Hace ya 111 años que se publicó la Relatividad General y hace 121 la Relatividad Especial.
Y considero, afirmo, que no se han comprendido aún todas su implicaciones.
Aquí analizo algunas de ellas, logrando frutos jugosos.
Empecemos por la ecuación que es la más conocida:
E = mc²
Tan conocida, tan difundida, tan admirada…
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Portaviones atómico USS Enterprise en su periplo Sea Orbit de 1964 (fuente: commons.wikimedia.org)
...no es cierta.
No, al menos, completa. Solo sirve si olvidamos todo movimiento. Si solo tomamos la masa inerte.
Y en el Universo todo se mueve.
La (algo más) completa es esta:
E² = p²c² + m²c⁴
La Energía, según esta fórmula, aparece como radiación (pc) o como materia (mc²).
Eso ya refuta la ecuación de más arriba: la materia y la energía no son del todo intercambiables.
Además hay más tipos de energías, por ejemplo, la velocidad que toma la materia, o su potencial gravitatorio... también la misma radiación, energía no materializada (pc) que aparece en la 2ª igualdad.
En el segundo momento de la creación del Universo, la radiación ya había comenzado a transformarse en materia, pero esta, por un infinitesimal instante, aún no había adquirido velocidad. En ese hiperbreve instante, toda la energía era:
E² = p²c² + m²c⁴
Analicemos la ecuación. Muchas de las fórmula matemáticas tienen su expresión gráfica.
Y mirando a la de esta... descubrimos que es... un Teorema de Pitágoras:
H² = K² + C²
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Esto es, el cuadrado de la Energía total, es la suma del cuadrado de un cateto (pc) y del cuadrado del otro (mc²).
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Así, en ese instante el cuadrado de toda la Energía del Universo, era la suma de los cuadrados de ambas Energías que existían en ese momento:
E² = p²c² + m²c⁴
Dicho de otro modo, la radiación (pc) y la materia (mc²) son perpendiculares entre ellas, pues los catetos siempre lo son y los fenómenos en ángulo recto están en distintas dimensiones.
En el primer instante del universo surgió una dimensión (la de pc, la radiación), al instante, una segunda (la que contenía la de la materia, mc²), después, otras. Una por cada nuevo tipo de energía-fuerza.
Como la materia, necesariamente, ha de venir de la radiación... ¿qué hizo que se creara la materia?
La fórmula nos lo aclara: la radiación chocó contra algo que le era perpendicular (con una pared) y, de tal compactación, nació la materia. Y adelanto que, con ello, nació el espaciotiempo.
Tal pared, con la que chocó la radiación, no pudo ser más que la gravedad que ella misma generaba.
Pues no había nada más, aún.
Sabemos que las radiaciones electromagnéticas son sensibles a la gravedad, que la energía inmaterial genera gravedad, pues eso mismo son los agujeros negros, en los que ya no hay materia pues no hay espaciotiempo en ellos. Esa gravedad, es un gran obstáculo para lo que intente salir de la singularidad.
La radiación (pc) emitida en el primer instante, tuvo que hacer frente a tal pedazo de gravedad en el segundo instante, que, al salir de la singularidad, la enorme velocidad de la radiación hizo de martillo que se estrelló contra el yunque de la gravedad, de forma que prensaron y compactaron dicha energía, creando la materia (mc²). Con ello, el espaciotiempo, que es el campo de manifestación de la materia.
Por supuesto, a la inversa, toda la materia vuelve a ser energía inmaterializada cuando ingresa en un agujero negro, una singularidad. Es necesario para que exista el Universo, que es cíclico. Ha de serlo.
Volviendo a E² = p²c² + m²c⁴, tenemos dos fenómenos perpendiculares, tenemos ya dos dimensiones.
Y, de inmediato, toda esa materia adquiere velocidad, y, seguido, también, altitud, según se aleja de ella misma, tomando energía de potencial gravitatorio, dicho de otro modo: la energía cinética que la materia ha tomado, se vuelve energía potencial, según la materia se aleja del resto de la materia.
