Ciencia y Ficción: Biblioteca de Ciencias

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Las dudas de la física en el siglo XXI

Posted by cienciayficcion en 12/06/2008

  • Smolin, Lee: Las dudas de la física en el siglo XXI : ¿Es la teoría de cuerdas un callejón sin salida?. Barcelona : Crítica, 2007

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La teoría de cuerdas es un término familiar no sólo en la comunidad de los físicos teóricos, también ha logrado captar la atención –y la imaginación– de muchos legos. No es sorprendente, ya que se trata de un ambicioso intento de formular una teoría que unifique todas las fuerzas y partículas “elementales” que existen en la naturaleza. Pretende describir lo grande y lo pequeño y para lograr tal fin incluye entre sus fundamentos hipótesis tan audaces como que el universo posee muchas más dimensiones de las que hasta ahora suponíamos, y que las partículas que observamos no son sino vibraciones de increíblemente minúsculas “cuerdas”, definidas éstas en términos matemáticos.

El problema es que la teoría de cuerdas descansa sobre varias conjeturas básicas para las que hay algunos indicios y ninguna prueba. “Después de todo el trabajo científico consumido en esta tarea”, explica en este libro Lee Smolin, él mismo un distinguido físico teórico, “seguimos sin saber si existe una teoría coherente y completa que pueda recibir el nombre de ‘teoría de cuerdas’”. Es por esta falta de apoyo experimental que no son pocos los físicos que critican estas investigaciones. No porque pueda ser finalmente un camino que no conduzca a ningún lugar, sino porque está consumiendo muchos recursos, económicos al igual que las energías, y las carreras, de jóvenes investigadores muy capaces, que piensan que en la teoría de cuerdas se halla el Santo Grial que explicará el funcionamiento “profundo” de la naturaleza.

Es para sopesar los pros y los contras sobre la teoría de cuerdas, para intentar que termine dominando una visión racional de la ciencia, no contaminada por ideas que algunos explotan –acaso sin darse cuenta– con fines particulares, que Lee Smolin ha escrito este revelador y transparente libro, crítico sin duda con esta tan atractiva y sugerente teoría, pero al mismo tiempo noble y sincero. Un libro, además, que no sólo nos orienta en el complejo universo de las fuerzas y partículas fundamentales, sino que también nos enseña qué es, o debería ser, realmente la ciencia.

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Una respuesta to “Las dudas de la física en el siglo XXI”

  1. Claudio said

    QUIERO HACER UNA CRÍTICA CONSTRUCTIVA A LA TEORÍA DE LAS CUERDAS, QUE CON PEQUEÑAS MODIFICACIONES, SE PUEDE ENCAJAR EN EL MUNDO REAL.
    ESTO ES LO QUE HA HECHO LA TEORÍA DEL CLADIN, AL CONSIDERAR LA CUERDA COMO EL HILO DE L REMOLINO POTENCIAL

    El comentario que se hace, es un reflejo de las ideas de Lee Smolin vertidas en conferencias dadas por el autor y en sus libro The Trouble With Fhysics, sobre la teoría de las cuerdas, que resulta ser un buen ejemplo de la realización de la crítica constructiva a la Teoría del Todo.Este autor,empieza haciendo historia de la Teoría de las Cuerdas y después analiza con criterios restrictivos las circunstancias que le acompañan, viendo los pro y los contra, llegando a la conclusión que no se ha encontrado una teoría que unifique los hadrones con los leptones, ni las cuatro fuerzas entre sí, que se dicen existen en la naturaleza.
    Manifiesta que se esperaba, que la Teoría de las Cuerdas, después de varias décadas, lograría unificar a las partículas simples, así como también, a las cuatro fuerzas puestas en juego, de aquí que, su aceptación como teoría no se la considere con resultado satisfactorio.
    Siguiendo las ideas de Smolin, vamos a expresar los principios, que toda teoría del todo debe cumplir para que sea satisfactoria.
    a) Debe unificar Relatividad y Mecánica Cuántica.
    b) Debe resolver las paradojas de la Mecánica Cuántica.
    c) Debe unificar a las familias de las partículas, así como a las fuerzas de la naturaleza.
    d) Debe determinar las constantes Universales.
    e) Debe explicar que es la materia y energía oscura.

