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24 Nov Espacio – Tiempo: Conectando el universo con la física cuántica

Una de las grandes problemáticas en la ciencia es la imposibilidad de relacionar la gravedad con la física cuántica.El modelo utilizado por los científicos para describir el universo es denominado Modelo Estándar de Física de Partículas, el cual se describe con 25 partículas y cuatro fuerzas. Sin embargo, muchos científicos no se sienten del todo contentos con él a causa de una cosa: la gravedad.La gravedad en este modelo sobresale por encima de las fuerzas, siendo que la teoría de la gravedad no es una teoría cuántica, y las partículas poseen propiedades cuánticas y campos gravitacionales.Sin embargo, no se ha podido conseguir una teoría de la gravedad cuántica que sea aceptable la cual pueda dar una descripción acertada del universo y el espacio-tiempo. ¿Gravedad cuántica? Se han realizado diversos intentos para poder obtener una teoría de la gravedad cuántica. En el año 1960 Richard Feynman junto con Bryce DeWitt, intentaron cuantificar la gravedad por medio de las mismas formas que consiguieron hacer que el electromagnetismo se pudiera convertir en la electrodinámica cuántica.Esta teoría sólo podía tener sentido en cantidades ínfimas de gravedad, puesto que cuando se hacía con energías más altas, no era posible ya que creaba un número infinito de infinitos, por ende, se descartó.Algunas teorías dirigidas a la tarea de cuantificar la gravedad son LQG, la teoría de las cuerdas y la triangulación dinámica causal.Pese a todo esto, ninguna de estas teorías posee las pruebas experimentales certeras como para evidenciar que la gravedad puede ser cuantificada. Ahí es donde entra el juego una vieja teoría la cual se ha destacado en esta problemática. La teoría de la seguridad asintótica de la gravedad Esta teoría la cual fue propuesta por Weinberg en el año 1978, el cual dijo que aunque parezca que la gravedad no es posible cuando se extrapolan las energías de la misma puesto que se rompe, no necesariamente esto tiene que pasar.Se tuvieron que esperar años para que surgieran métodos matemáticos y así describir sobre que se trata esto. Según la cuántica, las interacciones de la materia varían dependiendo de la energía que tiene lugar en las mismas.Los cambios en las interacciones pueden ser cuantificados al calcular la dependencia que tienen por la energía los números que ingresan en la teoría, los cuales se denominan colectivamente como parámetros.Para explicar esto se puede tomar como ejemplo el comportamiento de la fuerza nuclear fuerte a altas energías, la misma debilita cuando alguno de los parámetros conocidos se acerca a cero.Esto se conoce como la libertad asintótica. Si se toma una teoría y se convierte de manera que se asintóticamente libre, la misma se comportará bien enfrente de energías altas.Aunque la cuantificación de la gravedad no sea asintóticamente libre, los científicos pueden lograr que funcione si se logra describir las altas energías en los números que ingresan en la teoría, o sea, los parámetros, los cuales tienen que hallarse en una cantidad finita.O sea, que para que la gravedad asintótica sea posible, esta debe comportarse igual de bien frente a las energías altas, sin generar un número infinito de infinitos como sucedió en el experimento de Feynman y DeWitt.Por lo tanto, para que la teoría de la gravedad cuántica funcione, es necesario que los parámetros se hallen en un número finito y a su vez, que los mismos también sean finitos.Los investigadores tienen como objetivo alcanzar la seguridad asintótica de la gravedad empezando con energías débiles para explorar las posibles formas obtenerla en altas energías por medio de los nuevos métodos matemáticos.No se sabe con exactitud si la gravedad realmente puede ser asintóticamente segura, sin embargo hay diversos enfoques que pueden comprobar que si lo es. En los casos de las teorías gravitacionales  aplicadas en dimensiones inferiores, se puede ver como la gravedad es asintóticamente segura.Al mismo tiempo, se han aplicado los mismos...

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15 May ¿Un espacio-tiempo formado por varios espacios-tiempos?

