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TEMA: ¿Puede ser el universo "viejo"?

Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 00:36 #12960

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dvillodre1 escribió:
Que yo sepa, ningún científico involucrado en la teoría del Big-Bang o de la Inflación (una mejora de la anterior) ha aseverado que haya un inicio pero no un final.
Esta propuesta es la que ha traído CYGNUS (Teoría de la expansión eterna o Big Rip) y es una de las que tiene más seguidores en el mundo anglosajón.
No, si seguidores puede haber los que quieras de ése o de otros muchos tipos de universo. Pero de ahí a demostrar científicamente que el universo es eterno ... Eso es lo que le hubiera gustado a Nietzsche y a sus seguidores. Pedro me temo que el universo eterno de Nitzsche no se basaba en estudios científicos.

Repito: no podemos decir, sin más, que el universo sea eterno. Eso no lo sabemos. Podemos especular con esa idea, pero no podemos asegurarlo científicamente. Lo único en lo que todos los científicos están de acuerdo es en que hubo un Big-bang. Sabemos, además, que el Universo se está expandiendo desde entonces, pero NO sabemos si continuará así indefinidamente. Acuérdate de Hume.

La medida del tiempo ya te han explicado en mensajes anteriores cómo se ha efectuado.
dvillodre1 escribió:
Yo lo que digo es que este tipo de propuestas son más incompatibles con la Teoría de la Relatividad que la antigua idea de un universo cíclico y eterno (concepción que se remonta a los primeros pueblos).
Entiendo que tu quieras que el universo sea eterno. Que los "primeros pueblos" dijeran que el "universo" era eterno no implica que de hecho lo sea. También decían decían otras cosas que ahora sabemos que no son así. No es que dijeran "mentiras", naturalmente, pues la historia de la ciencia no es la historia de los errores del pasado, como he leído por ahí, sino verdades relativas a su época. El universo eterno de los antiguos es una verdad relativa a esa época. Y no es que ahora sepamos si el universo es eterno o no (eso no lo hemos averiguado), pero por lo menos sí sabemos que no lo sabemos, como tal vez dirían Sócrates y Hume. Sin embargo, sabemos mucho más ahora que los antiguos sobre las entrañas del universo. Pero aún así no sabemos si el universo es eterno o no. Quien afirme que sí lo sabe no pasará de ser una especulación metafísica. Eso sí: que conste que eso no implica que tal especulación carezca de importancia. Pero, en todo caso, no se puede refutar con categorías metafísicas lo que se da a conocer con categorías científicas, tal como hemos comentado unos mensajes más arriba.

Por otra lado, parece, dvillodre1, que das por sentado que la teoría de la Relatividad es la teoría definitiva sobre el Macrocosmos. Y esto tampoco es seguro. La historia nos demuestra que los paradigmas (T. S. Kuhng) no son eternos. Por el momento la Teoría de la Relatividad nos ha servido para explicar mucho acerca del universo, como también lo hizo la mecánica newtoniano-laplaciana, la ptolemaica ... y así hasta las primeras teogonías. Todas son verdades relativas a su época.

Me temo, dvillodre1, que la teoría del Big-bang hoy aceptada concuerda mejor con la astronomía medieval cristiana que con la de los antiguos griegos. Ya sé que esto no te gusta, pero es lo que hay de momento.

Permíteme, dvillodre1, que traiga a la memoria una "pizca" de lo que sí se ha derivado de la teoría de la Relatividad. Supongo que todo esto ya lo conoces, pero no está de más mencionarlo.

De la teoría de la Relatividad NO se desprende que el universo sea eterno. Lo que sí se desprende es que el universo no es estático, que no es lo mismo. Es decir, que o se expande o se contrae. Pero Einstein no lo aceptó debido a los prejuicios de la época (1915) y fue cuando introdujo, en 1917, la constante cosmológica para que su universo fuera estático. Pero el nombre «constante cosmológica» se debe a Edward Milne en 1933.

Fue un sacerdote católico y belga, Georges Lamître, quien alertó a Einstein del error de la constante cosmológica. Einstein se levantó de la silla diciendo: "es lo más hermoso que me han contado en mi vida" o cosa parecida (no recuerdo textualmente las palabras).

