PORTAL TIEMPO (2 PARTE) BIG BANG,PORTAL DIMENSIONAL Y UNIVERSOS PARALELOS

(2 PARTE)

CONTINUACIÓN.

 

 

El Big Bang,

Portales Dimensionales y Universos Paralelos

Cada véz nos vamos dando cuenta que  la naturaleza en sí es Gran-Diosa y  por tal, esta llena de sorprendentes eslabones que se van descubriendo y uniendo hasta dar forma a la gran hebra que crea el entramado en el cual esta sostenida toda la vida de este micro bio-sistema universal. A medida que nos involucramos cada vez más profundo en el interés de saber ¿quienes somos?, ¿como estamos constituidos?, ¿porque existimos?, ¿hacia donde vamos?, en tal; un sin fin de preguntas que de a poco se han ido respondiendo a través de todos  los cambios que van surgiendo mientras que la información va dando pasos al conocimiento, y  nos permite una nueva visión de lo que implica el existir entre el ser que somos y la sutil realidad que nos rodea  junto a lo concreto de la materia en este lado dimensional. Aun cuando no seamos del todo consciente y mucho menos aun cuando no nos responsabilicemos en el acto mismo de hacernos cargo de los procesos en los cuales nos vamos involucrando; a pesar de esto, no podemos obviar la naturaleza de los hechos que parece cosa de magia, pero en realidad es parte del funcionar y equilibrio natural  de la vida. Las influencias a las cuales nos vemos expuestos nos mantienen, sostienen o influyen  en armonía o desequilibrio, esto va a depender de factores tan concretos, comprobables, prácticos y racionales que nada tienen que ver con lo sobrenatural como se piensa comúnmente; por lo que nos afectan a todo margen de situaciones o en todos los distintos niveles.

Ya sabemos sobre las influencias que ejercen los campos electromagnéticos y las radiaciones cosmicas en nuestras vidas; sabemos que crean condiciones que cambian eventualmente nuestra realidad tanto como la percepción de los hechos.  A medida que se van comprendiendo estos cambios que a su vez van  transformando nuestra perspectiva, nos vamos introduciendo en el concepto de la multidimensión en donde se establece la existencia de más  realidades.

Estos campos de energías se encuentran en todas las direcciones y dimensiones y están relacionado directamente unos con otros, están traspuestos, traslapados, y es por ello que un evento se percibe de distintas formas en un mismo instante y por lo tanto tiene distintos parámetros o múltiples soluciones, un sin fin de miradas por lo que nos da un monton de opciones en las cuales podemos crear o transformar.

“Teoría de las SuperCuerdas teoría M”.   

La comunidad científica esta concentrada en encontrar  respuestas a un sin fin de incógnitas referentes a la vida y el universo, enfocando sus miradas y experimentados estudios que han llevado a ahondar cada vez más en la «probabilidad» que existen  múltiples dimensiones y que cada una de ellas depende de sus propios campos de vibración y a su vez forman diversos universos paralelos.

El hombre ha ido a través del tiempo buscando conquistar el universo, y este ha ido cambiando y transformándose a medida que el conocimiento abre nuevas opciones a seguir creando hipótesis que luego se convierten en postulados acerca del proceso evolutivo. 

Desde tiempos remotos la necesidad filosófica del ser humano le ha llevado a buscar incansablemente por medio de la ciencia, la formula  cosmológica sobre la naturaleza universal y el rol que Dios cumple dentro de este orden creativo y expansivo; la conciencia universal  ha ido llenando las expectativas que dan como resultado que la mente humana se transforme en fuente de creativa imaginación, que por medio de mucho estudio y experimentación llegan a ser verdades empiricas.   La observación sistematica del hombre a través del tiempo la podemos resumir desde el Universo Ideal Platónico; Racional y Objetivo de Aristoteles, Mecánico de Newton , Relativista de Einstein hasta las Partículas Atómicas de Planck.

Los descubrimientos hecho por la ciencia están demostrando que hubo un momento inicial en donde todo el universo a partir de una gran explosión comenzo a expandirse (Big-Bang).  Esta es la teoría que más fuerza tiene hasta el momento; el modelo original de esta teoría fue desarrollado por Lemaitre y Gamow; actualmente los cientificos Stefhen Hawking y Roger Penrose han demostrado matematicamente el fenomeno por el cual se crea el universo llamado: Singularidad  (singularidad espaciotemporal). Se entiende por singularidad un punto en el cual la función definida diverge hacia valores infinitos; En física una singularidad es una región del espacio-tiempo, en la cual la curvatura es tan grande que las leyes relativistas no operan, ocupando su lugar las mecanica-cuantica.  Según las leyes de la  Mecanica Cuantica, el universo en su etapa joven era comparable a un atomo, y el espacio-tiempo se regía de acuerdo a las leyes de la relatividad.  Al ser una singularidad el inicio del universo tal como lo conocemos  nos lleva a deducir que; a partir de un punto de maxima densidad y minimo volumen en donde el cosmo estaba comprimido en un punto, el entramado del tiempo comienza a sufrir una Inflación Cosmologica; es decir, comienza a crecer gradualmente mientras el universo naciente se expande.

