Rodreev

A medida que avanzan los años encontramos más pruebas que parecen demostrar que el big bang realmente ocurrió. A pesar de no ser testigos del evento, podemos sacar conclusiones muy razonables estudiando lo que nos rodea. En primer lugar, ¿qué nos lleva a pensar que el universo se originó de cierta manera? Segundo, ¿qué tan seguros estamos de eso? Edwin Hubble Hasta principios del siglo XX, la idea más general que se tenía sobre el universo era de un universo estático, en el que el borde de la vía láctea representaba el límite del universo. En 1917 Einstein postuló las bases de la cosmología moderna con su teoría de la relatividad general. En 1922 Alexander Friedman demostró que la ecuación fundamental de Einstein también permitía un universo dinámico y en 1927 Georges Lemaître, respaldado en evidencias observacionales concluyó que el universo se está expandiendo; aunque Einstein rechazaba esta idea. La expansión del universo Los astrónomos vieron cómo funcionaba el efecto Doppler en el espectro y notaron algo sorprendente estudiando la luz de las galaxias: a lo largo de nuestro universo casi todo está desplazado hacia el rojo (¡se están alejando!). Además, las galaxias que están más lejos son más desplazadas hacia el rojo que otras más cercanas, es decir que se están alejando de nosotros más rápidamente. Al igual que el sonido, la luz es una onda que se puede describir en términos de su frecuencia o de su longitud de onda. El científico austríaco Christian Doppler señaló que si un objeto que emite luz se mueve acercándose o alejándose de nosotros entonces la luz que emite se verá alterada (se percibe una frecuencia aparente). Esto no podemos observar en la vida diaria porque la luz se mueve demasiado rápido; pero se experimenta lo mismo con el sonido. El efecto Doppler es quizás una de las herramientas más importantes en astrofísica, porque es como nuestro velocímetro ya que nos permite medir la velocidad de casi cualquier cosa en el universo. Si la fuente de luz se acerca, las líneas espectrales (o ‘líneas von Fraunhofer‘) se desplazan hacia la zona azul del espectro (lo que se llama una desviación al azul o blueshift) y si la fuente de luz se aleja, éstas líneas se desplazan hacia la zona roja (redshift). Tras una reunión con Edwin Hubble, quien le mostró su descubrimiento (véase Ley de Hubble*), finalmente Einstein en 1931 se retractó, y reconoció que la constante cosmológica que añadió a su ecuación de campo para ‘neutralizar’ la expansión del universo ‘fue la peor pifiada de su vida’. Un universo en expansión implicaba, según enunció Georges Lemaître, que el universo en su origen estaba concentrado en un punto infinitamente denso a una temperatura infinitamente alta que posteriormente se expandió. El big bang no hace referencia a una explosión de materia que se aleja para llenar un universo vacío, sino al espacio-tiempo que se extiende. Esta teoría fue fortaleciéndose a medida que se fue encontrando evidencias observacionales, por ejemplo, la existencia de la radiación cosmica de fondo de microondas (CMB), descubierta en 1965 por Arno Penzias y Robert Wilson, luego recompensados con un Premio Nobel. La teoría original fue ‘refinada’ a medida que avanzaron los años, y a pesar de sus detractores, la mayoría de los astrónomos y los físicos aceptan que la concordancia entre la teoría del Big Bang y la evidencia observacional es muy cercana. Pero incluso hasta hoy día (2014) hay aspectos que siguen sin tener una explicación adecuada. Conforme el universo se expande también lo hace la longitud de onda de los fotones que se propagan en él. (imagen: cuentos-cuanticos.com) El problema del horizonte No todo era color de rosa en la Teoría del Big Bang, esta debía superar problemas muy graves. Uno de los problemas más grandes en la cosmología es el problema del horizonte. Para salvar la Teoría del Big Bang los cosmólogos deben resolver porqué ciertas regiones del universo demasiado alejadas para haber estado en contacto jamás poseen tanta similitud, cuando está claro que debido a las grandes distancias entre estas regiones no habría podido establecerse equilibrio térmico. Según la teoría de la relatividad, ninguna información u objeto puede viajar más rápido que la luz, y ésta es una de las afirmaciones mejor probadas de la física. Así que ¿cómo explicar que los bordes del universo (horizontes) están separados casi 28.000 millones de años luz y la edad de nuestro universo es apenas algo menor que 14 mil millones de años sean tan semejantes? Dos teorías