No es tan sencillo deducir lo que se desprende o no de la Teoría de la Relatividad. En lo único en que sí hay consenso científico es en que, desde luego, no se desprende de ella un universo estático e inmutable. A continuación expongo algunas de las visiones del universo que se podrían desprender de la teoría de la Relatividad.

El holandés Willem de Sitter publicó en 1917 un trabajo descriptivo sobre el Universo elaborado a partir de la teoría de la Relatividad General, en el que explicaba que un universo conforme a esa teoría debía estar necesariamente en expansión. A diferencia del modelo sugerido por Einstein, el modelo sugerido por De Sitter era infinito. Su equivalente en tres dimensiones sería una forma de silla de montar que se extendía hasta el infinito en todas direcciones. De Sitter estaba convencido, como Einstein, de que cualquier modelo del universo debería ser estático. Para preservar ese rasgo en su modelo tenía que presuponer que el cosmos no contenía materia. Con toda evidencia, el universo real no se ajustaba a ese supuesto, pero De Sitter sostenía que la densidad global de materia era suficientemente baja para que su modelo procurara una aproximación razonable. A Einstein le preocupaba en especial ese aspecto de la solución de De Sitter a sus ecuaciones. La sugerencia de que era posible un universo sin masa parecía dar a entender que el propio espacio tenía propiedades absolutas, una idea contraria a su interpretación de la teoría de la relatividad.

Por su parte, en 1922 el matemático ruso Alexander Friedmann resolvió las ecuaciones de Einstein de dos maneras diferentes. Una de ellas, que tiene en cuenta la constante cosmológica, le lleva al tipo de Universo deseado por Einstein, estático e inmutable. Y la otra, sin constante cosmológica, desemboca en modelos distintos de Universo en evolución, sobre los que había que discernir su viabilidad a partir de observaciones.

De los modelos de Friedmann se deriva que un Universo estático, sin evolución, no es consistente con las ecuaciones de la Relatividad General. Según él, el Cosmos debe estar o en contracción o bien en expansión. Esta sugerencia pareció absurda a los ojos de los físicos de entonces, para quienes la idea de un Universo en contracción o en expansión era un buen ejemplo de la imposibilidad de aplicar las ecuaciones de la Relatividad a las cuestiones cosmológicas. No obstante, y sólo algunos años más después, tal dilema quedó resuelto ante uno de los descubrimientos astrofísicos más importantes del siglo XX: el movimiento de recesión de las nebulosas espirales, que era como se conocía en esa época a las galaxias espirales. En 1929, diez años más tarde de que Einstein publicara su modelo de Universo, Edwin Hubble iba a demostrar que la Vía Láctea no era el Universo entero, descubriendo las grandes velocidades a las que se alejaban las nebulosas espirales, que debían ser por fin consideradas como galaxias distantes, algunas de ellas semejantes a la nuestra. Después de todo, la constante cosmológica no hubiera sido necesaria; el Universo realmente estaba en expansión.

Como ves, dvillodre1, no resulta sencillo decir lo que se deriva o casa mejor con la teoría de la Relatividad. Prueba de ello son las diferentes conclusiones a las que llegaron De Sitter y Friedmann (y después de ellos muchos otros).

Por otro lado, huelga decir que la teoría de la Relatividad tiene sus deudas. Antes que Einstein fue Minkowski quien habló de un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Minkowski y Einstein se influenciaron mutuamente:

Hermann Minkowski fue un profesor de Matemáticas de la Universidad de Göttingen, donde colaboró con David Hilbert. Minkowski aceptó pronto las ideas de Einstein y desarrolló las primeras intuiciones de que el mundo no se puede describir adecuadamente utilizando sólo el espacio tridimensional euclidiano. De acuerdo con la teoría de la relatividad, el tiempo debe incluirse necesariamente junto con las coordenadas del espacio. En consecuencia formuló la necesidad de establecer un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, en el que la cuarta dimensión es imaginaria y viene dada por el producto del tiempo por la velocidad de la luz (x, y, z, ict). Esta propuesta se basó también en unas ideas ya formuladas por Henri Poincaré en 1906, en las que utilizaba este espacio cuadridimensional en relación con las transformaciones de Lorentz.

