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martes, 15 de julio de 2014

La importancia del conocimiento en profundidad

Una avioneta sobrevuela la ciudad de Los Ángeles a una altura de 1.000 metros. Desde allí los pasajeros se maravillan del impresionante conjunto de edificios, autopistas, líneas de ferrocarril, etc. que están viendo. En la avioneta viaja un niño de 5 años que nunca ha salido de esa ciudad y que a la vista de todo aquello concibe la idea de que está viendo "El Universo", "El Todo". No conoce esas palabras pero en su mente se crea ese concepto.
El vuelo continúa en dirección nordeste y al cabo de una hora la avioneta está sobrevolando el
desierto de Mojave. Una extensión inmensa dónde no hay nada más que tierra. El niño que no ha visto nunca nada semejante adquiere el concepto de que aquello es "La Nada". De la misma forma, no conoce esa palabra pero su mente concibe ese concepto.

La avioneta aterriza en mitad del desierto y un grupo de adultos inicia una exploración de la zona. Se dan cuenta que el terreno que veían totalmente uniforme desde la avioneta esta salpicado de grietas estrechas pero profundas y rocas dispersas de diversos tamaños.

De pronto observan en la lejanía algo muy extraño. Una roca enorme está sujeta en la punta de un mástil da apariencia metálica a unos 20 metros del suelo. Mientras se acercan para ver el prodigio con más detalle anticipan dos hipótesis. La primera es que alguien muy poderoso ha levantado ese gran peso para colocarlo en la cima del mástil y la segunda hipótesis es que ese alguien ha tenido que gastar bastante energía para subirlo allí.


Cuando llegan al lugar se encuentran una gran sorpresa. El mástil está apoyado por un eje trasversal en los bordes de la grieta de forma que le permite el balanceo y se prolonga otros 20 metros hacia abajo. La punta inferior del mástil sostiene una roca exactamente igual a la que hay en la cima de modo que el conjunto es estable y está en un equilibrio perfecto.
Inmediatamente, el grupo descarta las hipótesis de que ha sido necesario que alguien muy poderoso haya levantado la roca hasta la cima del mástil y que ese alguien haya tenido que gastar bastante energía para subirla allí porque la energía que da la piedra que ha bajado ha hecho elevarse a la otra.

Con la historia del niño se pretende poner en evidencia que los nuevos conceptos que concebimos tanto a nivel individual como colectivo dependen mucho de nuestra información, es decir de la amplitud y profundidad del conocimiento que tenemos del mundo, en definitiva del conjunto de conceptos que previamente pueblan nuestras mentes.

Con la historia de las piedras sobre el mástil se pretende establecer una analogía física con las energías de creación (E=mc2) y gravitatoria de toda la materia del universo que según Stephen Hawking son iguales y de distinto signo y explican que la energía total del universo sea nula. Debemos darnos cuenta por tanto que las hipótesis que formulamos para entender el mundo que nos rodea dependen del grado de detalle con que somos capaces de observar y entender ese mundo.
Ver el artículo de Amicorum Concilium titulado "El Big Bang y el Principio de Conservación de la Energía", para ello basta pulsar sobre el título.
Juan Rojas

lunes, 7 de julio de 2014

El Big Bang y el Principio de Conservación de la Energía

En el universo observable hay algo así como 1085 partículas (10 elevado a 85 es un número que se escribe con un 1 seguido de 85 ceros). Esas partículas son portadoras de materia y energía. De acuerdo con la ecuación de Einstein E=mc2 la materia es energía por lo que podemos razonar exclusivamente en términos de energía y hacernos estas preguntas:


  • ¿Se violó en el Big Bang el principio de conservación de la energía?

  • ¿De dónde procede toda esta energía?

En el capítulo 8 de su libro "El gran diseño", Stephen Hawking responde a la primera pregunta diciendo: "No. No se violó el principio de conservación de la energía porque la energía total del universo es exactamente cero". Y a la segunda pregunta, afirmando: "La energía del universo procede del campo gravitatorio universal".

En el artículo de este blog "Cómo el universo se creó de la nada según Stephen Hawking" se explicó con detalle como se puede llegar a estas conclusiones. Con la idea de que a veces los árboles impiden ver el bosque, en este artículo se expone el razonamiento de forma muy resumida.

Consideremos al universo en su conjunto como un sistema cerrado formado por materia y energía. La materia está atrayéndose a sí misma por la gravedad y por esta razón además de su energía de constitución (E=mc2) contiene la energía que le confiere el campo gravitatorio.

Analicemos sucintamente el balance de las energías que entrarían en juego para construir un universo tal como lo vemos hoy día. Es  evidente que la energía que habría que aportar en el proceso de construcción del universo tendría el signo opuesto a la energía que el universo en su evolución nos podría devolver.

Stephen Hawking afirma que puede demostrar matemáticamente que al efectuar el balance, la energía necesaria para generar toda la materia del universo en posiciones infinitamente alejadas (donde la energía gravitatoria sería nula) se cancelaría exactamente con la energía que devolvería el campo gravitatorio universal al acercar toda la materia desde el infinito hasta la distribución de materia que observamos realmente en el universo actual que está uniformemente repartida por todo el espacio cuando lo analizamos a gran escala. Conviene darse cuenta aquí que dos trozos de materia próximos tienen menos energía gravitatoria que si esos dos mismos trozos de materia estuvieran lejos uno del otro, eso es debido a que para separarlos habría que gastar energía luchando contra la gravedad que está tirando para juntarlos.

En resumidas cuentas, Hawking afirma que la energía total del universo es cero y por lo tanto la hipótesis de que el universo surgió de la nada no va en contra del principio de conservación de la energía.

Juan Rojas