Hace un par de días preguntaba a la comunidad de Viajeros en el Tiempo sobre que tema tratar en el blog, llegándome algunas sugerencias y al final me he decidido por aportar una curiosa noticia sobre un descubrimiento relacionado con el espacio-tiempo que va acorde con algunas de ellas. Un arcoíris compuesto por diferentes versiones del espacio-tiempo Unos científicos han llegado a la conclusión de que en los modelos del universo que utilizan alguna de las teorías cuánticas de la gravedad debe existir también una especie de “arcoíris”, compuesto por diferentes versiones del espacio-tiempo. El mecanismo predice que en vez de un único espacio-tiempo normal, las partículas de diferentes energías esencialmente experimentan versiones ligeramente modificadas del mismo. Todos habremos probablemente visto el experimento: cuando la luz pasa a través de un prisma se divide para formar un arcoíris. Esto es debido a que la luz blanca es en realidad una mezcla de fotones de diferentes energías, y cuanto más grande es la energía del fotón, más es desviado este por el prisma. Así, podríamos decir que el arcoíris aparece porque los fotones de diversas energías experimentan el mismo prisma como si tuviera propiedades ligeramente diferentes. Hace ya años que se viene sospechando que las partículas de diferentes energías en los modelos cuánticos del universo sienten esencialmente espacios-tiempos con estructuras ligeramente distintas. Las hipótesis anteriores, sin embargo, no derivaban de teorías cuánticas, sino que estaban basadas solo en suposiciones. Ahora, un grupo de físicos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia en Polonia, liderado por el profesor Jerzy Lewandowski, ha llegado a la conclusión de que el espacio-tiempo ciertamente está formado por varios espacios-tiempos diferentes, e incluso ha formulado un posible mecanismo general que podría ser responsable de la aparición de tal arcoíris de espacios-tiempos. También puedes ver información adicional sobre la teoría de diversos espacios-tiempos en PDF: rainbow-metric-from-quantum-gravity-Mehdi-Assanioussi. Fuente: Sciencie Direct La verdad es que la teoría da un vuelco importante a la física y la forma de concebir el espacio-tiempo cómo una gama con varios valores y métricas en vez de cómo absoluto. La ciencia avanza tan rápido que cuando crees que tienes una visión propia y alcanzas a comprender a que se refieren con espacio-tiempo, zas! resulta ser una métrica y no una dimensión. He de confesar de que a pesar de haber planteado multitud de teorías en nuestra comunidad, ¡Sigo sin tener idea de nada! Googleando he dado con un curso sobre física cuántica gratuito a través de Tutellus que aprovecho para compartiros, cabe decir que lo he guardado en marcadores a la espera de que exista un periodo razonable de "tiempo muerto" en mi vida que me permita poder realizarlo. Todos conocemos la hipótesis del "No tengo tiempo" que nos presiona, agobia e incluso frustra en el día a día. Introducción a la física cuántica Tutellus. Os dejo una cita que me ha llamado la atención «El número total de personas que entienden el tiempo relativista, incluso después de ochenta años desde el advenimiento de la relatividad especial, es todavía mucho menor que el número de personas que creen en los horóscopos» Yuval Ne'eman, físico teórico israelí (14 de mayo de 1925-) Ahora es cuando viene la parte de la promoción, ¿te gustaría lucir cómo un Viajero en el Tiempo de verdad o hacer algún regalo friki u original? Tenemos todo lo que un buen Viajero necesita en nuestra tienda de regalos originales. No ha sido tan grave, ¿verdad? Ya voy cogiendo práctica :D Una vez más, gracias por pasarte por el blog, te animamos a que nos aportes tu punto de vista en los comentarios, o dejes un like. ¡Saludos digitales! Nos vemos en las redes....

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03 May Resuelve problemas de física cuántica en Quantum Moves

