UNIVERSO MEMBRANA
¿Cómo proseguirá en el futuro nuestro viaje en pos de nuevos descubrimientos? ¿Culminaremos nuestra búsqueda de una teoría unificada completa que
gobierne el universo y todo lo que contiene? De hecho, podría
ser que ya hubiéramos identificado la Teoría de Todo en la teoría M. Por lo que sabemos hasta ahora, ésta no tiene una
formulación única pero hemos descubierto una red de teorías aparentemente
diferentes, todas las cuales parecen aproximaciones en diversos límites a una
misma teoría subyacente. La situación es
semejante, por ejemplo, al caso de la gravitación, en que la teoría de Newton
es una aproximación a la teoría de la relatividad general de Einstein en el
límite en que el campo gravitatorio se hace pequeño. La teoría M es como un rompecabezas: es relativamente fácil identificar y
ensamblar las piezas de sus bordes, es decir, estudiar la teoría en los límites
en que alguna magnitud se hace pequeña. Pero aunque tenemos una idea bastante
buena de estos bordes, en el centro del rompecabezas
de la teoría M queda un agujero donde no sabemos qué está pasando. No podemos
pretender haber hallado realmente la Teoría de Todo
hasta que hayamos completado este agujero.
¿Qué hay en el centro
de la teoría M? ¿Encontraremos dragones (o algo
tan extraño como ellos), como en los mapas antiguos de las tierras
inexploradas? La experiencia sugiere que es muy probable que hallemos fenómenos
nuevos e inesperados cuando extendamos el dominio de nuestras observaciones a
escalas más reducidas. A comienzos del siglo XX, comprendíamos el
funcionamiento de la naturaleza a las escalas de la física clásica, que resulta
adecuada para distancias que van desde las separaciones interestelares hasta
aproximadamente una centésima de milímetro. La física clásica consideraba la
materia como un medio continuo con propiedades como la
elasticidad y la viscosidad, pero empezaron a surgir evidencias de que la
materia no es continua sino granular: está formada por pequeños bloques
constituyentes llamados átomos. La palabra átomo procede del griego y significa
indivisible, pero pronto se descubrió que los átomos están formados por
electrones que giran alrededor de un núcleo compuesto por protones y neutrones.
Las investigaciones
de los primeros treinta años del siglo XX en física atómica llevaron nuestra
comprensión hasta escalas de la millonésima de milímetro. Entonces descubrimos
que los protones y los neutrones están formados a su vez por partículas aún más
pequeñas, llamadas quarks.
Las
investigaciones recientes en física nuclear y de altas
energías nos han conducido a escalas mil millones de veces más pequeñas.
Parecería que podríamos seguir indefinidamente, y descubrir nuevas estructuras a escalas cada vez más reducidas. Sin embargo, hay un límite a esta serie, tal como lo hay en las series de
muñecas rusas en el interior de otras muñecas rusas.
Al final, se llega a la muñeca más pequeña, que ya no es posible abrir. En física, la muñeca más pequeña
es la llamada escala de Planck. Para sondear distancias más pequeñas necesitaríamos
partículas de energías tan elevadas que se encerrarían en agujeros negros. No sabemos exactamente cuál es la longitud
fundamental de Planck en la teoría M, pero podría ser del
orden de un milímetro dividido por cien millones de billones de billones. Los
aceleradores de partículas capaces de sondear distancias tan pequeñas tendrían
que ser tan grandes como el sistema solar, y por lo tanto no podemos
construirlos, ni es probable que fueran aprobados en el presente clima
financiero .
Sin embargo, ha
habido un nuevo desarrollo muy interesante según el
cual podríamos descubrir algunos de los dragones de la teoría M de una manera
más fácil (y más barata). En la red de modelos matemáticos de la teoría M el espacio-tiempo tiene
diez u once dimensiones. Hasta hace muy
poco, creíamos que las seis o siete dimensiones adicionales estarían enrolladas
con radio muy pequeño. Pasaría como con los cabellos.
Si observamos un cabello con una lupa, podemos ver que tiene un cierto
diámetro, pero a simple vista parece una línea muy fina, sin otra dimensión que
la longitud. Algo parecido podría ocurrir con el espacio-tiempo: a las escalas
humana, atómica o incluso de la física nuclear, éste parecería
cuadridimensional y aproximadamente plano. En cambio,
si lo sondeáramos a escalas muy pequeñas utilizando
partículas de energía muy elevada, deberíamos ver que tiene diez u once
dimensiones.
