Desde hace un par de meses he querido compartir algunas frases y párrafos del libro que me parecieron interesantes del libro "Brevísima historia del Tiempo" de Leonard Mlodinow y Stephen Hawking. El libro trata de explicar de la manera más sencilla posible la historia del universo bajo el paradigma de sus autores, se repasan algunas grandes teorías cosmológicas, desde Aristóteles hasta nuestra época, así como muchos desafíos para la ciencia actual.
Capítulo 1 - Hablando del universo
Vivimos en un universo extraño y maravilloso. Se necesita una extraordinaria imaginación para apreciar su edad, tamaño, violencia, e incluso su belleza. Podría parecer que el lugar que ocupamos los humanos en este vasto cosmo es insignificante; quizá por ello Tratamos de encontrarle un sentido y deber como encajamos en él.
¿Porqué nos empeñamos en creer que sabemos más?
Resulta difícil imaginar la realidad, ya que excede inmensamente nuestra experiencia ordinaria.
Capítulo 2 - Nuestra imagen cambiante del universo
Aristóteles creía que la tierra estaba en reposo y que el sol, la luna, los planetas y las estrellas se movían en círculos a su alrededor
En el modelo de O, ocho esferas rotantes rodeaban la tierra. Cada esfera era mayor que la anterior, como en un juego de muñecas rusas y la tierra estaba en el centro de todas ellas.
Copérnico tuvo la Revolucionaria idea de que no todos los cuerpos celestes deben girar alrededor de la tierra. Su idea era que el sol estaba en reposo en el centro del sistema solar y que la tierra y los planetas se movían en órbitas circulares a su alrededor.
Galileo empezó a estudiar el cielo nocturno con un telescopio. Al observar el planeta Júpiter, descubrió que estaba acompañado por varios satélites pequeños, o lunas, que giraban a su alrededor. Ellobrevelaba que no todo tiene que girar directamente alrededor de la tierra.
Kepler perfeccionó la teoría de Copérnico, sugiriendo que los planetas no se movían en círculos sino en elipses: con este cambio, las predicciones de la teoría pasaron a concordar con las observaciones.
La verdadera explicación de por qué los planetas giran alrededor del sol se ofreció cuando Sir Isaac Newton publicó su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, probablemente la obra más importante jamás publicada en ciencias físicas. Newton formuló una ley que establecía que todos los objetos que se halla naturalmente en reposo permanecerá en reposo a no ser que una fuerza actúa sobre ellos.
Newton también inventó las matemáticas que demostraba numéricamente cómo reaccionan los objetos cuando una fuerza, como la gravedad, actúa sobre ellos y resolvió las ecuaciones resultantes.
Capítulo 3 - La naturaleza de las teorías científicas
Una teoría es tan sólo un modelo del universo, o de una parte restringida de él, y un conjunto de reglas que relacionan las magnitudes de dicho modelo corazón observaciones que efectuamos.
Una teoría es buena si satisface 2 requisitos: describir con precisión una amplia clase de observaciones sobre la base de un modelo que contenga tan sólo unos pocos elementos arbitrarios, y efectuar predicciones definidas acerca de los resultados de futuras observaciones.
El objetivo final de la ciencia es conseguir una sola teoría que describa todo el universo.
El enfoque de la mayoría de los científicos actuales es descomponer el problema en dos partes. En primer lugar estas leyes que nos dicen cómo cambia el universo con el tiempo. En segundo lugar está la cuestión del Estado inicial del universo.
Resulta muy difícil crear una teoría que escriba todo el universo en una sola formulación. Así pues, desglosamos el problema en parte inventamos un número de teorías parciales, cada una de las cuales describe y predice una cierta clase limitada de observaciones, y omite los efectos de las otras magnitudes, o las representa como un simple conjunto de parámetros numéricos.
Las ideas sobre las teorías científicas suponen que somos seres racionales libres para observar el universo como queremos y para sacar conclusiones lógicas a partir de lo que observamos.
Desde los albores de las civilizaciones, no nos hemos conformado con contemplar acontecimientos inconexos e inexplicables, sino que hemos forjado la comprensión del orden subyacente del mundo. Actualmente aún nos esforzamos para saber porqué estamos aquí y de dónde venimos realmente.
