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Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (1ª parte)

El Universo, tal y como lo conocemos hasta ahora posee una antigüedad de entre 13.600 y 13.700 millones de años (de acuerdo con la información proporcionada por la WMAP de la NASA) . No existe concenso entre la comunidad científica a la hora de determinar su tamaño; de hecho, al respecto existen teorías tan excentrincas (y no por ello descartables) como la de la presencia de Universos múltiples, o la de un Universo infinito. En lo que sí existe concenso es en la estimación del tamaño del Universo Observable, que consistiría en una esfera de radio 46.500 millones de años luz con la Tierra como centro. En este punto cabría todavía que aclarar qué es lo que hace visible a esa porción precisa del cielo; en relación a esto recuerdo una teoría expuesta en el libro El Universo de Isaac Asimov, según la cual, a determinada distancia espacial, la radiación no llegaría hasta nuestro planeta debido a que la expansión de esa franja en relación a nosotros supera la velocidad de la luz, lo que la convierte en un límite visual infranqueable. Lo cierto es que sobre esto no he vuelto a oír nada nuevo, y, en muchos aspectos, la obra del viejo Asimov está desfasada, así que no debería de ser tomada en principio como cierta. En lo relativo a la forma, existen muchas y muy complejas teorías sobre la geometría del Universo; algunas de ellas lo presentan como un espacio plano, y otras, como un conjunto sin cotas pero espacialmente finito, al igual que una esfera. Para hacernos una idea de las dimensiones de estas medidas, podemos compararlas con las conocidas respecto a nuestra galaxia, de “tan solo” 100.000 años luz de diámetro, o con el planeta Tierra, con una circunferencia media de 40.040 Km. (Nota: Año-luz = 9,46 billones de Km)

En el principio fue la denominada Época de Planck, periodo que duró 10 elevado a -43 segundos (menos de una septillonésima de segundo), en el cual las cuatro fuerzas fundamentales estaban unificadas y no existían partículas elementales. El tamaño del Universo en este periodo es de una longitud de Planck (1,6 x 10^ -35 metros; unas 16 sextillonésimas de metro). Tras las Época de Planck y hasta los 10^ -33 primeros segundos de Historia sucede la Era de la Gran Unificación, en el que la gravedad se desliga de las otras fuerzas fundamentales y el Universo se expande y se enfría de los 10^ 32º iniciales hasta los 10^ 27º. En relación a este tiempo, muchos científicos defienden la teoría ciertamente complicada de lo que se ha dado en llamar la inflación cósmica (a partir de los 10^ -35 segundos); durante la acción de este fenómeno, el espacio crecería de manera exponencial en un factor del orden de 10^ 30 (un quintillón de veces). Tras el periodo inflacionario, y en un nuevo periodo conocido como recalentamiento, surgen las partículas subatómicas (quarks, electrones y neutrinos). Por último, durante esta misma época y tras el recalentamiento, sucede la bariogénesis (10^ -32 seg.), en la que se produce la aparición de partículas más complejas (bariones).

Los protones y neutrones están formados por unas partículas mucho más simples llamadas quarks que, según la ciencia del momento, resultan ser elementales, es decir, irreductibles a un conjunto de partículas menores. Los electrones forman parte de otro tipo general de partículas también elementales llamadas leptones. Los quarks son las partículas de las que se componen los hadrones, es decir, los bariones (protones y neutrones, entre otros) y los mesones; tres quarks forman a los bariones y un quark y un antiquark a los mesones.  Existen seis tipos, o mejor dicho, sabores distintos de quarks (up, down, top, bottom, charm, strange), poseen carga (2/3 e ó –1/3 e, dependiendo del sabor), spin (1/2) y color (rojo, azul o verde). Los antiquarks se simbolizan con una raya encima de la letra que designa al correspondiente quark. Los leptones pueden ser del tipo electrón, muón, tau, neutrino de electrón, neutrino de muón y neutrino de tau, además de  sus correspondientes antipartículas. Tanto los neutrinos como sus antipartículas carecen de carga eléctrica, el resto sí la posee; negativa en el caso del electrón, el tau y el muón y positiva para sus partículas contrarias (-1e ó 1e). Todas poseen además espin –1/2, no experimentan interacción fuerte y se propagan a la velocidad de la luz. El conjunto de todas las partículas elementales de la materia forman el grupo de los fermiones.

Existe otro grupo de partículas elementales denominado bosones, y a diferencia de los fermiones, no son constitutivos de la materia (aunque existe materia compuesta que resultan ser bosones, como veremos); fermiones y bosones reunen a la totalidad de las partículas elementales conocidas hasta ahora. Los bosones se caracterizan por poseer espín entero y actuar como mediadores entre las partículas en las interacciones fundamentales (interacción nuclerar fuerte, interacción nuclear débil, electromagnetismo y, presumiblemente, fuerza gravitatoria); de hecho, citando el artículo sobre bosones en la Wikipedia:

“…la descripción cuántica de las interacciones fundamentales mencionadas consiste en el intercambio de una partícula que será siempre un bosón virtual.”

