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Dimensiones, Branas, Fuerzas y Átomos ¿Qué es el Espacio?  ¿Cómo funcionan las Fuerzas? ¿Cómo se Fabrican los Átomos?

Creada06-11-2017
Modificada06-11-2017
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La Estructura del Espacio:
Dimensiones, Branas y Fuerzas

¿Qué es el Espacio? ¿Cómo funcionan las Fuerzas?

Durante mucho tiempo los científicos han intentado responder a esas preguntas para entender cuáles son las leyes que describen el funcionamiento del Universo y poder usar el conocimiento de esas leyes para predecir y producir fenómenos que puedan ser útiles a la Humanidad.

En el último siglo, sobre todo, se ha avanzado mucho en ese conocimiento, hasta el punto de que los científicos actuales piensan que estamos a punto de hallar La Fórmula Definitiva que permita comprender TODO lo que ocurre o puede ocurrir en el Universo.

Esos avances han descubierto cosas que se apartan radicalmente de los conocimientos que teníamos hace apenas un siglo, entre ellas que las partículas que considerábamos elementales no son tales, sino que están formadas por componentes aún más pequeños y misteriosos, sin que aún podamos estar seguros de que hayamos llegado al final de ese camino.

Aún queda mucho por descubrir y los científicos, en su afán de entender el funcionamiento del Universo, han elaborado todo tipo de teorías, algunas de las cuales parecen explicar los fenómenos que ocurren en nuestro universo.

Una de esas teorías afirma que las partículas están formadas por cuerdas que vibran, pero no en tres, sino en diez u once dimensiones. ¿Cómo es posible que existan más dimensiones y que nosotros no podamos verlas?

De momento seguimos teniendo varias teorías de cuerdas distintas, algunas de las cuales postulan la existencia de 10 dimensiones espaciales más el tiempo. Hay otras teorías que proponen 11 más el tiempo. Alguna teoría incluso sugiere que podrían existir más dimensiones.

Hasta que tengamos una respuesta definitiva, en el resto de este artículo asumiré de momento que son 11 dimensiones.

En el siguiente artículo intentaremos explicar y entender algunos de esos descubrimientos.

Las Dimensiones del Espacio

Estamos habituados a ver las formas de numerosos objetos en nuestro entorno, y para comprender y racionalizar lo que vemos hemos inventado varios métodos de describir todo lo que existe u ocurre a nuestro alrededor: Las Ciencias, entre ellas la Geometría.

Y en Geometría hemos inventado varios conceptos que no existen en la realidad pero que nos permiten estudiar y comprender mejor las propiedades de objetos que sí existen en el Universo.

El concepto geométrico más simple de todos es el Punto.

Un Punto es un elemento sin tamaño ni forma. No es que sea pequeño, ni siquiera que tenga un tamaño infinitesimal. Es que no tiene tamaño.

Cualquier razonamiento que imaginemos a partir de un punto exige que lo situemos en un entorno, en un marco de referencia. Para ello los matemáticos han inventado el concepto de Dimensiones, las cuales nos permiten construir un marco de referencia de una, dos o tres dimensiones en las cuales colocar uno o varios puntos. En cada dimensión hay DOS direcciones.

Las Cuatro Primeras DimensionesCuando un Punto se desplaza en una dirección determinada, deja detrás de sí un rastro y forma una Línea. Si la Línea la desplazamos en una dirección perpendicular a la misma, construiremos un Plano. Y si el Plano lo desplazamos en otra dirección perpendicular a las dos anteriores construiremos un Volumen.

En el espacio tridimensional en el que vivimos no podemos encontrar otra dirección que sea perpendicular a las tres anteriores. Pero si existen más dimensiones sería posible desplazar un Volumen en una cuarta dimensión, perpendicular a las tres anteriores, para construir una figura de cuatro dimensiones. Y de cinco, seis... así hasta las once dimensiones que, según los físicos de partículas, existen.