Los ultimos descubrimientos sobre este tema nos muestran un fenomeno casi inimaginable.  El sustento cientifico de la Teoría del Big-Bang, ha sido el descubrimiento y el estudio sistematico sobre la Radiación de Fondo de Microondas; con su magnifico espectro de cuerpo negro y su intensidad uniforme sobre todo el cielo.  Esta intensidad uniforme a gran escala no resultaba fácil de entender en los modelos de Big Bang originales, porque no había una manera obvia en que las diferentes partes del Universo pudiesen estar conectadas y así explicar porqué observamos la misma temperatura de radiación desde puntos opuestos del cielo.  Este problema fue soslayado mediante el escenario “inflacionario” propuesto por Alan Guth, en el que el Universo  empezó siendo muy pequeño, susceptible de tener interconexiones mediante señales viajando a la velocidad de la luz, y luego expandido a un ritmo enorme: el período inflacionario que tuvo lugar antes de llegar al ritmo de expansión más sosegado en el que nos encontramos hoy en día. Una consecuencia predicha por este escenario es que el Universo debe ser “plano” (la mejor manera de pensar en esto es considerar que los rayos de luz se propagan a gran escala dentro de una geometría euclidea, es decir, que la distancia más corta entre dos puntos es una línea recta) y éste es un punto muy a favor, ya que resulta fácil mostrar en cualquier modelo cosmológico relativista que si el Universo hubiese comenzado con una mínima desviación de esta “planitud” mostraría una fuerte curvatura. Todas las observaciones disponibles sobre la expansión de galaxias muestran que el Universo es plano o casi plano, por lo que la mejor solución es que debió empezar siendo completamente plano. El modelo inflacionario predice esta planitud. 

Las trabajos de Wagoner y colaboradores teniendo en cuenta los elementos ligeros mostraron cómo sus “abundancias primordiales”, la materia que emergió de la bola ígnea primordial en forma de helio, deuterio y el isótopo 7 del litio, pueden ser utilizadas para predecir la densidad de materia bariónica (es decir, la “materia ordinaria”: protones y neutrones, esencialmente) en el Universo como un todo. Resumiendo años de trabajo de muchos observadores e investigadores teóricos, podemos decir que el resultado final del trabajo sobre las abundancias de estos elementos ligeros producidos por la nucleosíntesis primordial es que la materia bariónica puede dar cuenta tan sólo de un pequeño porcentaje (quizá un máximo del 5%) de la materia necesaria por unidad de volumen para proporcionar un Universo plano. En otras palabras, si el Universo es realmente plano debe haber algo en algún lugar que proporcione el 95% de la densidad de total de materia. Este resultado concuerda con el sorprendente descubrimiento por Vera Rubin y Kent Ford, a principios de los años setenta, hecho a partir de las curvas de rotación de galaxias espirales y que muestra que éstas son más masivas, en un factor 10 o mayor, que lo que la suma de sus componentes conocidas (estrellas, gas y  polvo) implicaría. Por otra parte, Jesrry Ostriker y Jim Peebles mostraron que los discos de galaxias deberían ser inestables a menos que estuviesen embebidos en alos muy masivos, mucho más masivos que aquéllos conocidos a partir de las estrellas y el gas. Estas fuertes insinuaciones de “materia perdida” son resultados de estudios efectuados a escalas mayores, teniendo en cuenta cúmulos de galaxias y su dinámica y no sólo galaxias aisladas, han llevado a la comunidad astronómica a la convicción de que un 90% de la materia del Universo no ha sido actualmente detectada. A esto se ha dado en llamar el “problema de la materia oscura”.

La masa perdida en los halos de galaxias podría, por ejemplo, adoptar la forma de planetas flotando libremente o enanas marrones.                            

Colectivamente, estos objetos fueron llamados “MACHOs” (iniciales en inglés de: Massive Compact Halo Objects). Durante los años noventa se llevaron a cabo búsquedas de  estos objetos a gran escala haciendo uso de la predicción de su comportamiento como lentes gravitatorias que podrían ser detectadas en contraste con el fondo estelar en galaxias externas locales.

Sin embargo, nuevos trabajos sobre la estructura a gran escala y los movimientos en el seno de cúmulos de galaxias apuntaban fuertemente al hecho de que las propiedades de estos cúmulos no podían ser explicadas cuantitativamente utilizando materia bariónica, cobrando sentido sólo si la mayoría de la masa estuviese presente a escala subnuclear en la forma de “partículas masivas que interaccionan débilmente” (Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs; acrónimo que las distingue de los MACHOs). Más recientemente, los cosmólogos han comenzado a generar modelos de formación de galaxias basados en pequeñas fluctuaciones de densidad presentes en el Big Bang y, suponiendo el dominio de los WIMPs (conocidos colectivamente en cosmología como “materia oscura fría”), han intentado predecir la pelicula completa de la evolución del universo.

          

El descubrimiento de que el Universo se está acelerando, de tal manera que las ecuaciones relativistas de movimiento requieren un término adicional, el llamado “término lambda” (al que nos referimos popularmente en nuestros días como “energía oscura” o “quintaesencia”), además de proporcionar una solución al problema de la edad del Universo, parece ofrecer también un ajuste integral a los modelos de formación y evolución de galaxias en el contexto de los modelos cosmológicos.  El advenimiento de la energía oscura hizo posible la idea de la planitud fuera restaurada, ya que el 70% aún desaparecido (estos números son, por supuesto, aproximados) es ahora proporcionado por la energía oscura en sí misma. Durante los últimos dos años se ha obtenido una confirmación notable de esta distribución aparentemente arbitraria mediante medidas de la radiación cósmica de fondo: en particular del “espectro de potencias” de las fluctuaciones del fondo cósmico. El experimento BOOMERANG, a bordo de un globo y llevado a cabo cerca del Polo Sur, fue el primero en proporcionar resultados precisos que confirman la planitud integral del Universo a través de la medida de la frecuencia y amplitud angular del primer pico en estas fluctuaciones.     Estos resultados son consistentes con una distribución de materia oscura frente a energía oscura en una proporción aproximada de 1 a 2. En otras palabras, un Universo con un 3% de materia bariónica, alrededor de un 30% de materia oscura y un 65-70% de energía oscura parece emerger como el mejor ajuste a toda la evidencia observacional disponible en estos momentos.

