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La naturaleza de nuestro espacio-tiempo

7 Junio.- El espacio y el tiempo están íntimamente vinculados, por lo que los astrofísicos hablan de ellos en los mismos términos.


Estamos hechos de energía
Decimos que una estrella a 2000 años luz de distancia es cercana, astronómicamente hablando, la luz que vemos ahora partió de la estrella cuando los humanos aún hacían puntas de flecha en la Tierra. El diámetro de la Vía Láctea es de 100 mil años luz - una vez más, una medida de la distancia expresada como una medida de tiempo.

Muchos telescopios sobre esta base, observan objetos lejanos que es como remontarse atrás en el tiempo. Para ver a una distancia que se remonta 3.800 millones de años se está viendo
cuando el universo tenía sólo un tercio de la edad de ahora. Este es el mejor sistema que nos puede llevar a los orígenes de cuándo se formó, y según las teorías actuales sabemos que el Universo se ha expandido desde que se formó hace más de 13 millones de años.

Entender lo que pasó en el medio se basa en una concepción del espacio y la indivisibilidad de tiempo - que es más o menos cuando las cosas comienzan a ponerse un poco extrañas. Al menos, eso es lo que sucedió cuando Gerry Gilmore, profesor de la Experimental Filosofía en la Universidad de Cambridge se dirigió a su audiencia sobre el tema en el Hay Festival esta semana.

Una cosa que Gilmore subraya, es la definición del espacio que se ocupa. "Al decir no hay nada aquí, yo estoy diciendo que todavía hay un espacio y un tiempo aquí, aunque no haya nada", explicó. Por lo tanto "nada" no es lo mismo que "no hay cualquier cosa". "No es nada" sólo ocurre cuando tomamos como referencia el espacio y el tiempo a distancia. El tiempo cambia el espacio, por lo tanto no es nada." Agregó Gilmore.

Una de las cosas más notables es que es un terreno bastante complicado, un tema tan incomprensible y desconcertante. Evidentemente que no todo el mundo es de la misma opinión, los matemáticos nos han dado el número cero para ayudarnos a conseguir a definir la nada, que no distingue nada. El cero, a veces es mal entendido, como la parte inferior de la cadena numérica, está, por supuesto, en el centro de la misma. A ambos lados del cero hay una cadena interminable de números positivos y negativos que se extienden sin cesar hasta el infinito.

Lo mismo ocurre en el espacio. "El espacio es en realidad una bola difusa llena de energía", dijo Gilmore. "Usted está sentado en las sillas que crees que son duras, pero usted lo sabe por sus sentidos físicos, la silla no es una pieza de plástico duro, es un grupo de moléculas con grandes diferencias entre ellas." Esto continúa a medida que se profundizan cada vez más lejos en las profundidades microscópicas de cualquier material hasta llegar a los quarks - la mayoría de cualquier material es, de hecho, nada más que un campo magnético de energía positiva y negativa.

Todo el espacio está formado por cosas que apenas existen. Entre las partículas elementales no hay nada, excepto el espacio-tiempo, un equilibrio entre la energía positiva y negativa que se anulan entre sí. Es, efectivamente, por lo tanto, equilibrado en el punto cero entre positivo y negativo. Pero a nivel local, lo que significa que en el espacio-tiempo puede existir una concentración de energía ya sea positiva o negativa. Si usted recibe una gran cantidad de ésta en un punto, puede causar una explosión - una muy grande.

Una explosión como la que comenzó con nuestro Universo. Su principio era por lo tanto una pequeña fluctuación en un mar de la nada, cuando llegue el momento se igualará a cero. El calor y los residuos que se produjeron tras la explosión indica que la expansión fue rápida.

Una vez que se comenzó a enfriarse, sin embargo, se reveló un defecto inexplicable. Lo que debería haber sido la mitad de la energía negativa y la otra mitad de la energía positiva, o la materia mitad y mitad antimateria, resultaron tener asignaciones ligeramente desproporcionadas de las dos. Hay, de hecho, un exceso de materia de una parte en 1000 - así que mientras la mayoría de las partículas positivas y negativas se reunieron y se anularon mutuamente, formando el calor y la radiación, una pequeña cantidad formada es lo que vemos a nuestro alrededor. Todos somos el resultado de este defecto.

Resulta que somos mucho más viejos de lo que pensamos, al menos en parte. La mayor parte de la materia inicialmente se convertió en hidrógeno - lo que significa que el hidrógeno, hizo el agua en nuestros cuerpos que es aproximadamente de 13.7 mil millones de años. La estructura del Universo a continuación, surgió como la materia,  que provocó ondas de choque creandas por el sonido del Big Bang, que causó que se acumulara. El hidrógeno, se agrupó a altas temperaturas, fundido y formó en los siguientes elementos más estables del Universo; helio, carbono y oxígeno. Estos fueron "cocinados" en el interior de las estrellas.

"En un sentido muy real, todos somos polvo de estrellas", dijo Gilmore. "Esa es una buena manera de pensar en ti, como el producto de ese proceso nuclear. Como mi hija le dice a su hermano, sin embargo, «yo soy polvo de estrellas, tu eres un residuo nuclear".

El estudio tanto de la expansión del espacio-tiempo y las pequeñas partículas elementales que lo habitan, tiene desde el siglo pasado ocupados a los investigadores para investigar un mundo extraño, donde las anomalías en las leyes tradicionales de la física no se aplican.

Uno de los primeros descubrimientos en este sentido fue que la luz se comporta tanto como una partícula y una onda. La dualidad fue entendida por James Clerk Maxwell, cuando en el curso de la corrección de las ecuaciones de electromagnetismo fue capaz de demostrar que los campos magnéticos y campos eléctricos se crean entre sí sobre una base recíproca, y que la luz es una fuerza que lleva a los campos magnéticos.

Esto no responde a la paradoja de partícula-onda, pero destaca la extrañeza del mundo que los investigadores han revelado. "La respuesta a si la luz es una partícula o una onda es fundamentalmente 'sí'.", Dijo Gilmore. "La naturaleza nos está diciendo que no hay una sola respuesta a la pregunta. Podemos hacer preguntas simples, pero eso no significa que no habrá respuestas simples. La naturaleza en realidad aparece con respuestas mutuamente incompatibles a estas preguntas. "

Como filósofo experimental, Gilmore también considera que la moraleja de esta historia inconclusa obliga en la necesidad de avanzar en nuestro conocimiento de lo que es el Universo a través de la experimentación científica y la observación. La naturaleza parece abstracta, porque nos está ofreciendo la información sin ningún tipo de respuestas correctas. Esto no se ajusta a la forma en que nos gusta para procesar la información, la categorización de las cosas de acuerdo al contexto cultural. "Lo que puede ser más mal entendido es el funcionamiento de nuestras propias mentes", concluyó. "El género de la ciencia está produciendo respuestas sobre el Universo que simplemente no son las respuestas que estábamos esperando."
Somos el resultado de un defecto inexplicable de la materia y la energía.
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