Los bosones que participan en estas interacciones se denominan bosones de gauge. Estos son los bosones W y Z para interacción nuclear débil, gluones para la fuerte, fotones en el electromagnetismo y el hipotético gravitón para la fuerza gravitatoria. Por otra parte, aquellas partículas en principio formada por fermiones que posean un espín total entero se consideran bosones, incluyendo los núcleos atómicos (el helio-4 o el nucleo de deuterio, por ejemplo); de esta forma, un conjunto de partículas constituyen un bosón.

Ver Cronología del Big Bang
¿Qué pasó antes del Big Bang? (Muy recomendado)
¿Que ocurrió durante el Big Bang?
¿Es el Universo finito o infinito? (Recomendado: contiene una breve explicación acerca de los límites del Universo Observable)
Youtube – El Espacio Ultraprofundo del Hubble en 3D
Elmundo.es – La estrella más lejana y antigua del Universo
Wikipedia – Forma del Universo
ElPaís.com – Un universo con forma de balón de fútbol
FYS – Física de lo pequeño para explicar el mundo
Un viaje por el microcosmos

Entradas relacionadas:

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Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (3ª parte)
Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (4ª parte)
Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (5ª parte)
Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (6ª parte)
Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (7ª parte)
Apuntes de Física: Los orígenes del Universo (8ª parte)

Otros apuntes en Diario de un explorador:
Apuntes de Física: Teorías y leyes (1ª parte)

Sonic Youth playing Piano #13

Visto entre los comentarios de Youtube:

BodomHeart17:
do you think this is funny?….fuck you

dimentagon:
Flux you

Después de Madrid

No es necesario que una vida sea intensa para que sea también auténtica. Parece una obviedad, pero esto es algo que a mí me ha costado mucho tiempo comprender. También es posible la autenticidad en una vida intensa; tal vez a cada individuo le es dado un ritmo de vida o de acción correspondiente a la calidad de sus nervios. A mí me corresponde un ritmo de vida lento. El tiempo que he tardado en asumir esto ha sido el que he invertido en aprender a manejarme en las situaciones más agitadas, sin éxito alguno… Ahora sé que puedo llevar el tipo de vida que quiero con el ritmo de vida que me corresponde; de hecho, no podría llevar ese tipo de vida de otra forma. Puedo tener en frente la verdadera cara de las personas, hablar sinceramente con ellas y hacerlo con la más absoluta tranquilidad; sé que así es precisamente como mejor se disfrutan las conversaciones sinceras, que se necesita tiempo y un buen ambiente para revelar ciertas cosas… puedo encontrar la mayor resistencia en una sola convicción firme, la mayor pasión en una fe persistente, la mayor osadía en el compromiso con los demás y con uno mismo. Ninguno de mis deseos se ve anulado por el hecho de tomarme las cosas con calma, al contrario; quizás ahora pueda encontrar la autenticidad en aquello para lo que se necesita paciencia y mucho tiempo. Quizás pueda encontrar también virtudes que desafíen a la mediocridad y al silencio. Puedo ver esa autenticidad en la unión entre las personas, en su deseo de trascender las barreras que impiden esa unión y el desarrollo natural de la vida; puedo verla también en la voluntad y el esfuerzo. La fuerza de voluntad es la vía que utilizan los espíritus grandes para hacerse valer a sí mismos y a sus creencias; actúan así porque están dispuestos a llegar hasta el final con tal de defender sus valores, mientras que un espíritu mediocre solo cree en la comodidad y es incapaz de cualquier acción que le lleve a perderla. Encuentro esa autenticidad también en la comunicación y el respeto, en el deseo de conocer y de romper ilusiones, de compartir y apreciar en otros… Encuentro en todo esto lo auténtico, y es una autenticidad diferente, es aquella que te hace comprender qué valor tiene en realidad las cosas, cuáles son importantes y cuáles superfluas, en qué casos vale la pena preocuparse y en qué otros no. Es una forma de sensatez… La cuestión de todo esto, la verdadera cuestión no está en cómo alcanzar ese modo de pensar sensato; todos hemos tenido alguna vez esa ráfaga de lucidez que nos lleva a vernos con claridad a nosotros mismos y a nuestro alrededor sin ningún esfuerzo. La cuestión y lo verdaderamente difícil está en cómo mantenerlo…

Dos nuevos telescopios espaciales

Despega con éxito la misión europea Herschel Planck, en elmundo.es. Ambos telescopios estarán destinados a estudiar la formación de las estrellas y galaxias y la radiación cósmica de microondas generada por el Big Bang, respectivamente.