Minkowski publicó sus ideas en 1907 en su libro Espacio y tiempo. Como la interacción de un observador con otros objetos a distintas distancias está limitada por la velocidad de la luz, el universo de cada observador está restringido a aquella región alcanzable por esta velocidad. Este universo accesible al observador está formado por dos conos con vértice en el presente del observador, que se prolongan desde el presente hacia el futuro y el pasado, limitados por lo que es alcanzable por la velocidad de la luz para distancias cada vez mayores. La simultaneidad instantánea, que implicaría una velocidad infinita, no existe, y sólo existe la que es alcanzable para cada observador, dependiendo de la distancia y la velocidad de la luz. Einstein reconoció la influencia que tuvieron las ideas de Minkowski en el desarrollo de la teoría de la relatividad.

Por otro lado, la toería de la relatividad se benefició de la geometría curva que Bernhard Riemann había empezado a difundir a partir de 1854.

PD: disculpad que me haya alargado un poco.
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 10:56 #12963

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Siempre resultan interesantes los mensajes de Dvillodre1, pues enseñan mucho sobre a dónde pueden llegar los desvaríos de la razón pura cuando ésta sale de su territorio natural, el de los fenómenos de la experiencia sensible. Por supuesto, debemos a Kant ese gran descubrimiento; pero parece que algunos no se quieren dar por enterados. No podemos hacer un discurso inteligente con conceptos como "mundo" ( entendido como totalidad, no como conjunto de fenómenos) o como "eternidad"; ni el mundo ni la eternidad son susceptibles de experiencia sensible y, por tanto, cualquier referencia a ellos conduce a proposiciones contradictorias e incompatibles (antinomias de la razón pura las llamó Kant).

No me voy a extender mucho, pues ya ha sido dicho bastante en este hilo por otros foreros. Sólo quería matizar que, cuando se habla de "antigüedad del mundo" por los astrofísicos, no se está hablando del mundo como totalidad, sino del conjunto de fenómenos susceptibles de experiencia sensible. Cuando se habla del Big Bang como "comienzo del mundo" se está fijando el punto a partir del cual podemos llegar a tener alguna experiencia; antes de ese punto dicha experiencia es imposible; por eso el Big Bang da comienzo a la experiencia posible, es decir, al mundo fenoménico; al menos en lo que sabemos hoy en día. ¿Hubo algo antes de ese momento? Eso, como enseñó Kant, es pura especulación vacua: podemos afirmar tanto una cosa como la contraria. No sabemos ni la ciencia puede pretender saberlo (precisamente porque está fuera de experiencia posible alguna) si el Big Bang es un salto ontológico del no-ser al ser o si es un salto desde un mundo no-fenoménico (nouménico) a un mundo de fenómenos.
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 12:34 #12964

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dvillodre1 escribió:
Es lo contrario. La Teoría de la Relatividad es más compatible con modelos cíclicos y eternos, que son además anteriores a los griegos (los vedas ya describen estos modelos). Parece que se trata de una cuestión de querer entenderlo.
Eso, eso, es una cuestión de querer entenderlo. Aplícate el cuento. ;)
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 14:00 #12966

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Dvillodre1 escribió:
Por otra parte: ¿cómo se puede tener experiencia del pasado?
La respuesta la tienes en la misma noticia cuyo enlace facilitaste en el primer mensaje del hilo, y que encontraste "absurda". No debes haberla leído, por lo que parece.
NoticiaElPaís escribió:
El telescopio espacial Planck la ha estado observando durante meses esa luz, la más antigua del cosmos (...)
Un telescopio para observar el pasado (titular de la entradilla anexa al artículo)
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 14:57 #12969

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1.- Es evidente que todo conocimiento conlleva una inferencia. Pero eso no invalida la tesis de que sólo hay conocimiento válido sobre objetos de la experiencia sensible. No desvíes el centro del debate.

2.- Si no sabes la diferencia entre hablar de la eternidad y hablar de un esqueleto de dinosaurio o de la radiación de microondas, en eso no te puedo ayudar.

3.- Toda experiencia es sobre un hecho pasado. Por ejemplo, yo veo delante de mí no la pantalla actual del ordenador, sino cómo era la pantalla cuando la luz salió de ella. Eso sin contar lo que tarda mi organismo en enviar la sensación de la luz en el ojo hasta el cerebro. Si miras el cielo nocturno y crees que lo que ves es una experiencia de un hecho presente, tampoco te puedo ayudar en eso.
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 16:21 #12972

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Hola, bueno, yo ando algo perdida. No acabo de ver qué tiene que ver la teoría de la relatividad en que el universo tenga más antigüedad de la que creíamos.
La teoría de la relatividad se refiere a que, en cualquier medio, nada puede desplazarse más rápido que la velocidad de la luz, que en el vacío es 300.000 Km/seg.

