Teorema de Singularidad y Teoría de Relatividad General

Teorema de Singularidad y Teoría de Relatividad General

Pedro Martínez Santiago

Escuela Nacional Preparatoria Número 9 “Pedro de Alba’’, UNAM

Ciudad de México, DF 04100, México

Resumen

Lo que trataré de explicar en este ensayo es el significado e importancia del Teorema de Singularidad propuesta por Roger Penrose junto con Stephen Hawking en 1965 y la Teoría de Relatividad General, propuesta por el científico alemán Albert Einstein en 1915. Ambas teorías tienen fundamento matemático y una gran importancia para la comprensión de agujeros negros y las teorías restantes de cómo funciona nuestro universo, como el extraño universo de la mecánica cuántica en el campo de la gravitación. Además de explicar su importancia en los campos de la física correspondientes, trataré de dar un panorama general sobre lo pueden significar estas teorías en nuestro mundo cotidiano.

Teorema de Singularidad Penrose-Hawking (1965)

En 1965, Roger Penrose publicó un teorema que definía lo que era una cierta “singularidad”, en términos lingüísticos, según el Diccionario General de la Lengua Española Vox: Característica, cualidad o detalle que distingue a una cosa de otras de la misma clase o especie:el edificio, al ser destinado a prisión de mujeres, se denominó Instituto Penitenciario, sin mayores especificaciones sobre las singularidades de los reclusos.

Como muchas cosas en la física, la linguística se interpone a la idea que queremos alcanzar con la ciencia, éste es un caso igual. Con singularidad en la física, Penrose se refería a un fenómeno que hoy en día podemos llamar lógico, pero que fue todo un caso teórico para las mentes brillantes de la época, me refiero al colapso de una estrella por su propia gravedad, lo cual provoca que toda la masa (de la estrella) se concentre en un punto del espacio tiempo, consecuentemente la curvatura del espacio-tiempo se vuelve infinita... Es por ésto que nada puede escapar de un agujero negro.

Si analizamos con cuidado lo que pasa en la muerte de una estrella, esto tiene perfecto sentido, al acabarse el combustible de dicha estrella (que es helio), ya no tiene nada con qué tener equilibrio la fuerza de gravedad, entonces es tan fuerte la atracción de la gravedad que obliga a la masa a comprimirse a tal grado que la superficie es nula, lo cual es equivalente a decir que su volumen es igual a cero. El teorema matemático de la singularidad era bastante controversial cuando Hawking con Penrose supusieron el origen del universo a partir de una singularidad, que era el Big Bang, fue arduamente debatido y criticado por los rusos que tenían su materialismo histórico que involucraba el determinismo de todo (como era el caso del positivismo en México).

¿Cuál es la importancia de las singularidades? Que son una posible respuesta de la estructura del Big Bang que es la respuesta más precisa que tenemos hasta la fecha del origen del universo. Simplemente son el fundamento de una investigación rigurosa y más seria de los agujeros negros, no puedo decir que aún son lo más avanzado que sabemos acerca de los agujeros negros, debido a los descubrimientos de la mecánica cuántica. Elementos cuánticos quiebran el teorema, llevándonos a un entendimiento totalmente diferente del cosmos y sus actividades cotidianas, como formar agujeros negros supermasivos1 hasta la fotosíntesis (algo que ya podemos relacionar directamente con nuestro entendimiento superficial de la ciencia).

Teoría de Relatividad General de Einstein (1915)

A lo largo de la vida de la ciencia, han habido genios que revolucionan hasta la forma de pensar de una sociedad, incluyendo en el aspecto cultural, artístico, político y desgraciadamente la parte militar aprovecha de la peor forma la belleza de la ciencia. No obstante, las guerras no han sido ninguna barrera de tiempo para los avances tecnológicos, al contario, han sido catalizadores asombrosos, pero dolorosos, para la ciencia; aquí es donde entra EL científico más importante del siglo XX, así es, hablo de Albert Einstein.

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