    Historia
    Este autor, explica la historia de cómo aparece la Teoría de las Cuerdas, En 1968 G. Veneciano propone este modelo para describir la interacción entre partículas elementales, las considera que son como cinta de goma, por lo que reciben el nombre de cuerdas vibrantes, correspondiendo a cada partícula un modo de vibración. Cuando en 1979 P. Ramos descubre una nueva simetría, que permite diferencial a los bosones de los fermiones, baja el número de dimensiones precisas de 26 a 10, donde las cuerdas abiertas daban la fuerza de la gravedad y las curvas cerradas las otras fuerzas, así, se va modificando la teoría de las cuerdas, con el fin de que cumplan las condiciones expresadas por Smolin. Ende 1981 se considera que se ha logrado una plena satisfacción de la teoría, cuando las perturbaciones entre dos cuerdas venían dadas por número finito hasta el 2º orden, y en 1992 que los desarrollos perturbables eran finitos, de aquí que se considerase que la teoría era aceptable. Con esta forma de pensar, se llega a cinco teorías de cuerdas, que con posterioridad se demuestra que dos a dos son equivalentes, y sí el espacio-tiempo se ampliaba a 11 dimensiones, se demuestra que las cinco teorías son idénticas. Para incluir la energía oscura, que se determinó existía en el Universo, en 1998 se estimó que existían cuatro situaciones en la teoría de las cuerdas y que todas ellas, se pueden deducir de una teoría fundamental llamada M-Teoría, cuya formulación se desconoce.
    Modificaciones en la Teoría de las cuerdas
    Al aplicar la Teoría de las Cuerdas, a los cinco principios planteado por Smolin, sobre que debe resolver una Teoría del Todo, solamente da satisfacción al tercer cumplimiento, de aquí que se pretenda modificar la teoría de las cuerdas, a fin de encontrar una Teoría del Todo.
    Ante las dificultades teóricas y la necesidad de la comprobación experimental, se han propuesto teoría alternativas, con la idea de con posterioridad se pueda confirmar con experimentos.
    a) En esta teoría se critica la Teoría de Relatividad de Einstein.
    b) Se considera modelos independientes de espacio- tiempo conectados.
    c) Modelos discretos y relacionados, donde el espacio-tiempo emerge como combinación de los espines.
    d) Geometría no conmutativa.
    Problemas planteado por la Teoría de las Cuerdas.
    Los problemas que acarrea la Teoría de las Cuerdas, es que bloquea a otros investigadores que pretendan descubrir nuevas teorías que nos lleven al conocimiento de los fenómenos físicos. Por otra parte se estima que presenta problemas por:
    1) Considerar a los Científicos que estudian a la teoría con autosuficiencia y considerarse pertenecer a una élite.
    2) Uniformidad de opinión sobre cuestiones abiertas, generalmente impuestas por los que constituyen la jerarquía.
    3) Sentido de identificación.
    4) Sentido de fronteras entre el grupo y otros expertos.
    5) Desinterés por las personas que no son del grupo.
    6) Confianza excesiva en la interpretación de los resultados.
    7) La falta de percepción que conlleva una teoría.
    Smolin recomienda la Comunidad Científica no debe estar defendida por la adhesión a la teoría, sino que debe aceptar los resultados obtenidos por personal de buena fe y en caso contrario, permitir a los investigadores sacar las diversas conclusiones a la que le llevan los argumentos racionales.
    Y saca las siguientes conclusiones.
    a) Hay que argumentar desde la evidencia.
    b) El Científico a partir de la evidencia, debe ser libre de desarrollar sus propias conclusiones.
    c) El Científico debe dominar los medios experimentales.
    d) El Científico debe considerar que el fin provisional es conseguir consenso y los jueces miembros de la Comunidad Científica deben emitir un juicio objetivo.
    e) La Comunidad Científica debe estar abierta a todo ser humano.
    f) La Comunidad Científica ha de reconocer las opiniones y programas contrarios a la investigación, que son necesario para el desarrollo Científico.
    -.TEORIA DEL TODO.-
    Hecha la crítica a las Teorías de las Cuerdas, hay que estudiar como se le pude dar una mejor consistencia a esta teoría, con el fin de que se satisfagan todos los principios que dice Smolin debe cumplir la Teoría del Todo. Pero para que podamos ver que se cumplen los principios, es necesario hacerla comprensible, para lo cual ha de ser lógica y real y ha de satisfacer los principios de la Mecánica Racional.
    TEORÍA DEL CLADÍN.
    Las Teoría del Cladín es muy similar a la Teoría de las Cuerdas, con la salvedad que la primera se desarrolla con la Mecánica de Fluidos, considerando solamente un espacio de tres dimensiones. Sobre esta teoría, hay colgados en Internet varios artículos.
    Para comprender la Teoría del Cladín, basta considerar un fluido en agitación, que se estima es el fluido magnético, cuyo elemento constituyente es la partícula que se denomina cladín, de dimensiones insignificante ante las del núcleo de los átomos, y se mueve con la velocidad media de agitación de la propagación de la luz, mientras no existan campos eléctricos o magnéticos. En ese medio hay remolinos potenciales, cuyos hilos pueden ser de longitud inferior a la longitud de Planck, al cual lo podemos considerar como cuerda vibrante, con lo que tenemos el mismo origen que el de la Teoría de las Cuerdas. Bajo ciertas condiciones, los hilos de los remolinos crean masa, al retener partículas del medio en el que están inmerso y entorno a ella crean su medio, y todas las masas creadas arrastran a su medio.
    La Teoría del Cladín, así planteada, cumple todos los principios que expresa Smolin para que una teoría pueda ser considerada una Teoría del Todo.

