miércoles, 8 de septiembre de 2010

Es que el Big Bang fue una singularidad

Nebulosa del cangrejo. Messier 1.
No me puedo resistir a hablar de la polémica suscitada por el último libro de Hawking. Lo de que nada puede partir de la nada es la gran piedra clave de un asunto en el que Dios no es más que un recurso literario (el libro es divulgativo, no un trabajo de física).

El problema fundamental que tenemos entre manos es que ni el físico teórico más reputado puede afirmar con seguridad cuál es el origen último del Big Bang. Por lo tanto, un español, con un cubata en la mano ¿cómo se va a resistir a hablar del tema?

Cúmulo globular. Messier 3

Bien, trataré humildemente de poner un poco de luz en el tema para que al menos, ese españolito juerguista no derrape demasiado cuando siente cátedra delante de sus amigotes.

En primer lugar: la gente suele tener la idea relativista del Big Bang (y gracias). Esto es: hace unos catorce mil millones de años una especie de súper-átomo súper-caliente y súper-denso, por alguna razón estalla y crea nuestro universo. Tras aquel estallido continúa su expansión. Bien, parece bastante científico. Al menos para una discusión de bar, cumple su función. Lástima que ese súper-átomo realmente sea espuma cuántica. Una singularidad.

Andrómeda. Messier 31

Lo cierto es que la relatividad es incapaz de explicar el comportamiento de una partícula en una singularidad. En las singularidades se aplica la mecánica cuántica. A la luz de la mecánica cuántica, una partícula tiene un comportamiento posible, pero nunca predecible. Esto no solo es por la indeterminación de Heisenberg (que nos refiere al momento lineal y posición de una partícula) sino también a la dualidad onda-partícula que entraba en Física de COU.

La relatividad de Einstein llega a explicar a partir de muchos miles de años después del Big Bang. El caso es que acercándonos al momento t=0, por no existir no existían ni átomos ni electrones ni siquiera -por decir algo- existía alguna de las fuerzas fundamentales. Acercándonos mucho más a t=0, tan solo podemos hacer suposiciones y establecer modelos teóricos sobre condiciones posibles (ocurrieran o no). Todo el universo estaba reducido a lo que se llama singularidad. En una singularidad, la física relativista no explica los fenómenos que la comprenden. ¿Por qué? Pues porque una singularidad (física), por definición, existe ajena al espaciotiempo (en un agujero negro, el horizonte de sucesos "separa" al universo de la singularidad propiamente dicha).

Bode. Messier 81

Es más -e hilando con lo de si algo puede venir de la nada- a nivel cuántico, el estudio de las singularidades da pie a paradojas lógicas. Por ejemplo: de dos partículas espaguetizadas por un agujero negro estático, la más lenta es absorbida antes que la rápida (eso suponiendo que lleguen a la singularidad). El mundo cuántico nos ofrece imágenes antiintuitivas que sin embargo responden a un desarrollo teórico muy ortodoxo.

Nebulosa del ojo que parpadea. Nuevo Catálogo General 6826

Entonces ¿pudo el universo surgir de nada y por casualidad? Bueno, habría antes que medir la llamada energía del vacío (¿y si antes del Big Bang solo había vacío y no nada?), investigar cómo evoluciona y qué características tiene la espuma cuántica, y tratar de conseguir una teoría unificada que explique los fenómenos cuánticos afectados por las fuerzas fundamentales. Una vez tengamos todo eso... creo que seguiremos acercándonos asintóticamente a t=0. Igual que con otras constantes fundamentales (c, 0ºK), es un juego de rozar pero no agarrar. Vivimos en un universo de muchos posibles y de momento, que sepamos, las leyes que rigen lo macroscópico no se corresponden con el nivel cuántico.

Ah, para todos aquellos que tengáis prisa por tener una respuesta, la Biblia trae una:

Hebreos, 11:

1 Es pues la fe la sustancia de las cosas que se esperan, la prueba de realidades que no se ven. 2 Porque por ella alcanzaron testimonio los antiguos. 3 Por la fe entendemos haber sido compuestos los siglos por la palabra de Dios, siendo hecho lo que se ve, de lo que no se veía.

Ahora vas y lo cascas.

Ah, una última cosa: preguntémonos si tiene algún sentido preguntarnos por lo que había antes del Big Bang. Si el Big Bang es el origen del universo, con él se crea el tiempo. Así que amigos, me temo que podemos estar gastando saliva de forma gratuita. Claro que esto no se puede decir en un bar.

Más:

15 comentarios:

Aris 08 septiembre, 2010  

el vacío sin materia no existe.

saludos

octopusmagnificens 08 septiembre, 2010  

El Big Bang puede ser el rebote del Big Crunch de un universo "anterior". La materia ni se crea ni se destruye.

pepeblai 08 septiembre, 2010  

Lo que en mi modesta opinión de españolito con cubata en la mano ocurre es que es difícil tomarse en serio una singularidad como objeto físico.

