sábado, 7 de julio de 2012

EXPERIMENTO DOBLE RANURA

Experimento de Young

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El experimento de Young, también denominado experimento de la doble rendija, fue realizado en 1801 por Thomas Young, en un intento de discernir sobre la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz. Young comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos rejillas, resultado que contribuyó a la teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz.

Posteriormente, la experiencia ha sido considerada fundamental a la hora de demostrar la dualidad onda corpúsculo, una característica de la mecánica cuántica. El experimento también puede realizarse con electrones, protones o neutrones, produciendo patrones de interferencia similares a los obtenidos cuando se realiza con luz.


Relevancia física

 

Aunque este experimento se presenta habitualmente en el contexto de la mecánica cuántica, fue diseñado mucho antes de la llegada de esta teoría para responder a la pregunta de si la luz tenía una naturaleza corpuscular o si, más bien, consistía en ondas viajando por el éter, análogamente a las ondas sonoras viajando en el aire. La naturaleza corpuscular de la luz se basaba principalmente en los trabajos de Newton. La naturaleza ondulatoria, en los trabajos clásicos de Hooke y Huygens.

Los patrones de interferencia observados restaban crédito a la teoría corpuscular. La teoría ondulatoria se mostró muy robusta hasta los comienzos del siglo XX, cuando nuevos experimentos empezaron a mostrar un comportamiento que sólo podía ser explicado por una naturaleza corpuscular de la luz. De este modo el experimento de la doble rendija y sus múltiples variantes se convirtieron en un experimento clásico por su claridad a la hora de presentar una de las principales características de la mecánica cuántica.

La forma en la que se presenta normalmente el experimento no se realizó sino hasta 1961 utilizando electrones y mostrando la dualidad onda-corpúsculo de las partículas subatómicas (Claus Jönsson, Zeitschrift für Physik, 161, 454; Electron diffraction at multiple slits, American Journal of Physics, 42, 4-11, 1974). En 1974 fue posible realizar el experimento en su forma más ambiciosa, electrón a electrón, comprobando las hipótesis mecanocuánticas predichas por Richard Feynman. Este experimento fue realizado por un grupo italiano liderado por Pier Giorgio Merli y repetido de manera más concluyente en 1989 por un equipo japonés liderado por Akira Tonomura y que trabajaba para la compañía Hitachi. El experimento de la doble rendija electrón a electrón se explica a partir de la interpretación probabilística de la trayectoria seguida por las partículas.

 El experimento

 Formulación clásica

La formulación original de Young es muy diferente de la moderna formulación del experimento y utiliza una doble rendija. En el experimento original un estrecho haz de luz, procedente de un pequeño agujero en la entrada de la cámara, es dividido en dos por una tarjeta de una anchura de unos 0.2 mm. La tarjeta se mantiene paralela al haz que penetra horizontalmente es orientado por un simple espejo. El haz de luz tenía una anchura ligeramente superior al ancho de la tarjeta divisoria por lo que cuando ésta se posicionaba correctamente el haz era dividido en dos, cada uno pasando por un lado distinto de la pared divisoria. El resultado puede verse proyectado sobre una pared en una habitación oscurecida. Young realizó el experimento en la misma reunión de la Royal Society mostrando el patrón de interferencias producido demostrando la naturaleza ondulatoria de la luz.

 Formulación moderna

La formulación moderna permite mostrar tanto la naturaleza ondulatoria de la luz como la dualidad onda-corpúsculo de la materia. En una cámara oscura se deja entrar un haz de luz por una rendija estrecha. La luz llega a una pared intermedia con dos rendijas. Al otro lado de esta pared hay una pantalla de proyección o una placa fotográfica. Cuando una de las rejillas se cubre aparece un único pico correspondiente a la luz que proviene de la rendija abierta. Sin embargo, cuando ambas están abiertas en lugar de formarse una imagen superposición de las obtenidas con las rendijas abiertas individualmente, tal y como ocurriría si la luz estuviera hecha de partículas, se obtiene una figura de interferencias con rayas oscuras y otras brillantes.

Este patrón de interferencias se explica fácilmente a partir de la interferencia de las ondas de luz al combinarse la luz que procede de dos rendijas, de manera muy similar a como las ondas en la superficie del agua se combinan para crear picos y regiones más planas. En las líneas brillantes la interferencia es de tipo "constructiva". El mayor brillo se debe a la superposición de ondas de luz coincidiendo en fase sobre la superficie de proyección. En las líneas oscuras la interferencia es "destructiva" con prácticamente ausencia de luz a consecuencia de la llegada de ondas de luz de fase opuesta (la cresta de una onda se superpone con el valle de otra).

La paradoja del experimento de Young

Esta paradoja trata de un experimento mental, un experimento ficticio no realizable en la práctica, que fue propuesto por Richard Feynman examinando teóricamente los resultados del experimento de Young analizando el movimiento de cada fotón.

Para la década de 1920, numerosos experimentos (como el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton, y la producción de rayos x entre otros) habían demostrado que la luz interacciona con la materia únicamente en cantidades discretas, en paquetes "cuantizados" o "cuánticos" denominados fotones. Si la fuente de luz pudiera reemplazarse por una fuente capaz de producir fotones individualmente y la pantalla fuera suficientemente sensible para detectar un único fotón, el experimento de Young podría, en principio, producirse con fotones individuales con idéntico resultado.

Si una de las rendijas se cubre, los fotones individuales irían acumulándose sobre la pantalla en el tiempo creando un patrón con un único pico. Sin embargo, si ambas rendijas están abiertas los patrones de fotones incidiendo sobre la pantalla se convierten de nuevo en un patrón de líneas brillantes y oscuras. Este resultado parece confirmar y contradecir la teoría ondulatoria de la luz. Por un lado el patrón de interferencias confirma que la luz se comporta como una onda incluso si se envían partículas de una en una. Por otro lado, cada vez que un fotón de una cierta energía pasa por una de las rendijas el detector de la pantalla detecta la llegada de la misma cantidad de energía. Dado que los fotones se emiten uno a uno no pueden interferir globalmente así que no es fácil entender el origen de la "interferencia".

