HISTORIA DEL TIMPO

I

BREVÍSIMA HISTORIA DEL TIEMPO.

1.RESUMEN DEL ARGUMENTO: La sombra de la Tierra sobre la Luna era siempre redonda. Se creía por razones místicas, que la Tierra era el centro del universo y que el movimiento circular era el más perfecto. Sin embargo, la teoría de Copérnico era mucho más simple. En un universo infinito, cada punto puede ser considerado como el centro, ya que todo punto tiene un número infinito de estrellas a cada lado. Así, el hombre, y por lo tanto el universo, no podía haber existido desde mucho tiempo atrás. Como veremos, el concepto de tiempo no tiene significado antes del comienzo del universo. En su lugar, dijo que el tiempo era una propiedad del universo que Dios había creado, y que el tiempo no existía con anterioridad al principio del universo. O en otras palabras, el universo se está expandiendo continuamente. Las observaciones de Hubble sugerían que hubo un tiempo, llamado el big bang, en que el universo era infinitesimalmente pequeño e infinitamente denso. En un universo inmóvil, un principio del tiempo es algo que ha de ser impuesto por un ser externo al universo; no existe la necesidad de un principio. Uno puede imaginarse que Dios creó el universo en, cualquier instante de tiempo. Primero, están las leyes que nos dicen cómo cambia el universo con el tiempo. Si conocemos cómo es el universo en un instante dado, estas leyes físicas nos dirán cómo será el universo en cualquier otro posterior. Segundo, está la cuestión del estado inicial del universo. Ellos argumentarían que Dios, al ser omnipotente, podría haber iniciado el universo de la manera que más le hubiera gustado. Es muy difícil construir una única teoría capaz de describir todo el universo. Los científicos actuales describen el universo a través de dos teorías parciales fundamentales: la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica. Desafortunadamente, sin embargo, se sabe que estas dos no pueden ser correctas a la vez.[***] Tanto Aristóteles como Newton creían en el tiempo absoluto. El tiempo estaba totalmente separado y era independiente del espacio. La teoría de la relatividad nos fuerza, por el contrario, a cambiar nuestros conceptos de espacio y tiempo. Los rayos de luz también deben seguir geodésicas (camino mas corto) en el espacio-tiempo. Así, la relatividad general predice que la luz debería ser desviada por los campos gravitatorios. La teoría de la relatividad elimina el concepto de un tiempo absoluto. Los cuerpos se movían, las fuerzas atraían y repelían, pero el tiempo y el espacio continuaban, sin estar afectados por nada. Era natural pensar que el espacio y el tiempo habían existido desde siempre. El espacio y el tiempo afectan y son afectados por todo aquello que sucede en el universo. De la misma manera que no se puede hablar acerca de los fenómenos del universo sin las nociones de espacio y tiempo, en relatividad general no tiene sentido hablar del espacio y del tiempo fuera de los límites del universo. Después del descubrimiento de la relatividad general, estos nuevos conceptos de espacio y tiempo iban a revolucionar la imagen del universo. La creencia en un universo estático era tan fuerte que persistió hasta principios del siglo XX. Pero hay una explicación alternativa: el universo podría ser también igual en todas las direcciones si lo observáramos desde cualquier otra galaxia. En el big bang, la densidad del universo y la curvatura del espaciotiempo habrían sido infinitas. Todas nuestras teorías científicas son formuladas bajo la suposición que el espacio-tiempo es uniforme, de manera que ellas dejan de ser aplicables en el big bang, en donde la curvatura del espacio-tiempo es infinita. El universo sería igual en todo punto del espacio. La teoría del estado estacionario tenía, por lo tanto, que ser abandonada. Es decir, se obtiene una singularidad contenida dentro de una región del espacio-tiempo llamada agujero negro. El mismo argumento con el tiempo invertido demostró que el universo en expansión debe haber comenzado en la singularidad. Esa

II

prueba demostró que la relatividad general esta incompleta: no puede decirnos cómo empezó el universo, porque todas las teorías físicas fallan al principio del universo La teoría de la relatividad general de Einstein parece gobernar el universo. Él lo dedujo analizando el modo en que las partículas alfa, (partículas con carga positiva), son desviadas al colisionar con los átomos. Usando la teoria onda-partículas, todo en el universo, puede ser descrito en términos de partículas. La partícula portadora de fuerza colisiona después con otra partícula material y es absorbida. Las partículas portadoras de fuerza son partículas virtuales porque no pueden ser descubiertas directamente por un detector de partículas. Las partículas de espín 0, 1 o 2 también existen en algunas circunstancias como partículas reales, y entonces pueden ser detectadas directamente. De nuevo, los fotones que son intercambiados son partículas virtuales. Las leyes de la física tienen que cambiar, por lo tanto, si se invierte la dirección del tiempo: no poseen, pues, la simetría T (tiempo). Ciertamente, el universo primitivo no posee la simetría T: cuando el tiempo avanza, el universo se expande, asi que, si el tiempo retrocediera, el universo se contraería. Por eso, la gravedad determina la evolución del universo. El término agujero negro tiene un origen muy reciente. Los objetos que hoy en día llamamos agujeros negros son: cuando una estrella es muy grande y compacta, tiene un campo gravitatorio muy grande que la luz no puede ni escapar, la luz que se emite en la superficie de la estrella sería atraída al centro por la atracción gravitatoria de la estrella, antes que pudiera llegar muy lejos, por eso se verían como huecos negros en el espacio. Las ondas luminosas son rizos del campo electromagnético, pero difíciles de detectar. Y si los agujeros negros fueran tan complicados como los objetos que se colapsan para formarlos, podría ser muy difícil realizar cualquier predicción sobre agujeros negros en general. No se puede, desde luego, llegar a la conclusión de que es un agujero negro: podría ser simplemente una estrella que es demasiado débil para ser vista. También es una masa demasiado grande para ser una estrella de neutrones. Aunque los agujeros negros deberían emitir radiación, pero son objetos no emiten nada. La teoría cuántica nos da una respuesta: las partículas no provienen del agujero negro, sino del espacio vacío que hay fuera del horizonte de sucesos del agujero negro, aunque para un observador lejano, parecerá haber sido emitida desde el agujero negro. Si un astronauta cae en un agujero negro, la masa de éste aumentará, pero con el tiempo la energía

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