Si todas las
dimensiones adicionales fueran muy pequeñas, sería muy difícil llegarlas a observar. Sin embargo, recientemente se ha sugerido que
algunas de las dimensiones adicionales podrían ser comparativamente grandes o
incluso infinitas. Esta idea tiene la gran ventaja de poder ser sometida a
prueba en la próxima generación de aceleradores de partículas o mediante
medidas muy precisas del comportamiento de la fuerza
de la gravedad a distancias muy pequeñas. Tales observaciones
podrían delatar si la teoría está equivocada o confirmar experimentalmente la
presencia de otras dimensiones extensas.
La idea de
dimensiones adicionales extensas resulta muy excitante para nuestra búsqueda del modelo o teoría última. Implica que vivimos en un universo
membrana, es decir, una superficie o membrana cuadridimensional en un
espacio-tiempo de dimensionalidad más elevada.
La materia y las
fuerzas no gravitatorias, como por ejemplo la fuerza
eléctrica, estarían confinadas en dicha membrana. Así pues, todo lo que no
fuera gravitación se comportaría como si estuviera en
cuatro dimensiones. En particular, la fuerza eléctrica entre un
núcleo atómico y los electrones que giran a su alrededor disminuiría con la
distancia en la forma adecuada para que los átomos sean estables frente a una
posible caída de los electrones hacia el núcleo.
Ello concordaría
con el principio antrópico según el cual el universo debe resultar adecuado
para la existencia de vida inteligente: si los átomos no fueran estables, no
estaríamos aquí para observar el universo y preguntarnos por qué es
cuadridimensional.
En cambio, la
gravedad, en forma de curvatura del espacio, permearía todo el volumen del
espacio-tiempo de dimensionalidad superior. Ello significaría que se
comportaría de manera diferente a las otras fuerzas que experimentamos: como la
gravedad se diseminaría por las dimensiones adicionales, disminuiría con la
distancia más rápidamente de lo que esperaríamos.
Si esta disminución
más rápida de la fuerza gravitatoria se extendiera a distancias astronómicas,
ya habríamos notado sus efectos en las órbitas de los planetas. De hecho, éstas
resultarían inestables, los planetas caerían al Sol o escaparían a la oscuridad
y el frío interestelares.
Pero esto no
ocurriría si las dimensiones adicionales terminasen en otra membrana no muy
distante de la nuestra. En este caso, la gravedad no podría esparcirse
libremente a distancias mayores que la separación entre dichas membranas y
quedaría confinada efectivamente en ellas, como ocurre con las fuerzas
eléctricas, y por lo tanto disminuiría con la distancia en la forma adecuada
para la estabilidad de las órbitas planetarias.
En cambio, a
distancias menores que la separación entre las membranas, la gravedad variaría
más rápidamente. Las minúsculas fuerzas gravitatorias entre objetos pesados han
sido medidas con precisión en el laboratorio, pero todavía no se han detectado
efectos atribuibles a la existencia de membranas separadas menos de unos pocos
milímetros. Actualmente se
están efectuando mediciones a distancias más cortas.
En esta interpretación, viviríamos en una membrana pero habría otra
membrana «sombra» en sus proximidades. Como la luz estaría confinada en las membranas
y no se propagaría en el espacio entre ellas, no podríamos ver el universo
«sombra», pero notaríamos la influencia gravitatoria de su materia. En nuestra
membrana, parecería que dicha influencia es debida a fuentes realmente
«oscuras», en el sentido de que la única manera de detectarlas sería a través
de su gravedad. De hecho, para explicar la velocidad con que las estrellas
giran alrededor del centro de nuestra galaxia, parece
que tenga que haber mucha más masa que la que corresponde a la materia que
observamos.
La masa que falta
podría proceder de algunas especies exóticas de partículas, como
las WIMP (weakly interacting massive particles, partículas con masa ligeramente
interaccionantes) o axiones (partículas elementales muy ligeras). Pero también
podría constituir un indicio de la existencia de un
universo sombra que contuviera materia —y,
quizás, humanos tridimensionales que se preguntan por la masa que parece faltar
en su universo para explicar las órbitas de las estrellas sombra alrededor del
centro de la galaxia sombra.