    CUMPLIMIENTO DE LOS PRINCIPIOS DE SMOLIN
    a) Unifica la Relatividad y la Mecánica Cuántica. Es relativista, al demostrar que el remolino que constituye un fotón, se propaga con la velocidad de la luz, independiente de la velocidad relativa de la fuente luminosa y del observador. Se demuestra que es cuántica ya que el hilo del remolino es cerrado, conteniendo un número entero de líneas del fluido, retorcidas un número entero de vueltas, y su propagación lo hace según una función sinusoidal, definiendo la energía que posee el remolino en su propagación por la frecuencia de la función sinusoidal, que viene dada por un número entero de una frecuencia unidad, el número de hilos y el número de vueltas.
    b) Resuelve la paradoja de la Mecánica Cuántica, ya que esta mecánica no tiene bien definida a la onda, pues no solamente hay que determinar la energía que posee, sino que también hay que dar la masa del hilo del remolino, y la fase en que se encuentra en su propagación, ya que el hilo rota alrededor del momento cinético, y este rota alrededor del vector de propagación.
    c) Unifica a las familias de las partículas elementales, pues los hilos que conforman la estructura de las partículas elementales, vienen definidos por el espín, siendo fotones los de espín entero, correspondiendo a las partículas simples los de espín semientero. Estos últimos, se clasifican en grupos por la masa del hilo y se diferencian entre sí por el flujo inducido con respecto a la orientación del espín.
    d) Las cuatro fuerzas que se consideran existen en la naturaleza, se producen por diferencia de presiones en el medio. Cuando los flujos inducidos por las partículas es tal que el mismo flujo pasa a través de cada uno de los aros de los hilo de los remolinos enfrentados, la fuerza de atracción es muy grande y recibe el nombre de fuerte, sí el flujo inducido que pasa por los aros, no es tan intenso la fuerza es la débil. Las fuerzas electromagnéticas se producen cuando los remolinos originen rotaciones en los elementos diferenciales del volumen del medio, dando lugar a presiones o depresiones, al sumarse o restarse los vectores que definen las rotaciones, y dan lugar a las atracciones o rechazo de las cargas eléctricas. La fuerza de la gravedad es consecuencia del movimiento browniano que las masas producen en sus medios, por lo que se origina cuando enfrentamos dos partículas, que sus medios tienda a fluir en la dirección normal a la definida por las partículas, con lo que se crea depresión en el espacio intermedio, el cual tiende a ocupar ambas partículas, originando la fuerza de atracción de las masas con la misma intensidad para ambas.
    e) Las constantes universales son consecuencia de las características que posee el medio. Tenemos la energía media de la partícula, que corresponde a la constante de Planck. La energía mínima de un sistema, que corresponde a la constante de Boltzmann. La velocidad de propagación de la luz, que corresponde a la agitación del medio. En electromagnetismo la densidad del medio corresponde a la permeabilidad, y la permitibidad que corresponde al modulo de comprensibilidad del fluido
    f) Por ser la materia concentración de partículas de un medio en agitación que tiene una velocidad constante, la masa posee energía, de aquí que pueda haber equivalencia entre masa y energía. La energía oscura es la correspondiente a la que posee el fluido magnético.
    Firmado. Claudio

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