Por tanto contamos también con dichos tipos de energía. En consecuencia nuestra fórmula toma una expresión más compleja, esta:
E² = p²c² + m²c⁴+ m²v⁴/4 + m²g²h²
Por cada tipo de energía básica que el Universo adquirió tomó una dimensión. Todas perpendiculares entre ellas, pues el cuadrado de la suma de toda la Energía lo da la suma de los cuadrados de cada una de ellas. Si no entiendes esta geometria o lo dudas, mira este vídeo.
Cada energía (y fuerza) fundamental del Universo le añade una dimensión a este, pues cada dimensión es el campo de un tipo de energía. Es mgh el que crea la fuerza gravitatoria mg; mc² crea mc²/r; pc crea dp/dt; y, esto es más complejo y menos evidente, mv²/2 da lugar a la fuerza nuclear débil, ma.
Y es que la fuerza débil es el motor cinético subatómico. Es la fuerza del movimiento constreñido en el núcleo. Ella tiende a romper el átomo, a sacar las partículas de la prisión a que las somete la fuerza nuclear fuerte. Y eso ocurre con más facilidad si se ayuda desde fuera a romper esa hegemonía de confinamiento (bombardeos de protones; ausencia de hiperenergéticas condiciones). Por el intercambio de los masivos bosones W y Z, cuya descomunal masa concentra la energía en un rango hiperbreve, esta interacción rompe la inercia del núcleo y transmuta los quarks mediante la desintegración β. La enorme masa que la ortodoxia atribuye a los bosones W y Z en los aceleradores no es un préstamo milagroso del vacío, sino la medida exacta de la brutal presión de confinamiento y el estrés cinético retenido que el búnker nuclear opone antes de fracturarse. La cinética nuclear es la energía del cambio de estado. Es exactamente lo mismo que la energía cinética macrocósmica pero a escala diminuta invisible a nuestros ojos.
La ecuación que relaciona las respectivas fuerzas con cada tipo de energía (recuerda E = F.d) es:
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Donde r (radio) y h (altitud) también son d (distancias).
Expresando eso mismo de forma genérica:
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Tal vez lo entiendas mejor con un cuadro sinóptico:
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Hemos solido ver las fuerzas fundamentales y las energías como cosas inconexas. Eso se acabó, están en estrecha relación: hay cuatro dimensiones porque hay cuatro energías-fuerzas fundamentales (todas las demás son consecuencia de ellas): la radiación es la única fuerza no masiva pero que alimenta y da origen a las demás. La masa de las partículas se la confiere casi en exclusiva la fuerza que se confina en los núcleos atómicos. La fuerza cinética (que dentro del núcleo denominamos fuerza nuclear débil) modifica las partículas nucleares y confiere movimiento (libre) a las partículas masivas. En cuanto a la de la gravedad, es la que configura el Universo visible, lo organiza en astros, en sistemas, en galaxias, en cúmulos de ellas y, llegado el momento, desintegra todo (mediante los agujeros negros) posibilitando su reciclaje pues, ya la masa (la Energía) del Universo curva y (re)cicla este.
Lo entenderás mejor si ponemos las dimensiones en un eje, que va de lo yoctoscópico a lo yottascópico:
ENERGÍA ----à lo diminuto -------------à COSMOS OBSERVABLE -------------à lo enorme ----à ENERGÍA
Como a cada unos de los bordes del eje tenemos Energía no materializada, los extremos coinciden y tenemos que el Universo es cíclico: no se trata de un eje sino de un círculo, por un lado se crea la materia, se junta, se relaciona, se acumula tanto que rompe el espaciotiempo (en los agujeros negros) por lo que la materia se desintegra en ellos en energía inmaterial que crea(rá) un (nuevo) espaciotiempo no secuencial, sino con cuenta espaciotemporal propia. Y por eso la energía no se pierde, se conserva, ni se crea ni se destruye, pues si el Universo no tuviera dicha simetría cíclica, la Energía no podría conservarse.