Otra posibilidad,
en vez de que las dimensiones adicionales terminen en una segunda membrana, es
que sean infinitas pero muy curvadas, en forma de silla de montar. Lisa Randall
y Raman Sundrum demostraron que este tipo de curvatura actuaría como una
segunda membrana: la influencia gravitatoria de los objetos de la membrana
quedaría confinada en las vecindades de ésta en lugar de extenderse hasta el
infinito en las dimensiones adicionales. Tal como en el modelo del universo
membrana sombra, el campo gravitatorio disminuiría con la distancia en una
forma consistente con la estabilidad de las órbitas planetarias y con las
medidas de laboratorio de la fuerza gravitatoria, pero a distancias cortas la
gravedad variaría más rápidamente.
Hay, sin embargo,
una diferencia importante entre el modelo de Randall-Sundrum y el de la
membrana sombra. Los cuerpos que se mueven bajo la influencia de la gravedad
producen ondas gravitatorias, ondulaciones de curvatura que se desplazan en el
espacio-tiempo a la velocidad de la luz. Tal como ocurre con las ondas
electromagnéticas de la luz, las ondas gravitatorias deberían transportar
energía, predicción que ha sido confirmada por las observaciones efectuadas sobre
el pulsar binario PSR 1913+16.
Si en efecto
vivimos en una membrana en un espacio-tiempo con dimensiones adicionales, las
ondas gravitatorias producidas por el movimiento de los cuerpos en la membrana
se propagarían en las restantes dimensiones. Si hubiera una segunda membrana
sombra se reflejarían en ella y quedarían atrapadas entre ambas membranas. En
cambio, si sólo hay una membrana y las dimensiones adicionales se prolongan
indefinidamente, como en el modelo de Randall-Sundrum, las ondas gravitatorias
se escaparían y drenarían energía de nuestro universo membrana.
Esto parecería
violar uno de los principios fundamentales de la física: la Ley de Conservación
de la Energía, que afirma que la cantidad total de energía permanece constante.
Sin embargo, esta violación sería tan sólo aparente, y se debería a que nuestra
perspectiva de los acontecimientos estaría restringida a la membrana. Un ángel
que pudiera ver las dimensiones adicionales sabría que la energía total
seguiría siendo la misma, sólo que más diseminada.
Las ondas
gravitatorias producidas por dos estrellas que giran una alrededor de la otra
tendrían una longitud de onda mucho mayor que el radio de curvatura de la silla
de montar de las dimensiones adicionales. Ello significaría que estarían confinadas
en una vecindad muy próxima a la membrana —como la propia fuerza gravitatoria—
y no se esparcirían mucho en las dimensiones adicionales ni drenarían mucha
energía de la membrana. En cambio, las ondas gravitatorias de longitud menor
que la escala de curvatura de las dimensiones adicionales esca-parían
fácilmente de las proximidades de la membrana.
Las únicas fuentes
de cantidades significativas de ondas gravitatorias de pequeña longitud de onda
son, probablemente, los agujeros negros. Un agujero negro en la membrana se
extendería como agujero negro en las dimensiones adicionales. Si fuera pequeño,
sería casi redondo: es decir, penetraría en las dimensiones adicionales una
distancia prácticamente igual a su radio en la membrana. En cambio, un agujero
negro que fuera grande en la membrana se extendería como un buñuelo aplanado,
es decir, quedaría confinado a las proximidades de la membrana y por lo tanto
sería mucho menos grueso en las dimensiones adicionales que su radio en la
membrana.
La teoría cuántica
implica que los agujeros negros no son completamente negros, sino que emiten
partículas y radiación de todas clases, como lo hacen todos los cuerpos
calientes. Las partículas y la radiación de la luz serán emitidas a lo largo de
la membrana, porque la materia y las fuerzas no gravitatorias como la
electricidad están confinadas en ella. Sin embargo, los agujeros negros también
emiten ondas gravitatorias, que no estarían confinadas en la membrana sino que
también se propagarían en las dimensiones adicionales. Si el agujero negro
fuera grande y aplanado, las ondas gravitatorias permanecerían cerca de la
membrana. Ello significaría que el agujero negro perdería energía (y por lo
tanto masa, según la relación E = mc2) con el ritmo que cabría
esperar en un espacio-tiempo cuadridimensional. Por lo tanto, se evaporaría
lentamente y se encogería hasta reducirse por debajo del radio de curvatura de
las dimensiones adicionales. Alcanzado este punto, las ondas gravitatorias emitidas por el agujero
negro empezarían a escapar libremente a las dimensiones adicionales. Para un espectador confinado en la membrana, parecería que el
agujero negro emite radiación oscura, que no puede ser observada directamente
en la membrana pero cuya existencia puede ser inferida de la pérdida de masa
del agujero negro.