No hay palabras, nunca las hemos necesitado, para denominar los objetos de más de tres dimensiones, aunque algunos matemáticos, al hacer cálculos con objetos de cuatro dimensiones les han dado nombres como 'hipercubo' o 'hiperesfera'. También al hipercubo se le ha dado un nombre particular, el Teseracto, nombre que se ha popularizado a partir de los comics de Marvel y en películas como Los Vengadores y Capitán América. Un Teseracto no es más que un Hipercubo, y es curioso que esa figura sí la hemos representado tridimensionalmente en algunas ocasiones.

Monumento a la Constitución, MadridEl Monumento a la Constitución, en Madrid, España, tiene esa forma.

Cuando una figura de tres dimensiones la queremos dibujar en un papel de dos dimensiones, podemos hacerlo desde distintas perspectivas, desde distintos puntos de vista, y en cada caso el contorno de la misma puede ser muy diferente. Un Cubo sólido, por ejemplo, podemos observarlo desde enfrente de una de sus caras, y sólo veríamos la cara más cercana, teniendo un contorno cuadrado. Pero si el mismo cubo lo vemos desde otra perspectiva podríamos ver dos o tres caras, y el contorno sería un hexágono. Si en lugar de un cubo sólido hacemos lo mismo con un cubo hueco, en el que sólo sean visibles las aristas podríamos observar muy diferentes formas.

TeseractoTambién un Hipercubo lo podemos representar en tres, o incluso en dos dimensiones desde distintos puntos de vista, y en cada caso tendría formas bastante distintas entre sí.

Si un objeto de tres dimensiones atraviesa un plano de dos dimensiones, la intersección sería una figura bidimensional que iría cambiando de forma. Empezaría siendo un punto, luego un triángulo, un cuadrado, según la posición que adopte podría ser hasta un hexágono para luego volver a reducir su tamaño y desaparecer en la nada. Si en el plano vivieran seres inteligentes observarían una aparición para ellos inexplicable.

Nosotros somos seres de tres dimensiones, y vivimos en un espacio 3D. Si un objeto de cuatro o más dimensiones atravesara nuestro espacio también observaríamos cómo aparece un punto que crece con una forma determinada para luego disminuir y desaparecer. Sería muy difícil que a partir de esta observación pudiéramos deducir la forma real del objeto. Es más, ni siquiera sabríamos si el objeto en cuestión es de 4, 5 o más dimensiones.

En realidad, según los físicos actuales, todos los objetos del universo están formados por partículas que tienen 11 dimensiones, aunque nosotros y todo lo que vemos está encapsulado en un espacio 3D. Eso significa que nosotros y nuestro mundo tendrán un tamaño extenso en esas tres dimensiones y un grosor muy reducido en las demás.

Encerrados en una Membrana

Nosotros vivimos en un universo del que vemos tres dimensiones. Podemos movernos por esas tres dimensiones y nuestros cerebros han aprendido a interpretar lo que vemos. Y han adquirido la capacidad de imaginar un espacio de tres dimensiones.

No hemos desarrollado la capacidad de ver e interpretar otras dimensiones porque evolutivamente no hubieran tenido ninguna utilidad para nuestra supervivencia, al contrario, nos hubieran distraído con un exceso de información que hubiera mermado nuestra capacidad de supervivencia. Si alguna vez en la evolución de la vida hubiera aparecido un órgano que hubiera sido sensible a sucesos provenientes de una cuarta dimensión, los seres que hubieran tenido ese órgano sensorial habrían recibido estímulos desde dimensiones superiores. Esos estímulos habrían aportado información, pero habría sido una información incomprensible, inútil para la supervivencia y, más que inútil, perjudicial, pues habría sido una distracción que hubiera impedido procesar la información realmente relevante para la supervivencia. El organismo que hubiera poseído ese órgano sensorial habría tenido muchas menos probabilidades de sobrevivir hasta la edad de reproducirse y habría quedado abocado a la extinción.