El Fondo Cósmico de Microondas (CMB) es la radiación residual de la etapa caliente e ionizada del Universo temprano. Esta radiación lleva viajando sin obstáculo alguno desde que el Universo tenía 300.000 años;  fue entonces cuando la temperatura media del Universo bajó hasta unos 3.000 grados Kelvin, límite por debajo del cual los electrones y protones libres pueden combinarse para formar el Hidrógeno. Al expandirse el Universo está radiación se ha ‘estirado’ o desplazado hacia el rojo un factor de 1000, de modo que ahora se presenta como un resplandor uniforme que viene de todas direcciones con una temperatura media de 3 grados Kelvin. El Dr. Philip Mauskopf, de la Universidad de Cardiff, es uno de los investigadores principales del proyecto BOOMERANG para el estudio del CMB.

Por tal resumimos que  la Cosmología no tiene nada que envidiar a la ciencia ficción.  El Universo parece más misterioso que nunca, con evidencias que indican la existencia de un enigmático ingrediente: la ‘energía oscura’. Esta energía estaría acelerando la expansión del Universo y provendría del… ¡espacio vacío! Junto a la materia oscura, cuya naturaleza también desconocemos, sería la responsable de que el Universo sea plano, tal como predice la teoría inflacionaria.   

La teoría inflacionaria, predice que el universo debe ser esencialmente plano, lo cual puede comprobarse experimentalmente, ya que la densidad de materia de un universo plano guarda relación directa con su velocidad de expansión.

La otra predicción comprobable de esta teoría tiene que ver con las perturbaciones de densidad producidas durante la inflación. Se trata de perturbaciones de la distribución de materia en el universo, que incluso podrían venir acompañadas de ondas gravitacionales.

Las perturbaciones dejan su huella en el fondo cósmico de microondas, que llena el cosmos desde hace casi 15 mil millones de años. 

        

 Con el crecimiento en tamaño y expansión del universo, la temperatura bajó. A cierta temperatura, debido a un cambio todavía desconocido llamado la bariogénesis, los quarks y gluones se combinaron en bariones tal como el protón y el neutrón, produciendo de alguna manera la asimetría observada entre materia y antimateria. Las temperaturas aún más bajas condujeron a nuevos cambios de fase que rompen la simetría así que les dieron su forma actual a las fuerzas fundamentales de la física y a las partículas elementales. Más tarde unos protones y neutrones se combinaron para formar los núcleos de deuterio y de helio en un proceso llamado nucleosíntesis primordial. Al enfriarse el universo, la materia gradualmente dejó de moverse de forma relativista y su densidad de energía comenzó a dominar gravitacionalmente sobre la radiación. Pasados 300.000 años, los electrones y los núcleos se combinaron para formar los átomos (mayoritariamente de hidrógeno). Por eso la radiación se desacopló de los átomos y continuó por el espacio prácticamente sin obstáculos. Ésta es la radiación de fondo de microondas.

Al pasar el tiempo, algunas regiones ligeramente más densas de la materia casi uniformemente distribuida crecieron gravitacionalmente haciéndose más densas, formando nubes, estrellas, galaxias y el resto de las estructuras astronómicas que actualmente se observan. Los detalles de este proceso dependen de la cantidad y tipo de materia en el universo. Los tres tipos posibles se conocen como materia fría oscura, materia caliente oscura y materia bariónica.

Las estrellas más masivas acaban sus días en una  violenta explosión,conocida como ‘supernova’. Estas explosiones, que alcanzan un brillo muy intenso, nos sirven para determinar las distancias a objetos lejanos. Así, observando supernovas distantes podemos saber cómo era el Universo en el pasado. El universo actual parece estar dominado por una forma misteriosa de energía conocida como energía oscura. Aproximadamente 70% de la densidad de energía del universo actual está en esa forma. Ese componente del universo se revela por su propiedad de causar que la expansión del universo varíe de una relación lineal entre velocidad y distancia produciendo que el espacio-tiempo se expanda más rápidamente que lo esperado a grandes distancias.

   

 maitre y Gaw

Pero vamos por un momento, a darnos el tiempo de hablar del tiempo;

¿Que entendemos cuando decimos tiempo?

Los conceptos son variados y dependerán de lo que se esta tratando en el momento. Es decir;  están los tiempos verbales, el tiempo climático,  el tiempo como evento definitivo, el tiempo social.  Filosóficamente  el tiempo es tratado desde un concepto eterno, es una cuestión de  fe y esta a su vez es el sustento en el cual se basa, por lo tanto  esta forma del tiempo es totalmente subjetivo. 

Pero en este párrafo vamos a relacionarnos con el concepto de tiempo objetivamente; quiere decir mirado desde la perspectiva científica. 

