aintzane

Yo también me he cuestionado qué es la singularidad en sí, y pienso que la singularidad es el punto teórico de volumen 0 y densidad infinita, donde la gravedad tiende a infinito también y por ende, la función espaciotemporal digamos, "no existe". Cuando la gravedad tiende a infinito... ¿qué pasa con el espacio-tiempo?.

Yo creo que un agujero negro es algo bastante más tangible, podría asemejarse a una estrella de neutrones (10-20km de diámetro). Un agujero negro tiene una masa finita, un volumen finito (y nada desdeñable) y por tanto una densidad finita. Es la extrapolación de todo esto, el límite teórico lo que representa la singularidad. La teoría de la relatividad general predice la singularidad, ¿pero eso indica que existan realmente?. Los agujeros negros existen, pero tal vez no las singularidades (esto son ralladuras mías, jeje).

Cuanto más rápido viajas en el espacio, más lento en el tiempo, pero eso de que el tiempo se detiene... Volvemos a lo mismo, es una predicción, llevar una ecuación a su límite.

Verandris

Efectivamente, no hay maneras de comprobar en la actualidad qué es lo que sucede en un agujero negro aparte de la formulación matemática. Cualquier observador tragado por un agujero negro sería totalmente incapaz de regresar para contarnos lo que vio. Especialmente después de atravesar el horizonte de sucesos. Parafraseando a Leonard Susskind, este horizonte sería el punto de no retorno más allá del cual se asomaría las cascadas del Niagara y, por tanto, remar en dirección contraria sería totalmente impracticable más allá de ese punto.

Las singularidades SÍ existen. Precisamente provenimos de una de ellas, el gran "huevo cósmico" que se "desplegó" tras el Big Bang, dando lugar a todo el universo que conocemos hoy en día. Personalmente opino, y esto simplemente se debe a que he escogido una de las teorías que existen pero de la cual actualmente no se puede demostrar que sea cierta o no (es pura fe), que el Cosmos que percibimos compone un latido, un movimiento acompasado, lento y armonioso, que se contrae y se distiende, que desde el "Big Bang" hasta el "Big Crunch" y viceversa, desde el amanecer hasta el ocaso, se expande y se empequeñece durante eones, conformando todo lo que es, fue y será, y que, acelerando la moviola del tiempo, se asemejaría al corazón de una criatura colosal, quizás el mismo Dios.

Zipristin

El big Crunch es en realidad una teoría poco apoyada a favor de la continua expansión del universo, así que aunque tu metáfora haya sido elocuente y bonita, me temo que Dios este en peligro de sufrir un infarto. El combustible de helio e hidrógeno terminará por agotarse, a favor de elementos más pesados y llegará el "día" en que ya no podrán formarse nuevas estrellas, todo acabará en una fría y absoluta oscuridad.

Mis conocimientos sobre cosmología no pasan del nivel de aficionado y curioso, mis conocimientos matemáticos y de física se colapsaron y acabaron en una enana blanca en el bachillerato, así que no puedo competir con vuestros conocimientos. No pensaba en principio que esto fuese por esta linea. Así que lo único que tengo para aportar a este hilo no son más que preguntas. Así que por ahora empezaré con una:

- Porque el universo no para de expandirse y qué sabeis esa materia oscura? (vale, en realidad son dos)

Gracias.

aintzane

Ciertamente, de las teorías cosmológicas del destino final del Universo, la más apoyada sería el Big Freeze (muerte térmica) seguida del Big Rip (ya que este escenario podría soprendernos en 20000 millones de años, mucho antes de la era oscura, unas de las etapas de la hipótesis del Big Freeze). Una expansion indefinida, donde las galaxias se alejarían cada vez más unas de otras y en todas las direcciones. Las estrellas agotarán su combustible nuclear y morirán. También disminuirá, por tanto, la formación de gas interestelar y así el nacimiento de nuevas estrellas. Después de esta etapa, quedarán los restos de lo que fueron estrellas (estrellas de neutrones, agujeros negros y enanas blancas). Es la segunda ley de la termo, el Universo terminará en un estado de total Equilibrio Termodinámico (cercano al cero absoluto), y máxima entropía, frío y oscuro.

El Universo no sólo no ha parado de expandirse, sino que en el presente lo hace aceleradamente. Se cree que la causa de la expansión es la energía oscura, y el hecho de que cada vez lo haga más rápido sería que la energía oscura (lo que vendría a ser la constante cosmológica de Einstein) le está ganando la batalla a la gravedad. El destino final del Cosmos dependería de la densidad de materia y de la distribución de la misma. Si esa densidad es menor a un valor llamado densidad crítica, el Universo evolucionaría hacia un Big Freeze y estaríamos hablando de un Universo abierto. En esta gráfica que ya he puesto en otras ocasiones, podemos ver las diferentes evoluciones según si la densidad del Universo es mayor (universo cerrado), menor (abierto) o igual (plano) a la densidad crítica.