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Los agujeros negros son singularidades, lo que quiere decir que en ellos no hay tiempo, pero se suele olvidar que el espaciotiempo es una unidad por lo que en ellos tampoco hay espacio, ambos aparecen y desaparecen a la vez: donde hay uno está el otro y viceversa. Y ambos van unidos a la materia.
Indicado de otro modo, el espaciotiempo, el Universo, surgió cuando de la singularidad primordial salió la energía y se materializó. Esto nos hace entender que el espaciotiempo es el campo de manifestación de la materia, es decir, el espaciotiempo nace con la materia y con el espaciotiempo la materia.
Cualquier cosa que viaje a c es imposible que esté materializada, es decir, solo las radiaciones (partículas sin masa y ondas), pueden alcanzar dicha velocidad, y no pueden otra. El haz de luz sí, al atravesar la materia pierde velocidad, mas no los fotones, no las ondas de radiación.
La materia, sin embargo, no puede alcanzar dicha velocidad, pues la materia es energía ralentizada, y es esa misma ralentización la que genera el espaciotiempo, la materia, la masa, el Universo.
Recuerda que la velocidad es la magnitud que relaciona la distancia y el tiempo, así, el valor de c en cada caso nos revela la duración y el tamaño de cada Universo.
El Universo lo genera la ralentización de la energía, así como la ralentización de la materia crea la Tierra, pues cualquier materia que alcance 40.320km/h (relativos) no puede quedarse en ella, se escapa. Por supuesto, me refiero a velocidad con respecto al núcleo terrestre, pues la Tierra misma ya viaja a unos 108.000km/h alrededor del Sol, y a unos 1.080.000 alrededor del centro del centro de la Vía Láctea.
Cualquier cosa que vaya a la velocidad de la luz está fuera del espaciotiempo. Por eso se da el efecto Wheeler.
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experimento de Wheeler (fuente: commons.wikimedia.org)
No es ninguna decisión retroactiva, pues ni un fotón decide ni está en el tiempo. Le es ajeno.
El comportamiento del mundo yoctoscópico (a la escala de las partículas) y el del macroscópico y hasta el del yottascópico es muy distinto: los objetos de la gravedad (los materiales) están completamente enlazados al espaciotiempo, pero su efecto gravitatorio se transmite más allá de ese mismo universo (tal y como nos revela la teoría M), a los de otras dimensiones espaciotemporales. Por el contrario, ambas fuerzas nucleares (la débil y la fuerte) así como el electromagnetismo, que casi quedan fuera de la materia (del espaciotiempo) a su escala (por debajo de los límites de Plank), mas se ciñen a nuestro Universo (espaciotiempo).
Por eso es la gravedad tan floja en comparación de las otras fuerzas de pequeña escala: 10^-36 para con la nuclear débil, de 10^-40 con respecto al electromagnetismo y es especialmente floja con respecto a la fuerza nuclear fuerte (10^-101). Y así han de ser para que el Universo pueda existir.
Así se da esta especial (a)simetria entre las fuerzas fundamentales y la materia relacionada a ellas:
En lo YOKTOSCÓPICO: las fuerzas se ligan con el espaciotiempo, la materia no.
En lo YOTTASCÓPICO: la materia se liga con el espaciotiempo, la fuerza (la gravedad) lo desborda.
Esto nos revela el abismo entre la Relatividad y la Mecánica Cuántica (cada una se corresponde con un extremo de las dimensiones del Universo), pero, también, nos aclara el fenómeno que se quiere ligar a la presunta materia oscura (la irregular forma de rotar de las galaxias) y el que se atribuye a una presunta energía oscura para intentar explicar el fenómeno de la expansión acelerada del Universo (descubierto en 1998).
Si el Universo es cíclico (y lo es) y si la gravedad (como nos revelan la Teoría M y la Teorías de Supercuerdas) actúa entre universos paralelos, ni la energía oscura ni la materia oscura son necesarias para explicar (parchear) nada.
Habrían sido torpes soluciones tejidas ad hoc, que desde Ockham y su navaja la ciencia ha de despreciar y descartar, priorizando explicaciones más simples e inclusivas.