propuestas podrían solucionar el problema: una es la teoría de la “velocidad de la luz variable (VSL)” y la otra es la teoría de la “inflación cósmica”. En “A time varying speed of light as a solution to cosmological puzzles” Joao Magueijo y Andreas Albretch analizaron la posibilidad basada en la proposición de Jacob Bekenstein sobre el universo constantemente variable, en la cual se realiza la hipótesis que durante el transcurso de la evolución del universo pudo haber ocurrido una variación en la velocidad de la luz. Esta solución, a pesar de resolver el problema del horizonte, no fue muy respaldada debido a la dificultad de encontrar evidencias observacionales para comprobar dicha teoría y además se tendrían que replantear otras proposiciones físicas. La inflación cósmica La teoría de la inflación cósmica también ofrece una solución al problema del horizonte (junto con varios otros problemas, como el problema de la planitud) postulando un corto período de 10^-32 segundos de expansión exponencial en los primeros instantes de la historia del universo. Durante la inflación, el universo se habría aumentado de tamaño por un factor enorme. Antes de la inflación de todo el universo era pequeño y conectado causalmente. La inflación luego expandió el universo rápidamente, explicando la uniformidad a grandes distancias. Esta teoría no viola la relatividad, que permite que el espacio-tiempo pueda expandirse a velocidades más grandes que la de la luz. La inflación cósmica carecía de evidencias que lo respaldasen, pero hace poco el telescopio BICEP2 ha contribuido a realizar el descbrimiento más importante de la física desde el bosón de Higgs ***. BICEP2 finds first direct evidence of cosmic inflation Notas: *) Resulta que la Ley de Hubble sólo es cierta hasta cierto punto, ya que tras investigaciones en las dos últimas décadas se ha descubierto que las galaxias distantes se alejan más rápidamente (incluso) de lo previsto. La razón de esta aceleración es un misterio, y los científicos han bautizado como la fuerza motriz de esta aceleración de la energía oscura. Y, curiosamente, algunos investigadores están poniendo la constante cosmológica de nuevo en la relatividad general, aunque de una forma diferente a la formulación de Einstein. **) Que las galaxias se estén alejando de nosotros, ¿implica que nuestro planeta es el centro del universo? Definitivamente no. La idea del geocentrismo está descartada en todos sus aspectos. Las galaxias se van alejando de las otras mutuamente, y estamos en una región ordinaria del universo, dentro de una galaxia ordinaria. No hay nada de especial en nosotros. ***) Los resultados arrojados por BICEP2 fueron verificados de manera sistemática, pero aún se realizarán otros experimentos para fortalecer aún más la veracidad del descubrimiento y la teoría de Alan Guth. Referencias: Einstein’s conversion from his static to an expanding universe (por Harry Nussbaumer) Variable Speed of Light Cosmology, Primordial Fluctuations and BICEP2 (por J. W. Moffat) Espero que con esto ahora se pueda comprender mejor la noticia del BICEP2

¿Es imposible viajar a través del tiempo?, ¿hay alguna ley física que lo prohiba? No. De hecho es lo más normal del mundo, viajamos a través del tiempo a razón de un segundo por segundo, pero ¿podremos dominar el tiempo en lugar de que el tiempo nos domine al nosotros? Una y otra vez vemos que el estudio de lo imposible ha abierto perspectivas completamente nuevas y ha desplazado las fronteras de la física y la química, obligando a los científicos a redefinir lo que entendían por “imposible”. Por citar un ejemplo: En las décadas de 1920 y 1930, Robert Goddard (el fundador de los cohetes modernos) fue blanco de duras críticas por parte de quienes pensaban que los cohetes nunca podrían llegar al espacio exterior. Llamaron a su idea la «locura de Goddard». En 1921 los editores de The New York Times arremetieron contra el trabajo del doctor Goddard: «El profesor Goddard no conoce la relación entre acción y reacción ni la necesidad de tener algo mejor que un vacío contra el que reaccionar. Parece carecer de los conocimientos básicos que se transmiten cada día en los institutos de enseñanza media». Los cohetes eran imposibles, clamaban los editores, porque en el espacio exterior no había aire en el que apoyarse. Así también, hace unos años, hablar sobre viajes en el tiempo era considerado como una herejía, por lo que muchos científicos preferían evitar tocar el tema. Aunque, hoy día, esa tendencia parece haber cambiado. Hemos logrado