Es cierto que los físicos teóricos de partículas esconden singularidades bajo la alfombra y consiguen predicciones apabullantemente precisas a pesar de ese truco sucio. Pero de ahí a decir que la mecánica cuántica se aplica en las singularidades del espacio-tiempo va un mundo.

El big-bang no es una singularidad que se esconda bajo la alfombra, sino que se le da entidad. Lo mismo ocurre con los misteriosos agujeros negros.

Lo del big-bang y el t=0 siempre me ha sonado a catecismo científico, la verdad.

El hecho es que los cosmólogos, entre otras cosas, siguen buscando materia oscura para que les cuadren las cuentas.
Así que yo, cubata en mano, me creo estas historias de creación poco o nada.

En cuanto a los dos comentarios anteriores (perdón si me pongo repelente):

-el vacío (ausencia de materia) no sólo existe sino que ejerce fuerza (efecto Casimir).

-la materia se crea y se destruye. Un "bonito" ejemplo de destrucción de materia es una bomba atómica y ejemplos de creación los hay por un tubo en los aceleradores de partículas.


Me voy a por otra botella de ginebra.

Teseo 08 septiembre, 2010  

Ejem, mejor unas tazas de Alvarito.

Bien, por mencionar lo de la espumita cuantica, ahora todo vale.

Segun tu teoria y la de coleguita el pirata, lo de las singularidades implica un concepto de calidades, como los muebles de Ikea. Si el Big Bang fue una singularidad fue grande y vieja. En cambio en un agujero negro seria más joven. Ademas hay singularidades que van vestidas por la vida y otras que van desnudas, sin ropa ni complejos. Y unas tienen más hambre que otras, por eso se comen primero a las particulas mas lentas, aunque si tienen mucha hambre, se las comen todas rapidas y lentas, oiga.

Yo no me complicaria mucho la existencia con el tiempo cero, siempre puede haber otro simio con otro reloj adelantado o atrasado o contando el tiempo en negativo.

No te puedes imaginar el lio en que te metes si en un examen de fisica de COU llamas nazi a Heisenberg.

Pablo 08 septiembre, 2010  

Aris:

Por eso creo que conviene distinguir entre la "nada" (un concepto más bien metafísico) y el vacío. La ciencia afirma que en el vacío domina una radiación de fondo y que incluso existe un comportamiento cuántico (efecto Casimir, creo). Así que en el vacío hay "algo". Saludos.

octopus:

Efectivamente, esa teoría cíclica nos quita de muchos quebraderos de cabeza. Por eso no son pocos los científicos que la defienden.

pepeblai:

Hombre, yo creo que el tema de las singularidades está siendo concienzudamente estudiado. Desde que los agujeros negros no son tan negros parece que podemos empezar a sacar conclusiones de algo -singularidades- que en principio no pertenece a los dominios de Don Universo Físico. Un saludo.

Teseo:

"Vieja" y "grande" son el tipo de palabras que no se deben emplear con una singularidad. ¿Por qué? Pues porque "dentro" no hay tiempo ni espacio ¿no? Y sí, hay muchos tipos de agujeros negros. Los hay que incluso distorsionan el campo eléctrico y giran, lo que les convierte en... motores electromagnéticos espaciales. Cosa que me da pie a escribir por lo menos tres (o incluso cuatro) historietas merecedoras del premio Nebula. Sobre el simio que cuenta el tiempo en negativo, por ahí no paso: nuestro universo sólo acepta una flecha temporal.

pepeblai 09 septiembre, 2010  

Pablo: hay un dato claro que corrobora que las chorradas cosmológicas hay que cogerlas con pinzas, y más si se trata de manosear singularidades.

El único premio Nobel concedido a temas relacionados con la cosmología es a dos físicos experimentales (Penzias y Wilson) que descubrieron la radiación de fondo.

Pero teóricos cosmológicos del tipo Hawking, Penrose y compañia NI UNO.

No se quieren pillar los dedos con especulaciones, y hacen bien.

Teseo 09 septiembre, 2010  

En ¨Barrio Sesamo¨, Coco explicaba la diferencia de viejo y joven, grande y pequeño. Desgraciadamente, yo soy de ¨Un globo, dos globos, tres globos¨. Pero voy a intentarlo.

Vale, que el Señor Universo Fisico nacio de una (1) singularidad. Crecio desde el pasado hasta el futuro. Precisamente por eso, porque el tiempo se estiraba desde pasado a futuro, pudo expandirse, envejecer y vestirse con un sombrero.

Un buen dia (es un decir) descubre que esta preñado (con tanto agujero negro no me extraña...)de singularidades que son necesariamente mas jovenes y mas pequeñitas que la singularidad que lo vio nacer en el pasado. Por eso digo que hay singularidades jovenes y viejas.