Y vamos a añadir un argumento más, de peso abrumador, al hecho de la ciclicidad del Universo. Y es la constatación de que en este mismo momento estás experimentando. En un Universo de duración infinita (infinita solo de final, con solo fecha de inicio pero no de final, o infinita por ambos extremos), de tiempo ∞, la probabilidad de poder estar experimentando cualquier tiempo limitado n, seria nula, n/∞ ≡ 0.
Necesitamos que el Universo tenga un inicio y un final para poder tener la oportunidad de estar, como estamos, experimentando, pues un tiempo N universal ya no anula nuestro tiempo n de experimentación.
Si la energía se conserva, un Universo de tiempo limitado solo es posible si es cíclico y solo se puede conservar la Energía en un Universo cíclico.
Si el Universo surgió... fue porque cuando toda la energía del Universo se reúne no puede más que acontecer un Big Bang. Y eso, siendo la energía increable e indestructible, significa que el Universo ha de ser cíclico necesariamente. Simétrico, con una simetría rotacional, concretamente.
El Universo ha de ser simétrico (cíclico, con una simetria rotacional), y lo es, pues la energía se conserva, y para que eso ocurra se necesita simetría en el Universo (Emmy Noether dixit):
- Para que se conserve la energía lineal, para orbitar, por ejemplo, es necesaria la simetría traslacional.
- Para conservar la energía girando es necesaria la simetría rotacional. Para rotar como los astros.
- Para que se conserve la Energía del Universo este necesita presentar la simetría cíclica.
Y ¿cómo puede ser el Universo cíclico si su expansión se acelera?
Aun si vemos que el Universo por nuestro lado se está aún expandiendo y acelerando en dicha dilatación, por su extremo ya se está contrayendo y se dirige al encuentro y reciclaje de toda su materia, cada vez más rápidamente. Este universo aparentemente de tres dimensiones, está curvado en una cuarta, y ya está más cayendo por su extremo que expandiéndose por el nuestro.
Es como la retaguardia de una montaña rusa: si bien esta aún sube, asciende por la pendiente con su inercia inicial, ya no decelera, porque más de la mitad del tren ya está bajando por la otra vertiente y eso acelera el conjunto, en nuestro caso la cadena de la expansión del Universo.
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Una piedra lanzada al cielo, mientras sube, pierde velocidad, pero, la cola ascendente del tren ya puede acelerar mientras aún sube (imagen: Microsoft Designer)
La Tierra, que en el día a día nos parece plana y nos arreglamos en ella con sus representaciones bidimensionales (mapas y planos), por un lado se expande (Eurasia+África se alejan de América por el lado atlántico, y así hace aún el lado del Universo que observamos), pero esos mismos continentes, por el otro lado, por el Pacífico, se aproximan. Porque nuestra Tierra, aparentemente bidimensional, está curvada en una tercera dimensión, y es en esa que se da el mencionado ciclo. Ella le otorga su ciclicidad.
El Cosmos, parecido, es cíclico, lo necesita ser necesariamente, esferificado en una cuarta dimensión. Su verdadera forma es, así, una hiperesfera o hipergeoide. Por un lado se sigue expandiendo, mas, por el otro, ya se contrae y, cuando toda su materia, por ese otro lado, se reúna, nacerá otro (un nuevo) Universo, con su propia cuenta espaciotemporal, los Universos no son sucesivos, secuenciales, sino paralelos. Y entre ellos se reparte (y se dispersa) su gravedad, como anteriormente hemos indicado.
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(imagen inicial: Wikimedia)
Mejor expresado: nacerá otra expresión del mismo Universo, otra materialización de la misma Energía, de forma cíclica, una y otra vez, cada una con sus dimensiones espaciotemporales. Paralelas, no secuenciales. Y, todo eso, gracias a la conservación de la energía.
Todo esto se nos desvela revis(it)ando la Relatividad.
¡Muchas gracias Albert, a los 72 años de tu desaparición, aún nos sigues susurrando secretitos al oído!
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(imagen: Wikimedia/Arthur Sasse)
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