Por lo tanto, el
estallido final de radiación de la evaporación de un
agujero negro parecería menos potente de lo que es en realidad. Esto podría ser
una razón de que no hayamos observado explosiones de rayos gamma que puedan ser
atribuidas a agujeros negros moribundos, aunque otra
explicación, más prosaica, podría ser que no haya muchos agujeros negros con
masa suficientemente baja para evaporarse en la edad actual del universo.
La radiación de
los agujeros negros de los universos membrana se debe a las fluctuaciones
cuánticas de las partículas que entran y salen de la membrana, pero ésta estará
sujeta a su vez, como todas las otras cosas del universo, a fluctuaciones
cuánticas. Dichas
fluctuaciones provocarían la aparición y desaparición espontánea de membranas. La creación cuántica de una membrana se parecería
en cierto modo a la formación de una burbuja de vapor en agua hirviendo. El agua líquida está formada por miles de millones de moléculas de
H2O unidas por la atracción entre vecinos próximos. A medida que el agua
se calienta, las moléculas se desplazan más rápidamente y rebotan las unas
contra las otras con mayor energía. En algunas
ocasiones, estas colisiones dan a las moléculas velocidades tan elevadas que
algunas de ellas se liberan de sus enlaces y forman una diminuta burbuja de
vapor rodeada de agua. Esta burbuja crecerá (o se encogerá) de manera aleatoria
a medida que nuevas moléculas del líquido se vayan uniendo a las del vapor (o
viceversa). La mayoría de las burbujitas de vapor se volverán a colapsar en el
líquido, pero algunas de ellas superarán un cierto tamaño crítico por encima
del cual es casi seguro que sigan creciendo. Estas burbujas grandes en expansión son las que
observamos cuando el agua hierve.
El comportamiento de los universos membrana sería parecido. El principio de
incertidumbre permitiría que se formaran universos membrana a partir de nada, como burbujas cuya superficie sería la membrana y cuyo
interior sería el espacio de dimensionalidad superior. Las burbujas muy pequeñas tenderían a colapsarse de nuevo y a
desaparecer, pero es probable que las que crecieran, por fluctuaciones
cuánticas, por encima de un cierto tamaño crítico siguieran creciendo. La gente
que, como nosotros, viviera en la membrana (la
superficie de la burbuja) creería que el universo se está expandiendo. Sería como pintar galaxias en la superficie de un globo y soplarlo. Las
galaxias se separarían pero ninguna de ellas correspondería al centro de la
expansión.
Según la propuesta
de ausencia de contornos, la creación espontánea de un universo membrana
tendría, en el tiempo imaginario, una historia parecida a una cáscara de nuez:
es decir, una esfera cuadridimensional, como la superficie de la Tierra pero
con dos dimensiones más. La diferencia esencial es que la cáscara de nuez
descrita 3 estaba vacía: la esfera cuadridimensional no era la frontera entre
la nada y las otras seis o siete dimensiones del espacio-tiempo, que según la
teoría M deberían tener tamaños mucho menores que la nuez. En la nueva imagen
de los universos membrana, en cambio, la cáscara de nuez estaría llena: la historia en tiempo imaginario de la membrana en que vivimos
correspondería a una esfera cuadridimensional que sería el límite de una
burbuja de cinco dimensiones con las cinco o seis dimensiones restantes
enrolladas con un radio muy pequeño.
La historia de la
membrana en el tiempo imaginario determinaría su historia en el tiempo real. En
éste, la membrana se expandiría de manera acelerada inflacionaria. La historia
más probable de una burbuja en el tiempo imaginario sería una cáscara de nuez
lisa y perfectamente redonda. Sin embargo, ésta correspondería, en el tiempo
real, a una membrana que se expandiría indefinidamente de manera inflacionaria.