Ninguna especie animal actual, que sepamos, dispone de órganos sensoriales capaces de percibir más que las tres dimensiones que nos resultan familiares, pero aunque no podemos verlas ni movernos en ellas, existen, y de lo que sí tenemos capacidad es de entender el funcionamiento de una membrana bidimensional y extrapolar, usando la geometría y el razonamiento, las propiedades que tendrá una membrana de tres dimensiones.

Algunos físicos prefieren usar la palabra 'Brana' en vez de 'Membrana' con el fin de que entendamos que se están refiriendo a algo distinto de una membrana bidimensional, pero a fin de cuentas es lo mismo, la llamemos como la llamemos. Únicamente tengamos en cuenta que una Membrana es una Brana 2D y pueden existir Branas 1D, 2D, 3D, 4D, ... etc.

Los estudios más avanzados del funcionamiento del Universo sugieren que existen 11 dimensiones y por tanto habrá branas de hasta 11 dimensiones.

Lo que nosotros percibimos del Universo es una Brana 3D, de tres dimensiones. Y las demás dimensiones también existen.

Una Lona tiene dos dimensiones extensas. La tercera dimensión también existe, y es infinita en ambas direcciones, pero en esa dimensión la lona tiene un grosor muy reducido y las deformaciones que se producen en ella se verifican en esa tercera dimensión.

Nosotros nos movemos en una Brana 3D. Eso significa que nuestra brana tiene tres dimensiones extensas. Las demás dimensiones, desde la cuarta a la undécima, existen, pero en ellas nuestra brana tiene un grosor muy reducido. La Brana puede experimentar una deformación en cualquiera de esas dimensiones, desde la cuarta a la undécima, y en cada dimensión tendrá una intensidad diferente según el grosor o las características de la brana en esas direcciones.

La Estructura de las Membranas

Burbuja de una Pompa de JabónEn nuestra experiencia cotidiana podemos ver en nuestro entorno numerosas membranas. Una pompa de jabón es quizás el primer ejemplo que se nos viene a la mente, pero en realidad todo lo que nos rodea está formado de membranas.

La superficie del agua de un estanque es una membrana. La masa de aire que hay por encima tiene unas características determinadas. La masa de agua que hay por debajo tiene unas características muy diferentes. Y la membrana que hay en la superficie, siendo esencialmente agua, tiene también unas características diferentes a las del agua.

En una masa de agua, las moléculas de H2O se mantienen más o menos cohesionadas entre sí, y al mismo tiempo vibran por efecto de la temperatura, por lo que se mantienen en un estado fluido que llamamos líquido. Esa fuerza de cohesión se produce en todas direcciones, en las tres dimensiones del espacio que componen el volumen de agua. Pero en la superficie la fuerza de cohesión se produce sólo hacia el interior de la masa de agua, no hacia el aire que hay por encima. La superficie entre una masa de agua y el aire forma una membrana en la que las moléculas de H2O están más unidas y cohesionadas entre sí, formando una película ligeramente más densa y 'dura' que el agua que hay bajo ella. Eso permite que algunos insectos puedan caminar sobre la superficie del agua sin romperla, exactamente igual que si caminaran sobre una lona elástica.

Incluso podría soportar una aguja de coser si la colocamos horizontalmente con suavidad sobre la superficie. Si no lo hacemos con cuidado, si la aguja rompe la membrana superficial del agua, acabará irremisiblemente en el fondo, porque el acero es mucho más denso que el agua, pero la membrana superficial tiene una fuerza de cohesión suficiente para que si lo hacemos con cuidado (probad con un vaso de agua y una aguja de coser sujeta con unas pinzas de depilar) la aguja se mantenga flotando en la superficie.

Cualquier objeto que veamos, una piedra, un árbol, un trozo de hierro, tienen un volumen interno y están inmersos en una masa de aire externa. La superficie, en ocasiones, tiene unas características diferentes a las de la masa interna. En un trozo de hierro, por ejemplo, observamos que al cabo del tiempo reacciona con el oxígeno del aire para formar una capa de óxido. Sobre la superficie de una piedra anidan bacterias y líquenes. Un trozo de madera es colonizado por bacterias xilófagas, empezando en la superficie e invadiendo poco a poco el interior.