Así es, un equipo de investigadores de la universidad de Dinamarca ha puesto en marcha un sistema para realizar avances en materia de física cuántica, llevando las posibles soluciones a los videojuegos. Nos hacemos eco de la noticia de "Noticias de la Ciencia" y te contamos todos los detalles: ¿Te atreves a resolver problemas de física cuántica jugando? La física cuántica mantiene la promesa de inmensos avances tecnológicos en áreas que van desde la informática a las mediciones de alta precisión. Sin embargo, algunos de los problemas planteados son tan complejos que incluso los supercomputadores más potentes son incapaces de resolverlos. Con el objetivo de avanzar en este campo, un equipo de físicos de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), liderado por Jacob Sherson, ha desarrollado un proyecto en el que jugadores online logran solucionar problemas de física cuántica que no pueden resolverse solo mediante algoritmos. Los resultados se publican hoy en la revista Nature. Para ello, los investigadores daneses han creado una plataforma de juego en internet llamada Quantum Moves, en la que algunas de estas operaciones se presentan como juegos, que han sido ejecutados casi 500.000 veces por unos 10.000 participantes. En uno de los juegos, BringHomeWater ("Traer agua a casa"), se solicita al usuario coger y mover átomos hacia una zona concreta lo más rápidamente posible, con el fin de encontrar una solución a un problema de optimización asociada con una operación de computación cuántica. El usuario, de forma virtual, mueve átomos utilizando un rayo láser denominado ‘pinza óptica’. Cuanto más rápido se mueve el átomo, más fácil es que se derrame el agua. Así, los jugadores tienen que encontrar la manera más rápida de ‘llevar a casa’ al átomo sin perderlo, es decir, sin derramar el agua. Las operaciones asociadas con la computación cuántica requieren tiempos de ejecución muy cortos para asegurar su funcionalidad. Sin embargo, si estos tiempos son demasiado cortos, la precisión de la operación puede verse comprometida. “Hemos aplicado esta plataforma de juegos para dar solución de manera más eficiente a ciertos desafíos de investigación relacionados con las operaciones en ordenadores cuánticos. En estos ordenadores es preciso resolver las operaciones lo más rápidamente posible, ya que de lo contrario la delicada información cuántica se pierde debido al acoplamiento con el medio ambiente”, explica a Sinc Jacob Sherson. Los autores han encontrado que los jugadores tenían más éxito donde la optimización puramente numérica fallaba. Además, los participantes fueron capaces de encontrar soluciones más rápidas y mejores que los ordenadores, dice el autor. “El trabajo ofrece una idea de las estrategias del cerebro humano. Nos comportamos de manera intuitiva cuando tenemos que resolver un nuevo problema, mientras que para un ordenador esto es incomprensible. Una computadora gestiona enormes cantidades de información, pero nosotros podemos elegir no hacerlo basando nuestra decisión en la experiencia y la intuición. Estas ideas intuitivas de los jugadores de Quantum Move son las que nos han dado las soluciones que buscábamos", señala el investigador. Según Jacob Sherson, “las soluciones suministradas por los jugadores se acompasan de alguna forma con la esencia a del problema de la mecánica cuántica. Gracias a las aportaciones de los jugadores, hemos desarrollado un nuevo algoritmo mucho más eficiente, que combina la intuición de los participantes con la capacidad de ajuste de la computadora”. El físico indica que el equipo se esforzó en no influir a los jugadores y no proporcionó nociones preconcebidas de cómo debía ser resuelto el juego. “Ha sido una buena decisión porque los participantes han encontrado estrategias que eran fundamentalmente diferentes de las que habíamos esperado desde el punto de vista de la física cuántica”, destaca. Esta misma semana los investigadores tienen previsto lanzar una nueva versión del juego en el que esperan participen muchos más jugadores que les ayuden a resolver “no solo retos de física cuántica, sino preguntas fundamentales sobre cómo y por qué los...

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11 Apr Formación de recuerdos y la antimemoria

Investigadores de la Universidad de Oxford y del University College London (UCL) proponen una nueva teoría sobre la formación de recuerdos: la existencia de antimemorias o huellas de actividad eléctrica neuronal opuestas a las huellas que provoca el aprendizaje. La finalidad de estas antimemorias es mantener el equilibrio de la actividad eléctrica del cerebro, afirman los científicos. Las primeras pruebas realizadas al respecto con humanos parece que les dan la razón....

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17 Mar El tiempo podría tener la estructura de un cristal

Un equipo de físicos ha detectado que la escala mínima de tiempo medible tiene varios órdenes de magnitud mayor que el tiempo de Planck, el mínimo establecido hasta la fecha. Esto, aplicado a las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica, señalaría que la estructura del tiempo podría ser como la de un cristal, consistente en segmentos discretos que se repiten periódicamente....