Aquí me surge la pregunta de que tiene que ocurrir para que no solo se expanda (se cree) espacio-tiempo sino que también se expanda la materia (galaxias). Porque aunque el Universo se expande nuestro Sol no se aleja de la Tierra, por ejemplo. La materia no se expande , o al menos por ahora. ¿La energía oscura no supera entonces a la fuerza de cohesión (gravedad) de lo sistemas solares y galaxias? Bueno, es que si esto llegase a ocurrir estaríamos en un escenario de Big Rip o Gran Desgarramiento, donde la energía oscura sería muy potente...

De la materia oscura sé poquito, se sabe que está ahí, como un "andamiaje" donde se asienta la materia visible. No interacciona prácticamente con la luz ni con la materia visible, por eso es tan indetectable, aunque ya hay indicios claros de su existencia por sus efectos gravitacionales en las galaxias. Está formada se cree, por unas partículas llamadas WIMPs. Hay un porcentaje mucho mayor en la composición del Universo de materia oscura que de materia visible (átomos y partículas elementales). Mañana sigo, que me muero de sueño, jajajaja.

Verandris

Así es el futuro de España y del universo:



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Zipristin

En realidad me había confundido y en la pregunta quería referirme a la energía oscura, no a la materia oscura. Pero parece que tu pasión y conocimientos por el tema no tiene fin jaja .

Eso es lo que decías sobre la densidad crítica no?
Las galaxias que en el presente han formado cúmulos acabarían uniendose en un sola por su propia gravedad, cada vez más alejadas del resto, como islas en medio de un vacío cada vez más grande, y ese vacío que en realidad es energía oscura acabaría desgarrando todos los átomos de esas galaxias en un futuro lejano, porque esa energía oscura superaría la fuerza de cohesión de esos sistemas solares? He entendido más o menos bien?

Auto-Obstáculo

Gracias por la respuesta, Aintzane .

Al igual que Zipristin, mis conocimientos no pasan de mero aficionado. Por eso planteo unas dudas:

Supongo que conoceréis el efecto casimir producido por la energía del punto cero:

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Casimir

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C...del_punto_cero

Me gustaría que comentárais si esto tiene algo que ver con la energía oscura y por ende, con la expansión del universo.

También me gustaría que comentárais algo sobre la cosmología de branas de la teoría M, donde el choque de las mismas produce Big Bangs de forma indefinida y sus correspondientes inflaciones/expansiones.

Por último me gustaría saber si vosotros también pensáis (como muchos cientificos creen) que la fuerza de la gravedad es tan débil (comparada con las otras tres) porque la mayor parte de la misma está comprendida en otro universo. Por cierto, ¿por qué se empeñan en buscar el gravitón como transmisor de la fuerza gravitatoria si la teoría general de la relatividad demuestra que la gravedad no es una fuerza como tal? ¿tiene algo que ver con la unificación de las teorías?

Ah, otra cosa: ¿varía la magnitud absoluta de la fuerza de la gravedad y de la velocidad de la luz conforme se va expandiendo el cosmos? En caso afirmativo, ¿repercute en algo en la evolución del mismo? Ains...

Al igual que Aintzane, yo también me he preguntado, por qué la expansión no se nota a niveles locales y en la materia. Supongo que es necesario que la luz viaje miles de millones de años para que se note un "estiramiento" en su longitud de onda y por tanto el espectro se desplace hacia el rojo.

Mejor me voy a desayunar...

aintzane

Sí. Es el efecto gravitatorio local el que mantiene unida a la materia galáctica frente a la expánsión, o sea, el tejido espaciotemporal marcado por dicho campo gravitatorio no se ve afectado por la expansión. Pero existirá un límite tras el cual el tejido e-t "no expandido" antes, comience a expandirse y junto con él, toda la materia (se desgarraría). Se vencería hasta la fuerza nuclear fuerte. Hay un modelo que lo ilustra bastante bien, y es el del globo. Si inflas un globo con estrellitas pintadas en su superficie vemos que cada vez éstas se "expanden", se agrandan más. Ésto no es lo que está ocurriendo. Lo que ocurre realmente se asemejaría a si en vez de pintar galaxias pones gotitas de agua. Las gotas de agua permanecen inalterables frente a la inflación por las fuerzas intermoleculares.

aintzane

Auto, tú si que sabes tío. Yo también me considero una aficionadilla. Uffff, no me queda nada... Hay un obstáculo que me impide comprender muchos conceptos, y son las matemáticas, muy complejas en cosmología/astrofísica y yo si acaso tengo un nivel de matemáticas de 1º de carrera (Química). Ni Métricas, ni cálculo tensorial....

Jaja, tus preguntas son de nivel, eh? También tengo muchas dudas, ya que me falta ponerme al día en teoría cuántica de campos, gravedad cuántica y en también en Supercuerdas (todos esos intentos de conseguir unificar las cuatro fuerzas). Y casi todo lo que planteas va por esos derroteros. Yo también voy a desayunar... Luego escribiré. El vacío no está vacío, xD.