Definimos el tiempo según el diccionario R.A.E.; como la magnitud  física que mide la duración o separación de las cosas sujetas a cambios. Periodo que transcurre entre dos eventos consecutivos que se miden de un pasado hacia un futuro pasando por el presente. Magnitud física que permite ordenar la secuencia de los sucesos, estableciendo un pasado, un presente y un futuro. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo.

 Siempre el hombre guiado por su instintiva curiosidad ha intentado responder muchos de los cuestionamientos que perennemente acuden a su mente; sin embargo, uno de los mayores enigmas es precisamente lo que se refiere al tiempo y el espacio en el que existimos.  Desde el primer momento en que el hombre tuvo consciencia de sí, pasando por distintos episodios de la historia hasta los tiempos modernos, nos encontramos con variadas teorías que han ido surgiendo cada vez más acertadas con la realidad actual. El conocimiento de nuevos elementos dentro de los mundos subatomicos nos han iniciado a un viaje el cual no se sabe a ciencia cierta hacia donde va dirigido, pero que si nos asegura un despertar cada vez mayor a un universo lleno de nuevos descubrimientos y un sin fin de formas para explorarlo aunque sea solo desde lo teórico. Los muchos postulados y las distintas teorías que se han ido recreando por medio de nuevos descubrimientos, a la vez  nos han acercado cada vez un poco más a las fronteras que nos separan con el multiuniverso.

¿Pero donde comienza el tiempo y se define el espacio?

Ya sabemos según los estudios realizados que la teoría que más fuerza tiene es la del Big Bang; en resumen definimos el inicio del universo como un super atomo que contiene en si mismo toda la energía que luego dara forma a lo que conocemos astronomica y cosmicamente.

Antes de la Gran Explosión nada era lo que existía. Nuestra mente acostumbrada a girar en torno de lo aprendido solamente, hace poco posible el poder imaginar siquiera que significa esto referente a la nada, al vacio; ya que todo en nuestro universo actual tanto externo como en nuestro propio mundo esta lleno de todo, cualquier cosa, pero algo sirva o no, ocupa un espacio que ya se hace cada vez más estrecho de tanto que guardamos. Pero solo la nada existía,  no había materia, ni radiación, no existía el espacio y el tiempo no discurría; su transcurrir esta intrinsicamente unido a la materia, al espacio,  a la gravedad, a las leyes de la física que riguen el universo.

Los primeros segundos de tiempo que existieron marcarón el desplazamiento y el continuon de todo lo que forma y ocurre en el universo. En un principio era una mezcla exotica de particulas elementales inestables. quarks, gluones; podría compararse con un cuerpo emisor de radiación y cuya temperatura se estima de 3.000 grados centigrados; a medida de su expansión el gran nucleo radiante se fue enfriando para dar paso al siguiente instante en donde gran parte de la energía experimenta una transformación, los quarks se agrupan formando nucleones, es decir se convierte en protones, que forman el nucleo de los atomos de hidrogeno; al milesegundo siguiente se formaron los electrones y estos a su vez colisionarón con los protones creando asi a los neutrones. A los 15 minutos del universo primitivo los protones se advinieron con los neutrones que solo pueden estar unos mil segundos como particulas independientes para formar el nucleo de los atomo de hidrogeno (aún no se creaban los atomos ya que estos necesitaron que se enfriara mucho más el ambiente); en los siguientes minutos y a medida de la expansión y el enfriamiento una cuarta parte del hidrogeno se transformo en helio. Ya finalizando la primera hora el universo estaba formado por fotones de radiación junto con electrones, nucleos de hidrogenos (protones), y nucleos de helio. El tiempo transcurre y el enfriamiento llega a un nivel que hace posible la aparicion de los atomos, luego de otro tanto de tiempo estos se vuelven más estables y permiten que el universo se vuelva transparente y la luz pueda viajar a través del mismo. Como vemos el tiempo y el espacio no funcionan independiente uno del otro como creia Newton, sino como postulo Einstein en su Relatividad, que tiempo y espacio eran un solo elemento.

El tiempo no existía más  que como un punto concentrado en medio de la nada y el vacio, solo cuando ocurrio la explosión y el espacio se manifesto, el tiempo pudo empezar a moverse hacia todas partes. Al ser el universo plano el tiempo transcurre como agua en una superficie lisa, creando una frecuencia magnetica que si bien delimita una frontera no podemos presindir de que la constante variable de esta frontera es el tiempo mismo. Esto que quiere decir, que si bien suponemos que todo comenzó con el big bang, de ser cierto nuestro universo tiene un inicio, pero como dice la ley  todo cambia y todo es movimiento, supongamos que este inicio solo es un continuon en la creacion; si decimos que el universo se expande entonces tambien suponemos que en este momento esta ocurriendo una aceleración en alguna parte del cosmo en donde se esta creando un nuevo universo;  esto es posible tomando en consideración que el universo en el cual habitamos es solo una parte del inmenso cosmo en el cual existimos.

La energia oscura (70%) permanece constante y es responsable de la expansión acelerada del universo y esta relacionada directamente con el tiempo y el espacio. Es una energía que se puede proyectar de 2 formas, como constante cosmologica y como kintaesencia; estas dos formas tienen que ver con la continuidad constante, la presión y la densidad. La primera estatica y la segunda dinamica, es una energía de repulsión y por ello moviliza las fronteras del universo constantemente. 

Se podría pensar que el tiempo esta compuesto por dos variantes, que sería la energía oscura (70%) y la materia oscura (25%); ya que son estas las que producen la aceleración y expansión de todo el universo. Esto solo es una suposición.