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16 Feb La paradoja del abuelo

La paradoja del abuelo, acuñada así por primera vez en la novela "El viajero imprudente" de René Barjavel (Disponible en La Casa del Libro), parte del supuesto que una persona realiza un viaje a través del tiempo y mata al padre biológico de su padre/madre biológico (abuelo del viajero), antes de que éste conozca a la abuela del viajero y puedan concebir....

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09 Feb La paradoja Bootstrap

La paradoja Bootstrap del viaje temporal consiste en que la información u objetos pueden ser creados sin ser creados. Después de que un objeto o una información en particular es enviada hacia atrás en el tiempo, esta será recuperada en el presente y se convierte en el mismo objeto o información que fue inicialmente enviado al pasado. Por lo tanto en la paradoja Bootstrap un viajero en el tiempo no estaría cambiando la historia, sino creándola al ser el portador de la información u objeto, y en consecuencia estos se convierten en los mismos que son enviados atrás en el tiempo. En esta situación el origen de los elementos no es discernible, no se puede saber de donde vienen. Así se crea un bucle causal sin conocerse el origen todo el proceso. La paradoja Bootstrap también se la conoce cómo paradoja del bucle causal. Ejemplo de Paradoja Bootstrap Pongamos un ejemplo sacado de Doctor Who, digamos que viajamos atrás en el tiempo para conocer a Beethoven con sus partituras para que nos las firme, pero al llegar a su época descubrimos que Beethoven no existe. Entonces, yo que dispongo de sus partituras, puedo convertirme en un increíble Beethoven Viajero en el Tiempo autodeterminado por la circunstancia, pero la cuestión radica en cuál es el origen de las partituras. La paradoja Bootstrap debe su nombre a un libro sobre viajes temporales "By His Bootstraps" de Robert A. Heinlein. Lo podéis descargar en español, titulado "Por sus propios medios". Al que intentaremos hacer una referencia completa más adelante. Ésta paradoja ha sido utilizada en numerosas ocasiones en la ciencia ficción, podéis encontrar más información sobre el bucle causal en la wikipedia. También os recomendamos visitar nuestra secciones sobre protección de la cronología y retrocausalidad para tener una visión más completa de la consistencia de las paradojas. ...

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24 Dec Stephen Hawking – Agujeros negros cómo entrada a otros universos

Recuperamos una interesante noticia para los amantes de la física y seguidores del famoso físico Stephen Hawking. Los agujeros negros son uno de los fenómenos más interesantes y misteriosos del universo. La definición científica exacta de qué es un agujero negro es algo complicada, pero para simplificar un poco, podemos acordar en que es una singularidad espacio-temporal que tiene su origen en la muerte de una estrella. La principal característica de un agujero negro es que tiene una masa tan inmensa que ejerce una gigantesca fuerza de gravedad, atrayendo a todo lo que está a su alrededor, incluida la luz. Como los agujeros negros absorben la luz, es imposible verlos de forma natural, pero gracias a algunos instrumentos astronómicos sofisticados, se los puede reconocer por el efecto que tienen sobre los cuerpos celestes cercanos. Hasta ahora se creía que los agujeros negros eran algo así como «el fin del mundo», todo lo que va a parar allí, se destruye de una vez y para siempre. lo cierto es que nadie sabe en realidad qué sucede dentro de un agujero negro. Hace muchos años los científicos discuten este tipo de cosas, pero hacía tiempo que no surgía una teoría novedosa al respecto. Y, por supuesto, esta vez viene de la mano del gran Stephen Hawking. ¿Quieres saber qué tiene para decir ahora Stephen Hawking? «The message of this lecture is that black holes ain’t as black as they are painted. They are not the eternal prisons they were once thought. Things can get out of a black hole both on the outside and possibly come out in another universe». Fuente: Batanga Stephen Hawking además de ser un físico con una reputación impresionante gracias a sus grandes aportaciones en diferentes campos, es desde luego uno de los ejemplos de superación y más inspiradores de nuestra comunidad. En esta ocasión y haciendo referencia a sus últimas aportaciones, nos gustaría alentar nuestros sueños estelares con su teoría sobre los agujeros negros. Me viene a la cabeza la película de Interstellar donde podemos atravesar emotivamente un agujero negro. A mi se me escapó alguna lagrimilla, jeje. Volviendo al tema, os recomendamos una fantástica lectura sobre la teoría de los universos paralelos que seguramente os hará reflexionar. ¿Te gustaría que tratáramos alguna noticia o que analizáramos alguna teoría física específica en nuestro blog? Puedes enviarnos tus sugerencias a [email protected] ...