En ella no se formarían galaxias y, por lo tanto, no se desarrollaría vida
inteligente. En cambio, las historias que no fueran perfectamente lisas y
redondas en el tiempo imaginario tendrían probabilidades algo menores, pero
podrían corresponder a un comportamiento en el tiempo real en que la membrana
tendría al principio una etapa de expansión acelerada inflacionaria pero que
después empezaría a frenarse. Durante esta expansión decelerada se podrían
formar galaxias y podría desarrollarse vida inteligente. Así pues, según el
principio antrópico, sólo las cáscaras de nuez con ligeras rugosidades podrían
ser observadas por seres inteligentes que se preguntaran por qué el origen del
universo no fue perfectamente liso.
A medida que la
membrana se expandiera, el volumen del espacio de dimensionalidad superior
contenido en su interior crecería Al final, habría una enorme burbuja rodeada
por la membrana en que vivimos. Pero ¿vivimos realmente en una membrana? Según
la idea de la holografía, la información sobre lo que ocurre en una región del
espacio-tiempo estaría codificada en su frontera. Por lo tanto, quizás vivimos en un universo cuadridimensional porque somos la sombra en
la membrana de lo que está ocurriendo en el interior de la burbuja.
Sin embargo, desde
una perspectiva positivista, no nos podemos preguntar ¿qué es la realidad, una membrana o una burbuja? Ambas son modelos matemáticos que describen
observaciones, y tenemos la libertad de utilizar el modelo que más nos
convenga. ¿Qué hay fuera de la membrana? Hay varias posibilidades:
1. Podría ser que
no hubiera nada. Aunque una burbuja de vapor está rodeada por agua, esto es
sólo una analogía que nos ayuda a visualizar el origen del universo. Podríamos
imaginar un modelo matemático que sólo fuera una membrana con un espacio de
dimensionalidad superior en su interior pero sin absolutamente nada en su
exterior, ni siquiera espacio vacío. Podemos calcular las predicciones del
modelo sin hacer referencia alguna a lo que pasa en el exterior.
2. Podríamos tener
un modelo matemático en que el exterior de una burbuja estuviera pegado al
exterior de otra burbuja similar. En realidad, este modelo equivale
matemáticamente a la posibilidad analizada anteriormente de que no haya nada
fuera de la membrana, pero la diferencia es psicológica: la gente se siente más
satisfecha si está situada en el centro del espacio-tiempo en lugar de hallarse
en sus bordes, pero para un positivista las posibilidades 1 y 2 son iguales.
3. La burbuja
podría expandirse en un espacio que no fuera la imagen especular de lo que hay
en su interior. Esta posibilidad difiere de
las dos anteriores y es más parecida al caso del agua
hirviendo. En ella, se pueden formar y expandir otras
burbujas. Si colisionaran y se unieran con la burbuja en que vivimos, los resultados
podrían ser catastróficos. Incluso se ha sugerido que la
gran explosión inicial podría haber sido producida por una colisión entre
membranas.
Los modelos de
universos membrana son un tema candente de investigación. Son altamente
especulativos, pero ofrecen nuevos tipos de comportamiento que pueden ser
sometidos a pruebas observacionales y podrían explicar porqué la gravedad
parece ser tan débil. Podría ser que en la teoría fundamental la gravedad fuera
muy fuerte, pero que su diseminación en las dimensiones adicionales nos la
hiciera parecer débil a distancias suficientemente grandes en la membrana en
que vivimos.
Una consecuencia de
ello sería que la longitud de Planck, la distancia más corta a la cual podemos
sondear sin producir un agujero negro, sería mucho mayor de lo que se sigue de
la debilidad de la gravedad en nuestra membrana cuadridimensional. La muñeca
rusa más pequeña, la longitud de Planck, podría no ser tan pequeña, después de
todo, y podría estar al alcance de los futuros aceleradores de partículas.
Incluso ya la podríamos haber descubierto si los EEUU no hubieran tenido un
ataque de avaricia en 1994, cuando cancelaron el SSC (Supercolisionador
Superconductor) aunque ya estuviera a medio construir. Otros aceleradores de partículas están siendo construidos actualmente, como el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de
Hadrones) en Ginebra. Con ellos y otras observaciones como
la radiación del fondo cósmico de microondas, deberíamos poder determinar si
vivimos o no en una membrana. Si es así, será presumiblemente
porque el principio antrópico selecciona modelos membrana adecuados entre el
vasto zoológico de universos permitidos por la teoría M.