La teoría cuántica resuelve estos problemas postulando ondas de probabilidad que determinan la probabilidad de encontrar una partícula en un punto determinado, estas ondas de probabilidad interfieren entre sí como cualquier otra onda.

Un experimento más refinado consiste en disponer un detector en cada una de las dos rendijas para determinar por qué rendija pasa cada fotón antes de llegar a la pantalla. Sin embargo, cuando el experimento se dispone de esta manera las franjas desaparecen debido a la naturaleza indeterminista de la mecánica cuántica y al colapso de la función de onda.

Condiciones para la interferencia

Las ondas que producen interferencia han de ser "coherentes", es decir los haces provenientes de cada una de las rendijas han de mantener una fase relativa constante en el tiempo, además de tener la misma frecuencia, aunque esto último no es estrictamente necesario, puesto que puede hacerse el experimento con luz blanca. Además, ambos han de tener polarizaciones no perpendiculares. En el experimento de Young esto se consigue al hacer pasar el haz por la primera rendija, produciendo una mutilación del frente de onda en dos frentes coherentes. También es posible observar franjas de interferencia con luz natural. En este caso se observa un máximo central blanco junto a otros máximos laterales de diferentes colores. Más allá, se observa un fondo blanco uniforme. Este fondo no está formado realmente por luz blanca, puesto que si, fijada una posición sobre la pantalla, se pone paralelo a la franja un espectrómetro por el cual se hace pasar la luz, se observan alternadamente franjas oscuras y brillantes. Esto se ha dado en llamar espectro acanalado. Las dos rendijas han de estar cerca (unas 1000 veces la longitud de onda de la luz utilizada) o en otro caso el patrón de interferencias sólo se forma muy cerca de las rendijas. La anchura de las rendijas es normalmente algo más pequeña que la longitud de onda de la luz empleada permitiendo utilizar las ondas como fuentes puntuales esféricas y reduciendo los efectos de difracción por una única rendija.

Resultados observados

Se puede formular una relación entre la separación de las rendijas, s, la longitud de onda λ, la distancia de las rendijas a la pantalla D, y la anchura de las bandas de interferencia (la distancia entre franjas brillantes sucesivas), x

λ / s = x / D

Esta expresión es tan sólo una aproximación y su formulación depende de ciertas condiciones específicas. Es posible sin embargo calcular la longitud de onda de la luz incidente a partir de la relación superior. Si s y D son conocidos y x es observado entonces λ puede ser calculado, lo cual es de especial interés a la hora de medir la longitud de onda correspondiente a haces de electrones u otras partículas.


AGUJEROS NEGROS


 

 

 

Un agujero negro u hoyo negro es una región del espacio cuya enorme densidad, provocada por una gran concentración de masa en su interior, genera un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiación de rayos X, lo cual fue conjeturado por Stephen Hawking en los años 1970 y demostrado en 1976 con el descubrimiento de Cygnus X-1.[3]

La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.

Se conjetura que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos.[5] La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.

Proceso de formación

Los agujeros negros proceden de un proceso de colapso gravitatorio que fue ampliamente estudiado a mediados de siglo XX por diversos científicos, particularmente Robert Oppenheimer, Roger Penrose y Stephen Hawking entre otros. Hawking en su libro divulgativo de 1988 titulado en español Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros repasa algunos de los hechos bien establecidos sobre la formación de agujeros negros.

Dicho proceso comienza posteriormente a la muerte de una gigante roja (estrella de gran masa), llámese muerte a la extinción total de su energía. Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma originando una masa concentrada en un pequeño volumen, convirtiéndose en una enana blanca. En este punto dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la auto atracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro. Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.

En palabras más simples, un agujero negro es el resultado final de la acción de la gravedad extrema llevada hasta el límite posible. La misma gravedad que mantiene a la estrella estable, la empieza a comprimir hasta el punto que los átomos comienzan a aplastarse. Los electrones en órbita se acercan cada vez más al núcleo atómico y acaban fusionándose con los protones, formando más neutrones mediante el proceso:

p^+ + e^- \to n^0 + {\nu}_e

Por lo que este proceso comportaría la emisión de un número elevado de neutrinos. El resultado final, una estrella de neutrones. En este punto, dependiendo de la masa de la estrella, el plasma de neutrones dispara una reacción en cadena irreversible, la gravedad aumenta enormemente al disminuirse la distancia que había originalmente entre los átomos. Las partículas de neutrones implotan, aplastándose más, logrando como resultado un agujero negro. El agujero es una región del espacio-tiempo limitada por el llamado horizonte de sucesos. Los detalles de qué sucede en última instancia con la materia que cae más allá de este horizonte dentro de agujero negro no se conocen porque para escalas pequeñas sólo una teoría cuántica de la gravedad podría explicarlos adecuadamente, pero no existe una formulación completamente consistente para de dicha teoría.

Historia del agujero negro

 

El concepto de un cuerpo tan denso que ni la luz pudiese escapar de él, fue descrito en un artículo enviado en 1783 a la Royal Society por un geólogo inglés llamado John Michell. Por aquel entonces la teoría de Newton de gravitación y el concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calculó que un cuerpo con un radio 500 veces el del Sol y la misma densidad, tendría, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sería invisible. En 1796, el matemático francés Pierre-Simon Laplace explicó en las dos primeras ediciones de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea aunque, al ganar terreno la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada en ediciones posteriores.

