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Capítulo l: El descubrimiento de la materia oscura

Primeramente, pareciera que el descubrimiento de la materia oscura como el de la energía oscura, son acontecimientos que muestran un gran avance únicamente en terrenos de la física y la matemática, ya que mayoritariamente se ven reflejados en los trabajos científicos de los últimos años, pero de dónde se desprende dicha importancia. Para hacernos una idea de su trascendencia hay que pensar que estas dos misteriosas sustancias constituyen el 95% del contenido del universo. El 5% restante es la materia ordinaria, de la que están hechas las estrellas los planteas, el gas y el polvo cósmico…y nosotros mismos. Hasta hace no mucho, creíamos que esta materia ordinaria era todo lo que había en el universo; ahora sabemos que es solo una parte muy modesta (A. Casas, 2015) Estas dos sustancias que encontramos en el universo no son importantes únicamente por el hecho de ser abundantes y de constituir un gran porcentaje del material que encontramos en el cosmos, también lo son por el hecho de no ser iguales. Hoy en día sabemos como se comporta la materia ordinaria a niveles excelentes y con una gran precisión gracias a la física de partículas, la cual es una rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones que se dan entre ellos, también podemos acceder a conocer sus propiedades, lamentablemente la manera en que conocemos la materia ordinaria es insuficiente para abarcar y poder entender la existencia y características de la materia y energía oscura. Tal vez nos preguntaremos, como es que se conoce la existencia de la materia oscura en el universo, pues al ser tan vasta, contar con niveles inabarcables con la intuición sensible es difícil

Supercuerdas, dimensiones ocultas y la búsqueda de la teoría final.

En este trabajo se explica cómo las teorías de la relatividad y la mecánica cuántica, que son dos grandes teorías del siglo XX, nos conducen a la inquietud que tuvo Einstein durante tres

décadas y que ahora es unos de los grandes problemas de la física: la búsqueda de una teoría que las unifique a todas, dicha teoría se denomina como teoría de las super cuerdas. ¿Pero qué es lo que pretende dicha teoría? Lo que busca es unificar dos grandes pilares de la física actual el cuántico y el gravitacional, lo que daría como resultado suponer que todo lo que sucede en el universo es consecuencia de vibraciones de una única entidad; microscópicos lazos de energía que se encuentran en el auténtico núcleo de la materia y que habitan en espacios de dimensiones superiores a las cuatro del espacio-tiempo einstenio. Durante los últimos treinta años de su vida Einstein buscó una teoría que fuese capaz de describir las fuerzas de la naturaleza dentro de un marco único, coherente y que lo abarcara todo, la teoría unificada, “lo que impulsaba a Einstein a este trabajo era una creencia apasionada en la idea de que una comprensión más profunda del universo pondría de manifiesto la auténtica maravilla: la sencillez y el enorme poder de los principios en que se basa”. (Brian Greene, pp.7) Einstein buscaba explicar de una manera clara nunca antes conseguida, el funcionamiento del universo, lo que nos llevaría a todos contemplar con asombro y admiración su elegancia y belleza absolutas. Luego de un largo trabajo y sin llegar a concluir nada, el trabajo de Einstein pasó a manos de los físicos actuales, los cuales creen haber hallado un marco en el que pueden encajar esos dos temas, una teoría que sea capaz de describir todos los fenómenos físicos, la teoría de las súper cuerdas. Esta teoría de las súper cuerdas es un tema amplio que inspira muchos de los descubrimientos de la física, dado que esta teoría unifica lo grande y lo pequeño.

