Estimad@s Clientes y/o amantes del LEAN:
En el escrito anterior, hablamos de la Teoría General de la
Relatividad y la expansión del Universo
Nos concentraremos en este mail en describir lo que sale de las
ecuaciones de la Teoría General de la Relatividad para dar luz al fenómeno
inverso, el origen del Universo
Resumamos las
conclusiones del escrito anterior:
-El Universo se expande
-Hay más masa de la que se ve: la llamada materia oscura
-Vivimos en un Universo plano
-Un Universo plano significa que la materia oscura de por sí
no explica toda la energía del Universo: el 70% de la energía requerida por la
Teoría General de la Relatividad para producir un Universo plano sigue sin
estar localizada
-En los rayos cósmicos que bombardean la Tierra se encontró
antimateria: los positrones; ahora se genera antimateria de manera regular en
los aceleradores de partículas
Continuemos la argumentación de este escrito
Las partículas
virtuales son responsables de las interacciones de las cuatro fuerzas
Podemos imaginar que el vacío es un depósito de energía: las
partículas virtuales surgen del vacío, tomando prestada temporalmente parte de
su energía. Existen de un modo fugaz y desaparecen de nuevo en el vacío,
llevándose la energía que tomaron prestada. Esta energía podría volver a su
lugar de origen o podría ser transferida a partículas situadas en cualquier
otro punto. Téngase en cuenta que el vacío de la mecánica cuántica es un sitio
muy frecuentado. Aunque por definición en el vacío no hay nada, los efectos
cuánticos producen un mar bullente de partículas y antipartículas virtuales que
aparecen y desaparecen, y aunque no son estables, también las partículas de
vida larga están allí presentes. Todas las parejas partícula-antipartícula
pueden en principio, producirse, aunque eso si, sólo para visitas breves, tan
breves que resulta imposible detectarlas. ¿Cómo sabemos que existen?:
porque dejan su marca en las interacciones de las partículas de más larga
vida.
Las partículas virtuales tienen consecuencias mensurables
porque ejercen su influencia sobre las partículas físicas reales que entran y
salen de una determinada zona de interacción. Durante el breve lapso de su
existencia, una partícula virtual puede viajar entre partículas reales antes de
desaparecer y de pagar su deuda de energía al vacío. Las partículas virtuales
actúan como intermediarios. En la ilustración inferior, un fotón penetra en una
zona de interacción. Se produce una pareja virtual electrón-positrón
(partícula-antipartícula), y luego la pareja es absorbida en otro punto. En el
sitio donde son absorbidas las partículas virtuales, emerge del vacío otro
fotón que se lleva la energía que la pareja intermedia electrón-positrón había
tomado prestada temporalmente.
El espacio vacío
tiene energía
La energía del espacio vacío distinta de cero produce una
constante cosmológica-como la repulsión gravitacional- que implicaría que la
expansión del Universo se aceleraría a lo largo del tiempo cósmico
El Nobel de 2011
Los científicos Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess,
reciben el Premio Nobel de Física 2011 por sus observaciones cosmológicas, al descubrir que la expansión del
universo, el Big Bang, está acelerándose, según ha informado el comité
Nobel de Física de la Real
Academia de Ciencias sueca. Es un fenómeno que los científicos no han
logrado aún explicar pero que se ha comprobado en diferentes observaciones
realizadas después de los trabajos pioneros de los tres galardonados, hace más
de una década. Es el misterio de la energía oscura del universo y la mejor
interpretación, según muchos expertos, es la constante cosmológica de Einstein.
Perlmutter y Riess trabajan en EE UU y Schmidtt, en Australia. Su hallazgo
tiene implicaciones directas en el destino del universo, ya que esa aceleración
de la expansión indica que el cosmos acabará completamente helado.
Energía aportada
por el espacio vacío
Para producir la aceleración observada, el espacio vacío
tiene que aportar el 70% de la energía: es la energía oscura
En el perídod
inflacionario, las fluctuaciones cuánticas emergen como fluctuaciones de
densidad
La inflación es responsable de todas las pequeñas
fluctuaciones en la densidad de la materia y de la radiación, que luego resultarían
en el colapso gravitatorio de la materia en galaxias y estrellas, en planetas y
personas----à
entonces se puede decir que todos nosotros estamos aquí debido a las
fluctuaciones cuánticas que había en lo que era esencialmente el vacío
Las fluctuaciones
cuánticas, que de otro modo hubieran sido completamente invisibles, quedan
congeladas por la inflación y emergen después como fluctuaciones de densidad
….!!que producen todo lo que podemos ver!!!
Los agujeros
negros irradian partículas físicas
En 1974 Stephen Hawking saltó a la fama a demostrar que los
agujeros negros-de los cuales, al menos en ausencia de los supuestos de la
mecánica cuántica, no puede escapar nada en ningún momento- irradian partículas
físicas.
Fuera del núcleo de los agujeros negros hay un radio
denominado “horizonte de sucesos”
Si una pareja partícula-antipartícula se forma en el
horizonte de sucesos, una de las partículas llega a caer dentro y la partícula
asociada puede salir despedida hasta el infinito y ser observable sin ninguna
violación de la conservación de la energía
La conclusión a la
que llegó Hawking fue que la materia toma prestada energía del espacio
creándose de la nada, pares de partículas-antipartículas, estas,
una vez creadas, se separan y se vuelven a juntar aniquilándose. Pero en muchos
casos aparecen un par de partícula-antipartícula separándose y una de ellas
cruza el horizonte de sucesos quedando atrapada en el agujero negro y su
compañera, al quedar sola, tiene que buscar en el infinito a su gemela
para aniquilarse con ella. De esta manera alguien que pudiera observar el
fenómeno a cierta distancia vería que el agujero negro emitió una partícula, la
cual corresponde en cantidades infinitas a la radiación de Hawking.
Conclusión:
Tanto en el caso de la inflación cósmica como en el de la
radiación de los agujeros negros, pares partícula-antipartícula que salen del
vacío pueden haber generado todo lo que podemos ver
Que disfrutéis cada hora del fin de semana
Un cordial saludo
Alvaro Ballesteros
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