En 1915, Einstein desarrolló la relatividad general y demostró que la luz era influida por la interacción gravitatoria. Unos meses después, Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein, donde un cuerpo pesado absorbería la luz. Se sabe ahora que el radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro que no gira, pero esto no era bien entendido en aquel entonces. El propio Schwarzschild pensó que no era más que una solución matemática, no física. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con una masa crítica, (ahora conocida como límite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiación, colapsaría por su propia gravedad porque no había nada que se conociera que pudiera frenarla (para dicha masa la fuerza de atracción gravitatoria sería mayor que la proporcionada por el principio de exclusión de Pauli). Sin embargo, Eddington se opuso a la idea de que la estrella alcanzaría un tamaño nulo, lo que implicaría una singularidad desnuda de materia, y que debería haber algo que inevitablemente pusiera freno al colapso, línea adoptada por la mayoría de los científicos.

En 1939, Robert Oppenheimer predijo que una estrella masiva podría sufrir un colapso gravitatorio y, por tanto, los agujeros negros podrían ser formados en la naturaleza. Esta teoría no fue objeto de mucha atención hasta los años 60 porque, después de la Segunda Guerra Mundial, se tenía más interés en lo que sucedía a escala atómica.

En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se podía impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de agujero negro tomó fuerza con los avances científicos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los púlsares. Poco después, en 1969, John Wheeler[6] acuñó el término "agujero negro" durante una reunión de cosmólogos en Nueva York, para designar lo que anteriormente se llamó "estrella en colapso gravitatorio completo".

Clasificación teórica

Según su origen, teóricamente pueden existir al menos tres clases de agujeros negros:

Según la masa

 Según sus propiedades físicas

Para un agujero negro descrito por las ecuaciones de Albert Einstein, existe un teorema denominado de sin pelos (en inglés No-hair theorem), que afirma que cualquier objeto que sufra un colapso gravitatorio alcanza un estado estacionario como agujero negro descrito sólo por 3 parámetros: su masa M, su carga Q y su momento angular J. Así tenemos la siguiente clasificación para el estado final de un agujero negro:

 Zonas observables

Vision de un artista de un agujero negro con disco de acreción.

 

En las cercanías de un agujero negro se suele formar un disco de acrecimiento, compuesto de materia con momento angular, carga eléctrica y masa, la que es afectada por la enorme atracción gravitatoria del mismo, ocasionando que inexorablemente atraviese el horizonte de sucesos y, por lo tanto, incremente el tamaño del agujero.

En cuanto a la luz que atraviesa la zona del disco, también es afectada, tal como está previsto por la Teoría de la Relatividad. El efecto es visible desde la Tierra por la desviación momentánea que produce en posiciones estelares conocidas, cuando los haces de luz procedentes de las mismas transitan dicha zona.

Hasta hoy es imposible describir lo que sucede en el interior de un agujero negro; sólo se puede imaginar, suponer y observar sus efectos sobre la materia y la energía en las zonas externas y cercanas al horizonte de sucesos y la ergosfera.

Uno de los efectos más controvertidos que implica la existencia de un agujero negro es su aparente capacidad para disminuir la entropía del Universo, lo que violaría los fundamentos de la termodinámica, ya que toda materia y energía electromagnética que atraviese dicho horizonte de sucesos, tienen asociados un nivel de entropía. Stephen Hawking propone en uno de sus libros que la única forma de que no aumente la entropía sería que la información de todo lo que atraviese el horizonte de sucesos siga existiendo de alguna forma.

Otra de las implicaciones de un agujero negro supermasivo sería la probabilidad que fuese capaz de generar su colapso completo, convirtiéndose en una singularidad desnuda de materia.

 La entropía en los agujeros negros

Según Stephen Hawking, en los agujeros negros se viola el segundo principio de la termodinámica, lo que dio pie a especulaciones sobre viajes en el espacio-tiempo y agujeros de gusano. El tema está siendo motivo de revisión; actualmente Hawking se ha retractado de su teoría inicial y ha admitido que la entropía de la materia se conserva en el interior de un agujero negro (véase enlace externo). Según Hawking, a pesar de la imposibilidad física de escape de un agujero negro, estos pueden terminar evaporándose por la llamada radiación de Hawking, una fuente de rayos X que escapa del horizonte de sucesos.

El legado que entrega Hawking en esta materia es de aquellos que, con poca frecuencia en física, son calificados de bellos. Entrega los elementos matemáticos para comprender que los agujeros negros tienen una entropía gravitacional intrínseca. Ello implica que la gravedad introduce un nivel adicional de impredictibilidad por sobre la incertidumbre cuántica. Parece, en función de la actual capacidad teórica, de observación y experimental, como si la naturaleza asumiera decisiones al azar o, en su efecto, alejadas de leyes precisas más generales.

La hipótesis de que los agujeros negros contienen una entropía y que, además, ésta es finita, requiere para ser consecuente que tales agujeros emitan radiaciones térmicas, lo que al principio parece increíble. La explicación es que la radiación emitida escapa del agujero negro, de una región de la que el observador exterior no conoce más que su masa, su momento angular y su carga eléctrica. Eso significa que son igualmente probables todas las combinaciones o configuraciones de radiaciones de partículas que tengan energía, momento angular y carga eléctrica iguales. Son muchas las posibilidades de entes, si se quiere hasta de los más exóticos, que pueden ser emitidos por un agujero negro, pero ello corresponde a un número reducido de configuraciones. El número mayor de configuraciones corresponde con mucho a una emisión con un espectro que es casi térmico.

Físicos como Jacob D. Bekenstein han relacionado a los agujeros negros y su entropía con la teoría de la información.