MULTIDIMENSIONES

 

Ya sabemos que el universo tal cual lo conocemos consta de tres dimensiones espaciales (3 D): Ancho, Largo y Profundidad; pero también ahora sabemos que el tiempo es considerado otra dimensión lo cual, el universo en donde vivimos ha cambiado su proyección y concepto científico a Tetra-dimensional, es decir; cuatro dimensiones. (4 D)

 

Tomando esto en cuenta nos referiremos también al trabajo realizado por Kaluza (1919) y refinado luego por Klein (1926); en el cual, basado en la Teoría de la Relatividad de Einstein, propone la unificación de gravedad y el electromagnetismo, usando para ello un modelo geométrico de espacio-tiempo de cinco dimensiones. (5 D)

La idea radica en que:  «Una partícula en un campo electromagnético y que no sigue la linea más recta vista desde las tres dimensiones espaciales;  puede ser tratada matematicamente como una partícula siguiendo la linea más recta posible.  Esta linea es llamada geodesia de un espacio-tiempo con una medición extra».

En 1920 el matematico aleman Theodor Kaluza planteo la existencia de una nueva dimensión espacial.  La quinta (extra) dimensión espacial se identificaba como un círculo de radio presumiblemente pequeño, “ortogonal” al subespacio tridimensional ordinario. Además, los signos positivo y negativo de la carga eléctrica se corresponderían con las dos posibilidades de recorrer el círculo: en el sentido de las agujas del reloj o en contra suya.  En 1926 Oskar Klein, partiendo de las ideas de Kaluza; obtuvo para la quinta dimensión un tamaño típico del orden de la longitud de Planck, es decir, extraordinariamente pequeño.  El espacio-tiempo ampliado de Kaluza-Klein (K-K) sería una variedad de 5ta dimensión; esta permanece invisible explicado por los modelos de (K-K.);  ya que cada punto del espacio-tiempo convencional es un pequeñisimo circulo de dimensiones inferiores a las atómicas.  Por lo tanto, no visible en el universo tridimensional.

         

Todos estos estudios y teorías se identifican con la unificación.  La Teoría M; amplia esta idea ya que sugiere que el espacio-tiempo tiene once dimensiones, cuatro (4 D) en niveles atómicos y siete(7 D) en niveles subatomicos.

La Teoría de Campos unificados o teoría del todo, aun esta desarrollándose y cada día aparecen nuevos indicios que indican que el universo esta en constante movimiento, expansión y cambios.

Universo en expansión; Constante Cosmologica o Energía Oscura

Hasta hace poco la formula más acertada o más validada de los últimos descubrimientos han sido La Teoría de las Supercuerdas y o de la Teoría M:   La primera, La Teoría de Cuerdas es un modelo fundamental de la física que afirma que todos los bloques de materia son en realidad expresiones de un objeto básico unidimensional extendido llamado «cuerda». El universo surge cuando una cuerda vibra en relación a las otras. 

La teoría de cuerdas está fundamentada en 11 dimensiones; hilos vibrantes de energía que compondrían todas las particulas de la materia, y los cuales necesitan 11 dimensiones para vibrar, dando lugar a las fuerzas físicas (gravitatoria, magnetica, nuclear fuerte y nuclear débil) como a los componentes de la materia. Debido a que las dimensiones adicionales se enroscaron sobre sí mismas a escalas microscópicas durante el nacimiento del Universo, no pueden ser percibidas directamente con nuestros sentidos.  En 1995 el cientifico Ed Witten da a conocer una nueva teoría, La teoría M, fue formulada partiendo de los principios hipotéticos de la teoría de supergravedad denominada 11-dimensional, definió elementos que no sólo podían ser cuerdas vibrantes (abiertas o cerradas) sino objetos de una dimensionalidad mayor a los que se le dio el nombre de membranas o p-branas. La Teoría M; sostiene que existen otros objetos extendidos de mayor dimensión llamados branas (capas o membranas); de dos dimensiones y objetos de tres o más dimensiones espaciales, que explican al universo como una esfera que contiene en sí misma otras similares.  

Esto nos abre a una nueva  visión filosofica del universo y la existencia de ser comprobable otros universos en los cuales la ciencia de la física podría ser  distintinta a la que conocemos.  Pero eso lo vamos a ver en la tercera parte de este documento.

Teoría del Campos Unificados

Este es un punto en donde se esta topando aun, ya que todo los estudios estan enfocados en este momento especialmente en encontrar la solución al dilema que representa el cuestionamiento del tiempo y el espacio, sobre la realidad, ficción e imaginación.

Suponemos como real todo aquello que podemos tocar o comprobar a través de mediciones instrumentales, sin embargo; el tiempo a diferencia del espacio no es materialmente visible, por lo tanto es muchas veces hipotetico. ¿como conocer la realidad de los hechos cuando se trata del tiempo en sí mismo?.

En vista de que hasta ahora los cientificos más preparados aun no pueden responder completamente esta pregunta, mucho menos yo pretender simple mortal tener la respuesta ¿ o quizas si?. Bien, para poder dar un argumento basado en estudios concretos voy a copiar 2 capitulos del libro (1988): «Historia del tiempo»; del cientifico más enigmatico de esta epoca, Stephen Williams Hawking.