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29 Oct Enviar un mensaje al pasado es posible según Ronald Mallet

Recuperamos un artículo de La Gran Época sobre el doctor obsesionado con los viajes en el tiempo Ronald Mallet: El Dr. Ronald Mallett es un famoso físico teórico de la Universidad de Connecticut, una vez cuando era niño cayó en sus manos una copia de “La Máquina del Tiempo” de HG Wells. El padre de Ronanld Mallet murió cuando él tenía 10 años, y al leer este libro un año más tarde, la idea de viajar en el tiempo para evitar la muerte de su padre, se apoderó de su imaginación. No fue un capricho pasajero. Estudió física en la universidad, con un interés especial en los agujeros negros. Se imaginó que la comprensión de los agujeros negrospodría ayudarle a entender el viaje en el tiempo. Por aquellas fechas, los agujeros negros eran considerados “una locura, pero al menos una locura legítima,” dijo Ronald Mallett; pero al viaje en el tiempo, por el contrario, se le consideró “locura locura”. “He usado los agujeros negros en un artículo de portada”, dijo con una carcajada. Albert Einstein describió el tiempo como una cuarta dimensión y dijo que el tiempo y el espacio están conectados por medio de lo que los físicos llaman espacio/tiempo. Se dice que las curvas del espacio/tiempo se doblan y giran alrededor de los agujeros negros. Ronald Mallett se preguntó si sería posible reproducir esas condiciones en la Tierra. Un par de coincidencias le ayudaron a descubrir cómo hacerlo. Cuando se graduó en la universidad, quiso de inmediato comenzar su investigación, pero era un tiempo de recesión y las universidades no contrataban fácilmente. Terminó trabajando con láseres, aprendiendo sobre sus capacidades de corte para uso industrial. Después de dos años en este trabajo, consiguió el empleo que originalmente deseaba en la Universidad de Connecticut. Para entender el progreso de su investigación, se necesita entender dos de las teorías de Einstein: 1. De acuerdo con la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein, el tiempo es afectado por la velocidad. Ya ha sido demostrado en el laboratorio que las partículas subatómicas pueden ser lanzadas hacia el futuro a altas velocidades. Se utilizó un acelerador de partículas conocidas que se desintegran después de un cierto período de tiempo. Las partículas aparecen en el futuro en un estado nuevo sin que haya desintegración durante el período habitual. El envejecimiento de las partículas disminuye a medida que se aceleran. 2. De acuerdo con la Teoría de la Relatividad General de Einstein, el tiempo se ve también afectado por la gravedad. Ya está comprobado que los relojes de satélites en órbita muestran una ligera diferencia de tiempo con los relojes de la Tierra si no se los actualiza para ser compensados. El Dr. Ronald Mallett sabía que la gravedad podría afectar al tiempo, y que la luz podía crear gravedad. Reflexionó y reflexionó, y luego en su momento golpeó “Eureka”. ¡Rayos láser! Recordó de su anterior trabajo con láseres que un anillo láser crea luz circulante. “Tal vez la luz circulante haría lo mismo con la gravedad que un agujero negro en rotación”, pensó. Se preguntó si un anillo láser podría ser utilizado para girar el tiempo/espacio en un círculo presente, futuro y de retorno al pasado. Si el láser podía crear tal círculo, la información podría ser enviada al pasado en forma binaria. Los neutrones giran, explicó Ronald Mallet. Una cadena de neutrones podría ser dispuesta de tal forma para que algunos neutrones estuviesen arriba y otros abajo, representando 1s y 0s respectivamente, creando así un mensaje binario. Si el Dr. Ronald Mallett hubiese encontrado el trabajo de investigación que deseó al salir de la Universidad, no hubiera trabajado con los láseres ni habría adquirido este conocimiento que le ayudó después de tantos años. “Yo tenía algo en mi experiencia que mis colegas que trabajan en esa área no tenían, por tanto fue mi experiencia la que me llevó a...

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