Stephen Hawking – El gran diseño

Hawking, S. W., and Leonard Mlodinow.The grand design. New York: Bantam Books, 2010. Print.

Algunos puntos interesantes que recordar:

  • Michael Faraday fue el primero en pensar en el concepto de “campos de fuerza”. Que posteriormente daría lugar a los campos electromagnéticos.
  • Aprendió ciencia leyendo los libros que tenía que encuadernar, tenía una educación muy limitada. Le costaba mucho trabajo demostrar sus ideas matemáticamente.
  • Un día llego Clark Maxwell y el sí que pudo demostrar formalmente esas leyes extrañas que relacionan unos campos de fuerza con la electricidad y la luz.
  • Maxwell fue quien descubrió que la luz se comporta como una onda electromagnética, en su experimento demostró que las ondas electromagnéticas se propagan con la misma velocidad de la luz, ¡que gran coincidencia!
  • Nuestros ojos evolucionaron para adaptarse a las ondas más comunes que hay en la tierra, en otros planetas, quizá su sol emita más rayos X o gamma. Quizá no sean capaces de ver lo feos que somos.
  • En un avión supersónico, si las personas de la parte posterior del avión gritaran por alguna razón, los de enfrente no los escucharán.
  • Maxwell murió a los 48 de cáncer de estómago.
  • Albert Einstein -a los 26- fue el primero en refutar esa idea retrógrada del éter, sustancia en que se mueve la tierra, y que determina el valor de la velocidad de la luz (ideas de Maxwell, Lord Kelvin, et al)
  • La teoría de la relatividad especial de Einstein dice que las medidas del tiempo transcurrido así como las de distancia recorrida dependen del observador que efectúa la medición.
  • Se suele decir que vivimos en cuatro dimensiones porque además del espacio, Einstein demostró que no hay forma de medir el espacio sin tomar en cuenta el tiempo y viceversa. Es decir, la cuarta dimensión es el tiempo.
  • Nueva York y Londres están situadas a la misma latitud.
  • Aunque un avión pueda ir en línea recta, entre NY y Londres, la ruta no sería óptima por la curvatura de la tierra. Si va en línea recta son 3,707 millas, pero si se usa el círculo máximo en el que aparentemente rodea, la distancia será de 3,605 millas.
  • La teoría de la relatividad general de Einstein es lo que hoy en día es vigente para representar la gravitación. Generaliza la ley de la relatividad especial y la ley de la gravitación universal de Newton. Representa la gravedad como una propiedad geométrica del espacio tiempo. La curvatura del espacio tiempo está directamente relacionada con la energía y momento de cualquier materia y radiación presente.
  • Sin dicha ley los GPS acumularían errores a un ritmo de diez kilómetros por día.
  • La representación cuántica de todas las leyes de la naturaleza se llaman teorías cuánticas de campos.
  • Las fuerzas conocidas de la naturaleza son cuatro:
    • Gravedad:
      La de más largo alcance.
    • Electromagnetismo:
      Más intensa que la gravedad pero sólo funciona con cosas con carga eléctrica. Las fuerzas eléctricas entre dos cuerpos grandes se anulan entre sí. Son responsables de toda la química y la biología.
      Quantum electrodynamics – Feynmann 40’s
    • Fuerza nuclear débil:
      Forma elementos en las estrellas
      El modelo estándar
    • Fuerza nuclear fuerte:
      Mantiene unidos los protones y neutrones dentro de los núcleos atómicos.
      Quantum chromodynamics
      Aquí hay muchos quarks
  • Los bosones son las partículas transmisoras de fuerza que se intercambian entre las partículas de materia. Tienen un spin de número entero. Un fotón es un boson.
  • Los electrones y quarks son fermiones, contrario de los bosones. Tienen características cuánticas muy especiales. Tienen un spin mitad entera. Sólo pueden tener un valor cuántico a la vez. Son muy importantes para la construcción de la materia.
  • Los diagramas de Feynmann, representan la interacción entre dos electrones y su intercambio de fotones.
  • Se “renormaliza” una teoría cuando intervienen cantidades infinitas positivas y negativas que se “restan” posteriormente a un análisis muy cuidadoso. Queda un pequeño residuo finito.
  • Abdus Salam y Steven Weinberg encontraron que hay interacción entre las fuerzas débiles y el electromagnetismo. Recibieron el nobel tras encontrar tres partículas nuevas relacionadas con su teoría. Se llamó: la fuerza unificada.
  • Los quarks pueden ser de tres colores: rojo, verde y azul. Cada quark tiene una antipartícula (antirrojo, antiverde, antiazul)
  • Cuando un quark y su antiquark se “juntan” se produce un meson, que es inestable.
  • Cuando tres quark o antiquarks de color se juntan, el conjunto no tiene color.
  • Cuando tres quarks, uno de cada color, se juntan dan lugar a un barion, de los cuales son ejemplos los protones y neutrones.
  • Es por eso que las fuerzas nucleares fuertes constituyen parte fundamental de la estructura de la materia!
  • La libertad asintótica que representa la fuerza de interacción entre los quarks, es como una liga. Menos fuerza cuando la distancia entre ellos es pequeña, pero muy grande a medida que la distancia crece.
  • La teoría de la gran unificación buscan juntar las bases cuánticas de las cuatro fuerzas fundamentales
  • La teoría de la supergravedad (1976) se basa en la supersimetría que dice que cada partícula de materia, debería de tener una partícula compañera que fuera una partícula de fuerza, y que cada partícula de fuerza tuviera una de materia. Eso genera un ciclo, y el ciclo elimina el problema de los infinitos ya que siempre es un numero positivo.
  • Dichas partículas compañeras son muy pesadas y sólo podrían verse en el LHC.
  • En la teoría de cuerdas, las partículas no son puntos, sino modos de vibración que tienen longitud, pero no altura ni anchura. Los infinitos se anulan. Funciona sólo en diez dimensiones. Dice que las cuerdas están enrolladas en un espacio minúsculo.
  • Al final se descubrió que la teoría de cuerdas tenía dualidades con la de cuatro dimensiones. Está descartada.
  • También se descubrió lo mismo de la supergravedad.
  • Los físicos de la teoría de cuerdas y la supergravedad están convencidos que sus teorías son solo aproximaciones a otra.
  • Hay una teoría del todo: la teoría M
    • Tiene once dimensiones
    • Tiene cuerdas, particulas puntuales, membranas bidimensionales, burbujas tridimensionales, objetos muy locos con muchas dimensiones espaciales, hasta nueve
    • Permite analizar 10^500 universos con sus diferentes teorías cada uno.
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