No poseemos todavía una teoría completa y consistente que combine la mecánica cuántica y la gravedad. Sin embargo, estamos bastante seguros de algunas de las características que una teoría unificada de ese tipo debería tener. Una es que debe incorporar la idea de Feynman de formular la teoría cuántica en términos de una suma sobre historias. Dentro de este enfoque, una partícula no tiene simplemente una historia única, como la tendría en una teoría clásica. En lugar de eso se supone que sigue todos los caminos posibles en el espacio-tiempo, y que con cada una de esas historias está asociada una pareja de números, uno que representa el tamaño de una onda y el otro que representa su posición en el ciclo (su fase). La probabilidad de que la partícula pase a través de algún punto particular, por ejemplo, se halla sumando las ondas asociadas con cada camino posible que pase por ese punto. Cuando uno trata realmente de calcular esas sumas, sin embargo, tropieza con problemas técnicos importantes. La única forma de sortearlos consiste en la siguiente receta peculiar: hay que sumar las ondas correspondientes a historias de la
partícula que no están en el tiempo «real» que usted y yo experimentamos, sino que tienen lugar en lo que se llama tiempo imaginario. Un tiempo imaginario puede sonar a ciencia ficción, pero se trata, de hecho, de un concepto matemático bien definido. Si tomamos cualquier número ordinario (o «real») y lo multiplicamos por sí mismo, el resultado es un número positivo. (Por ejemplo, 2 por 2 es 4, pero también lo es -2 por -2.) Hay, no obstante, números especiales (llamados imaginarios) que dan números negativos cuando se multiplican por sí mismos. (El llamado i, cuando se multiplica por sí mismo, da -1, 2i multiplicado por sí mismo da -4, y así sucesivamente.) Para evitar las dificultades técnicas en la suma de Feynman sobre historias, hay que usar un tiempo imaginario. Es decir, para los propósitos del cálculo hay que medir el tiempo utilizando números imaginarios en vez de reales.
Esto tiene un efecto interesante sobre el espacio-tiempo: la distinción entre tiempo y espacio desaparece completamente. Dado un espacio-tiempo en el que los sucesos tienen valores imaginarios de la coordenada temporal, se dice de él que es euclídeo, en memoria del antiguo griego Euclides, quien fund,ó el estudio de la geometría de superficies bidimensionales. Lo que nosotros llamamos ahora espacio-tiempo euclídeo es muy similar, excepto que tiene cuatro dimensiones en vez de dos. En el espacio-tiempo euclídeo no hay ninguna diferencia entre la dirección temporal y las direcciones espaciales. Por el contrario, en el espacio-tiempo real, en el cual los sucesos se describen mediante valores ordinarios, reales, de la coordenada temporal, es fácil notar la diferencia: la dirección del tiempo en todos los puntos se encuentra dentro del cono de luz, y las direcciones espaciales se encuentran fuera. En cualquier caso, en lo que a la mecánica cuántica corriente concierne, podemos considerar nuestro empleo de un tiempo imaginario y de un espacio-tiempo euclídeo meramente como un montaje (o un truco) matemático para obtener respuestas acerca del espaciotiempo real.

Una segunda característica que creemos que tiene que formar parte de cualquier teoría definitiva es la idea de Einstein de que el campo gravitatorio se representa mediante un espacio-tiempo curvo: las partículas tratan de seguir el camino más parecido posible a una línea recta en un espacio curvo, pero debido a que el espacio-tiempo no es plano, sus caminos parecen doblarse, como si fuera por efecto de un campo gravitatorio. Cuando aplicamos la suma de Feynman sobre
historias a la visión de Einstein de la gravedad, lo análogo a la historia de una partícula es ahora un espacio-tiempo curvo completo, que representa la historia de todo el universo. Para evitar las dificultades técnicas al calcular realmente la suma sobre historias, estos espacio-tiempos curvos deben ser euclídeos. Esto es, el tiempo es imaginario e indistinguible de las direcciones espaciales. Para calcular la probabilidad de encontrar un espacio-tiempo real con una cierta propiedad, por ejemplo, teniendo el mismo aspecto en todos los puntos y en todas las direcciones, se suman las ondas asociadas a todas las historias que tienen esa propiedad.

En la teoría clásica de la relatividad general hay muchos espacio-tiempos curvos posibles diferentes, cada uno de los cuales corresponde a un estado inicial diferente del universo. Si conociésemos el estado inicial de nuestro universo, conoceríamos su historia completa. De forma similar, en la teoría cuántica de la gravedad hay muchos estados cuánticos diferentes posibles para el universo. De nuevo, si supiésemos cómo se comportaron en los momentos iniciales los espacio-tiempos curvos que intervienen en la suma sobre historias, conoceríamos el estado cuántico del universo.

En la teoría clásica de la gravedad, basada en un espaciotiempo real, hay solamente dos maneras en las que puede comportarse el universo: o ha existido durante un tiempo infinito, o tuvo un principio en una singularidad dentro de algún tiempo finito en el pasado. En la teoría cuántica de la gravedad, por otra parte, surge una tercera posibilidad. Debido a que se emplean espacio-tiempos euclídeos, en los que la dirección del tiempo está en pie de igualdad con las direcciones espaciales, es posible que el espacio-tiempo sea finito en extensión y que, sin embargo, no tenga ninguna singularidad que forme una frontera o un borde. El espacio-tiempo sería como la superficie en la Universidad de California, en Santa Bárbara. Allí, junto con mi amigo y colega, Jim Hartle, calculamos qué condiciones tendría que cumplir el universo si el espacio-tiempo no tuviese ninguna frontera. Cuando volví a Cambridge, continué este trabajo con dos de mis estudiantes de investigación, Julian Luttrel y Jonathan Halliwell.