Glosario
Acelerador
de partículas
Máquina que puede acelerar partículas cargadas e incrementar su energía.
Agujero de
gusano
Tubo fino de
espacio-tiempo que conecta regiones distantes del
universo. Los agujeros de gusano también pueden conectar
universos paralelos o pequeños universos y podrían proporcionar la posibilidad
de viajar en el tiempo.
Agujero negro
Región del
espacio-tiempo de la cual nada, ni siquiera la luz,
puede escapar, debido a la enorme intensidad de su gravedad.
Agujero negro primitivo
Agujero negro creado en el universo primitivo.
Amplitud
Máxima altura de los
picos o máxima profundidad de los valles de una onda.
Antipartícula
Cada tipo de
partícula de materia tiene su antipartícula correspondiente. Cuando una
partícula choca con su antipartícula, se aniquilan ambas y sólo queda energía.
Año-Luz
Distancia recorrida
por la luz en un año.
Átomo
Unidad básica de la
materia ordinaria, formada por un núcleo minúsculo (que consta de protones y
neutrones) rodeado por electrones que giran a su alrededor.
Big Bang (gran
explosión primordial)
Singularidad en
el principio del universo, hace unos quince mil
millones de años.
Big Crunch (gran
implosión final)
Nombre dado a
una forma posible del final del universo, en que todo
el espacio y toda la materia se colapsan y forman una singularidad.
Bosón
Partícula, o patrón de vibración de una cuerda, que tiene espín entero.
Brana
Cada uno de los
objetos extensos que aparecen en la teoría de cuerdas. Una 1-brana es una
cuerda, una 2-brana una membrana, una 3-brana tiene tres dimensiones extensas,
etc. En términos más generales, una p-brana tiene p dimen-siones.
Bucle
temporal
Nombre dado a
las curvas temporales cerradas.
Campo
Algo que existe
en todos los puntos del espacio y del tiempo, en
oposición a una partícula, que sólo existe en un solo punto en un instante
dado.
Campo de
fuerzas
Medio por el cual una fuerza comunica su influencia.
Campo
gravitatorio
Medio por el cual la gravedad comunica su influencia.
Campo
magnético
Campo responsable de las fuerzas magnéticas.
Campos de
Maxwell
Formulación
matemática de las leyes de Gauss, Faraday y Ampére que relacionan la
electricidad, el magnetismo y la luz.
Carga
eléctrica
Propiedad de una
partícula por la cual puede repeler (o atraer) otras partículas que tengan una
carga del mismo signo (o de signo opuesto).
Cero
absoluto
La temperatura
más baja posible, en la cual las substancias no contienen energía térmica,
situada a unos -273 grados en la escala centígrada de Celsius o en el O de la
escala Kelvin.
Tesis de que el universo es finito pero no tiene contornos en el tiempo
imaginario.
Condiciones
de contorno
Estado inicial
de un sistema físico o, con más generalidad, estado de
un sistema en
una frontera espacial o
temporal.
Condiciones
iniciales
Datos que
describen el estado en que comienza un sistema físico.
Tesis de que las
leyes de la física conspiran para impedir que los objetos macroscópicos puedan
viajar en el tiempo.
Cono de luz
Superficie en el
espacio-tiempo que indica las direcciones posibles de los rayos de luz que pasan por un suceso dado.
Conservación de la
energía
Ley de la ciencia
que afirma que la energía (o su equivalente en masa) no puede ser creada ni destruida.
Constante
cosmológica
Recurso
matemático utilizado por Einstein para dar al universo una tendencia innata a
expandirse, y permitir así que la relatividad general admitiera un universo estático.
Constante
de Planck
Piedra angular
del principio de incertidumbre — . el
producto de la incertidumbre en la posición por la incertidumbre en la
velocidad y por la masa tiene que ser mayor que la constante de Planck—. Es representada por el símbolo h.
Contracción de
Lorentz
Característica de
la relatividad especial según la cual un objeto en movimiento parece acortarse
en su dirección de movimiento.
Cosmología
Estudio del
universo como un todo.
Cuanto
Unidad indivisible en que las ondas pueden ser
absorbidas o emitidas.
Cuerda
Objeto
unidimensional fundamental que constituye un
ingrediente esencial de la teoría de cuerdas.
Cuerda
cerrada
Tipo de cuerda que tiene forma de bucle.