notables avances en el entendimiento de cómo funciona el universo y esto permite desarrollar ideas que antes eran inimaginables inclusive. El espacio-tiempo Para analizar si es posible o imposible viajar en el tiempo, primero debemos comprender qué es el tiempo. Leyes relativistas nos dicen que el tiempo es “personal”. Si usted y yo nos moviéramos de manera diferente (o nos encontráramos en diferentes ubicaciones en un campo gravitacional), entonces la tasa de flujo del tiempo que se experimenta es diferente de la tasa de flujo del tiempo que yo experimento. En la teoría de la relatividad general (una teoría que es más poderosa que la teoría de la relatividad especial) el espaciotiempo se convierte en un "tejido", y este tejido puede estirarse más rápido que la luz (esta acción no viola la relatividad especial, puesto que expandir el espacio no lleva ninguna información). También permite «agujeros de gusano» en los que se puedan tomar atajos a través del espacio y el tiempo. I. Agujeros de gusano (portales espacio-tiempo) El concepto de agujeros de gusano en física data de 1916, un año después de que Einstein publicara su teoría de la relatividad general. Si uno pudiera caer recto a través del agujero negro, habría otro universo en el otro lado. Esto se denomina puente de Einstein-Rosen, introducido por primera vez por Einstein en 1935; ahora llamado agujero de gusano. Un agujero negro sería un puente de Einstein-Rosen no practicable. Kip Thorne y sus colegas en Caltech encontraron un ejemplo de un agujero de gusano practicable, es decir, uno a través del cual se podía pasar libremente de un lado a otro. Aunque la gravedad estrangularía la garganta del agujero de gusano y destruiría a los astronautas que trataran de llegar al otro lado. Esta es una razón por la que no es posible viajar más rápido que la luz a través de un agujero de gusano. ¿Realmente existen agujeros de gusano, o son solo un objeto matemático? De momento no se ha podido detectar la existencia de un agujero de gusano. No sabemos qué estabilidad tendrían éstos. La radiación generada por estos agujeros de gusano podría matar a cualquiera que entrara en ellos. O quizá los agujeros de gusano no serían estables en absoluto, y se cerraran en cuanto alguien entrara en ellos. El experimento de Stephen Hawking El profesor Hawking ideó un experimento sencillo e ingenioso para probar si el viaje al pasado era posible. Llevó a cabo una recepción para los viajeros en el tiempo, pero sin dar a conocer hasta después de terminada la fiesta. De esta manera, sólo aquellos que podían viajar en el tiempo serían capaces de asistir. “Me gustan los experimentos sencillos y el champagne. Así que combiné dos de mis cosas favoritas en una fiesta de bienvenida para los viajeros del futuro”. Esta es la invitación en coordenadas exactas de espacio y tiempo. “Espero que estas copias sobrevivan de alguna forma durante miles de años. Tal vez, algún día un habitante del futuro encuentre esta información y use una máquina del tiempo para venir a mi fiesta y probar que los viajes en el tiempo algún día serán posibles”. Pero Hawking no recibió la visita de ningún viajero del tiempo. “What a shame! Esperaba que la Miss Universo del futuro entrara por esa puerta”, se lamentó Stephen. ¿Porqué no funcionó el experimento? Según su argumento, el retorno de la luz será tan fuerte que destruirá el agujero de gusano (así como el retorno impide la comunicación cuando una persona llama a un canal de radio y sale al aire). Entonces, aunque existan pequeños agujeros de gusano, y de alguna forma pudiésemos agrandarlos, no durarían lo suficiente como para poder usarlos como máquinas del tiempo. Hawking piensa, que ese es el motivo por el que nadie del futuro asistió a la fiesta. “De hecho creo que cualquier tipo de viaje al pasado a través de un agujero de gusano o cualquier otro método es prácticamente imposible. De ser así ocurrirían las paradojas (como la paradoja del abuelo de o la del científico loco). Así que lamentablemente parece que los viajes al pasado nunca se concretarán.” Esto ha sido puesto en duda, sugiriendo que la radiación se dispersaría después de viajar a través del agujero de gusano, impidiendo así su acumulación infinita (se impediría el retorno de luz/radiación), además se sugiere que pueden haber varias líneas temporales (o universos paralelos) de manera quese evitan las paradojas. Kip Thorne mantiene el debate al respecto en su libro Black Holes and Time Warps. Hawking entonces postuló la conjetura de protección