El profundísimo deseo de la humanidad de conocer es justificación suficiente para proseguir nuestra investigación. Y Nuestro objetivo es nada menos que una descripción completa del universo en que vivimos.
Capítulo 4 - El universo newtoniano
Nuestras actuales ideas sobre el movimiento de los cuerpos datan de Galileo y Newton.
Capítulo 5 - Relatividad
La teoría de la relatividad puso fin a la idea de un tiempo absoluto.
Debemos aceptar que el tiempo no está completamente separado del espacio, ni es independiente de éste, sino que se combina con él para formar una entidad llamada espacio-tiempo.
A medida que un objeto se aproxima a la velocidad de la luz, su masa aumenta más rápidamente, de manera que seguirlo acelerando cada vez cuesta más energía. Según la teoría de la relatividad, un objeto, de hecho, nunca puede alcanzar la velocidad de la luz, porque su masa sería infinita y, por equivalencia entre masa y energía, se necesitaría una cantidad infinita energía para hacerme alcanzar dicha velocidad.
Capítulo 6 - Espacio curvado
En la relatividad general, el espacio-tiempo está curvado o deformado por la distribución de masa y energía que contiene.
La relatividad especial afirma que el tiempo transcurre a ritmo diferente para observadores en movimiento relativo, la relatividad general nos dice que el tiempo transcurre de forma diferente para observadores en campos gravitatorios diferentes.
La vieja idea de un universo esencialmente inmutable que podría haber existido, y podría continuar existiendo, desde siempre y para siempre, fue sustituida por la concepción de un universo dinámico en expansión que parece haber empezado hace un tiempo finito, y que podría terminar el tiempo finito en futuro.
Capítulo 7 - El universo en expansión.
La vía láctea tiene unos cien mil años luz de amplitud y está girando lentamente. Nuestro sol es sólo una estrella amarilla ordinaria de tamaño medio, cerca del borde interno de uno de los brazos espirales. ¡Hemos recorrido un largo trecho desde Aristóteles y Ptolomeo, cuando se creía que la tierra era el centro del universo!
Edwin Hubble demostró que la vía láctea no eres la única galaxia. De hecho descubrió muchas otras separadas por Vastos de espacios vacíos.
Hoy sabemos que las estrellas observables a simple vista sólo constituyen una fracción diminuta el total de las estrellas podemos ver unas 5000 estrellas, sólo un 0.0001 por cien de todas las de nuestra galaxia, la vía Láctea.
Las intensidades relativas de los diversos colores emitidos por una fuente dada de luz se denomina espectro. Una información que proporciona dicho espectro es la temperatura de una estrella. Cada elemento químico absorbe un conjunto característico de colores, Ajustando estos colores ausentes del espectro de una estrella, podemos determinar exactamente que elementos químicos existen en su atmósfera.
En la década de 1920, los astrónomos empezaron a estudiar espectros de las estrellas de otras galaxias, observaron algo muy peculiar: faltaban los mismos conjuntos característicos de colores que las estrellas de nuestra galaxia, pero todos estaban desplazados hacia el extremo rojo del espectro en la misma cantidad relativa. Resultado una gran sorpresa descubrir que la mayoría de las galaxias parecían desplazadas hacia el rojo: ¡Casi todas estaban alejando! Hubble descubrió en 1929 que cuanto más lejos está una galaxia, con mayor velocidad se aleja.
El Universo se está expandiendo: la distancia entre las diferentes galaxias va creciendo con el tiempo.
Capítulo 8 - Big Bang agujeros negros y evolución del universo
El modelo cosmológico de Friedmann la cuarta dimensión el tiempo al igual que el espacio tiene una extensión finita... de manera que el tiempo tendrá un final y tuvo un principio
Todas las soluciones de las ecuaciones de Einstein en que el universo tiene la cantidad de materia que observamos comparten una característica muy importante: en algún instante del pasado hace unos 13700 millones de años la distancia entre las galaxias vecinas debió de haber sido nula. En otras palabras todo el universo estaba concentrado en un solo punto de tamaño nulo, como una esfera de radio cero. En aquel instante, la densidad del universo y la curvatura del espacio-tiempo debieron de haber sido infinitas. Es el instante que denominamos Big Bang o gran explosión primordial.