Pero aunque todas esas capas superficiales pueden considerarse como membranas, es mucho más habitual encontrarlas en los seres vivos.

Nosotros mismos somos un conjunto de numerosas membranas, empezando por la piel que envuelve nuestros cuerpos, cada uno de los órganos y sus estructuras internas, la membrana exterior de las células e incluso las que rodean los orgánulos intracelulares.

Todas estas membranas son un apasionante tema muy digno de atención y estudio, pero en el tema que nos ocupa vamos a centrarnos exclusivamente en membranas no orgánicas, como la superficie de un estanque o de una pompa de jabón. O las membranas de numerosas y variadas formas y tamaños de la espuma de un baño de jabón.

Jugando con Pompas de Jabón

La membrana de una pompa de jabón es una superficie de 2 dimensiones curvada alrededor del centro de la pompa para formar una esfera 3D cerrada y separa un volumen interior lleno de aire del exterior. Podríamos suponer que la pompa formará una esfera perfecta, pero en realidad estará ligeramente deformada debido a la fuerza de gravedad. Será ligeramente más ancha en el hemisferio inferior que en el superior.

Dos Burbujas de JabónSi dos pompas entran en contacto formarán una membrana común entre ellas. Aunque las dos membranas exteriores seguirán siendo esféricas, la membrana interior será plana, al menos tan plana como pueda serlo con una ligera deformación debida la fuerza de la gravedad y a la distinta cantidad y presión de aire que habrá en ambas burbujas.

Desde el punto de vista de la topología observamos también otro detalle. Si bien en una burbuja solitaria hay una sola superficie esférica sin aristas ni vértices, en dos burbujas unidas hay TRES superficies, dos semiesféricas exteriores y otra interior, limitadas por UNA arista circular. Si el tamaño de las dos burbujas es el mismo, la membrana interior será plana. Si las burbujas son de distinto tamaño, estará curvada hacia la más grande, pero menos que la membrana exterior de la burbuja más pequeña.

Si ahora unimos una tercera burbuja se formará una estructura que tendrá SEIS superficies, tres exteriores y tres interiores, limitadas por aristas y, allí donde se unen las aristas, vértices. Las superficies exteriores tendrán forma esférica. Las interiores, según el tamaño de las burbujas, serán planas o ligeramente curvadas.

Burbujas UnidasPodemos añadir más y más burbujas, hasta llenar una bañera y entonces tendremos una estructura similar a la espuma de un baño de jabón. Muchos volúmenes 3D de aire separados por membranas 2D limitadas por aristas 1D que se unen en vértices 0D.

Membranas Multidimensionales

Nosotros vivimos en un universo del que sólo percibimos tres dimensiones, pero los estudios más avanzados de física parecen sugerir que en realidad hay once dimensiones.

En un universo de once dimensiones también habrá volúmenes 11D separados por superficies 10D limitadas por aristas 9D que se unen en vértices 8D ...

Bueno, en realidad no podemos aplicar las palabras volumen, superficie, arista y vértice de esa forma. No existen palabras, nunca las hemos necesitado, para nombrar conceptos más allá de los volúmenes 3D.

Pero en el momento en que los físicos han postulado, y al parecer demostrado, que existen once dimensiones, se nos hace necesario nombrar esos conceptos que se deducen como consecuencia de sus teorías.

Como una forma de resolver esta cuestión han inventado la palabra Brana y se refieren a las distintas branas según el número de dimensiones que las componen.

Así, en el Universo de 11 dimensiones, existen espacios, sustancias, branas 11D. Allí donde dos branas 11D están en contacto, la superficie entre ellas es una brana 10D. Y éstas entran en contacto con otras, formando branas de cada vez menos dimensiones, así hasta llegar a branas 3D, que es lo que nosotros conocemos como 'volumen', branas 2D, que conocemos como 'superficie' o 'membrana', branas 1D que llamamos 'arista' y branas 0D que llamamos 'vértice'.