 Los agujeros negros en la física actual

Se explican los fenómenos físicos mediante dos teorías en cierto modo contrapuestas y basadas en principios incompatibles: la mecánica cuántica, que explica la naturaleza de «lo muy pequeño», donde predomina el caos y la estadística y admite casos de evolución temporal no-determinista, y la relatividad general, que explica la naturaleza de «lo muy pesado» y que afirma que en todo momento se puede saber con exactitud dónde está un cuerpo, siendo esta teoría totalmente determinista. Ambas teorías están experimentalmente confirmadas pero, al intentar explicar la naturaleza de un agujero negro, es necesario discernir si se aplica la cuántica por ser algo muy pequeño o la relatividad por ser algo tan pesado. Está claro que hasta que no se disponga de una física más avanzada no se conseguirá explicar realmente la naturaleza de este fenómeno.

 Descubrimientos recientes

En 1995 un equipo de investigadores de la UCLA dirigido por Andrea Ghez demostró mediante simulación por ordenadores la posibilidad de la existencia de agujeros negros supermasivos en el núcleo de las galaxias. Tras estos cálculos mediante el sistema de óptica adaptativa se verificó que algo deformaba los rayos de luz emitidos desde el centro de nuestra galaxia (la Vía Láctea). Tal deformación se debe a un invisible agujero negro supermasivo que ha sido denominado Sgr.A (o Sagittarius A). En 2007-2008 se iniciaron una serie de experimentos de interferometría a partir de medidas de radiotelescopios para medir el tamaño del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, al que se le calcula una masa 4'5 millones de veces mayor que la del Sol y una distancia de 26.000 años luz (unos 255.000 billones de km respecto de la Tierra).[7] El agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia actualmente sería poco activo ya que ha consumido gran parte de la materia bariónica, que se encuentra en la zona de su inmediato campo gravitatorio y emite grandes cantidades de radiación.

Por su parte, la astrofísica Feryal Özel ha explicado algunas características probables en torno a un agujero negro: cualquier cosa, incluido el espacio vacío, que entre en la fuerza de marea provocada por un agujero negro se aceleraría a extremada velocidad como en un vórtice y todo el tiempo dentro del área de atracción de un agujero negro se dirigiría hacia el mismo agujero negro.

En el presente se considera que, pese a la perspectiva destructiva que se tiene de los agujeros negros, éstos al condensar en torno a sí materia sirven en parte a la constitución de las galaxias y a la formación de nuevas estrellas.

En junio de 2004 astrónomos descubrieron un agujero negro súper masivo, el Q0906+6930, en el centro de una galaxia distante a unos 12.700 millones de años luz. Esta observación indicó una rápida creación de agujeros negros súper masivos en el Universo joven.

La formación de micro agujeros negros en los aceleradores de partículas ha sido informada,[8] pero no confirmada. Por ahora, no hay candidatos observados para ser agujeros negros primordiales.

El mayor

Dejando a un lado los agujeros negros supermasivos que suelen estar en el núcleo de las galaxias y cuya masa son de millones de veces nuestro Sol, el mayor agujero negro de masa estelar conocido hasta la fecha, se descubrió el año 2007 y fue denominado IC 10 X-1. Está en la galaxia enana IC 10 situada en la constelación de Casiopea, a una distancia de 1,8 millones de años luz (17 billones de kilómetros) de la Tierra, con una masa de entre 24 y 33 veces la de nuestro Sol.[9]

Posteriormente, en abril de 2008, la revista Nature publicó un estudio realizado en la Universidad de Turku (Finlandia). Según dicho estudio, un equipo de científicos dirigido por Mauri Valtonen descubrió un sistema binario, un blazar, llamado OJ 287, en la constelación de Cáncer. Tal sistema parece estar constituido por un agujero negro menor que orbita en torno a otro mayor, siendo la masa del mayor de 18.000 millones de veces la de nuestro Sol, lo que lo convierte en el mayor agujero negro conocido. Se supone que en cada intervalo de rotación el agujero negro menor, que tiene una masa de 100 millones de soles, golpea la ergosfera del mayor dos veces, generándose un cuásar. Situado a 3500 millones de años luz de la Tierra,[10] está relativamente cerca de la Tierra para ser un quásar.

El menor

Sin contar los posibles microagujeros negros que casi siempre son efímeros al producirse a escalas subatómicas; macroscópicamente en abril de 2008 el equipo coordinado por Nikolai Saposhnikov y Lev Titarchuk ha identificado el más pequeño de los agujeros negros conocidos hasta la fecha; ha sido denominado J 1650, se ubica en la constelación Ara (o Altar) de la Vía Láctea (la misma galaxia de la cual forma parte la Tierra). J 1650 tiene una masa equivalente a 3,8 soles y tan solo 24 km de diámetro se habría formado por el colapso de una estrella; tales dimensiones estaban previstas por las ecuaciones de Einstein. Se considera que son prácticamente las dimensiones mínimas que puede tener un agujero negro ya que una estrella que colapsara y produjera un fenómeno de menor masa se transformaría en una estrella de neutrones. Se considera que pueden existir muchos más agujeros negros de dimensiones semejantes.

 Chorros de plasma

En abril de 2008 la revista Nature publicó un estudio realizado en la Universidad de Boston dirigido por Alan Marscher donde explica que chorros de plasma colimados parten de campos magnéticos ubicados cerca del borde de los agujeros negros. En zonas puntuales de tales campos magnéticos los chorros de plasma son orientados y acelerados a velocidades cercanas a c (velocidad de la luz), tal proceso es comparable a la aceleración de partículas para crear una corriente de chorro (jet) en un reactor. Cuando los chorros de plasma originados por un agujero negro son observables desde la Tierra tal tipo de agujero negro entra en la categoría de blazar.