También dice que la velocidad de la luz es la misma se mire desde el sistema inercial (con velocidad rectilínea y uniforme), que se mire. Esto nos lleva a cambiar la noción de tiempo (algo que tampoco es intuitivo, porque sólo se aprecia a velocidades cercanas a la de la luz), de manera que la medida de tiempo en que transcurre un suceso es más corta cuanto más rápido viaja el sistema de referencia a que se refiere (si yo tengo una hermana gemela y se va de viaje a velocidades extremas, cuando ella llegue, si para ella pasó una semana, para mí pasaron 20 años, por ejemplo). Esto no son teorías solamente: se ha medido la diferencia de tiempo en dos relojes atómicos: uno sobre la Tierra y otro en un avión dando vueltas a la Tierra, a más velocidad que el primero.
De hecho, cuando se habló de que en el CERN se habían detectado neutrinos superlumínicos, todos pensamos que la Relatividad habría que darla por no válida. (Popper y su falsabilidad, ¡con el trabajo que da armar una teoría...!) Afortunadamente, sólo fue un error.
Bueno, que me voy por las ramas.
Otra consecuencia de la Relatividad (Teoría de la), es que las distancias tampoco son constantes: dependen de la velocidad a la que se las observe.

Ya sé que todo suena raro, pero es normal, estamos hablando de velocidades próximas a la de la luz.

Y ya no me lío más.

Si tienes una duda concreta plantéala en el foro a ver si soy capaz de aclararla.

(Pero una duda concreta, ¿eh?) Es que si lías tanto las cosas aquí no hay quien se entienda.

Saludos relativos, que ya no sé si voy o si vengo.:(
Un saludo
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 21:46 #12974

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Tiene que ver la curvatura del espacio-tiempo. Si el espacio-tiempo se curva esto abre los modelos a los modelos cíclicos. Es más, esta tesis de la Relatividad es lo que mueve la vanguardia de la cosmología actual y lo que lleva a investigar qué es y cuánta materia oscura hay en el universo para verificar aquella posibilidad.

Y no se trataría de que el universo hiciera un movimiento de expansión seguido de otro de contracción sino que la expansión siguiera una trayectoria curva desde un big-bang a un big-crunch.


Respecto al primer párrafo: El espacio-tiempo se curva debido a la presencia de masa, pero no sabemos cuánta masa hay, como bien dices existe la materia oscura que no podemos detectar, y la antimateria, que no la mencionas. Por eso no dices nada nuevo: hay modelos, como te dije antes, pero nos faltan datos, mediciones... De momento, como decía el artículo del País, estamos estableciendo límites inferiores a la edad del universo. Y no hay más.

Respecto al segundo párrafo: ¿no te das cuenta de que dices lo mismo de dos maneras diferentes? Además que ya te lo dije yo antes.Repites conceptos sin ton ni son.

A este paso, cuando se acabe el foro vas a inventar toda una Cosmología nueva, con una base caótica, y que tiende asintóticamente a la entropía máxima. Eso sí, todo fue originado por un artículo de El País. ¡Qué mérito!
Esto es ciencia y no las cuentas que hizo el pobre Copérnico.:)

Por cierto, ¿qué opinas de la cosmología fractal? Creo que sería interesante saber tu opinión, sobre todo si tu única referencia es El País.
Un saludo
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 22:32 #12976

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Si se me permite una pequeña intervención a modo de inflexión, yo soy de la idea de que el Universo se expande por avaricia...:whistle:

Hay una sola expresión para la verdad: el pensamiento que niega la injusticia. Horkheimer.
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 25 Mar 2013 23:56 #12980

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Bueno dvillodre1, ya veo que te gustan mucho los antiguos pero sospecho que no mucho los medievales. No apelas a ellos para darles la razón; te vuelves hacia el mundo clásico, como hicieron algunos humanistas, Nietzsche, Heidegger y otros. Estás en tu perfectísimo derecho de escoger a tus pensadores favoritos, naturalmente. Yo sigo pensando que lo que deseas es autoconvecerte de que el universo es como dicen los "tuyos". No sé, pero a veces creo que la ceguera pasional que algunos profesáis por una determinada corriente filosófica os vuelve incapaces de abriros a otras opiniones alternativas. Incluso pretendéis subsanar las "carencias" de vuestros pensadores favoritos. Está bien que haya expertos en pensamiento nietzscheano, por ejemplo. Pero no está bien que, movido por la pasión más que por la razón, un nietzscheano empedernido intente ocultar o "subsanar" las imperfecciones de su mentor. Así lo que se hace es tergiversar el pensamiento del "maestro".