A lo mejor no esta preñado y solamente se le rompio el traje o se hizo pupita (pues mira que hay diferencia...) pero el resultado es el mismo, una solucion de continuidad en la isotropia o en la homeostasis universal. Pero no quiere decir que vaya a tener universitos.

Me gusta mas la idea de las singularidades como heridas. De esta manera un intento de curación podria llamarse horizonte de sucesos, que suena mejor que cicatriz (y no digamos que lesion elemental secundaria). Lo de singularidad grande y pequeña lo digo porque la parte ha de ser inferior al todo. Y porque Señor Universo estaba creciendo y el tiempo pasando.

Problema, el simio que controla el tiempo con el reloj y que mide con la cinta metrica, tiene que estar, por definicion fuera de la singularidad. Puede haber muchos simios con muchos relojes diferentes, pero todos cuentan el tiempo en numeros naturales.

En un dia de colera, a un simio le da por tirar el reloj contra la pared de una singularidad. Bien, ¿que le pasa al reloj, antes de convertirse en espagueti? ¿Quedara atrapado en un presente continuo por toda la eternidad? ¿Ira un poquito hacia atras y un poquito hacia adelante? ¿Apareceran dos relojes?

Lo de Don Universo esta bien, pero suena algo italianizante. Ademas, no estoy seguro de que haya acabado el bachillerato. Lo echaron de clase los jesuitas por llevar pantalon rojo.

Bueno, pues eso.

pepeblai 09 septiembre, 2010  

Premio Nobel para Coco por su imaginativo juego de singularidades.

Tribuna Sala 09 septiembre, 2010  

En "Planeta prohibido", que pasa en el futuro y están mucho más avanzados que nosotros, uno de los tripulantes hace referencia "a los maravillosos mundos que ha creado Dios". Y digo yo que sabrán más que Hawking porque en esa época ya han incluso superado la velocidad de la luz.

Pablo 09 septiembre, 2010  

pepeblai:

Hay más, hombre, el Chandrasekhar por ejemplo (al que Hawking cita mucho) también tuvo el Nobel. Yo espero que en los próximos años -según avance la técnica- haya más todavía.

Teseo:

A día de hoy solo podemos plantear posibilidades, pero no conocer con seguridad el destino del reloj del simio.

Sala:

Hombre, por supuesto. Es más, una tecnología capaz de construir un robot capaz de producir "hectolitros de whisky" de la nada, merece tomarla muy en serio.

Fonseca 09 septiembre, 2010  

Genial artículo y genial blog...


Fonseca

Pablo 09 septiembre, 2010  

Muchas gracias, un saludo.

Natalia Pastor 09 septiembre, 2010  

Creer es una cuestión de fe, y tratar de demostrar que no existe se antoja tan peregrino, como aquellos que tratan de demostrar que el amor es sólo química.
Es inútil plantear una pregunta filosófica como si fuera científica.
La Humanidad en su conjunto siempre ha tenido consciencia de un Ser superior aunque expresado y concebido de miles de formas diferentes.

Su mismo razonamiento cae en la necesidad de que el Big Bang venga de algún sitio o sea creado. De la nada no surge la materia.
Hawking pone en duda sus afirmaciones al reconocer que podría haber otros universos que hubieran dado origen a éste.


Y es que evidentemente, se precisa un primer principio - o ente externo a la materia -, que de lugar a la materia misma.
Y ninguna de las dos descarta la existencia de Dios.

octopusmagnificens 09 septiembre, 2010  

Tampoco se descarta la existencia de Loki y Thor.

Adaptémonos a la lógica cristiana.

pepeblai 10 septiembre, 2010  

Es cierto, Pablo, el Chandrasekhar también. Me has pillado. Te invito a un cubata o, si eres abstemio, a ver un episodio de Barrio Sésamo.

Ya tenemos como premios Nobel a Penzias, Wilson, Chandrasekar y Coco.

Pero yo sigo diciendo lo mismo, a saber: que no se puede hace física de las singularidades a menos que se sepa como eliminarlas.

Una singularidad no es más que una situación en el que una teoría dejar de ser válida (porque sus observables toman valores arbitrariamente grandes).

Si el big-bang es una singularidad es porque la física que se conoce no funciona en t=0 (admitiendo que, obviamente, dónde pongamos el cero es una cuestión de convenio, y no me hacen falta simios con relojes para explicarlo). Y si no funciona no hay resultados ni conclusiones que extraer.

Por otra parte, la teorías cosmológicas explican pocos datos y, lo que es peor, necesitan de milagros para ser ciertas. El mayor de los milagros necesarios es el de de la misteriosa materia oscura.

Que unas teorías que se supone que predicen el comportamiento de la materia del universo echen en falta en materia tiene su guasa.

De manera que me da la risa cuando Hawking saca conclusiones trascendentes de teorías físicas que están más que cojas.

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