Hace 1 año | Por --748071-- a nautil.us
Publicado hace 1 año por --748071-- a nautil.us

Los primeros científicos no lo sabían, pero ahora sí: El vacío del universo está vivo.En 1654 se suponía que un científico y político alemán llamado Otto von Guericke estaba ocupado siendo alcalde de Magdeburgo. Pero en lugar de eso, estaba haciendo una demostración para los señores del Sacro Imperio Romano Germánico. Con su nuevo invento, una bomba de vacío, succionó el aire de una esfera de cobre construida con dos semiesferas. Luego hizo que dos equipos de caballos, 15 en cada uno, intentaran .. Traducción completa con deeplearning en #1

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D

[Traducción automática con deeplearning]

Los primeros científicos no lo sabían, pero ahora sí: El vacío del universo está vivo.

En 1654 se suponía que un científico y político alemán llamado Otto von Guericke estaba ocupado siendo alcalde de Magdeburgo. Pero en lugar de eso, estaba haciendo una demostración para los señores del Sacro Imperio Romano Germánico. Con su nuevo invento, una bomba de vacío, succionó el aire de una esfera de cobre construida con dos semiesferas. Luego hizo que dos equipos de caballos, 15 en cada uno, intentaran separar las semiesferas. Para asombro de los espectadores reales, los caballos no pudieron separar las semiesferas debido a la abrumadora presión de la atmósfera que las rodeaba.

Von Guericke se obsesionó con la idea del vacío tras conocer la reciente y radical idea de un universo heliocéntrico: un cosmos con el sol en el centro y los planetas girando a su alrededor. Pero para que esta idea funcionara, el espacio entre los planetas tenía que estar lleno de nada. De lo contrario, la fricción frenaría a los planetas.

El vacío nos canta, una armonía subyacente a la realidad misma.

Científicos, filósofos y teólogos de todo el mundo habían debatido la existencia del vacío durante milenios, y aquí estaba von Guericke y un montón de caballos demostrando que era real. Pero la idea del vacío seguía siendo incómoda y sólo se reconocía a regañadientes. Podríamos crear artificialmente un vacío con suficiente ingenio aquí en la Tierra, pero la naturaleza aborrecía la idea. Los científicos llegaron a un compromiso: el espacio del espacio se llenó con un quinto elemento, un éter, una sustancia que no tenía muchas propiedades manifiestas, pero que definitivamente no era nada.

Pero cuando llegaron las revoluciones cuántica y cosmológica del siglo XX, los científicos nunca encontraron ese éter y siguieron con las manos vacías.

Cuanto más buscábamos, a través de telescopios y microscopios cada vez más potentes, más nada descubríamos. En los años veinte, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que la nebulosa de Andrómeda era en realidad la galaxia de Andrómeda, una isla de miles de millones de estrellas situada a 2,5 millones de años luz. Por lo que sabemos, en todos esos años luz solitarios no había gran cosa, sólo algún átomo de hidrógeno perdido o algún fotón errante. En comparación con el tamaño relativamente pequeño de las propias galaxias (nuestra Vía Láctea se extiende a lo largo de apenas 100.000 años-luz), el universo parecía dominado por la ausencia.

A escala subatómica, los científicos también descubrieron que los átomos eran lugares sorprendentemente vacíos. Si redimensionáramos un átomo de hidrógeno para que su núcleo tuviera el tamaño de una pelota de baloncesto, el electrón más cercano se encontraría a unos tres kilómetros de distancia. Sin ni siquiera una planta rodadora subatómica solitaria en medio.

Nada. Absolutamente nada. Los continuos experimentos y observaciones sólo sirvieron para confirmar que, tanto a pequeña como a gran escala, parecíamos vivir en un mundo vacío.

Y entonces esa nada se abrió de par en par. Dentro del vacío que domina el volumen de un átomo y el volumen del universo, los físicos encontraron algo. Lejos del sedante éter de antaño, este algo es lo bastante fuerte como para estar desgarrando nuestro universo. Resulta que el vacío está vivo.

En diciembre de 2022, un equipo internacional de astrónomos publicó los resultados de su último estudio de galaxias, y su trabajo ha confirmado que el vacío del espaciotiempo está causando estragos en todo el cosmos. Los astrónomos descubrieron que la contribución de la materia al balance energético del universo es minoritaria. En cambio, la mayor parte de la energía del cosmos está contenida en el vacío, y esa energía domina la evolución futura del universo.