La Tensión de las Membranas

Todas las branas son extensas en un número determinado de dimensiones y tienen un grosor muy reducido en las otras, tal como una lona, y tienden a conservar una forma de mínima energía, a ser completamente plana o esférica. Cualquier intento de deformarla recibirá una respuesta como reacción. Y esa respuesta es una fuerza que conocemos como Tensión Superficial.

Siempre que apliquemos una fuerza sobre un punto de una membrana, la tensión en ese punto aumentará y mientras no la rompamos la membrana intentará recuperar su forma original.

Una Membrana, una Lona o una Brana pueden experimentar DOS tipos de Tensiones: Exotópicas y Endotópicas.

Tensiones Exotópicas

Una tensión Exotópica es la que produce una pelota sobre una lona elástica. La lona, que tiene dos dimensiones extensas, se deforma en una tercera dimensión, produciendo una depresión en la superficie de la lona. Todas las deformaciones de una lona producidas por pelotas o canicas que coloquemos sobre ella serán tensiones exotópicas y siempre del mismo signo. Podríamos producir deformaciones exotópicas de signo contrario si bajo la lona pusiéramos uno o varios globos de helio que empujaran la lona hacia arriba.

La reacción de los diversos cuerpos que haya en la lona, pelotas por arriba o globos por debajo, se verá afectada según la inclinación de la lona. Los objetos que provoquen deformaciones exotópicas del mismo signo tenderán a rodar los unos hacia los otros, pero si dos objetos generan deformaciones exotópicas de signo distinto tenderán a rodar alejándose entre sí. En el ejemplo de la lona todas las pelotas acabarían juntas en un extremo de la lona mientras que los globos acabarían, también juntos, en el extremo opuesto.

En el mundo real, no el hipotético de una lona elástica, la Fuerza de Gravedad es la consecuencia de la deformación exotópica que producen todas las masas del Universo sobre el tejido espacial.

En nuestro Universo podrían existir partículas que provocaran una deformación exotópica de signo contrario, pero esas partículas se unirían entre sí para formar planetas, estrellas y galaxias de gravedad negativa y se alejarían de las galaxias de gravedad positiva. Como en todos los demás aspectos las partículas experimentan las mismas reacciones, no hay forma de distinguir, de las galaxias que nos rodean, cuáles son de masa positiva o negativa.

Con esto se podría concluir que CREO que existen esas galaxias de Gravedad Negativa. No es así.

En realidad hay una razón lógica y geométrica para que todas las deformaciones exotópicas provocadas por la masa, y que nosotros identificamos con la Gravedad, sean del mismo sentido y, por tanto, las galaxias de gravedad negativa no existan. Pero de momento voy a dejar esa explicación para más adelante.

Tensiones Endotópicas

Una tensión Endotópica es aquella en la que la brana no cambia de forma, sino que se produce una tensión mayor o menor que la tensión natural de la brana.

En el ejemplo de la lona es como si una partícula no empujara la lona hacia arriba o hacia abajo, sino que tirara hacia sí o empujara hacia afuera los hilos que la rodean para aumentar o disminuir la tensión de la lona. La lona no cambiará de forma, pero la tensión de los hilos puede ser alterada y hacerse más o menos tensa.

En este caso, con la cercanía de dos perturbaciones endotópicas ocurre lo contrario que con la Gravedad.  Dos perturbaciones endotópicas del mismo signo se repelen. Dos de distinto signo se atraen.

Que es lo que, en nuestro mundo real vemos que hacen los Protones y Electrones. Todos los Electrones se repelen entre sí. Todos los Protones se repelen entre sí. Pero un Electrón y un Protón se atraen.