Dicho esto, sólo quería apuntar algunos datos sobre la Teoría de la Relatividad General. Creo que todo el mundo la tiene más o menos clara. :whistle:


TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL (El desafío del universo, pp. 257-268)

Con la Relatividad Especial Einstein demostró el carácter no absoluto del espacio, el tiempo y la masa, aplicando unos principios fundamentales que tenían consecuencias directas en la medida de esas magnitudes, dependiendo del sistema de referencia. Sin embargo, la teoría no era completa puesto que sólo trataba la física de sistemas inerciales. Einstein profundizó más desarrollando una teoría general que pudiera describir el Universo en su totalidad y que necesariamente implicaba abordar el problema de la gravedad.

ACELERACIÓN Y GRAVEDAD.—En 1911 Albert Einstein empieza a elaborar la magna obra de la Relatividad General. Esta nueva teoría surge de la necesidad de extender los principios de la Relatividad a todo tipo de sistemas, sean o no inerciales. Ya no sólo le preocupa cómo se comporta la física de los objetos que se mueven en línea recta y a velocidad constante, sino también la de aquellos sistemas dotados de aceleración. Así, Einstein expresó un principio más general en los siguientes términos: «las leyes de la Naturaleza se deben poder expresar por ecuaciones válidas para todo tipo de sistemas de referencia».

Los primeros resultados de Einstein sobre la Relatividad General se presentaron en la Academia de las Ciencias de Berlín en noviembre de 1915 y se publicaron de forma más detallada en 1916. Una de las bases fundamentales de esta teoría es la imposibilidad de distinguir entre los efectos de encontrarse bajo la influencia de la atracción gravitatoria de un cuerpo, como la Tierra, por ejemplo, y estar sometido a una aceleración constante, es decir, aumentar la velocidad uniformemente con el tiempo, sin presencia de gravitación.

Ese principio fundamental de la Relatividad General, llamado principio de equivalencia, se entiende mejor con el siguiente ejemplo: supongamos que viajamos dentro de una nave espacial que se mueve libremente por el espacio. Podríamos intentar deducir nuestro estado de movimiento si analizamos cómo se comportan, desde un punto de vista físico, los objetos de la nave. Si la nave se mueve a velocidad constante y en línea recta, las leyes que se aplican son las mismas que las de un sistema en reposo (estaríamos en las condiciones de la Relatividad Especial). Ahora bien, si de repente dentro de la nave notamos la sensación de estar más pegados a una de las paredes, el principio de equivalencia afirma que es imposible decidir si la causa es una fuerza producida por el motor de la nave que ha comenzado a actuar y por tanto a acelerarla, o si estamos en reposo pero sometidos al efecto gravitatorio de una masa como la de un planeta. Los efectos de la gravedad y de la aceleración son equivalentes e indistinguibles.

LA CURVATURA DEL ESPACIO-TIEMPO.—Desde Aristóteles hasta Newton el espacio y el tiempo eran absolutos. La medida del tiempo era algo separado de la medida del espacio. A partir de Einstein, las ideas del espacio y del tiempo se unen para hablar de un nuevo concepto, el espacio-tiempo. Cada suceso viene determinado por sus coordenadas espaciales y por el instante en que ocurre. Para Einstein, el espacio y el tiempo tienen la misma categoría y forman un «tejido», una fibra. El efecto de la presencia de una masa produce una distorsión en la estructura del tejido del espacio-tiempo. La masa de la Tierra, por ejemplo, curva el espacio-tiempo a su alrededor de manera tal que nuestros cuerpos se sienten atraídos por ella.