de la cronología (con las matemáticas actuales, no se puede demostrar la hipótesis). Pero no descarta la posibilidad de viajar al futuro; de hecho, él y muchos otros científicos creen que es posible. II. Curva temporal cerrada (CTC) Muchos científicos, como Ron Mallett dela Universidad de Conneticut, creen que pueden conseguir que una máquina de curva temporal cerrada CTC funcione. La idea central de esta máquina es curvar el espaciotiempo en forma de lazo, posibilitando el viaje en el tiempo. En la década del 70, Frank Tipler propuso matemáticamente que si hubiera un cilindro en rotación de longitud enorme (Tipler propuso que sea de 100km de largo y 10 km de ancho) en el espacio, girando miles de veces por segundo a casi la velocidad de la luz se podría crear una CTC, esto significa que la rotación a grandes velocidades de este cilindro enorme causaría que el espacio se doblara, y por lo tanto también el tiempo en un bucle. Pero incluso si esta máquina llegara a funcionar, presenta aún muchos problemas, y sólo puedes regresar al momento en que la máquina fue construida; por lo tanto esta máquina difiere un poco de lo que esperamos de una máquina del tiempo. III. La velocidad de la luz A medida que te acercas a la velocidad de la luz, el tiempo comienza a ralentizarse e incluso puede que se detenga. Te haces más y más plano, y te vuelves más pesado, hasta que tu masa se vuelve infinita a la velocidad de la luz. Esta última es, precisamente la dificultad para conseguir que un astronauta viajara a velocidades cercanas a la de la luz, ya que se necesitaría mucha energía para mover objetos muy masivos, pero hoy día los científicos aceleran partículas de masa en reposo muy pequeña a velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz. Según la ecuación (relación masa energía) E = mc^2, a medida que nos movemos más rápidamente nos hacemos más pesados. Nuestra masa aumenta si aumenta nuestra energía a causa del aumento de la velocidad con la que nos movemos, ya que c (la velocidad de la luz) es siempre constante. En la teoría de Newton, un segundo en la Tierra era idéntico a un segundo en Venus o en Marte. Asimismo, varas de medir colocadas en la Tierra tenían la misma longitud que varas de medir colocadas en Plutón. Pero según Einstein, si uno estuviese en una nave a gran velocidad, el paso del tiempo dentro del cohete tendría que frenarse con respecto a alguien en la Tierra. El tiempo late a ritmos diferentes, dependiendo de con qué rapidez se esté uno moviendo. Además, el espacio dentro del cohete se comprimiría, de modo que las varas de medir podrían cambiar de longitud, dependiendo de la velocidad. De hecho, si el se estuviera viajando a la velocidad de la luz, el tiempo se detendría aparentemente dentro del cohete, este se comprimiría hasta casi desaparecer y la masa del cohete se haría infinita, puesto que un objeto se hace más pesado cuanto más rápido se mueve. Viajes al futuro Viajar al futuro viajando a velocidades muy altas parece ser una idea prefectamente materializable. De hecho, ya se comprobó experimentalmente la teoría de dilatación del tiempo. En 1971 dos físicos británicos con el apoyo de la marina norteamericana idearon un experimento para comprobar si el espacio y tiempo se contraían como afirmaba Einstein. Tomaron dos relojes atómicos muy precisos, un reloj se mantuvo inmóvil en el observatorio y el otro se colocó en un avión. El avión voló alrededor del mundo a casi la velocidad del sonido. Cuando llegó de vuelta, vieron que el reloj atómico del avión había perdido tiempo, se había ralentizado. La diferencia se trataba de 50mil millonésimas de segundo, como habría predicho Einstein. Pero lo sorprendente es que si un humano es enviado a un viaje espacial a velocidades supersónicas, su corazón latirá más despacio y todos los procesos del cuerpo sucederán más despacio, envejecerá más despacio respecto a los de la Tierra. Por lo tanto el carácter personal de tiempo permite a una persona para viajar hacia adelante en el tiempo mucho más rápido que otra (viajar al futuro), un fenómeno plasmado en la llamada paradoja de los gemelos. . Referencias: Kaku, Michio. Física de lo imposible Is time travel allowed? By Kip S. Thorne (plus.maths.org) Brian May, relatividad y dilatación del tiempo link: http://www.youtube.com/watch?v=mvrgqk9scBo