La Fuerza de las Partículas

Desde que se conoció la estructura interna de los átomos, compuestos de protones y electrones, los científicos han intentado encontrar una explicación de porqué esas dos partículas en particular, pero también cualesquiera otras en general, son capaces de alterar su movimiento para acercarse o alejarse entre sí, empezando por la primera cuestión: ¿Cómo sabe una partícula que hay otra partícula en su entorno? ¿Cómo sabe en qué dirección? ¿Cómo la reconoce para saber si debe acercarse o alejarse?

Se ha especulado que existe una comunicación entre ellas, y esa comunicación debe realizarse con 'algo' que transmita la información de la una a la otra, así que durante varias décadas se ha elaborado una teoría basada en el intercambio de Partículas Mensajeras.

La Teoría de las Partículas Mensajeras

La Teoría de las Partículas Mensajeras supone que el electrón emite un fotón hacia el núcleo atómico y éste le responde con otro fotón, lo que le indica al electrón como debe alterar su trayectoria para permanecer en órbita alrededor del núcleo.

Pero un electrón no sabe dónde está el núcleo, así que para acertar debería enviar muchos, muchísimos fotones en todas direcciones y sólo uno o unos pocos darían en el núcleo. Todos los demás se perderían en el espacio, lo que supondría una pérdida de energía que, en un muy breve período de tiempo llevaría a la disolución del electrón.

Igual razonamiento se aplicaría a cualquier otra partícula mensajera.

Personalmente, y es una opinión mía, yo no creo que las fuerzas se transmitan por medio de partículas mensajeras. Primero porque no es posible que una partícula emita infinitas partículas mensajeras en TODAS direcciones esperando el albur de que alguna de ellas choque con otra partícula. Segundo porque, al estar limitada la velocidad de esas partículas mensajeras a la velocidad de la luz, su reacción siempre se produciría con retraso.

En el caso del eclipse de sol que permitió verificar las teorías de Einstein, un fotón procedente de las estrellas, viajando a la velocidad de la luz, no puede enviar partículas mensajeras hacia el Sol hasta que se encuentre justo a su lado, por lo que su trayectoria, si dependiera de partículas mensajeras, sería completamente recta y sólo se desviaría durante un breve instante, justo al lado del Sol. Y a partir de ese punto tampoco podría recibir partículas mensajeras desde el sol, pues el fotón se está alejando de él a la máxima velocidad posible, y ninguna partícula procedente del Sol podría alcanzarle.

Es una evidencia comprobada que los fotones se desvían al pasar cerca de la masa del Sol, pero esa desviación no puede ser debida a la interacción de hipotéticas partículas mensajeras.

No quiero decir con esto que esas partículas, que la comunidad científica considera mensajeras, no existan. Existen, pero no son mensajeras ni son las responsables de que existan las Fuerzas.

Hundidos en la Membrana

Deformación gravitatoria del Tejido EspacialEinstein dio la posible respuesta al explicar que las masas deforman el tejido espacial, y las partículas como los fotones, viajando en línea recta por el tejido espacial, al pasar por una zona donde el tejido espacial está deformado, alteran su trayectoria.

La Luna se mantiene en órbita alrededor de la Tierra, no porque ambas intercambien partículas que se comuniquen mutuamente cómo deben alterar su trayectoria, sino porque ambas provocan dos deformaciones del Tejido Espacial, la de la Tierra más pronunciada que la de la Luna, y es el Tejido Espacial el que está inclinado y altera las trayectorias de ambas masas, siendo más alterada la trayectoria de la masa más pequeña.

El Ejemplo de la Lona Elástica

Podemos visualizar el fenómeno de una forma muy sencilla, sin necesidad de Partículas Mensajeras, imaginando una lona elástica sobre la cual colocamos pelotas de distintos tamaños y pesos representando estrellas, planetas o lunas. Cada pelota deformará la lona según su masa y, al inclinar la lona las pelotas empezarán a rodar las unas hacia las otras, desplazándose con más velocidad las pelotas más ligeras. Igual que en el espacio ocurre con la gravedad.

