálculos sin las cuales no se pueden llevar a cabo.

¿Teoría física o especulación filosófica? “Las cuerdas” de existir serían tan pequeñas de que es probable nunca se podrían llegar a “ver”, si no se las puede evaluar como con otras teorías, no es ciencia sino filosofía.

Resumen por si se perdió, en la teoría general de la relatividad de Einstein es para las partes más grandes del universo; al ir a los elementos más pequeños, hay que usar la mecánica cuántica. Y al combinarlas para comprender algunos misterios del universo como ser los agujeros negros se contradicen, lo cual no puede ser, esto prometería tener su fin con la teoría de las cuerdas, continuemos un poquito más, surgieron luego 5 teorías distintas de las cuerdas.

En 1995 Edward Witten aportó una nueva versión de las teorías de las cuerdas en la que dice que no hay 5 teorías distintas sino que son como 5 espejos que reflejan una única realidad y las unificó en la teoría M en la que se necesita 11 dimensiones y suma a las cuerdas, membranas. Por ahora hasta acá con el resumen de teorías sobre el universo. Hay mucha especulación por ejemplo que la fuerza de la gravedad es probable influya en distintas dimensiones.