Que un agujero negro "emita" radiaciones parece una contradicción, sin embargo esto se explica: todo objeto (supóngase una estrella) que es atrapado por la gravitación de un agujero negro, antes de ser completamente "engullido", antes de pasar tras el horizonte de sucesos, se encuentra tan fuertemente presionado por las fuerzas de marea del agujero negro en la zona de la ergosfera que una pequeña parte de su materia sale disparada a velocidades próximas a la de la luz (como cuando se aprieta fuertemente una naranja: parte del material de la naranja sale eyectado en forma de chorros de jugo, en el caso de los objetos atrapados por un agujero negro, parte de su masa sale disparada centrífugamente en forma de radiación fuera del campo gravitatorio de la singularidad).

Formación de estrellas por el influjo de agujeros negros

Nuevas estrellas podrían formarse a partir de los discos elípticos en torno a agujeros negros; tales discos elípticos se producen por antiguas nubes de gas desintegradas previamente por los mismos agujeros negros; las estrellas producidas por condensación o acreción de tales discos elípticos al parecer tienen órbitas muy elípticas en torno a los agujeros negros supermasivos.

Radiación de Hawking

Hasta principios de 1970 se pensaba que los agujeros negros no emitían directamente ningún tipo de materia, y su destino último era seguir creciendo por la acreción de más y más materia. Sin embargo, una consideración de los efectos cuánticos en el horizonte de sucesos de un agujero llevó a Hawking a descubrir un proceso físico por el cual el agujero podría emitir radiación. De acuerdo con el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica existe la posibilidad de que en el horizonte se formen pares de partícula-antipartícula de corta duración, dado que la probabilidad de que uno de los elementos del par caiga dentro del agujero de manera irreversible y el otro miembro del par escape, el principio de conservación requiere que el agujero disminuya su masa para compensar la energía que se lleva el par que escapa de los aledaños del horizonte de sucesos. Nótese que en este proceso el par se forma estrictamente en el exterior del agujero negro, por lo que no contradice el hecho de que ninguna partícula material puede abandonar el interior. Sin embargo, sí existe un efecto neto de transferencia de energía del agujero negro a sus aledaños, que es la radiación Hawking, cuya producción no viola ningún principio físico.

SOLO OJOS

No trate de ajustar su equipo. Este es un boletín de  libertad de informacion. No se puede rastrear, no se puede detener y es una de las voces libres que quedan en el país.


GATO DE SCHRODINGER

Gato de Schrödinger

Gato de Schrödinger: Un gato, junto con un matraz que contiene un veneno y una fuente radiactiva, se coloca en una caja sellada. Si un contador Geiger detecta la radiación, el frasco se rompe, liberando el veneno que mata al gato. La interpretación de la mecánica cuántica de la Escuela de Copenhague, implica que después de un tiempo, el gato está al mismo tiempo vivo y muerto.


El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario concebido en 1935 por el físico Erwin Schrödinger para exponer una de las consecuencias menos intuitivas de la mecánica cuántica.

 

 

 La propuesta

Schrödinger plantea un sistema formado por una caja cerrada y opaca que contiene un gato, una botella de gas venenoso y un dispositivo que contiene una partícula radiactiva con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, de manera que si la partícula se desintegra, el veneno se libera y el gato muere.

Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo. Según los principios de la mecánica cuántica, la descripción correcta del sistema en ese momento (su función de onda) será el resultado de la superposición de los estados "vivo" y "muerto" (a su vez descritos por su función de onda). Sin embargo, una vez abramos la caja para comprobar el estado del gato, éste estará vivo o muerto.

Ahí radica la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema: sólo la probabilidad de obtener cada resultado. La naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a distintas interpretaciones de carácter especulativo.

La paradoja ha sido objeto de gran controversia tanto científica como filosófica, al punto que Stephen Hawking ha dicho: «cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola», aludiendo al suicidio cuántico, una variante del experimento de Schrödinger.[1]

 Interpretaciones

Siguiendo la interpretación de Copenhague, en el momento en que abramos la caja, la sola acción de observar modifica el estado del sistema tal que ahora observamos un gato vivo o un gato muerto. Este colapso de la función de onda es inevitable en un proceso de medida, y depende de la propiedad observada. Es una aproximación pragmática al problema, que considera el colapso como una realidad física sin justificarlo completamente..

En la interpretación de los «muchos mundos» («many-worlds»), formulada por Hugh Everett en 1957, el proceso de medida supone una ramificación en la evolución temporal de la función de onda. El gato está vivo y muerto a la vez pero en ramas diferentes del universo: ambas son reales, pero incapaces de interactuar entre sí debido a la decoherencia cuántica.

En la interpretación del colapso objetivo, la superposición de estados se destruye aunque no se produzca observación, difiriendo las teorías en que magnitud física es la que provoca la destrucción (tiempo, gravitación, temperatura, términos no lineales en el operador correspondiente...). Esa destrucción es lo que evita las ramas que aparecen en la teoría de los multi universos. La palabra "objetivo" procede de que en esta interpretación tanto la función de onda como el colapso de la misma son "reales", en el sentido ontológico. En la interpretación de los muchos-mundos, el colapso no es objetivo, y en la de Copenhague es una hipótesis ad-hoc.

La interpretación relacional rechaza la interpretación objetiva del sistema, y propone en cambio que los estados del sistema son estados de relación entre el observador y el sistema. Distintos observadores, por tanto, describirán el mismo sistema mediante distintas funciones de onda. Antes de abrir la caja, el gato tiene información sobre el estado del dispositivo, pero el experimentador no tiene esa información sobre lo que ha ocurrido en la caja. Así, para el gato, la función de onda del aparato ya ha colapsado, mientras que para el experimentador el contenido de la caja está aún en un estado de superposición. Solamente cuando la caja se abre, y ambos observadores tienen la misma información sobre lo que ha pasado, las dos descripciones del sistema colapsan en el mismo resultado.

