COSMOS: Modelos y teorías: El Universo - 3ª parte
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Cosmos

MODELOS Y TEORÍAS DEL UNIVERSO

El Universo - 3ª parte


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La teoría inflacionaria

a teoría generalmente aceptada del big-bang, por la cual el Universo surgió de una Gran Explosión inicial que expandió la materia contenida en un punto de extrema condensación, dejó no obstante algunos problemas sin resolver. Para ello, el físico estadounidense Alan Guth desarrolló a principios de 1980 la Teoría Inflacionaria, que intenta explicar como se produjeron los acontecimientos durante los primeros momentos de la creación del Universo.

Uno de los puntos oscuros de la teoría del big-bang es el relativo a la uniformidad que presenta el actual Universo, el cual se explica difícilmente si se admite la rapidez de expansión de la materia desde el primer momento, que no permitiría desarrollar tal uniformidad. Otro punto a tener en cuenta, es que las leyes físicas normales no podrían aplicarse al estado en que se encontraría la materia en aquellos tiempos en que se produjo la explosión.

Alan Guth se apoyó en trabajos de notables físicos, como los estudios de Stephen Hawking sobre campos gravitatorios ultrafuertes existentes en las proximidades de los agujeros negros, que demuestran que la materia del Universo podría haberse creado a partir de fluctuaciones cuánticas dentro de un espacio "vacío". Guth recurre pues a la Teoría del Campo Unificado (véase más abajo), para explicar el estado primigenio de la materia, de la que partirían las condiciones iniciales para producirse la Gran Explosión. En una zona del desordenado estado original de la materia, se podría haber producido un rápido abultamiento que permitiría la formación de un Universo visible.

Teoría del campo unificado

La obra desarrollada por Alan Guth (teoría inflacionaria) para explicar el estado de la materia previa a la Gran Explosión, toma como referencia la Teoría del Campo Unificado. Esta teoría física unifica varias o las cuatro fuerzas fundamentales, o interacciones conocidas, en sencillas leyes generales. La creencia de que cualquier fenómeno físico debería poder ser explicado partiendo de una unidad primigenia, llevó al intento de desarrollo de esta teoría, partiendo de la evidencia de que todas las interacciones de la materia que se pueden observar, están regidas por cuatro fuerzas fundamentales: gravitación, electromagnetismo, interacción fuerte (la que mantiene unidos los núcleos del átomo), e interacción débil (la que permite procesos de tipo nuclear, como la desintegración beta).

Albert Einstein intentó desarrollar una teoría unificada para las fuerzas electromagnética y gravitatoria, pero el descubrimiento de muchas partículas nuevas, así como el desarrollo de la teoría cuántica, le impidieron progresar en una teoría que se basara solamente en la relatividad y la física clásica. No obstante, los trabajos sobre cosmología continuaron avanzando a finales de la década de 1960, gracias al físico estadounidense Steven Weinberg y paquistaní Abdus Salam que, independientemente, lograron unificar las interacciones débil y electromagnética en lo que llamaron Teoría Electrodébil, utilizando la técnica matemática de la Simetría de Gauge. Actualmente se intenta ampliar la teoría electrodébil a la interacción nuclear fuerte, en lo que se conoce como Teoría de la Gran Unificación. Todos estos trabajos, conocidos como Teorías de Supersimetría pretenden, finalmente, conseguir la unificación de las cuatro fuerzas fundamentales (gravitación incluida).

Teoría del todo (TDT)

La teoría del campo unificado no es más que una visión parcial de la llamada Teoría del Todo (TDT), consistente ésta en la hipótesis de unificación de todas las fuerzas de la naturaleza ya descritas (gravitación, electromagnetismo, interacción fuerte e interacción débil).

El porqué el planteamiento de una teoría del todo (TDT) tendría visos de ser definitiva, la observamos en la misma historia de la física. No podemos olvidar que, en 1687, Isaac Newton realizó una descripción unificada del movimiento de nuestra luna y del movimiento de una manzana en su caída. Posteriormente, en 1873, el físico británico James Clerk Maxwell, unificó los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos en la teoría del electromagnetismo. Últimamente en 1968, como ya se dijo anteriormente, Steven Weinberg y Abdus Salam, unificaron la interacción débil y la fuerza electromagnética.

Teoría de supercuerdas

La Teoría de Supercuerdas podría convertirse finalmente en la más firme teoría del todo (TDT), que explicase la unificación de todas las fuerzas de la naturaleza. Según esta teoría, todas las partículas del universo (y probablemente el propio espacio-tiempo), se componen de diminutas cuerdas que se encuentran sometidas a una tensión inmensa, vibrando y girando en un gran espacio de 10 dimensiones (matemáticamente se ha considerado como necesaria la existencia de 10 dimensiones). Sólo cuatro de esas 10 dimensiones serían observables, las otras seis estarían contraídas en pequeñísimos círculos (compactificados). Por su parte, las partículas elementales corresponderían a diferentes modos cuantizados de oscilación de las cuerdas. Esta teoría es de difícil manejo y todavía no se han podido establecer predicciones verificables.

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