La importancia de la Relatividad General radica en la forma en que dota de significado a la gravedad. Con su teoría, Einstein argumentó que la gravedad es un tipo especial de fuerza, consecuencia directa de que el espacio está curvado por la presencia de materia. La nueva concepción de la geometría que introduce la Relatividad General puede explicar el movimiento de los planetas alrededor del Sol, no como si se moviesen en una curva cerrada por acción de la gravedad, sino como si lo hicieran en una trayectoria que les viene «obligada» por la propia curvatura del espacio-tiempo. Los planetas se mueven en el espacio debido a su inercia, de acuerdo con la estructura del espacio-tiempo creada por la influencia del Sol.

En este escenario, incluso las preguntas más inocentes se vuelven complejas, por ejemplo: ¿cuál es el camino más corto entre dos puntos? La respuesta más natural sería decir que la línea recta. Pero esta afirmación sólo es válida bajo un tipo concreto de geometría, la euclídea que utilizamos habitualmente. De una forma genérica podemos decir que el camino más corto entre dos puntos es el que recorre la luz «guiada» por un espacio-tiempo que puede estar curvado por la presencia de materia. Ese camino se conoce con el nombre de geodésica. De acuerdo con la Relatividad General, los cuerpos se mueven en líneas geodésicas en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones. En un Universo de dos dimensiones, como podría ser la superficie de una esfera, para moverse entre dos puntos por el camino más corto, la geodésica sería un círculo máximo.

LA PRECESIÓN DE LA ÓRBITA DE MERCURIO.—La teoría de Einstein abre nuevas perspectivas a las visiones que sobre la dinámica del Sistema Solar tenía Newton. Éste había encontrado explicación a las elipses de propuestas por Kepler para los movimientos de los planetas, demostrando que eran consecuencia de la fuerza de la gravedad. Einstein añade un dato más: esas elipses y sobretodo las más interiores, como por ejemplo la órbita de Mercurio, también se ven alteradas por efecto de la gravedad solar por su relativa proximidad. El efecto que se había observado era que el eje mayor de la órbita elíptica de Mercurio cambiaba de posición con respecto al Sol girando aproximadamente unos 1,5 grados por siglo. Cuando se quería explicar esa perturbación, que ocasionaba la llamada precesión de la órbita de Mercurio, teniendo en cuenta sólo la teoría de Newton, se llegaba a un resultado ligeramente distinto, con una diferencia sobre el valor observado de 43 segundos de arco por siglo. La irregularidad del movimiento de este planeta ya había sido detectada por los astrónomos del siglo XX, que habían apreciado ciertas anomalías en su trayectoria. En ciertos momentos se llegó incluso a pensar en la existencia de otro planeta que estaría dando vueltas alrededor del Sol en una órbita más interior, perturbando así la órbita de Mercurio. Sin embargo, ese hipotético planeta, al que se había llamado Vulcano, nunca se encontró. La Relatividad General de Einstein pudo calcular con gran exactitud que la enorme gravedad del Sol y la velocidad a la que se mueve Mercurio a su alrededor, influyen en su órbita elíptica, dando como resultado el fenómeno de precesión observado.

EL ECLIPSE DE MAYO DE 1919: «LA LUZ NO VA EN LÍNEA RECTA, EL ESPACIO SE DEFORMA.—Otra de las predicciones físicas más famosas que se derivan de la teoría de Einstein es el efecto gravitatorio que una gran masa ejerce sobre la luz. De acuerdo con la teoría de la Relatividad los rayos de luz se propagan en línea recta en ausencia de cuerpos masivos, pero cuando pasan cerca de un campo gravitatorio, al igual que los objetos materiales, se desvían, cambian de dirección porque se ven obligados a seguir las geodésicas del espacio-tiempo. Podemos decir que «la luz pesa». Einstein no sólo predijo tal efecto, sino que incluso ideó un sistema para poder comprobarlo. Si tal afirmación era cierta se podría observar la luz de estrellas que quedaran detrás del Sol en situaciones especiales, como por ejemplo en un eclipse de Sol. La verificación fue hecha en el eclipse que tuvo lugar el 29 de mayo de 1919. Con ese objetivo, dos expediciones científicas inglesas se dirigieron rumbo a Brasil y a África occidental, pues el eclipse no era visible desde Europa. En estas dos regiones ecuatoriales se tomaron cuidadosamente fotografías del fenómeno que confirmaron, después de un riguroso examen, la veracidad de la hipótesis de la curvatura de la luz al pasar por las proximidades de un objeto tan masivo como el Sol. La comunidad científica constató que las predicciones de la Relatividad General de Einstein se correspondían con la realidad. En noviembre de 1919 se anunció la noticia: «La luz no va en línea recta, el espacio se deforma». Estas dos expediciones eran británicas e iban comprobando una teoría desarrollada por un alemán justo después de la Primera Guerra Mundial, lo cual llegó a ser considerado como un acto de hermanamiento entre las dos potencias.