Si por la lona lanzamos pequeñas canicas en diferentes direcciones se desplazarán en línea recta por la lona allí donde ésta no esté deformada por ninguna pelota, pero si pasan por una zona deformada, la canica se desviará hacia la pelota que hay en el centro de la deformación. Según su velocidad, si va bastante rápida y no golpea directamente a la pelota, luego se alejará, pero en una dirección desviada de su trayectoria original. Si la canica va más despacio puede quedar orbitando alrededor de la pelota. Si la lona fuera perfectamente elástica y no ofreciera resistencia al movimiento, la órbita de la canica en torno a la pelota sería una elipse perfecta y se mantendría girando en esa órbita de forma indefinida.

Exactamente igual que en el espacio ocurre con la Gravedad, las estrellas, los planetas, lunas y asteroides, e incluso con los fotones que componen los rayos de luz al pasar cerca del disco solar.

Análisis Dimensional de una Lona Elástica

Una Lona Elástica es equiparable a una Membrana Bidimensional en un Espacio Tridimensional. Los objetos, pelotas o canicas, se mueven por la Membrana, están encapsulados en ella. La Membrana no tiene DOS dimensiones, sino TRES, sólo que dos dimensiones son extensas y en la tercera dimensión la membrana tiene un grosor muy reducido. Pero esa tercera dimensión existe.

Y la deformación que se produce en una membrana de DOS dimensiones se verifica en la tercera dimensión.

Y a partir de aquí es cuando la cosa se empieza a complicar.

Las Partículas Elementales

Las Partículas Elementales (Electrones, Neutrinos y Quarks u y d que componen Protones y Neutrones) se mueven por la brana 3D y la deforman en distintas direcciones, en los diferentes grosores que tiene la brana en las dimensiones desde la cuarta a la décima. Y esa deformación hace que otras partículas sensibles a esas diferentes deformaciones modifiquen su trayectoria y se desvíen, como si estuvieran siendo atraídas o repelidas por las demás partículas que hay en su entorno.

Si un electrón y un protón deformaran el tejido espacial en una sola dimensión su destino sería inexorable. Se atraerían cada vez con más fuerza hasta chocar entre sí. Pero no lo hacen porque el electrón y el protón deforman el tejido espacial en varias dimensiones distintas y lo hacen con distinto signo. Así, por algunas dimensiones se atraen, por otras se repelen, y eso hace que ambos queden situados a la distancia en que todas las fuerzas quedan en equilibrio.

Las Fuerzas que forman un Átomo

Si consideramos que las tres dimensiones extensas del espacio en el que nosotros vivimos son A, B y C, las deformaciones se producen en las direcciones correspondientes a los grosores de la brana en las dimensiones D, E, F y G.

Un electrón produce una deformación Endotópica en la dimensión E y con signo —. El protón produce una deformación E+. Al ser dos deformaciones endotópicas de distinto signo se atraen. Pero el electrón también genera una deformación D+ y el protón otra D+, así que por esa dimensión se repelen.

El punto de equilibrio entre ambas fuerzas está a una distancia de unos 60 picometros (billonésimas de metro) lo que hará que ambos acaben más o menos a esa distancia. Como, según la teoría de Supercuerdas, las partículas son cuerdas vibrantes, el punto de equilibrio no es estable sino que varía de forma alocada y eso hace que ambos acaben dando vueltas el uno en torno al otro. Y como la masa del protón es más de mil veces mayor que la del electrón, será este último el que se mueva alocadamente en torno al protón mientras que éste pasa a convertirse en el núcleo de un átomo de Hidrógeno.

El Electrón orbita tan alocadamente que la mayor parte del tiempo está a más o a menos de 60 pm del núcleo, llegando desde unos 30 hasta unos 120 pm. Su velocidad es tan grande que es imposible pillarlos en un lugar concreto, por lo que más bien ocupan, no una órbita estable, sino una nube esférica bastante gruesa a la que llamamos Orbital.