Cuerda
cósmica
Objeto largo y
pesado de sección transversal diminuta que podría haber
sido producido durante las etapas primitivas del universo. Actualmente, una
cuerda cósmica podría atravesar toda la longitud del
universo.
Desplazamiento
hacia el azul
Acortamiento de
la longitud de onda de la radiación emitida por un
objeto que se acerca a un observador, debido al efecto Doppler.
Desplazamiento
hacia el rojo
Enrojecimiento
de la radiación emitida por un objeto que se aleja de
un observador, debido al efecto Doppler.
Determinismo
científico
Concepción del
universo, sugerida por Laplace, como un mecanismo de
relojería en que el conocimiento completo del estado en un momento dado permite
la predicción del estado completo en cualquier otro instante anterior o
posterior.
Dilatación
temporal
Característica
de la relatividad especial que predice que el flujo de tiempo será más lento
para un observador en movimiento, o en presencia de un
campo gravitatorio intenso.
Dimensión
enrollada
Dimensión
espacial que está enrollada, deformada o comprimida en una escala tan pequeña
que puede burlar la detección.
Dimensión
espacial
Cualquiera de
las tres dimensiones del espacio-tiempo que tienen
carácter espacial.
Dualidad
Correspondencia entre teorías aparentemente diferentes que conducen a los
mismos resultados físicos.
Dualidad
partícula/onda
Concepto de la
mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre
partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como
ondas y viceversa.
Eclipse de Sol
Se produce
cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, y produce un período de oscuridad que acostumbra a durar unos pocos minutos
en la Tierra. En 1919, la observación de un eclipse
desde el África occidental demostró sin lugar a dudas la relatividad general.
Ecuación de
Schrödinger
Ecuación que rige
la evolución de la función de onda en la teoría cuántica.
Efecto Casimir
Presión atractiva
entre dos placas metálicas planas y paralelas muy próximas entre sí en el
vacío. La presión es debida a una reducción en el número usual de las
partículas virtuales en el espacio comprendido entre las placas.
Efecto Doppler
Variación de la
longitud de onda que se produce cuando un observador se desplaza respecto de
una fuente de radiación.
Efecto fotoeléctrico
Fenómeno en que son
expulsados electrones de una superficie metálica cuando ésta es expuesta a la
luz.
Electrón
Partícula con
carga negativa que gira alrededor de los núcleos atómicos.
Energía del
vacío
Energía que está presente incluso en el espacio aparentemente vacío. Tiene la curiosa propiedad de que, a diferencia de
la masa, su presencia haría que la expansión del
universo se acelerase.
Entropía
Medida del desorden
de un sistema físico: número de redistribuciones de las partes del sistema que
no implican un cambio de su aspecto global.
Espacio
libre
Región de un espacio vacío completamente libre de campos, es decir, en
la cual no actúa ninguna fuerza.
Espacio-tiempo
Espacio cuadrimensional cuyos puntos son los sucesos.
Espectro
Espín
Estado estacionario
Estado fundamental
Éter
Fermión
Figura de
interferencia
Fisión nuclear
Fotón
Fuerza
electromagnética
Fuerza nuclear débil
Fusión nuclear
Gravedad
cuántica
Horizonte de sucesos
Infinito
Inflación
Kelvin
Ley de Moore
Leyes de Newton del
movimiento
Longitud de onda
Longitud de Planck
Macroscópico
Masa
Materia oscura
Mecánica cuántica
Modelo de
Randall-Sundrum
Modelo estándar de la
cosmología
Modelo estándar de la
física de partículas
Neutrino
Particula
elemental
Peso
Principio antrópico
Principio de
exclusión
Principio de
incertidumbre (o de indeterminación)
Principio formulado
por Heisenberg según el cual no podemos conocer con exactitud y simultáneamente
la posición y la velocidad de una partícula. Cuanto mayor es la precisión con que conocemos una, menor es la precisión
con que podemos conocer la otra.
Radiación del fondo
de microondas
Radiactividad
Relatividad especial
Relatividad general
Segundo-luz
Segunda ley de la
termodinámica
Teoría de Yang-Mills
Teoría holográfica
Teoría M
Teoría unificada
Termodinámica
Tiempo absoluto
Tiempo imaginario
Tiempo de Planck
Universo membrana
© 2003 Javier de Lucas