Hemos visto que la luz que viaja por el espacio se ve obligada a moverse siguiendo pautas que este último le marca. Si la luz se mueve cerca de un campo gravitatorio fuerte, como el que produce una estrella, experimenta un efecto de curvatura, aunque de forma rigurosa habría que decir que no es la luz la que se curva, sino el propio espacio-tiempo en que ésta se propaga. La luz hace lo único que puede hacer: moverse por un tejido curvado a causa de la presencia de materia. En la Relatividad, el espacio y el tiempo son magnitudes dinámicas. Al moverse los cuerpos o actuar fuerzas sobre ellos, la propia estructura del espacio se ve condicionada y configurada por la presencia de los objetos materiales.

EL TIEMPO SE RALENTIZA CERCA DE CUERPOS MUY MASIVOS.—Una consecuencia de la Relatividad General es que el tiempo transcurre más lentamente en presencia de campos gravitatorios fuertes. Si situásemos dos relojes, uno en una alta montaña y otro a nivel del mar, se podría comprobar, dado que la medida de la gravedad en esos dos puntos es ligeramente distinta, que el reloj situado al nivel del mar se mueve más lentamente —allí la gravedad es mayor—. Las diferencias son, en este caso, muy pequeñas, ya que los valores de la gravedad en tales condiciones son sólo levemente distintos, pero serían muy apreciables entro dos relojes situados uno en el espacio, muy alejado de grandes masas, y otro en las proximidades de un objeto muy compacto y denso como un agujero negro o una estrella de neutrones. Los efectos de la Relatividad General sobre el tiempo son muy importantes y deben considerarse hoy en complicados experimentos de alta precisión, como por ejemplo todos los que se realizan en los aceleradores de partículas.

EL DESPLAZAMIENTO HACIA EL ROJO GRAVITATORIO.—Una de las pruebas más importantes de la Relatividad General es lo que se llama desplazamiento al rojo gravitatorio. Bajo este curioso nombre se esconde el siguiente hecho: cuando la luz intenta escapar de un campo gravitatorio pierde energía. Como la luz no puede disminuir de velocidad, la forma de perder energía es cambiando de color, haciéndose más roja. Este efecto, predicho en 1911 por Einstein, fue confirmado experimentalmente en 1929 al observarse el espectro enrojecido de la estrella compañera de Sirio.

En 1914 Vesto M. Slipher había estudiado las nebulosas espirales, y a través del análisis del espectro de luz que emitían, aseguró que estos objetos celestes se movían por el espacio a velocidades mucho más altas de lo que sería razonable si se tratara de estrellas de la Vía Láctea. Para llegar a esta conclusión Slipher hizo uso del conocido efecto Doppler sobre las ondas luminosas que había formulado el físico austríaco Christian Doppler en 1842. Utilizando esta característica de las ondas luminosas, Slipher pudo comprobar que la luz de muchas nebulosas era del mismo tipo que la que recibía de los cúmulos de estrellas y que sus espectros estaban muy desplazados; es decir, transformado su color, con respecto al que hubieran tenido en condiciones de reposo con respecto a la Tierra. La mayor parte de las nebulosas estudiadas por Slipher tenían la luz desplazada hacia el rojo, señal inequívoca de que se estaban alejando de nosotros y además a gran velocidad. Aun cuando Slipher no fue consciente del verdadero alcance de sus resultados, éstos sugerían claramente que tales nebulosas espirales eran sistemas externos a la Vía Láctea.

EINSTEIN VERSUS NEWTON.—La nueva teoría de Einstein no invalidó absolutamente la teoría de Newton. En realidad, cuando se introducen velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz y fuerzas de gravitación no muy grandes en las ecuaciones de Einstein, éstas se convierten en las mismas de la física clásica. Para objetos relativamente lentos, como pueden ser todos los que se encuentran a nuestro alcance inmediato, incluso hasta los más rápidos como pueden ser las naves espaciales, cuya velocidad máxima llega a ser 10.000 veces menor que la velocidad de la luz, las teorías de la física de Newton son perfectamente válidas. Por el contrario, al hablar de objetos muy masivos o que se mueven a velocidades próximas a la de la luz, la teoría de Newton ya no es válida y deja de proporcionar predicciones exactas.