La interpretación asambleística o estadística interpreta la función de onda como una combinación estadística de múltiples sistemas idénticos. La superposición es una abstracción matemática que describe este conjunto de sistemas idénticos; pero cuando observamos un sistema individual, el resultado es uno de los estados posibles. Sin embargo, esta interpretación es incapaz explicar fenómenos experimentales asociados a partículas individuales, como la interferencia de un solo fotón en la versión cuántica del experimento de Young.


viernes, 6 de julio de 2012

TEORIA DE LA EVOLUCION

TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN






Hay sólo dos explicaciones de cómo Ud. y todos los otros seres humanos
llegamos a vivir. Es verdad: sólo dos y no más. Una de ellas dice que el
hombre se originó hace miles de millones de años cuando un cataclismo
impulsó a la materia sin vida a que se transformara en un pequeño ser
viviente. Esta explicación afirma que este microscópico animal sufrió
graduales cambios durante esos miles de millones años, llegando a
constituirse en cada ser viviente que nunca antes vivió, incluyendo a Ud. y
al resto de los hombres.


Ud. conoce esta hipótesis: se llama la evolución. Ud. sabe que esta
hipótesis también dice que cada forma de vida vegetal llegó a la existencia
por accidente. Esto quiere decir que todas las hierbas que Ud. conoce, las
flores, los árboles, todos los procesos asombrosos que ocurren en el mundo
de las plantas, como la fotosíntesis y la polinización, llegaron a la
existencia y continúan como están por puro accidente.



Ud. probablemente cree que la hipótesis de la evolución es verdadera. Ud. la
ve presentada en TV, la oye en la escuela; Ud. la lee en libros y revistas.
Muy probablemente Ud. cree que los seres humanos son simplemente animales
evolucionados de especies inferiores.


Esta página contiene pruebas ciertas de que la evolución no es verdadera.
Contiene pruebas ciertas de que la evolución es imposible. Desafiamos a
cualquier científico en cualquier lugar a que se presente y niegue estos
datos científicos.

Más abajo hay diez razones de por qué la evolución es imposible. (Pregunte a
cualquier maestro de ciencia si cada razón no es 100% verdadera).



1) La asombrosa tierra: un globo de agua, aire, gravedad, calor, suelo y
miles de otras características inexplicables, son tomadas por los
evolucionistas puros como sucedidas por accidente antes de que la era de la
evolución hubiera comenzado. No es nada científico basar una teoría en algo
imposible, y es imposible fuera de todo análisis racional sostener que la
tierra (! y todo el universo !) adquirió su equilibrio, su complejidad,
precisión y volumen accidentalmente. Sin embargo la evolución pura comienza
sosteniendo que esta magnífica tierra sólo llegó a ser como es por
accidente. Esta no es una asunción científica, y cualquiera que diga que lo
es, está dando a Ud. una opinión no científica.



2) No es científico decir que la vida viene de materia muerta. Este
concepto, llamado "generación espontánea" es sencillamente rechazado por los
científicos. Sin embargo la evolución está basada justamente en esta idea
rechazada. En un tiempo no había vida; solamente materia muerta. Eso es lo
que se llama "generación espontánea", un mito no científico. ¿Cree Ud. que
es correcto apoyarla como verdadera por TV, las escuelas, los libros y las
revistas?



3) La hipótesis de la evolución está basada también en la posición de que la
vida evolucionó muy gradualmente tras miles de millones de años durante los
cuales las condiciones en la tierra permanecieron virtualmente invariables.
Esto se llama el "uniformismo". La evidencia muestra claramente que la
tierra ha sufrido cambios violentos (vegetación tropical en las regiones
polares, conchas marinas en las altas montañas, animales congelados tan
rápidamente que todavía tiene alimento sin digerir en sus estómagos, etc.).
Las escuelas deben dejar de ensañar a sus alumnos la evolución como
científica. LA EVOLUCION NO ES CIENTIFICA. !Es anti-intelectual creer algo
que puede ser probado como imposible!



4) La Selección Natural fue la idea principal de Darwin de cómo sucedió la
evolución: los más fuertes y capaces sobreviven, y los menos aptos mueren.
!Muy bien! ¿Pero dónde está la evolución en esto? Porque un determinado
conejo pueda correr más rápido o saltar más alto y así pueda vivir y
reproducir más conejos, de ninguna manera implica que el conejo (ni su
prole) sería más apto y no más apto para sobrevivir. La "selección natural"
no puede explicar la evolución.



5) Por muchos años, los científicos evolucionistas trataron de sostener que
las mutaciones explican cómo sucedió la evolución. Actualmente se sabe y es
admitido por los científicos que las mutaciones son dañosas y/o mortales.
Hoy se ha probado que las mutaciones dañan o matan, más que mejorar, como
sostiene la teoría de la evolución. Todavía los evolucionistas creen que una
en cientos de miles o en un millón de mutaciones es útil, y que ese
accidente ha seleccionado éstas y las ha transformado e toda la vida que
existe. Nadie ha visto nunca una mutación positiva, y nadie puede describir
una. Las mutaciones no pueden explicar la evolución, y quien dice que puede
ser no está hablando como un científico.



