Qué son las ondas gravitacionales

En física, una onda gravitacional es una ondulación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. Las ondas gravitacionales constituyen una consecuencia de la teoría de la relatividad general de Einstein y se transmiten a la velocidad de la luz. (Wikipedia)

EL UNIVERSAL
viernes 12 de febrero de 2016

Washington.- Equipos internacionales de investigadores anunciaron ayer la primera detección directa de ondas gravitacionales, un avance mayúsculo para la física que abre una nueva ventana al Universo.

El descubrimiento corona esfuerzos de décadas y confirma una predicción efectuada por Albert Einstein en su teoría general de la relatividad de 1915.

Las ondas fueron detectadas en septiembre tras 50 años de esfuerzos, gracias a los instrumentos del Ligo, que miden cada uno cuatro kilómetros.

France Cordova, directora de la Fundación Nacional Estadounidense de Ciencias, explicó que esta observación "marca el nacimiento de un dominio enteramente nuevo de la astrofísica, comparable al momento en que Galileo apuntó por primera vez su telescopio hacia el cielo" en el siglo XVII.

Las ondas gravitacionales son producidas por perturbaciones en la trama del espacio-tiempo por los efectos del desplazamiento de un objeto de enorme masa. El físico Benoît Mours, del CNRS, consideró que el descubrimiento era "histórico" porque "verifica una de las predicciones de la teoría de la relatividad".

Agujeros negros

Por este descubrimiento, los físicos han determinado que las ondas gravitacionales detectadas en septiembre nacieron en la última fracción de segundo antes de la fusión de dos agujeros negros. La posibilidad de una colisión entre estos cuerpos había sido predicha por Einstein, pero el fenómeno jamás había sido observado.

De acuerdo con la teoría general de la relatividad, un par de agujeros negros en que cada uno orbita en torno al otro pierde energía, produciendo las ondas gravitacionales.

Explorar el Universo

Por ello, "las ondas gravitacionales pueden ayudar a explicar la formación de las galaxias", dijo Shoemaker.

"La gravedad es la fuerza que controla el Universo y el hecho de poder ver sus radiaciones nos permite observar los fenómenos más violentos y fundamentales del cosmos, que de otra forma son imposibles de observar", dijo Tuck Stebbins, jefe del laboratorio de astrofísica gravitacional del centro Goddard de la Nasa.

El descubrimiento suscitó gran emoción en la comunidad científica. El profesor de física Tom McLeish, de la Royal Society de Londres declaró que esta noticia lo llena de alegría.

"El último anuncio de una importancia similar se remonta a 1888, cuando Hertz detectó las ondas de radio predichas por James Clerk Maxwell en las ecuaciones sobre electromagnetismo en 1865", escribió.

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Einstein, el Universo y los agujeros negros - por Luis Teschi

EL SUEÑO DE EINSTEIN

Idea principal:

*La importancia de la mecánica cuántica en la relatividad general y el principio de indeterminación en el espacio transformando nuestro modo de ver el universo.

Párrafos principales:

*Stephen Hawking menciona que su mayor triunfo de Einstein transformó nuestro modo de pensar sobre el espacio y tiempo, además con las ecuaciones originales de la relatividad general de Einstein pudo predecir si el universo se expandía o se contraía por lo cual Einstein añadió un termino ulterior a las masas de las ecuaciones de masa y energía con la curvatura del espacio-tiempo llamándolo "Término cosmológico". 

Hasta que en 1929 Edwin Hubble descubrió que las galaxias se alejaban de nosotros cuando el universo se encontraba en expansión y Einstein califico su término como "El mayor error de mi vida".

Roger Penrose y Stephen Hawking formularon diversos teoremas y demostraron que el espacio y tiempo tenían un comienzo y un final. Así la Teoría General de la Relatividad determinó una crisis en la Física por no ser una teoría completa, faltándole un ingrediente adicional, pudiendo ser éste la Mecánica Cuántica y/o el Principio de La Indeterminación. Son inevitables y se dan en cada rama de la Física.

Sólo nos queda esperar la obtención de una teoría unificada completa que prediga todo el universo, pero podemos estar seguros de que implicará un tiempo imaginario además de la idea del espacio y tiempo cerrados sobre sí mismos, quedándose Einstein con la búsqueda de semejante teoría sin poder encontrarla por desconfiar de la mecánica cuántica.

ORIGEN DEL UNIVERSO

Idea principal:

*La inquietud por saber quién creó el universo y quién creó a ese quién. La ciencia no ha podido resolver este problema del origen del verdadero universo.

