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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

5 comentarios:

  1. Se agradece tu interés por hacer comprensibles algunos hechos difíciles de comprender.

    No he leído "El gran diseño" y no conocía esta justificación sobre la (no) energía del universo. Y, claro, admito la autoridad de Hawking para asegurar que la energía (y la masa) total del universo es cero y por ello no hay imposibilidad para su creación desde la nada.
    Pero me voy a la otra entrada del blog ("Cómo el universo se creó de la nada según Stephen Hawking") y encuentro al final:

    "Debido a la gravedad el universo puede y será creado de la nada. La creación espontánea es la razón por la cuál existe el universo."

    Siento vértigo al saltar de "puede" a "será". Admito la posibilidad de la creación, pero ¿es necesaria esa creación?
    La creación espontánea ¿es la razón por la cuál existe el universo o sólo explica que pueda existir?

    En estos temas siempre llego a un punto en que me pierdo; reconozco que el tema me atrae, pero no comprendo muchas cosas.

    ¿Por qué el universo se creó en el instante en que se creó y no antes o después?
    Ya sé que el tiempo se creó junto con el universo y por tanto no tiene sentido hablar de "antes", pero suena un poco a truco.

    También puedo admitir que haya otros universos, sin ninguna prueba a favor pero también sin ninguna en contra. ¿Se crearon todos al mismo tiempo? Porque si son necesarios ¿lo son desde la eternidad? Claro que, a lo mejor, este concepto no tiene sentido puesto que el tiempo tiene un principio...

    Como ves me pierdo.
    No por tu culpa, sino por mi ignorancia y por pretender entender todo esto.

    Un abrazo.
    Jesús

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  2. LA ENERGÍA SE CREA:
    Una chispa salta desde un conductor, produciendo una vibración en el campo electromagnético y generando una radiación electromagnética, y su frente de onda esférico instantáneamente se acelera a la velocidad de la luz y crece como un globo que se infla y esa esfera puede llegar a ser de los objetos más grandes del universo y atraviesa el cosmos reproduciéndose en la distancia y en el tiempo…

    Solo los dogmáticos y sectarios enceguecidos por un paradigma pueden afirmar que LA ENERGÍA NO SE CREA.

    Los dogmáticos son tan absurdos y peligrosos que han llegado hasta el extremo de quemar vivos a sus contradictores. HOY BORRAN LOS COMENTARIOS.

    ES HORA DE CONOCER EL OTRO 96% OSCURO DEL UNIVERSO.

    Si quieres conocer la nueva "Teoría sobre el Universo" solicítala gratuitamente a: martinjaramilloperez@gmail.com

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  3. LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS PRUEBAN LA INVALIDEZ DEL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.
    La capilaridad crea energía potencial gravitatoria.
    La energía mareomotriz es creada por la gravedad.
    Las altas temperaturas al centro de los cuerpos celestes prueban que la gravedad crea alta presión y alta energía calórica.
    El reactor de arietes es un electrogenerador gravitacional.
    martinjaramilloperez@gmail.com

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  4. En una importante Universidad de Medellín Colombia se ha inventado el reemplazo eficiente y rentable de los combustibles fósiles.
    La nueva energía es limpia, renovable, silenciosa, inagotable, no se tiene que transportar porque se produce en el mismo sitio de consumo.
    Se llama GENERADOR PIEZOELÉCTRICO DE PASCAL. Ver: https://esnoticia.co/noticia-105738-generador-piezoelctrico-de-pascal
    Podemos evitar el CAMBIO CLIMÁTICO y lograr el DESARROLLO SOSTENIBLE.
    SERÁ MEJOR NEGOCIO QUE EL PETROLEO.
    PRETENDEMOS COMPARTIRLO CON ALGUIEN INTERESADO EN DESARROLLARLO. Contacta: martinjaramilloperez@gmail.com

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  5. Buenas tardes.
    Estuve leyendo una web de wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Universo_observable
    Esa página informa sobre la densidad masa-energía. También informa el peso porcentual de cada energía.
    Estarán informando la energía en reposo del universo observable? o la energia total resultante de la energía en reposo mas la energía en movimiento?
    Arturo Blanco
    darturoblanco@gmail.com

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