6) Estudiantes, ¿Cuántas veces han visto y oído que los científicos probaron
la evolución en los restos fósiles, en los huesos? Aquí está la verdad; que
algún científico lo niegue si puede: No hay un hueso en todo el mundo que
pueda probar que un animal evolucionó en otro. Todas las ilustraciones que
hay en tus libros para convencerte de que el hombre evolucionó de criaturas
tipo mono (el hombre de Java, el hombre de Neanderthal, el hombre de
Nebraska), todo ha sido comprobado no ser el eslabón perdido. Ha sido
probado que son ya monos, ya hombres, pero no son monos transformándose en
hombres. !El así llamado hombre de Nebraska fue estructurado sobre la
evidencia de un diente que resultó ser el diente de un cerdo extinguido! No
hay mono-hombres porque la evolución es un gran engaño. La supuesta
evolución del caballo, eohippus, la cual, sin dudas, está en tu libro de
ciencia, ha sido probada como imposible. ¿Su libro no le cuenta que Haeckel
fue rechazado de la universidad por desnaturalizar la verdad acerca de los
embriones? ¿Te cuenta que exhaustivos experimentos probaron más allá de toda
duda que las mutaciones nunca pueden explicar la evolución? Pide a tu
profesor de ciencias que te hable acerca de las grandes decepciones que no
pueden mantenerse bajo el nombre de ciencia. Todos los fósiles muestran
especímenes completos. No hubo cambio en ninguno. Los verdaderos científicos
deben ver los restos fósiles y admitir que ningún fósil que haya sido
descubierto muestra un animal transformándose en otro.



7) Es un hecho científico incuestionable que dos clases distintas de
animales ni pueden reproducirse. Este proceso puede observarse con las mulas
estériles y ciertos frutales híbridos. Otra vez, la evolución sostiene que
sucede lo que no sucedió, ni puede suceder, - aún con un plan cuidadoso-
mucho menos por accidente.



8) El ADN (abreviatura del ácido desoxirribonucleico) prueba que la
evolución es imposible. El ADN, una simple manchita del tamaño de un punto
al final de una oración, cuando Ud. primeramente fue concebido contiene toda
la información acerca de cómo va a ser Ud. cuando crezca. ¿Puede algo
semejante suceder por accidente? Su ADN "sabe" qué color será su pelo, el
color de sus ojos, cuál será su altura, todo lo que Ud. es y será. Sin
embargo, la idea evolucionista está basada en el tipo de cambio no permitido
por el ADN. ¿Pueden seguir siendo enseñadas tales ideas como científicas por
personas honradas?



9) Dos leyes de la Física (la ley de la Conservación de la Materia/Energía,
y la ley del Aumento de Entropía) contradicen abiertamente la teoría de la
Evolución. Todo conocimiento de Ciencia dice que estas leyes son
inflexibles. Son leyes científicas. No son hipótesis. No obstante, la
hipótesis de la evolución exige leyes que estas leyes de hierro se destruyan
y que se pongan a un lado. La energía por sí misma no produce sistemas
complejos en funcionamiento. !Esto necesita en plan y quien lo planee!
Grandes períodos de tiempo no hacen que las cosas mejoren (que se vuelvan
más complejas), como sostiene la teoría de la evolución. Por el contrario,
grandes períodos de tiempo causan decadencia y degeneración, lo opuesto a la
evolución. La Primera y Segunda Ley de Termodinámica prueban que la
evolución es imposible.



10) Las matemáticas prueban que la evolución es imposible. Las computadoras
prueban que la evolución es imposible. Carlos Eugenio Guye, un matemático
suizo, ha calculado la posibilidad de que una molécula de una simple
proteína haya sido formada por accidente, de 1 en 10 seguido de 320 ceros.
Otro matemático, el Dr. Mueller, estimó la probabilidad de la evolución de
un caballo, de 1 en 1 seguido por un millón de ceros, (este número
requeriría 1500 páginas para escribirlo!). Entonces la señora del caballo ha
tenido que evolucionar al mismo tiempo y en el mismo lugar, ¿no es así? ¿Qué
sucedió entonces con el resto de los reinos animal y vegetal? Comienzas a
ver por qué la teoría de la evolución no tiene credibilidad. Una persona
tiene que negar toda ciencia y toda lógica para creer que la teoría de la
evolución pueda explicar la vida sobre la tierra.



Al comienzo de este estudio se estableció que había solamente dos
explicaciones de cómo todo llegó a la existencia. Ud. ha visto una de estas
explicaciones, la explicación accidental o evolución no es científica. La
ciencia, aunque tiene limitaciones definidas puede probar que la evolución
es un gran engaño anticientífico. La ciencia, si ha de servir a la verdad,
debe cooperar en la corrección de este gran error.


Una vez que la evolución esté probada ser no científica, esto es lo que
sabremos: que la vida y todo lo demás que existe es el resultado de un plan
más bien que de un accidente. Ya sabemos que donde hay un plan hay un
planificador. De aquí sabremos que la vida y todo lo demás fue planeado y
tiene Quién lo planeó.


Ud. es parte de u maravilloso plan que tiene significado y propósito hasta
en el más pequeño detalle. Ya es hora de probarlo a todo el mundo.


La Creación es un parte inseparable de la Biblia y la hipótesis de la
evolución se pone en contradicción con lo que la Palabra de Dios enseña. Por
otra parte, Jesucristo el Redentor y Salvador y total fundamento de la
Biblia, nunca dio a entender que el hombre sea un animal desarrollado, por
el contrario afirmó con toda su autoridad que "al principio de la creación,
varón y hembra los hizo Dios (San Marcos 10:6).


EL BOSON DE HIGGS


El bosón de Higgs, la partícula de Dios

Ha sido la noticia científica de la semana, del año y, quizás, del siglo. Pero para la mayoría, no está claro por qué. El catedrático de Física Aplicada aporta su perspectiva sobre el probable descubrimiento del bosón de Higgs.

Esta partícula estaría por todas partes en el universo, formando un gran campo con el que otras partículas con masa interactúan. Precisamente sería ésta la pieza que explicaría por qué todo lo que nos rodea y somos tiene materia.

Simplificando, los bosones son partículas que, como la de la luz, transmiten información. Los fermiones son los responsables de que haya masa. Pero sería el bosón de Higgs el que serviría de pegamento de los últimos y determinaría que se formase materia el algún punto, inmediatamente después del 'Big Bang'.