Párrafos principales:

*El problema del origen del universo como el cuento nos dice ¿Quién fue primero la gallina o el huevo? Tal vez estos existieron siempre y no necesitaban ser creados, pero los científicos trataban de resolver esta pregunta enfocándose más a la metafísica o a la religión que a la ciencia.

Pero estos científicos llegaron a la conclusión de que existían argumentos válidos para creer tanto que el universo tuvo un comienzo como para opinar que no fue así.

Ludwig Batzamann señaló que el volumen del universo aumenta con el tiempo pero también evoluciona. Y que además de ser un lugar frío y tenebroso puede llegar a ser un lugar fascinante lleno de sorpresas inimaginables acompañado de muchas preguntas y la mayoría sin resolver.

Yo pienso que el universo no solamente es extraño ni tenebroso sino que es aún más extraño y tenebroso de lo que podemos imaginar, dejándole a Dios muchas preguntas y una de ellas es: ¿Por qué se molestó el universo en existir? O: ¿Por qué existe la vida si termina siendo basura espacial en el universo infinito?

LA MECÁNICA CUÁNTICA DE LOS AGUJEROS NEGROS

Idea principal:

*La consideración de la emisión de partículas de los agujeros negros denotaría que Dios no sólo juega a los dados, sino que los lanza a veces donde no pueden ser vistos.

Párrafos principales:

*La teoría especial de la relatividad, la teoría general de la relatividad, y la teoría de la mecánica cuántica. Einstein fue responsable de la primera, de la segunda y desarrolló un papel fundamental en la tercera pero Einstein jamás aceptó la mecánica cuántica a causa de su elemento aleatorio de indeterminación resumiendo su opinión en una frase: "Dios no juega a los dados".

Los científicos adoptaron la mecánica cuántica descartando la relatividad general por ser compleja, pero también nos menciona que en un tiempo no muy lejano contaremos con una teoría cuántica de la gravedad mencionándonos que la mecánica cuántica ha permitido que una partícula escape del interior de un agujero negro, posibilidad que es negada por la mecánica clásica. Además, si un agujero negro emite partículas, disminuye constantemente su masa y su tamaño, lo que facilita la escapada de más partículas y así hasta que el agujero desaparezca.

Estos agujeros negros deben emitir en esos momentos intensas radiaciones gamma con una energía de unos 100 millones de electrón voltios según Stephan Hawking. R. Hagedorn afirma que existe un número infinito de partículas de masa cada vez mayor. Dejándonos Stephan Hawking con esta frase: "Dios no sólo juega a los dados si no que los lanza a veces donde no pueden ser vistos".

AGUJEROS NEGROS Y PEQUEÑOS UNIVERSOS

Idea principal:

*Los agujeros negros son lugares donde comienzan y terminan los ciclos de vida de las galaxias, sin que sepamos realmente cómo se originan ellos.

Párrafos principales:

*En las novelas de ciencia ficción los agujeros negros son lugares en los que se llegan a transportar de un universo  a otro. Esto da posibilidades de poderse realizar viajes espaciales, pero con el riesgo de no saber a dónde se va ir a parar. Claro, todo esto en el margen de la ciencia ficción ya que, desde el marco científico, en un agujero negro se pueden llegar a esparcir en partículas y quién sabe si se lleguen a reencontrar unas con otras. Es difícil saber con exactitud la verdadera forma en que se crean los agujeros negros pero si se llega a caer en uno se dice que se pierden partículas, la masa se desintegra, pero también se expresa que se es transportado a otra parte del universo. 

El astrofísico Stephen W. Hawking es uno de los mayores expertos sobre los agujeros negros. Él ha emitido la hipótesis de que tal vez algunos agujeros negros se formaran en el inicio del universo, justo después del Big Bang. Él explica lo último que hemos visto desde este punto: "detectar un agujero negro es como en un baile detectar un chico y una chica que bailan juntos. No se puede ver al chico porque lleva traje negro, pero vemos a la chica bailando alrededor, así que suponemos que gira en torno a un chico". Ese ejemplo deja bastante claro cómo detectar un agujero negro.

Nadie sabe con certeza mucho sobre los agujeros negros. Puede que en el futuro sea un tema de gran actualidad, pero por ahora solo podemos observar y fascinarnos con las imágenes de esta "aspiradora espacial" que destruye todo lo que encuentra en su paso. Grandes investigadores se plantean preguntas, unos las definen en torno a sus conocimientos, pero la física de Isaac Newton no puede explicar lo que ocurre en un agujero negro. Sólo nos queda esperar que estos astros no absorban la Tierra mientras haya vida, aunque eso es muy poco probable.