Sólo sabemos lo que ha ocurrido desde la gran explosión y no podemos determinar lo que ocurrió con anterioridad a ella. Los acontecimientos anteriores a la gran explosión no pueden tener consecuencias y no debieran formar parte de ningún modelo científico del universo. Por ello, deberíamos eliminarlos del modelo y admitir que la gran explosión fue el origen del tiempo. Ello significa que las preguntas Cómo "Quién estableció las condiciones para el Big Bang" no son cuestiones que la ciencia estudie.
Los átomos están constituidos por partículas aún más pequeñas: electrones, protones y neutrones. A su vez protones y neutrones están formados por partículas aún menores llamadas quarks. Además para cada uno de estos tipos de partículas subatómicas existen tipo de antipartícula.
Sería muy difícil explicar porqué el universo debería haber empezado precisamente de esta manera.
Los descriptores "onda" y "partícula" son conceptos creados por los humanos, y no necesariamente realidades que la naturaleza está obligada a respetar haciendo que todos los fenómenos caigan en una categoría en la otra.
El campo gravitatorio de la estrella modifica las trayectorias de los rayos de luz en el espacio-tiempo.
Capítulo 9 - Gravedad cuántica
Laplace sostenía que el universo era completamente determinista. Ello significa que laplace creía en la existencia de un conjunto de leyes científicas que nos permitirían ,al menos en principio predecir todo lo que ocurriría en el universo.
Decir que el universo es determinista significa que, aunque no tengamos la potencia mental necesaria para afectar el cálculo, nuestro futuro está, sin embargo determinado
El principio incertidumbre (o de indeterminación) contrariamente a la creencia de Laplace afirma que la naturaleza impone límites a nuestra capacidad de predecir el futuro mediante leyes científicas.
Qué da la posibilidad de imaginar que existe un conjunto de leyes que determinan completamente los acontecimientos a la vista de algún ser sobrenatural que, a diferencia de nosotros, pudiera observar el estado actual del universo sin perturbarlo. Sin embargo, tales modelos del universo no son de gran interés para nosotros, simples mortales.
Puede que Dios fijase originalmente las leyes de la naturaleza, pero en tal caso parece que desde entonces ha dejado que el universo evoluciones según ellas y no intervino en él.
Capítulo 10 -Agujeros de gusano y viajes en el tiempo
Un agujero de gusano es un fin o tubo de espacio tiempo que puede conectar dos regiones casi planas muy distantes entre sí.
Podríamos decir que de todos modos el libre albedrío es una ilusión. Si realmente hay una teoría física completa que lo gobierna todo, presumiblemente también determina nuestras acciones.
Capítulo 11 - Las fuerzas de la naturaleza y la unificación de la física
Lo sorprendente es que los valores de estos números (hablando de las constantes fundamentales) parecen haber sido ajustados muy finamente para permitir el desarrollo de la vida.
Los acontecimientos no pueden ser predichos con total precisión, sino que siempre existe un cierto grado de incertidumbre. Si lo deseamos podríamos atribuir está aleatoriedad a la intervención de Dios. Pero sería un tipo muy extraño intervención, ya que no hay evidencias de que se oriente hacia ningún propósito concreto.
Nuestro objetivo es la comprensión completo de los acontecimientos que nos rodea y de nuestra propia existencia.
Capítulo 12 - Conclusión
¿Cuál es la naturaleza del universo? ¿Cuál es nuestro lugar en él? ¿De dónde viene y de dónde venimos nosotros? ¿Porque es tal como es?
Einstein se presentó en cierta ocasión: "¿Qué posibilidades de elección tuvo Dios al construir el universo?"
El enfoque usual de la ciencia de construir un modelo matemático no puede contestar las preguntas que porque existe el universo descrito por el modelo. ¿ porque el universo se toma la molestia de existir? ¿Es la misma teoría unificada la que obliga a su existencia? ¿O necesita un Creador y, si es así, tiene éste algún otro efecto en el universo?
La mayoría de los científicos han estado demasiado ocupado desarrollando nuevas teorías que describa "con" es el universo para preguntarse "por qué" es el universo.
Si descubrieramos una teoría completa, llegaría a ser comprensible a grandes líneas para todos. Entonces todos filósofos, científicos y público en general, seríamos capaces de participar en la discusión de la pregunta de por qué existimos nosotros y el universo. Si hallamos la respuesta a esto, sería el triunfo último de la razón humana, ya que entonces comprenderemos la mente de Dios.