Cuando se trata de pensar en más universos mejor preguntarle a Verandris, yo por ahora con entender éste me basta, aunque son suposiciones ciertamente interesantes. ¿Será el Universo realmente un sistema aislado?

Verandris

Te habrás quedao a gusto... ¿Eh, Auto-obstáculo? Así me gusta, preguntas. Eso es básicamente lo que hay en la ciencia actual. Demasiadas preguntas y muy pocas respuestas.

Por mi parte, te contestaré a tu pregunta sobre la cosmología de branas. El resto se lo dejo a Aintzane... xD

Como sabrás, la teoría de cuerdas nos habla de que los "pixeles" de la creación, los ladrillos básicos de que se compone la materia, no son ni los átomos, ni los electrones, ni siquiera esas elusivas partículas subatómicas con que juegan muy ufanos los científicos del CERN. No, resulta que en el fondo de todo se hallan una serie de "culebrillas", de cuerdas que, como si fuesen cuerdas de violines, vibran con una u otra "melodía", dando lugar al resto de partículas que existen en nuestro universo.

En los años 80, los científicos empezaron a descubrir que no sólo había una única teoría de cuerdas sino cinco: el Tipo I, el Tipo IIA, el Tipo IIB, la Heterótica O y la Heterótica E. Se llegó a estos resultados mediante la matemática y teniendo en cuenta algo novedoso: que las cuerdas cósmicas podrían estar en distintas dimensiones, dando lugar por tanto a diferentes configuraciones de estas cuerdas.

Por medio de un concepto denominado "dualidad" se vio que todas estas teorías estaban unidas en cierta manera entre sí. La teoría M había nacido.



La teoría M exigía que las cuerdas existieran en un universo de 9 dimensiones. En los años 90 se descubrió una serie de objetos (conceptualizados por medio de la matemática y no del empirismo): una serie de "branas" diferenciadas según la dimensión en que se hallasen, desde la primera hasta la novena. La membrana sería la propia de la segunda dimensión.

Por medio de una revelación paralela se vio que estas dimensiones no eran 9 sino 10 y que, si se tenía en cuenta el parámetro "tiempo", podrían ser hasta 11.

Una característica de las cuerdas cósmicas es que su tamaño depende de la energía con que están asociadas. Del mismo modo, las branas, formadas por cuerdas, son también capaces de tener un tamaño macroscópico, si poseen una gran cantidad de energía.

Imaginemos que nuestro universo fuese una inmensa brana de 11 dimensiones, de la que nosotros no vemos mas que las tres dimensiones a las que el ser humano está preparado para detectar. Una brana hinchada gracias a una cantidad brutal de energía de origen desconocido. Esta sería la teoría que concibe al multiverso como una brana. El Colisionador de Hadrones situado junto a la frontera franco-suiza está, entre otras muchas cosas, tratando de descubrir si esta teoría es realmente cierta.



Esa brana no estaría sola en el multiverso sino que podríamos tener alguna vecinita traviesa que, ondeando como sólo puede hacerlo el espacio tiempo (que gracias a Einstein sabemos que se puede curvar), se insinua a una cercanía asombrosa sin que, desgraciadamente, pueda ser detectada todavía por nuestros instrumentos de medición.

De existir numerosas membranas y de hallarse cerca unas de otras (de lo cual hay evidencias pero no puedo extenderme mucho más ¡¡¡NO, POR FAVOR!!!), su colisión resultaría verdaderamente violenta y destructiva.

Las condiciones después de una colisión de este tipo serían muy parecidas a las que suponemos que fueron en los instantes posteriores a nuestro Big Bang, así que tal vez nuestro universo conocido haya sido el resultado de un roce, de una caricia "amorosa" entre estas branas que, como banderas ondeando al viento, se hayan entrecruzado por momentos, siempre en una escala de tiempo (si es que podemos hablar de tiempo en esos parajes) totalmente descomunal. No esperemos otro roce en eones ya que de volver a sucederse es seguro que de este universo no quedase nada, sería equivalente a darle al RESET en el ordenador del Cosmos.

Esta es la Teoría Cíclica del universo a la que me he referido en un post anterior. Compite con otras muchas teorías, entre ellas la más convencional del Big Bang como detonante de la inflación cósmica. Es una teoría fascinante que apela a una infinita serie de universos creados y vueltos a destruir en los que, tal vez, hubo otro tipo de vida inteligente de la cual no podemos tener ninguna pista de su existencia. Poniéndome poético una vez más, quién sabe si Dios toca la lira y a cada vibración de su instrumento le sucede un ciclo nuevo de vida y existencia inteligente. ¿Quién sabe?



Espero haber contestado de manera suficientemente breve pero explicativa a tu pregunta, Auto-obstáculo. Tus preguntitas tenían dinamita pura entreverada. Un saludo y a seguir compartiendo la fascinación por el Cosmos.