Autor:
Luis Teschi
http://www.monografias.com/trabajos61/refutaciones-einstein/refutaciones-einstein.shtml

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Universos paralelos(Teoría de Cuerdas)

Horizon de la BBC nos trae de nuevo un documental fascinante, y trata en esta ocasión de los universos paralelos según la teoría de cuerdas, la famosa teoría M.
Desde el misticismo, se pensaba de ese universo paralelo llamado "dimensión astral", y ahora los físicos han tornado esta idea mística a una idea científica, de "Universos paralelos", en la que coexisten con infinitos universos y posibilidades.
la física siempre ha intentado de explicar todo sobre nuestro Universos, y ese sueño se materializó en la famosa Teoría de cuerdas. Así que antes se pensaba de un universo armónico, estable y newtoniano, pero con las teorías vanguardista demuestra que el universo es extremadamente dinámico, y además hacer de una teoría, la teoría unificadora, una teoría del todo, que la teoría de cuerdas intenta unificar.
La teoría de cuerdas, es una teoría elegante, que explica el universo de una forma inaudita, que la unidad de la materia está compuesta por cuerdas, y cada cuerda tiene un "tono", como si el universo estuviera orquestado. Además explica el origen del Big bang, por el choque de las Branas, la supercuerda que envuelve al universo, y que éste tenía a su vez 11 dimensiones. Y para más inri, podríamos crear un Universo.

Se discutieron en clases los fundamentos generales de la Teoría de Cuerdas, basados en los videos "El Universo Elegante", que destaca algunos de los siguientes aspectos:

1-Una Teoría de la unificación de la cuatro fuerzas de la naturaleza, la búsqueda de una única teoría que describa todas las leyes del universo hasta ahora conocidas.
2-Introducción a la teoría de cuerdas como candidata a ser la teoría unificadora, que sugiere que toda la materia y las fuerzas están hechas de pequeñas hebras de energías que vibran en diferentes modos.
3-Integración del Cielo y la Tierra, basado en las ideas de Isaac Newton (1665), quién integró las leyes del Cielo y la Tierra bajo la teoría de la gravedad.
4-Detalles del descubrimiento de Einstein que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, y revela como este hallazgo está en contradicción con las leyes de Newton que dicen que la gravedad actuarían instantáneamente a cualquier distancia.
5-Einstein resuelve con su teoría General de la Relatividad que la Gravedad viaja también a la velocidad de la luz.
6-Unificación de la Electricidad y el Magnetismo (a mediados del 1800) en una única teoría llamada Electromagnetismo (Ecuaciones de Maxwell), que es cientos de miles de millones de veces más fuerte que la Gravedad.
7-Búsqueda de Einstein de la unificación del Electromagnetismo y la Gravedad.
8-Nacimiento de la Física subatómica (comienzos de 1900) y un vistazo al desarrollo de la teoría del Microcosmos Mecánica Cuántica, donde la incertidumbre domina al mundo cuántico.
9-Unificación de las dos fuerzas adicionales llamadas Fuerte y Débil (descubiertas 1930), con la fuerza Electromagnética bajo el alero de la Mecánica Cuántica.
10-Desafío de unificar la Gravedad (Relatividad General) con las fuerzas del Microcosmos, fuerza Fuerte, fuerza Débil y fuerza Electromagnética (Mecánica Cuántica), con la finalidad de describir fenómenos tales como Agujeros Negros, que son extremadamente masivos y muy pequeños.
11-La Teoría M, formulada por Edward Witten para unificar 5 Teorías de Cuerdas en una sola.
12-Se concluye con la idea que mientras la Teoría de Cuerdas puede teóricamente unificar la Relatividad General y la Mecánica Cuántica, no hay por ahora una forma experimental de confirmar sus predicciones.

