Por asterion, hace 11 años y 8 meses

LOS UNIVERSOS MEMBRANA (El nuevo modelo del Universo)

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Desde hace algunas décadas, la física teórica se ha dedicado a buscar una teoría que defina en su totalidad el comportamiento del universo.
Esta búsqueda empezó con mayor fuerza, al encontrar importantes diferencias entre las predicciones de la teoría de la relatividad general* (sobre el movimiento planetario por ejemplo), y la naciente física quántica. En sus cálculos las leyes que parecían encajar tan bien en lo muy grande, no predecían comportamiento alguno en lo muy pequeño.
Principalmente esto se debía a que la fuerza de la gravedad, ya bastante «explicada» (tan solo en su comportamiento, mas no en su esencia) y comprobada por la teoría de la relatividad general, no funcionaba de la misma manera cuando se trasladaba a los elementos más pequeños de la materia.
Los físicos teóricos actuales (incluyendo Stephen Hawking) piensan en la teoría de las membranas como la más probable ley del todo. Esta teoría es un nuevo modelo de universo basado en la teoría de cuerdas, en la cual se unifica con éxito (conceptualmente hablando) las principales fuerzas de la naturaleza: La Fuerza Electromagnética, Las Fuerzas de interacción FUERTE y la DEBIL con la Fuerza de la Gravedad (hablaremos con mas detalle de la teoría de cuerdas en otro post).
Debo aclarar que uno de las incompatibilidades que encontraron los científicos acerca de las fuerzas antes nombradas es que la fuerza de la gravedad se presento como la fuerza mas débil de todas ellas. Su atracción disminuía con la distancia y no era compatible con las observaciones a nivel quántico (aparentemente su energía se iba disipando a través de dimensiones adicionales a las ya conocidas, como veremos a continuación).

Para que la teoría de las cuerdas funcione, y por ende la teoría M, deben coexistir junto con las 4 dimensiones ya conocidas (3 espaciales y una temporal) 6 o 7 dimensiones mas. Esto se debe a que los cálculos matemáticos de la teoría lo requieren.
Ahora escuchemos que dice al respecto Stephen Hawking:

Aunque 10 u 11 dimensiones no parecen tener nada que ver con el espacio-tiempo de nuestra experiencia, la idea era que las otras 6 o 7 dimensiones están enrolladas con un radio de curvatura tan pequeño que no las observamos, sólo somos conscientes de las cuatro dimensiones restantes, grandes y casi planas.

Como podria ser posible?, bueno veamos un ejemplo clásico acerca de las dimensiones ocultas. Imaginen que observan un tubo largo a gran distancia, este seria por tanto, una línea con una sola dimensión.

Anim02

Pero si empezamos a acercarnos veremos que en realidad tiene una dimensión mas que por lo pequeño de ella, no nos percatamos lo suficiente.

Anim03

Pues bien, la teoría de cuerdas, transformada luego en la teoría de las supercuerdas, dio pie a la Teoría M del Universo, según la cual nuestro universo estaría formando parte de una especie de burbuja cósmica llamada membrana.
Así como nuestra membrana existirían otras alrededor o incluso dentro de esta. El comportamiento de estos universos membrana seria parecido a las burbujas formadas por el agua cuando entra en estado de ebullición. Fluctuaciones en las moléculas del agua provocan la liberación de sus componentes y se crea una pequeña burbuja en medio del agua. Esta burbuja crecerá o se encogerá a medida que las nuevas moléculas del líquido se vayan uniendo a las de vapor (o viceversa). Algunas burbujas desaparecerán mientras que otras superaran el tamaño critico que les impedirá a partir de entonces perder tamaño. Estas son las burbujas que logramos ver cuando hierve el agua.

Mtheory

Los universos membrana también tendrían cierta tendencia a crecer una vez alcanzado un tamaño crítico. Si observáramos la membrana desde cualquier punto veríamos como se expande en todas direcciones (efecto Doppler).

Algunos científicos piensan en nuestro universo como una membrana flotando en el vacío, creciendo y moviéndose junto a otras parecidas a ella. Si se lograran unificar crecerían pero si colisionaran podrían producirse efectos catastróficos. Incluso se ha sugerido que la gran explosión inicial (Big Bang), pudo producirse por un choque de membranas.

Hay mucho que decir acerca de esta teoría, que puede llegar a una fuerte abstracción matemática. Veamos como comentario final lo que dice Stephen Hawking:

Los modelos de universos membrana son un tema candente de investigación. Son altamente especulativos, pero ofrecen nuevos tipos de comportamiento que pueden ser sometidos a pruebas observacionales y podrían explicar porqué la gravedad parece ser tan débil. Podría ser que en la teoría fundamental la gravedad fuera muy fuerte, pero que su diseminación en las dimensiones adicionales nos la hiciera parecer débil a distancias suficientemente grandes en la membrana en que vivi¬mos.

* La relatividad general se diferencia de la anterior teoría de la relatividad especial en que esta última no solucionaba el problema de la gravedad en sus predicciones.

PD.

Espero sepan perdonar lo escueto de la explicación. En caso que sea de interés, tratare de ampliar los conceptos en otra oportunidad.

7 comentarios

Gravatar #1. luis
hace 11 años

su contenido es claro y concluyente y eso es todo

Gravatar #2. paola
hace 10 años y 2 meses

su explicacion es precisa, muchas gracias me sirvio mucho.

Gravatar #3. asterion
hace 10 años y 2 meses

Gracias a ambos.

Gravatar #4. Sethorus
hace 8 años y 5 meses

me parecemuy clara la manera en que has explica este tema ta complejo me encantaria haber encontrado mil commentarios al final de tu publicación ´pero aun asi mil gracias. XD

Gravatar #5. asterion
hace 8 años y 5 meses

Si, a mi tambien me hubiera encantado los comentarios, pero no es un tema muy popular por lo visto,
Saludos

Gravatar #6. Baricelli
hace 7 años y 7 meses

Gravatar #7. Lourdes Sabater Amat
hace 7 años y 1 mes

Me ha parecido una explicación bastante clara de una Teoría tan discutida, aunque estoy convencida que triunfará de manera unanime y que aquellas opiniones tan conservadoras podrán parecerse a aquellas que se negaron a aceptar que la tierra no era el centro del universo, aceptar que existen mas dimensiones y mas universos parece implicar tintes de la sempiterna arrogancia dimensiones solo las que vemos, universos solo el nuestro.

En fin una repetición mas de algo muy antiguo

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