David after dentist (subtitulos)

1.-A veces me gusta confundir las cosas, y otras veces me gusta que estén bien claras, que se entiendan. Tiene sentido; a veces conviene que las cosas tengan una forma y a veces otra. – “No tiene sentido confundir las cosas. La confusión es propia de las mentes enfermas; necesitas que te ayuden” – Falso: en nuestro mundo, la realidad se confunde por sí sola, es natural que se confunda por sí sola, esa es la chispa… vivimos en un limbo de sensaciones en el que realidad y ensueño comparten un mismo espacio, confusamente. Yo he caminado por entre algunas conversaciones con más libertad que por mi propia casa; algunas personas viven encerradas en sus recuerdos, otros se sumergen entre líneas de texto… Un escritor pasa una tarde en la playa con un amigo y al llegar a casa escribe “… el color de las rocas y el azul del cielo brillaban encendidos, el agua era verde y limpia y se movía…”, al llegar el texto a su lector, este lee “… el color de las rocas y el azul del cielo brillaban encendidos, el agua era verde y limpia y se movía…”. A partir de entonces, las sensaciones del escritor formarán parte de la vida de su lector. El color de las rocas y el azul del cielo brillaban encendidos, junto con toda la tarde del escritor en la playa, compartiendo con su amigo el rumor de la gente en el paseo y la brisa, y el movimiento verde y limpio de las olas, acompañarán a nuestro lector en sus ideas como una sensación suya, y aquella tarde en la playa con un amigo habrá dejado de ser la experiencia personal de un escritor para convertirse en un ensueño impropio. Yo mismo escribo ahora “Un escritor pasa una tarde en la playa con un amigo y al llegar a casa escribe “… el color de las rocas y el azul del cielo brillaban encendidos, el agua era verde y limpia y se movía…”; a partir de ahora esas sensaciones formarán parte de las ideas de mi lector; ese lector pensará, “un tipo escribe sobre el color de las rocas y el azul del cielo, la claridad del agua y el verdor de sus olas, esas ideas llegan a su lector, y ahora son su color de las rocas y su azul del cielo, su claridad del agua y su verdor en las olas. Y ahora es también mi escritor y mi lector, y su confusión y ensueño son también los míos…” El ensueño de la tarde en la playa que acompaña al lector en sus ideas acompañará también ahora a mi lector. Es cierto, mi lector es real, y el otro es ficticio, pero los dos se encuentran igual de confundidos. Los dos comparten ahora esa tarde sentados entre las rocas, discutiendo sobre el tema entre el azul del cielo y el rumor de las olas. ¿Son estas sensaciones menos reales que el resto de las cosas que nos rodea? ¿No son algunas de esas sensaciones más dañinas que un navajazo o una caída? Yo no solo entiendo que las cosas funcionen de esa manera, espero que funcionen así, disfruto con que sean así. Intento incentivar a la realidad en este sentido; es mi forma de entender las cosas. Me gusta moverme en ese limbo de sensaciones inciertas, mezclar mi vida personal con el resto de las cosas, dejar que se diluya y se desarrollen por sí mismas. Da igual que algo sea falso o verdadero, es más importante que trascienda.

2.-

No quiero ser otra hormiga, ¿Comprendes? Quiero momentos humanos reales.” Es difícil que te comprendan en ese sentido; todos hemos tenido alguna vez la sensación de querer trascender la rutina que mantenemos respecto a la gente de nuestro alrededor. En ese momento eres una llama encendida en un mundo con el pulso apagado, y nada ni nadie va a entender tu desesperación. Tal vez te compadezcan con un cierto sentimiento de ternura y simpatía, pero nada más. Todos hemos pasado por eso, y desgraciadamente, para cuando tú te has encendido, yo ya me he olvidado de mi deseo y estoy compartiendo de nuevo el silencio de la rutina con el resto de la sociedad. Al final entre todos mantenemos una gran farsa; una farsa que se sostiene en nuestro miedo a hablar, a decir lo que pensamos, a ser quienes somos, a compartir, a pensar, a sentir, a sentir intensamente, a desobedecer y a desear… una farsa que se sostiene en el miedo a nuestros propios sueños. Lo peor de todo esto es que sabemos que es así pero hacemos como si no nos diéramos cuenta. ¿Es que vamos a seguir disimulando eternamente? ¿No va a decir nadie nunca cuál es la verdad sobre todo esto? Bueno – me dirán – ¿Y cuál es esa verdad? La verdad es: que una sola palabra sincera acerca de este mundo bastaría para volver locos a todos los hombres para siempre; que nadie sabe aún nada acerca de todo esto; que este mundo pertenece a los amantes, y que suyos son los días, y las noches, y las madrugadas para conspirar contra él y contra todas las faltas hechas a las libertades; que una risa airada de esos amantes sería suficiente para destruir cualquier tapujo y cualquier recelo dirigido contra nosotros, y que al final, aquel enorme disparate del que tú siempre has sospechado, esa oscura intuición que nunca quisistes confesar, es efectivamente la vida, y que es más cierta y más real que toda la falsa normalidad que hayas conocido hasta ahora. Siempre lo has sabido. Todos lo sabemos, pero disimulamos. Entonces ¿Qué importancia tienen las cosas sin trascendencia? ¿Es que nadie lo desea? En verdad, hay quien no necesita nada de esto para sobrevivir; son muchos quienes no necesitan nada de todo esto para sobrevivir, – ¿Y no son precisamente ellos quienes merecen ser molestados? –