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Paco entrevistó a Einstein

Paco está siempre dando vueltas por nuestra redacción. En realidad, es el encargado de ir a buscar la merienda para todos al bar de la esquina, pero esa tarea la decidió realizar él y solamente lo compensamos con una gaseosa o un café y con un sándwich de salame y queso.
Aunque sospechamos más de una vez que la vocación de Paco era el periodismo, de cuyos secretos no había logrado aún revelar ninguno, según creíamos.
Hoy se nos apareció con una novedad, junto a una fotografía y a un libro que apoyó sobre el escritorio del jefe.
-"¿Todavía están tratando de entrevistar a algún famoso?" - dijo, sabiendo perfectamente que ése era un objetivo de máxima hasta ahora nunca alcanzado por nuestro modesto equipo.
-"Pues sí," - respondimos. - "Pero los científicos famosos no andan por allí para que los encontremos con facilidad".
Paco sonrió con suficiencia.
-"Para que los encuentren ustedes, no. Pero para que Paco los encuentre..."
Lo miramos con desconfianza y sorpresa.
-"¿Has encontrado alguno?" - preguntamos.
Una sonrisa iluminó su rostro.
-"¿Les suena Alberto Unapiedra?" - dejó caer.
Negamos con la cabeza.
-"¿Y Albert Einstein?"
-"Nos suena como que murió en 1955." - indicó el jefe. - "En Princeton, Estados Unidos".
Comenzamos a alejarnos, resto de sándwich en una mano y medio vaso de gaseosa en la otra.
-"Acabo de estar con él". - dijo lentamente. - "Y no parecía muerto, ni un poquito. Estaba como en esta fotografía que venía dentro del libro que me regaló.".
Y nos mostró la que ven al comienzo de esta nota.
-"Esa es de hace décadas" - le explicamos. Pero el jefe decidió seguirle la broma.
-"¿Y pudiste entrevistarlo? - preguntó.
-"Afirmativo. Y me dio esa foto y ese libro." - respondió mientras extraía del bolsillo de su chaqueta mi grabador periodista (¡mi grabador periodista!) tomado sin mi permiso del cajón de mi escritorio.
Y se sentó en mi sillón, puso el grabador en el centro de la mesa y lo echó a funcionar. Así todos, con una curiosidad no fundamentada por ninguna razón valedera, prestamos una creciente atención al diálogo que emergía del aparato.
Lo transcribo sin comentarios, pues no se me ocurre nada. Además, era breve. Alguien con acento más de Madrid que de Ulm respondía calmadamente las preguntas del repórter, que no era otro que el propio Paco, el que vivía dando vueltas por nuestra redacción. Aquí va.
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-"Uno, dos, tres, probando. Buscando un científico famoso para entrevistar, encontré en un aula de la escuela de nuestro pueblo a un señor con cara de sabio. No es lo mismo, pero quizá sirva para practicar periodismo. ... Usted es parecido a Einstein, ¿sabía?"
-"No soy parecido. Soy Alberto Einstein."
-"Descendiente de..."
-"Ni descendiente ni ascendiente. Soy el Alberto Einstein a quien dice que me parezco."
-"¡Naaaa! Si ése murió hace mil años..."
-"Cincuenta y dos, para ser más exactos. Ese mismo."
-"A ver si sabe... ¿cómo es el rollo ese de la relatividad?"
-"Es difícil explicarlo en fácil... ¿cuál es su nombre?"
-"Francisco... pero me llaman Paco."
-"Bien, Paco, para que lo entiendas... Antes se creía que si todas las cosas materiales del universo se aniquilaran, el tiempo y el espacio permanecerían siendo lo que son. En cambio, según mi teoría de la relatividad, el tiempo y el espacio desaparecerán junto con las cosas. ¿Comprendes?"
-"Nada. Pero usted debe ser Einstein o alguien así porque habla en difícil."
-"Veamos, Paco. El tiempo, eso que mides con tu reloj, y el espacio, lo que mides con una cinta métrica, por ejemplo, están determinados por los cuerpos celestes: estrellas, planetas, etcétera. Tu ya sabes que un día..."
-"Es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre su eje, según aprendí en la escuela."
-"Y un año..."
-"Es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta alrededor del Sol."
-"¡Muy bien, Paco! Entonces el tiempo y el espacio existen porque existen la Tierra, el Sol y el resto de los astros. Pero..."
-"¡Siempre hay un pero! ¡Justo cuando estaba comprendiendo!"
-"El tiempo no es una medida absoluta sino que varía cuando cambia la velocidad del cuerpo sobre el cual se lo mide."
-"¿Si voy más rápido, el tiempo no avanza igual que si voy más despacio?"
-"Tú lo has dicho. Si tú viajaras en un cohete, digamos, a 200.000 kilómetros por segundo..."
-"Se me daría vuelta el estómago y vomitaría hasta lo que comí la Navidad pasada."
-"Puede ser, pero ese no es el tema de mi explicación. Si viajaras a esa velocidad, tu tiempo se retrasaría mucho con respecto al de la Tierra."
-"¿Y yo cómo me daría cuenta de eso?"
-"No te darías cuenta hasta que regresaras a la Tierra. Allí saldrían a recibirte tus tartaranietos, pues si para ti hubiera transcurrido un año, en la Tierra habrían pasado cien o doscientos."
-"Mire, don Einstein o quienquiera que sea. Yo sé que no soy un muchacho culto ni mucho menos. Hasta dicen que soy algo tonto, pero no a tal extremo de tragarme esa bola. Si usted no quería hablar conmigo me lo hubiera dicho. Pero no este jueguito de hacerme entrar como un caballo para tomarme el pelo."
-"Toma, Paco, este libro que te dirá lo mismo que acabo de decirte. Es una traducción al español del que escribí en mi juventud, allá por 1905. Y te confesaré la verdad. Estoy muerto pero no lo estoy."
-"¿Otra de sus bromas con la relatividad?"
-"Algo así. Porque cada vez que alguien me nombra, me recuerda, habla de mí y de mis teorías, lee mis libros, revisa mis conclusiones, revivo. Como hoy, en que nos cruzamos porque seguramente tú pensabas en mí."
-"Es verdad, don. Justamente buscaba algún científico famoso para refregárselo en la cara a los muchachos de la redacción. Y seguramente pensé en usted, porque es conocido hasta por los ignorantes como yo."
-"La ignorancia es una enfermedad que se cura aprendiendo. Adiós."
-"¡Oiga, Alberto, no se vaya! ... ¿Dónde está? ... ¡Desapareció! ... Me voy corriendo a la redacción. Y les llevo la foto y el libro. Primero apago esto porque..."
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Una nota de Paco