Su trabajo es el último de una serie de descubrimientos que se remontan a más de dos décadas. A finales de los años 90, dos equipos independientes de astrónomos descubrieron que la expansión del universo se está acelerando, lo que significa que nuestro universo crece cada día más y más deprisa. El ritmo exacto de expansión actual sigue siendo objeto de debate entre los cosmólogos, pero la realidad está clara: algo está haciendo que el universo se expanda. Aparece como una fuerza gravitatoria repulsiva, y le hemos dado el nombre de energía oscura.

El truco aquí es que el vacío, demostrado por primera vez por von Guericke hace tantos siglos, no está tan vacío como parece. Si tomáramos una caja (o, siguiendo el ejemplo de von Guericke, dos hemisferios) y le quitáramos todo, incluidas todas las partículas, toda la luz, todo, no nos quedaría, estrictamente hablando, nada. Lo que nos quedaría es el vacío del espaciotiempo, que, como sabemos, es una entidad en sí misma.


Nada contiene todas las cosas. Es más preciosa que el oro.

Vivimos en un universo cuántico en el que nunca se puede estar seguro de nada. En las escalas más pequeñas, las partículas subatómicas aparecen y desaparecen, experimentando brevemente el mundo de los vivos antes de regresar por donde vinieron, desapareciendo de la realidad antes de tener la oportunidad de interactuar de forma significativa con cualquier otra cosa.

Este fenómeno recibe diversos nombres: espuma cuántica, espuma del espaciotiempo, fluctuaciones del vacío. Esta espuma representa una energía fundamental para el propio vacío del espaciotiempo, un nivel de suelo desnudo sobre el que tienen lugar todas las demás interacciones físicas. En el lenguaje de la teoría cuántica de campos, fruto de la unión de la mecánica cuántica y la relatividad especial, los campos cuánticos que representan todo tipo de partículas empapan el vacío del espaciotiempo como pan crujiente mojado en aceite y vinagre. Esos campos no pueden evitar vibrar a un nivel cuántico fundamental. Desde este punto de vista, el vacío nos está cantando, una armonía subyacente a la realidad misma.

En nuestras teorías cuánticas más avanzadas, podemos calcular la energía contenida en el vacío, y es infinita. Es decir, en cada centímetro cúbico de espacio y tiempo hay una cantidad infinita de energía, el esfuerzo combinado de todas esas innumerables pero efervescentes partículas. Esto no es necesariamente un problema para la física a la que estamos acostumbrados, porque todas las interacciones de la experiencia cotidiana se asientan "encima" (a falta de un término mejor) de esa torre infinita de energía.

Todo esto sería matemáticamente molesto pero, por lo demás, anodino, salvo por el hecho de que, en la teoría general de la relatividad de Einstein, la energía del vacío tiene la curiosa capacidad de generar una fuerza gravitatoria repulsiva. Normalmente, nunca nos damos cuenta de estos efectos porque la energía del vacío se ve anegada por toda la masa normal que contiene (en el caso de von Guericke, la presión atmosférica que rodeaba sus hemisferios era la fuerza dominante). Pero en las escalas más grandes hay tanta nada en bruto en el universo que estos efectos se manifiestan como una expansión acelerada. Investigaciones recientes sugieren que hace unos 5.000 millones de años, la materia del universo se diluyó hasta el punto de que la energía oscura pudo pasar a primer plano. En la actualidad, representa aproximadamente el 70% de todo el presupuesto energético del cosmos. Los estudios han demostrado que la energía oscura está actualmente desgarrando la estructura a gran escala del universo, desgarrando supercúmulos de galaxias y desenredando el entramado cósmico ante nuestros ojos.

Pero la aceleración no es tan rápida. Cuando calculamos cuánta energía del vacío se necesita para crear el efecto de la energía oscura, sólo obtenemos un número pequeño.

Pero nuestra comprensión cuántica de la energía del vacío dice que debería ser infinita, o al menos increíblemente grande. Definitivamente, no es pequeña. Esta discrepancia entre la energía teórica del vacío y el valor observado es uno de los mayores misterios de la física moderna. Y nos lleva a preguntarnos qué más puede haber en la inmensa nada de nuestros átomos y nuestro universo. Quizá von Guericke siempre tuvo razón. "La nada lo contiene todo", escribió. "Es más preciosa que el oro, sin principio ni fin, más gozosa que la percepción de la luz generosa, más noble que la sangre de los reyes, comparable a los cielos, más alta que las estrellas, más poderosa que un rayo, perfecta y bendita en todos los sentidos".