Buenas, hoy les voy a contar una historia, que tiene que ver con un pequeño país llamado Singapur La Isla de Singapur es una pequeña ciudad-estado del sudeste de Asia que en menos de cuatro décadas pasó a ser considerado como el cuarto centro financiero más importante del mundo. Entre todos los logros de Singapur, uno de los más importantes en que gracias a los esfuerzos de sus gobernantes, en un corto periodo logró transformarse en uno de los referentes mundiales en calidad de educación. Llama la atención la gran conciencia que tienen sobre este tema, y no es un dato menor, especialmente si consideramos que mundialmente la educación se considera como uno de los pilares fundamentales de la sociedad. Estas son algunas de las medidas instauradas en Singapur que han logrado instalarlos en los primeros lugares en las pruebas de medición internacional de educación en las áreas de ciencia y matemática: - Aumento sustancial de las remuneraciones de los profesores, las que se comparan con los sueldos de un ingeniero y otras profesiones bien remuneradas y de prestigio. - Motivacion: Desde la educación básica sus métodos de estudio se orientan a motivar a sus estudiantes a ser creativos, investigar, a emprender y a realizar trabajo en equipo. -Desarrolla al máximo el carácter, aptitudes y valores en los estudiantes. -Apoyo familiar: es otro punto importante, el apoyo constante que se le da a los alumnos en sus hogares. Según estudios internacionales las madres en Asia invierten 10 veces más tiempo ayudando a sus hijos con sus tareas en sus casas, que las madres latinoamericanas. -El prestigio que implica ser educador: ser profesor alcanza a ser un máximo orgullo en la isla y el alza del sueldo para los docentes va de la mano con una mejora de su preparación. Pero la educación no depende sólo de eso. Es igual de importante que las familias no dejen todo en manos del colegio y dediquen el tiempo necesario para apoyar desde la casa el estudio de los niños. DATOS INTERESANTES Ranking 2012 de las 25 mejores Universidades del mundo según QS: Massachusetts Institute of Technology (MIT) – Estados Unidos University of Cambridge – Reino Unido Hardvard University – Estados Unidos UCL (University College London) – Reino Unido University of Oxford – Reino Unido Imperial College London – Reino Unido Yale University – Estados Unidos University of Chicago – Estados Unidos Princeton University – Estados Unidos California Institute of Technology (Caltech) – Estados Unidos Columbia University – Estados Unidos University of Pennsylvania – Estados Unidos ETH Zurich (Swiss Federal Institute of Technology) – Suiza Cornell University – Estados Unidos Stanford University – Estados Unidos Johns Hopkins University – Estados Unidos University of Michigan – Estados Unidos McGill University – Canadá University of Toronto – Canadá Duke University – Estados Unidos University of Edinburgh – Reino Unido University of California, Berkeley (UCB) – Estados Unidos University of Hong Kong – China Australian National University – Australia National University of Singapore (NUS) – Singapur Evolución de la economía:** Top Ten países con mayor renta per cápita ¿Por qué Chile tiene en la mira a la educación de Singapur? fuente:http://asiapacifico.bcn.cl/noticias/chile-educacion-singapur Al consultarle a Patricio Felmer sobre la claves del modelo educativo de Singapur, no vaciló en dar una respuesta tan rápida como precisa: “es un país donde se han tomado muy en serio la idea de que la educación esta íntimamente ligada con el desarrollo económico”, afirma con fuerza el matemático, asegurando además que las autoridades se dieron cuenta que, para tener una buena educación, había que destinarle recursos importantes. Y los hechos avalan lo aseverado por Felmer. En 1996, luego de la creación del Instituto Nacional de Educación (fundada en 1991), las autoridades dieron un salto sin precedentes: igualaron el sueldo de los profesores con el de ingenieros y abogados, hicieron la carrera de pedagogía más atractiva y destinaron un salario de profesor a cada estudiante, entre otras medidas que, para muchos, pueden parecer una locura. Sin embargo, los resultados están a la vista. “Aunque en educación son un ejemplo mundial de primer nivel, siguen siendo muy autocríticos trabajan sobre lo que pueden mejorar”, destacó. Y con respecto al país, le pareció “muy ordenado, quizás demasiado, y bastante jerárquico”, y valoró que la gente de Singapur fuese “muy cálida, demasiado fácil para establecer una relación cordial de trabajo productivo rápidamente”, sentenció. PD: ** Por ahora estoy buscando cómo ampliar la inforación acerca de la evolución de la economía en Singapur, ya que a partir de 1996 ha crecido el PIB en 8% (promedio) anualmente