Los físicos han descubierto su partícula. Alguien quiso bautizarla como la partícula de Dios. Nada más absurdo, el hecho de que la ciencia avance un paso más allá, confirmando teorías, no supone que se haya descubierto el misterio de la creación. Pero si se constata que los físicos son mucho más religiosos que otros científicos. Porque con sus estudios rozan el umbral de lo inaprensible.  Y por mucho que encontremos leyes que nos explican el funcionamiento de este universo maravilloso en el que tiene lugar nuestra existencia terrena. Lo cierto es que siempre habrá lugar para Dios.

Así lo han expresado grandes científicos que son también sacerdotes o religiosos. No hay una dualidad ciencia-fe, más bien existe la simbiosis perfecta entre ambos términos. En ellos cabe lo extraordinario y, cuanto más conocemos las leyes por las que se rige la naturaleza, más sorprendidos quedamos de la enorme complejidad y perfección que subyacen en las mismas. Estamos ahora a un paso de entrar en otra dinámica. Con esa partícula, según he podido leer, podemos ya pensar en hacer realidad el sueño de viajar a la velocidad de la luz, incluso la imaginación se atreve con los viajes a través del tiempo.

Lo maravillo es que el ser humano es capaz de imaginar algo que luego convierte en realidad. Las fantasías de Julio Verne propias de la literatura de ciencia ficción en su tiempo, pasaron a formar parte de la realidad.

Dios se hizo hombre y nos sigue acompañando a través de la historia de la humanidad. Ese designio divino se sitúa en una zona geográfica de la Tierra y en una época histórica determinada. Su mensaje de salvación se dirige a toda la humanidad y nada puede ser ajeno a su voluntad. De manera que sus palabras siguen teniendo actualidad para todo pueblo y nación.

Desde hace un año se esperaba este descubrimiento del “bosón de Higgs” la clave para entender la estructura fundamental de la materia y la que atribuye la masa a todas las demás, según la teoría llamada del “modelo estándar” En otras palabras sería la pieza clave del rompecabezas que permitiría comenzar a explicar de qué está hecho el Universo. Un paso de gigante y un paso de pulga, según tal y como ahora se ven las cosas. No cabe duda que entender el origen del Universo nos llevará siempre a ese aforismo que afirma “dentro del desorden siempre hay un orden”. Y para los creyentes ese orden está en manos de Dios. Desde la Ilustración podemos asegurar que la iglesia no teme a la ciencia. La teología explica a Dios según sus reglas que son filosóficas, la ciencia trata de ir tras la explicación de todo aquello que nos rodea. De manera que aunque plantee hipótesis sabe bien cuál es su límite empírico.

Bienvenidas sean las aportaciones de los físicos a este mundo maravilloso que nos ha sido regalado con el don de la vida. Sabernos deudores de un gran milagro nos hace más humildes, aunque ese milagro tenga sus propias reglas científicas. En definitiva nos acerca más a Dios, nos maravilla, si cabe mucho más de lo que estábamos antaño.


jueves, 5 de julio de 2012

LA CIENCIA Y LA BIBLIA

Armonía en la Física - "El Universo fue creado a partir de cosas invisibles"

En Hebreos 11:3 leemos: "Por la fe entendemos que el universo fue fundado por la palabra de Dios, de modo que las cosas que se ven fueron hechas de las cosas que no se veían". (Ver además Colosenses 1:17 y Nehemías 9:6.)

La palabra "cosas" es usada en el lenguaje griego para describir lo "más pequeño y diminuto" "lo más elemental" "las partes más básicas de algo". Estos versos nos enseñan que "todas las cosas" se mantienen y se sostienen por el poder inherente puesto en ellas. "De modo que las cosas que se ven fueron hechas de las cosas que no se veían". En otras palabras, el material del universo, en su estado más básico realmente no es físico, si no que está compuesto por "cosas invisibles" "cosas que no se pueden ver", según otras versiones. Los hombres de "ciencia" del pasado han intentado razonar y pensaban que las cosas visibles habían sido hechas de otras cosas visibles y que estas cosas podían ser explicadas completa y fielmente en términos de leyes mecánicas y otros modelos.

No obstante, en el Siglo 20 ha habido una explosión del conocimiento (Por favor, ver Daniel 12:4, y lea el versículo completo 2 ó 3 veces), y se ha descubierto, gracias a la física atómica, una pequeña galaxia de partículas girando alrededor de un núcleo.

La distancia de estas partículas giratorias al núcleo es de !aproximadamente la misma distancia o radio de la tierra al sol! En otras palabras, el átomo en su mayoría está compuesto de espacio, y la materia está compuesta de átomos. Por tanto, el hombre en su mayoría está compuesto de espacio o ¡substancias no-físicas!.






¡LA MATERIA EXISTENTE EN UN CUERPO HUMANO EN REALIDAD ES MENOR QUE LA CABEZA DE UNA AGUJA!


No es hasta recientemente cuando los científicos se han dado cuenta de que toda la materia se mantiene unida por atracción (fuerza de cohesión), y por energía. O sea por "cosas que no se ven". La ciencia cada día descompone más y más el átomo y la tendencia luce presentar el dilema de que en realidad ¡nada es físico o tangible, si no energía! POR FAVOR CONSIDERE ESTA ESCRITURA BIBLICA:






"Cristo es la imagen visible de Dios, que es invisible; es su Hijo primogénito, anterior a todo lo creado. En él (Cristo) Dios creó todo lo que hay en el cielo y en la tierra, tanto lo visible como lo invisible, así como los seres espirituales que tienen dominio, autoridad y poder. Todo fue creado por medio de él y para él. Cristo existe antes que todas las cosas, y por él se mantiene todo en orden". Col. 1:16