transcripta y comentada

por Daniel Galatro

Oct/2007

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Supercordas (superstrings) - en portugués

Que são as supercordas (superstrings)?

Boa pergunta! O cientista Freeman Dyson deu uma descrição duma supercorda como "uma curva serpenteante que se movimenta num espaço-tempo decadimensional de simetria peculiar" (admitiu também que provavelmente ninguém compreenderia isto). É um pouco como a descrição euclidiana de ponto: "Um ponto é o que não tem partes, ou que não tem dimensão". Bom, todos nós sabemos o que é um ponto, mas esta descrição só faz sentido se se compreende de que maneira ela encaixa na geometria de Euclides. Com as supercordas passa-se qualquer coisa parecido.

A teoria das supercordas é matemática super complicada. Tão complicada que apenas algumas pessoas no mundo a compreendem.
A teoria afirma que o espaço-tempo é decadimensional, com seis destas dimensões enroladas compactamente numa forma diminuta. Este espaço tempo está cheio com uma massa de supercordas; não se trata de cordas individuais, mas de grupos nos quais as supercordas podem estar distribuídas. Não sabemos ainda o suficiente para saber como é que as coisas funcionam ao pormenor – ou se funcionarão. Pode ser um beco sem saída, ou um grande passo para a frente. Pode até ser a resposta para tudo.

A teoria passou várias provas cruciais
Ainda Freeman Dyson: "A teoria passou várias provas cruciais que outras teorias falharam. Encontrar uma teoria do Universo que não é matematicamente auto-contraditória já é uma façanha razoável."

Porque o nome, "supercordas"?

A grande descoberta de Einstein em 1915 foi a sua teoria da gravidade. Sessenta anos depois uma nova versão foi descoberta, chamada supergravidade. Mais ou menos na mesma altura uma nova teoria da interacção entre partículas foi descoberta – "teoria das cordas", porque as partículas são representadas por curvas ou cordas unidimensionais. O mesmo truque matemático que transformou a gravidade em supergravidade foi então usado para transformar cordas em supercordas (...)
O universo está cheio de átomos; são extremamente pequenos e tudo é feito deles. Combinam-se de diferentes modos e o modo como se combinam dá aos diferentes materiais as suas qualidades: madeira, metal, água, gente, e assim por diante.

A escala do universo
Os átomos são também feitos de outras coisas: protões, electrões e neutrões. Estes são extremamente pequenos, sobretudo porque a maior parte do átomo é espaço vazio. Bom, as supercordas são também extremamente pequenas: Pensemos acerca desta lista:
– Todo o universo visível
– O planeta Terra
– O núcleo de um átomo
– Uma supercorda.
Cada passo para baixo na lista é um passo em tamanho pela mesma quantidade (em concreto, por vinte potências de dez). Desta forma a Terra é tão menor que o universo quanto uma supercorda é menor que um átomo. Assim as supercordas são muito, muito pequenas; fazem os átomos parecerem absolutamente colossais. Todavia, sabemos muito pouco acerca das supercordas.

Não sabemos
Mas que maneira de conhecer as coisas! Se alguém nos diz: "Você é esperto, faz parte de uma civilização avançada, diga-me de que são feitas as coisas." Qual será a nossa resposta? "Não sabemos." Milhares de anos de progresso e não sabemos!

Stephen Rickard, The history of the universe

CD-ROM, (C) Ransom Publishing

Recibido de misticwriter - Ufolista - Brazil.

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