Parte II: los límites del conocimiento Capítulo 1 Atado con cuerdas

El problema planteado parte de lo siguiente: la física moderna se basa en dos grandes pilares de conocimiento, uno es la relatividad general de Albert Einstein, el cuál nos proporciona un marco teórico que nos facilita la comprensión del universo a una escala máxima, como serían las estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias y más allá, lo que sería la propia extensión del universo. El otro pilar al que me refiero es la mecánica cuántica, que, a diferencia del primero antes mencionado, ofrece una comprensión del universo a escalas mínimas, como es el caso de: moléculas, átomos, y así hasta llegar a las partículas subatómicas que se encuentran a nivel menos que atómico, los electrones y los quarks. A pesar del largo y duro trabajo que se ha venido desarrollando durante estos años en los dos campos por parte de los físicos actuales, se ha llegado a una inquietante conclusión, la cuál dice que tal como se han formulado estas dos teorías, la relatividad general y la mecánica cuántica, no pueden ser ambas ciertas a la vez y al mismo tiempo. Si es el caso que no se haya oído alguna vez de esta incompatibilidad por parte de las dos posturas, se pude dar la posibilidad de caer en la pregunta de por qué es que se da este antagonismo, la respuesta que se da por parte de Greene en El universo elegante es que los físicos al momento de estudiar cosas que son muy pequeñas y ligeras, como serían los átomos y sus partes constituyentes, anteriormente hablábamos de los quarks y de los electrones, no lo hacen de la misma manera que al estudiar cosas que son enormes y pesadas como son las estrellas y las galaxias, es decir que al momento de investigar qué es lo que sucede con la naturaleza de estos componentes enormes o pequeños, se hace a partir de una sola teoría, la cuántica o la de la relatividad general, pero sólo se hace uso de una y no de ambas a la vez. Pero ya que en el universo existen cosas que se escapan a la percepción sensible y qué sólo pueden ser explicadas a través de una de estas dos teorías, se recurre a inclinarse por la explicación de una u otra, pero claro que el conocimiento del universo es muy basto y por ello habrá cosas que se escapen la explicación de fenómenos por parte de una sola teoría, un ejemplo sería el momento del big bang En el momento del big bang, la totalidad del universo salió en erupción de una pepita microscópica cuyo tamaño hace que un grano de arena parezca gigantesco. Estos contextos son diminutos y, sin embargo, tienen una masa increíblemente grande, por lo que necesitan basarse tanto en la mecánica cuántica como en la relatividad general. (Greene, 2006)

El trabajo por parte de los físicos del siglo XXl está encaminado a explicar la materia en su nivel más básico, buscando la resolución generada entre esta tensión de dos teorías, De hecho, la teoría de las supercuerdas muestra aún más: dentro de este nuevo marco, la relatividad general y la mecánica cuántica se necesitan la una a la otra para que esta teoría tenga sentido. Según la teoría de las supercuerdas, el matrimonio entre las leyes de lo grande y las de lo pequeño no sólo es feliz, sino inevitable. Greene,2006 El trabajo que Einstein llevó a cabo durante caso treinta años, sirvió de punto de apoyo para el trabajo que los físicos y matemáticos del nuevo milenio, la teoría de supercuerdas o conocida como la teoría de las cuerdas tiene el potencial de mostrar que todos los sorprendentes sucesos que se producen en e universo “desde la frenética danza de esas partículas subatómicas llamadas quarks, hasta el majestuoso baile de estrellas binarias en sus órbitas; desde la bola de fuego inicial del big bang, hasta los elegantes remolinos de las galaxias celestes” (Gerson O. Suárez, 2002, pp.11) son reflejos de un gran principio físico, de una ecuación de importancia magistral. Las características de esta teoría de cuerdas exigen que cambiemos nuestro paradigma de ver las cosas, es decir que se modifica nuestra manera de entender el espacio, el tiempo y la materia, este cambio no se efectuará de una manera inmediata, pues su tiempo requiere el que nos adaptemos hasta instalarnos en un nivel en el que resulte cómodo manejarla. Más adelante se dejará ver como este fenómeno de enormes dimensiones, se nos muestra de una manera natural en la forma que se producen las revoluciones que ha realizado la física durante los últimos cien años.