Me gustaría subrayar que esta idea de que tiempo y espacio deben ser finitos y sin frontera es exactamente una propuesta: no puede ser deducida de ningún otro principio. Como cualquier otra teoría científica, puede estar sugerida inicialmente por razones estéticas o metafísicas, pero la prueba real consiste en ver si consigue predicciones que estén de acuerdo con la observación. Esto, sin embargo, es difícil de determinar en el caso de la gravedad cuántica por dos motivos. En primer lugar, como se explicará en el próximo capítulo, no estamos aún totalmente seguros acerca de qué teoría combina con éxito la relatividad general y la mecánica cuántica, aunque sabemos bastante sobre la forma que ha de tener dicha teoría. En segundo lugar, cualquier modelo que describiese el universo entero en detalle sería demasiado complicado matemáticamente para que fuésemos capaces de calcular predicciones exactas. Por consiguiente, hay que hacer suposiciones simplificadoras y aproximaciones; e incluso entonces el problema de obtener predicciones sigue siendo formidable.

Cada historia de las que intervienen en la suma sobre historias describirá no sólo el espacio-tiempo, sino también todo lo que hay en él, incluido cualquier organismo complicado, como seres humanos que pueden observar la historia del universo.
Esto puede proporcionar otra justificación del principio antrópico, pues si todas las historias son posibles, entonces, en la medida en que nosotros existimos en una de las historias, podemos emplear el principio antrópico para explicar por qué el universo se encuentra en la forma en que está. Qué significado puede ser atribuido exactamente a las otras historias, en las que nosotros no existimos, no está claro.
Este enfoque de una teoría cuántica de la gravedad sería mucho más satisfactorio, sin embargo, si se pudiese demostrar que, empleando la suma sobre historias, nuestro universo no es simplemente una de las posibles historias sino una de las más probables. Para hacerlo, tenemos que realizar la suma sobre historias para todos los espaciotiempos euclídeos posibles que no tengan ninguna frontera.

Con la condición de que no haya ninguna frontera se obtiene que la probabilidad de encontrar que el universo sigue la mayoría de las historias posibles es despreciable, pero que hay una familia particular de historias que son mucho más probables que las otras. Estas historias pueden imaginarse mentalmente como si fuesen la superficie de la Tierra, donde la distancia desde el polo norte representaría el tiempo imaginario, y el tamaño de un círculo a distancia constante del polo. norte representaría el tamaño espacial del universo. El universo comienza en el polo norte como un único punto. A medida que uno se mueve hacia el sur, los círculos de latitud, a distancia constante del polo norte, se hacen más grandes, y corresponden al universo expandiéndose en el tiempo imaginario (figura 8.1). El universo alcanzaría un tamaño máximo en el ecuador, y se contraería con el tiempo imaginario creciente hasta un único punto en el polo sur. A pesar de que el universo tendría un tamaño nulo en los polos norte y sur, estos puntos no serían singularidades, no serían más singulares de lo que lo son los polos norte y sur sobre la Tierra. Las leyes de la ciencia serían válidas en ellos, exactamente igual a como lo son en la Tierra.

La historia del universo en el tiempo real, sin embargo, tendría un aspecto muy diferente. Hace alrededor de diez o veinte mil millones de años tendría un tamaño mínimo, que sería igual al radio máximo de la historia en tiempo imaginario. En tiempos reales posteriores, el universo se expandería como en el modelo inflacionario caótico propuesto por Linde (pero no se tendría que suponer ahora que el universo fue creado en el tipo de estado correcto). El universo se expandería hasta alcanzar un tamaño muy grande y finalmente se colapsaría de nuevo en lo que parecería una singularidad en el tiempo real. Así, en cierto sentido, seguimos estando todos condenados, incluso aunque nos mantengamos lejos de los agujeros negros. Solamente si pudiésemos hacernos una representación del universo en términos del tiempo imaginario no habría ninguna singularidad. Si el universo estuviese realmente en un estado cuántico como el descrito, no habría singularidades en la historia del universo en el tiempo imaginario. Podría parecer, por lo tanto, que mi trabajo más reciente hubiese anulado completamente los resultados de mi trabajo previo sobre las singularidades. Sin embargo, como se indicó antes, la importancia real de los teoremas de la singularidad es que prueban que el campo gravitatorio debe hacerse tan fuerte que los efectos gravitatorios cuánticos no pueden ser ignorados. Esto, de hecho, condujo a la idea de que el universo podría ser finito en el tiempo imaginario, pero sin fronteras o singularidades.
El pobre astronauta que cae en un agujero negro sigue acabando mal; sólo si viviese en el tiempo imaginario no encontraría ninguna singularidad.

Todo esto podría sugerir que el llamado tiempo imaginario es realmente el tiempo real, y que lo que nosotros llamamos tiempo real es solamente una quimera. En el tiempo real, el universo tiene un principio y un final en singularidades que forman una frontera para el espacio-tiempo y en las que las leyes de la ciencia fallan. Pero en el tiempo imaginario no hay singularidades o fronteras. Así que, tal vez, lo que llamamos tiempo imaginario es realmente más básico, y lo que llamamos real es simplemente una idea que inventamos para ayudarnos a describir cómo pensamos que es el universo. Pero, de acuerdo con el punto de vista que expuse en el capítulo 1, una teoría científica es justamente un modelo matemático que construimos para describir nuestras observaciones: existe únicamente en nuestras mentes. Por lo tanto no tiene sentido preguntar: ¿qué es lo real, el tiempo «real» o el «imaginario»? Dependerá simplemente de cuál sea la descripción más útil.