Paul M. Sutter es profesor de investigación en astrofísica en el Instituto de Ciencias Computacionales Avanzadas de la Universidad Stony Brook e investigador invitado en el Flatiron Institute de Nueva York. Es autor de Your Place in the Universe: Understanding our Big, Messy Existence.

cocolisto

#1 Un esfuerzo que se merece un positivo.Muy interesante.

D

#6 llevo años y años leyendo historias en meneame, pero no paticipaba activamente . He disfrutado mucho de mi agregador favorito y tengo una deuda con este sitio. Espero que te guste el envio y que lo disfrutes , muchas gracias por tu positivo. Un saludo.

LoboAsustado

Ya lo decía el viejo aforismo... "No persigas el puntero vacío , solo te lleva al caos y la locura"
Bonito articulo. A ver si sobrevivimos como especie lo suficiente para aprovechar la energía del vacío (Para los fans de stargate , los ZPM)

D

#2 En un principio existia la idea loca del eter , luego se descartó , ahora se sabe que el vacío no está tan vacio , como concepto lo del eter no era mala idea , los expertos del vacío son los físicos de partículas .

LoboAsustado

#3 Si , estoy familiarizado con el concepto , me lo explicaron en bachillerato (en filosofía , fíjate , no en física), recuerdo que lo proponían como una forma de explicar como se podía propagar un campo sin un medio físico aparente , ya que su idea de las ondas estaba todavía muy ligada a los aspectos mecánicos (el sonido , la vibración de un tambor , las perturbaciones del agua...) que , por su naturaleza , requería de un medio.
Incluso postulando variaciones de energía ,potencial esa energía debía de alguna manera estar asociada a alguna forma de materia , y propusieron el éter , para poder explicar de alguna manera como se propagaban la radiación electromagnética y la gravedad.

Parecía una solución elegante , pero en realidad era un artificio que no explicaba nada , y por eso se desechó. Ahora , la espuma cuántica en cambio , si que tiene una efectos observables, pero sigue siendo algo controvertida. Sin embargo , si te paras a pensarlo un poco , viene siendo también un poco como explicar la propagación de campos con el éter. No podemos articular una explicación clara de porque se generan los pares partícula-antipartícula , simplemente sabemos que ocurre, y hay teorías al respecto , pero por ahora no hay nadie que se lleve definitivamente el gato al agua.

Una cosa que me mosquea mucho de la materia y energía oscura , y si están relacionadas con la espuma cuántica , es el tema de la antimateria perdida. He visto algunas teorías a lo largo de los años , pero ninguna me ha convencido mucho.

En fin, siempre me interesó la física, pero al final no la elegí como carrera, las matemáticas necesarias me superan

D

#4

me encanta esa charla , "El fin del espacio tiempo" del instituto de física teorica , 4 millones de visitas tal vez te guste . Al final de la charla alguien le pregunta sobre el eter. Un saludo!!!

Creo que ambos somos muy curiosos del mismo tema, muchas noches me acuesto pensado en esas cosas .

Una de mis teorias es que el tiempo como lo entendemos no existe , y no soy el único que piensa igual , lo que existe es el movimiento , si te das cuenta nuestro tiempo tomando como referencia el movimiento , por eso nunca pudo ser una constante y el tiempo es relativo , porque el movimiento tambien es relativo.

mi nick aparte ya da una pista "blackjole" me pareció divertido quitar la h y poner una jota .

LoboAsustado

#5 Creo que somos muchos los que tenemos intereses parecidos lol
Puedes llamarlo movimiento , pero prefiero el concepto de cambio. No acabo de fiarme del todo de la flecha de la entropía como concepto alternativo al tiempo , me parece demasiado determinista para un universo que al final , tiene mecanismos que desconocemos y que cada vez tienen mas pinta de ser probabilísticos.
Pero al final , es una diferencia sin distinción , como decir que la temperatura en realidad es la velocidad de las moléculas. Estamos confortables con la palabra y concepto de la temperatura , aunque su realidad física sea algo completamente diferente. Tiene sentido usar la magnitud física para temas muy concretos de investigación , pero como concepto para tener en la cabeza todo el día ,es demasiado gordo , así que lo simplificamos a temperatura y listo.
El tiempo , es lo mismo que la temperatura. Un concepto simple para describir una realidad compleja.

D

#8 Exacto , muy exacto , suelo decir que la temperatura "tampoco existe" , es decir, en realidad es la energía cinética de las partículas . El frío es en realidad la ausencia de energía cinética de las partículas . Para el día a día de una persona no se puede decir , voy a calentar el café con x,xxx energía cinética jejejejej , sería digno de un capítulo de Bing Bang Theory. Agradable conversación de un sábado por la mañana.