La curvatura del espacio propuesta en la Relatividad General da otra interpretación al efecto newtoniano de la acción a distancia de las fuerzas que emanan de los cuerpos materiales con la que el propio Newton no estaba muy satisfecho. Según la dinámica newtoniana, si en el Sistema Solar hiciéramos desaparecer al Sol de su posición se desvanecería su efecto gravitatorio de forma instantánea. La Relatividad postula que esa variación no puede tener lugar a velocidad mayor que la velocidad de la luz.

En la historia ha habido grandes astrónomos caracterizados por ser, sobre todo, recopiladores de observaciones, como Hiparco o Tycho Brahe. A estos se unirían aquellos cuya principal aportación es de índole teórica. No obstante, en los últimos siglos, los científicos habían comprendido la necesidad de combinar teoría y observación para obtener resultados autoconsistentes. Einstein pertenece a esta última categoría, y no sólo propone teorías científicas revolucionarias, que tendrían implicaciones espectaculares en el desarrollo de la astronomía y otras ramas de la física, sino que también enseña cómo corroborar mediante las observaciones sus propuestas teóricas, aceptando cualquier aportación de tipo experimental. Su altura científica es tan superior que no puede ser comparada con la de la mayoría de sus precedentes, quizá con la única excepción de Newton. Sus dos teorías, la Relatividad Especial y la Relatividad General, transformaron los conceptos de espacio y tiempo, revolucionaron la forma de concebir las leyes de la Naturaleza.


Bueno, pues ahí queda eso. Ahora ya sabemos -más o menos- de qué estamos hablando cuando hablamos de la Relatividad.
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Graduado en Filosofía (UNED - febrero de 2016)
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Re: ¿Puede ser el universo "viejo"? 26 Mar 2013 02:05 #12983

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dvillodre1 escribió:
Este debate tiene lugar desde finales de los ´80 y sigue abierto.
Me temo que desde finales de los ochenta han cambiado mucho las cosas en Astronomía. En los ochenta apenas habíamos empezado a estudiar la radiación fósil del fondo de microondas. Además, el ciclo Big-bang-Big-crunch ha sido descartado porque el universo no deja de expandirse, lo cual, de momento, descarta un futuro Big-crunch. Eso sí: no sabemos si el universo seguirá expandiéndose indefinidamente. Carl Sagan habla del Big-crunch porque en los ochenta esa teoría debió estar de "moda".

Han aparecido muchas hipótesis acerca de todos los posibles universos que la imaginación puede pensar SIN contrastar con la experiencia. La mejor culminación de toda esa ESPECULACIÓN la he encontrado en el libro aquel que indiqué unos mensajes más arriba: El libro de los Universos. Incluso se habla de Universos paralelos. Creo que la última publicación al respecto es la de Lisa Randall: Universos ocultos. Hay un físico estadounidense de padres japoneses que me gusta especialmente: Michio Kaku. Su libro Universos paralelos es una de mis lecturas pendientes.

Hay un montón de universos teóricamente posibles. Pero experimentalmente no están comprobados. Y la radiación fósil del fondo de microondas de Penzias y Wilson es una prueba bastante fehaciente de que debió haber un Big-bang o algo parecido.

Ahora bien, qué había antes, si es que había algo, no lo sabemos a "ciencia cierta". Es decir, que sobre eso podemos y debemos pronunciarnos, porque tenemos necesidad de hablar sobre ello de la misma manera que tenemos necesidad de hablar sobre Dios aunque no tengamos ninguna evidencia científica sobre Él. Pero nos pasará como a Platón con sus mitos, que si bien no son mentiras (nada más lejos de la realidad), tampoco se trata de verdades científicas.

En realidad, dvillodre1, lo que se te ha "refutado" no es la especulación filosófica acerca de un posible universo eterno y/o cíclico, sino el mezclar la racionalidad científica con la metafísica para refutar desde ésta los descubrimientos de aquélla. Eso no tiene mucho sentido.

Por lo demás sí que debo reconocerte el mérito de haber incitado al debate, y eso me parece algo muy positivo. Y por eso estamos aquí debatiendo sobre el universo y demás.
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