También puede utilizarse la suma sobre historias, junto con la propuesta de ninguna frontera, para averiguar qué propiedades del universo es probable que se den juntas. Por ejemplo, puede calcularse la probabilidad de que el universo se esté expandiendo aproximadamente a la misma velocidad en todas las direcciones en un momento en que la densidad del universo tenga su valor actual. En los modelos simplificados que han sido examinados hasta ahora, esta probabilidad resulta ser alta; esto es, la condición propuesta de falta de frontera conduce a la predicción de que es extremadamente probable que la velocidad actual de expansión del universo sea casi la misma en todas direcciones. Esto es consistente con las observaciones de la radiación de fondo de microondas, la cual muestra casi la misma intensidad en cualquier dirección. Si el universo estuviese expandiéndose más rápidamente en unas direcciones que en otras, la intensidad de la radiación de esas direcciones estaría reducida por un desplazamiento adicional hacia el rojo.

Actualmente se están calculando predicciones adicionales a partir de la condición de que no exista ninguna frontera. Un problema particularmente interesante es el referente al valor de las pequeñas desviaciones respecto de la densidad uniforme en el universo primitivo, que provocaron la formación de las galaxias primero, de las estrellas después y, finalmente, de nosotros. El principio de incertidumbre implica que el universo primitivo no pudo haber sido completamente uniforme, debido a que tuvieron que existir algunas incertidumbres o fluctuaciones en las posiciones y velocidades de las partículas. Si utilizamos la condición de que no haya ninguna frontera, encontramos que el universo tuvo, de hecho, que haber comenzado justamente con la mínima no uniformidad posible, permitida por el princípio de incertidumbre. El universo habría sufrido entonces un período de rápida expansión, como en los modelos inflacionarios. Durante ese período, las no uniformidades iniciales se habrían amplificado hasta hacerse lo suficientemente grandes como para explicar el origen de las estructuras que observamos a nuestro alrededor. En un universo en expansión en el cual la densidad de materia variase ligeramente de un lugar a otro, la gravedad habría provocado que las regiones más densas frenasen su expansión y comenzasen a contraerse. Ello conduciría a la formación de galaxias, de estrellas, y, finalmente, incluso de insignificantes criaturas como nosotros mismos. De este modo, todas las complicadas estructuras que vemos en el universo podrían ser explicadas mediante la condición de ausencia de frontera para el universo, junto con el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica.

La idea de que espacio y tiempo puedan formar una superficie cerrada sin frontera tiene también profundas ¡aplicaciones sobre el papel de Dios en los asuntos del universo. Con el éxito de las teorías científicas para describir acontecimientos, la mayoría de la gente ha llegado a creer que Dios permite que el universo evolucione de acuerdo con un conjunto de leyes, en las que él no interviene para infringirlas. Sin embargo, las leyes no nos dicen qué aspecto debió tener el universo cuando comenzó; todavía dependería de Dios dar cuerda al reloj y elegir la forma de ponerlo en marcha. En tanto en cuanto el universo tuviera un principio, podríamos suponer que tuvo un creador. Pero si eluniverso es realmente autocontenido, si no tiene ninguna frontera o borde, no tendría ni principio ni final: simplemente sería. ¿Qué lugar queda, entonces, para un creador?

Capítulo 9

LA FLECHA DEL TIEMPO

En los capítulos anteriores hemos visto cómo nuestras concepciones sobre la naturaleza del tiempo han cambiado con los años. Hasta comienzos de este siglo la gente creía en el tiempo absoluto. Es decir, en que cada suceso podría ser etiquetado con un número llamado «tiempo» de una forma única, y todos los buenos relojes estarían de acuerdo en el intervalo de tiempo transcurrido entre dos sucesos. Sin embargo, el descubrimiento de que la velocidad de la luz resultaba ser la misma para todo observador, sin importar cómo se estuviese moviendo éste, condujo a la teoría de la relatividad, y en ésta tenía que abandonarse la idea de que había un tiempo absoluto único. En lugar de ello, cada observador tendría su propia medida del tiempo, que sería la registrada por un reloj que él llevase consigo: relojes correspondientes a diferentes observadores no coincidirían necesariamente. De este modo, el tiempo se convirtió en un concepto más personal, relativo al observador que lo medía.

Cuando se intentaba unificar la gravedad con la mecánica cuántica se tuvo que introducir la idea de tiempo «imaginario». El tiempo imaginario es indistinguible de las direcciones espaciales. Si uno puede ir hacia el norte, también puede dar la vuelta y dirigirse hacia el sur; de la misma forma, si uno puede ir hacia adelante en el tiempo imaginario, debería poder también dar la vuelta e ir hacia atrás. Esto significa que no puede haber ninguna diferencia importante entre las direcciones hacia adelante y hacia atrás del tiempo imaginario. Por el contrario, en el tiempo «real», hay una diferencia muy grande entre las direcciones hacia adelante y hacia atrás, como todos sabemos. ¿De dónde proviene esta diferencia entre el pasado y el futuro? ¿Por qué recordamos el pasado pero no el futuro? Las leyes de la ciencia no distinguen entre el pasado y el futuro.

Continua 3 parte.

Isabel Arriagada (Aramadoma)