Cosmología

Interrogantes muy útiles...

¿Qué es lo que hace que las galaxias se alejen unas de otras? 

Hoy sabemos que no es debido a una “explosión” que les lanzó una para cada lado. La recesión de las galaxias se debe a que éstas son arrastradas por el mismo espacio que las contiene, al igual que una hormiga quieta sobre una banda elástica se vería arrastrada por ésta cuando nosotros la estiramos.
   No una explosión. El Bing Bang no es sinónimo de explosión. El Bing Bang no trata sobre la creación del Universo.
   El origen del Universo es uno de los temas que más concepciones equivocadas ha forjado en el imaginario popular. En nuestros días la ciencia moderna acepta el principio cosmológico o copernicano, según el cual no existe un lugar privilegiado en el universo; la “gran explosión” no pudo haber ocurrido en un punto particular del cosmos ni en los infinitos otros puntos equivalentes. Los modelos del Big Bang explican la existencia de un universo en expansión que en el pasado era más denso, energético y caliente. Además, la expansión global del universo se verifica para todo observador en todo punto del universo.

¿Qué es la inflación cósmica?


La inflación cósmica es un conjunto de propuestas en el marco de la física teórica para explicar la expansión ultrarrápida del universo en los instantes iniciales y resolver el llamado problema del horizonte. 
La inflación resuelve varios problemas en la cosmología del Big Bang que fueron señalados en los años 1970.
La inflación cósmica tiene el efecto importante de resolver heterogeneidades, anisotropía y la curvatura del espacio. Esto pone al Universo en un estado muy simple, en el que está completamente dominado por el campo inflatón y las únicas heterogeneidades significativas son las débiles fluctuaciones cuánticas en el inflatón. La inflación también diluye partículas pesadas exóticas, como los monopolos magnéticos predichos por muchas extensiones del modelo estándar de física de partículas. 


¿Qué es un acelerador de partículas?


Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que -generalmente- son muy inestables y duran menos de un segundo, o bien, permite estudiar más a fondo las partículas que fueron colisionadas por medio de las que fueron generadas. En un acelerador de circuito cerrado se puede dar más empuje a las partículas sin tener que esconder la longitud de su recorrido. El límite es la capacidad de hacer girar una partícula cargada a la que se entregó mucha energía. Se necesitan campos magnéticos muy intensos.

¿Para qué sirve?

*Para hacer chocar entre si haces de protones que marchan en sentidos opuestos y así generar inmensos volúmenes de otras partículas de alta energía y alta temperatura. Con ello se explora la física de los tiempos muy tempranos de universo. Particularmente, se busca una partícula elemental llamada técnicamente bosón de HIGGS que, dentro del modelo estándar de la física subatómica, otorga masa  a las demás partículas.

¿Los resultados son predecibles?

No se advierte lo que pueda haber. El universo hace constantemente lo que hará el acelerador y no se han visto consecuencias catastróficas. Los rayo cósmicos que llegan a la tierra y chocan con la materia de la atmósfera superior traen energías mayores, en algunos casos enormemente mayores. La diferencia es que en el acelerador se puede controlar el experimento y analizar con detalle lo producido. 

¿Qué es la teoría de cuerdas y cuál es su importancia?


La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".
De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo.

Las ideas fundamentales son dos:

*Los objetos básicos de la teoría no serían partículas puntuales sino objetos unidimensionales extendidos (en las cinco teorías de cuerdas convencionales estos objetos eran unidimensionales o "cuerdas"; actualmente en la teoría-M se admiten también de dimensión superior o "p-branas"). Esto renormaliza algunos infinitos de los cálculos perturbativos.

*El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensiones convencionales se añaden 6 dimensiones compactificadas. Por tanto, convencionalmente, en la teoría de cuerdas existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.

La importancia de esta teoría radica en la posibilidad que se tuvo de implementar otros avances posteriores a la introducción de la misma. Es importante mencionar, como ejemplo, que se consideró la necesidad y conveniencia de introducir el principio de que la teoría fuera supersimétrica; es decir, que admitiera una simetría abstracta que relaciona fermiones y bosones. Actualmente la mayoría de teóricos de cuerdas trabajan en teorías supersimétricas; de ahí que la teoría de cuerdas actualmente se llame teoría de supercuerdas. Esta última teoría es básicamente una teoría de cuerdas supersimétrica; es decir, que es invariante bajo transformaciones de supersimetría. Además, la teoría de cuerdas genera una revolución, ya que presenta a las partículas componentes de la materia como “estados vibracionales” en lugar de “puntos”, lo cual significa un avance en la concepción que se tenía sobre estos elementos.