Composición de Protones y NeutronesLos Protones y Neutrones realizan una interacción parecida. Ambos están compuestos de tres Quarks u y d. Una tríada uud forma un Protón. Otra udd forma un Neutrón. Se forman muchas tríadas con muy diversas combinaciones pero la mayoría son inestables y se desintegran de inmediato.

Cada partícula genera tensiones o deformaciones en el tejido espacial en varias dimensiones, y en cada una con distintas intensidades y características. Para diferenciar esas características, los físicos de partículas han imaginado conceptos de lo más variopinto, como sabores, colores y encantos. En realidad cada una de esas categorías inventadas por los físicos son manifestaciones de la tensión exotópica o endotópica, positiva o negativa, que ejerce una partícula desde la membrana 3D en la que está encapsulada sobre su grosor en las dimensiones D, E, F, G y superiores.

Todos los Protones provocan una deformación endotópica en la dimensión D con signo +, y en la dimensión F con signo +, así que por las dos dimensiones los protones tienden a separarse entre sí. Los Neutrones también provocan una deformación D+, pero por la dimensión F provocan una deformación F—. Dos Neutrones tienden a separarse, pero un Protón y un Neutrón quieren unirse por la dimensión F y repelerse por la D. La intensidad de ambas fuerzas impide que se lleguen a unir, pero si los empujamos a una velocidad suficiente podríamos hacer que entraran en contacto formando un núcleo de Deuterio, compuesto de un Protón y un Neutrón.

Construyendo Átomos Mayores

Átomo de HelioSi empujamos con suficiente fuerza dos núcleos de Deuterio hasta el punto de que ambos colisionen se formaría un núcleo de Helio, con dos Protones y dos Neutrones. La fuerza de repulsión que los dos Protones ejercen entre sí queda compensada con la fuerza de atracción que ejercen con los Neutrones. Y viceversa.

Pero recordad que los Protones también ejercen una fuerza E+ y eso hace que el primer Electrón que pase por allí cerca se verá atraído y se convertirá en el compañero del primer Electrón, con lo que ahora tendremos en el Núcleo dos Protones, dos Neutrones y en su órbita dos Electrones. Un perfecto átomo de Helio hecho y derecho.

Y con una diferencia más. El electrón del átomo de Hidrógeno se encontraba orbitando el núcleo a unos 60 pm. Pero al tratarse de dos electrones su fuerza E— es ligeramente mayor y acaban girando más cerca del núcleo, a unos 45 pm. Curioso que un átomo de Helio más pesado resulte ser más pequeño y compacto que uno de Hidrógeno.

Podemos añadir otro núcleo de Deuterio, y otro, y otro, y cada vez tendremos un núcleo más grande formado por el mismo número de Protones y Neutrones. Y en cada caso se unirá espontáneamente otro electrón dando lugar a los distintos elementos de la tabla periódica.

Con el tercer electrón pasa una cosa curiosa. Ya tenemos dos electrones orbitando el núcleo a unos 45 picometros. El tercero no cabe allí, así que queda orbitando a una mayor distancia, a unos 110 pm. Al añadir un cuarto electrón la segunda capa se hace más densa y ambos electrones quedan a unos 100 pm y así sucesivamente, cada electrón que añadamos hace que el átomo sea ligeramente más pequeño que el anterior. Así hasta completar la segunda capa, en la que caben 8 electrones.

Si observamos la Tabla Periódica de elementos podremos constatar que el tamaño de los átomos aumenta conforme bajamos en la tabla, pero disminuye conforme nos desplazamos hacia la derecha.

Pero dejemos de observar los electrones y las capas electrónicas en las que se van instalando y volvamos a centrarnos en el Núcleo.

Grandes Núcleos Atómicos

Hasta ahora hemos ido añadiendo la misma cantidad de Protones que de Neutrones. Es preciso para que las fuerzas de repulsión de protones entre sí y neutrones entre sí, se compensen con las de atracción entre cada protón con cada uno de los neutrones y viceversa, quedando un núcleo estable.

Núcleo Atómico: Fuerza de un Nucleón sobre otrosPero cuando el núcleo alcanza a ser bastante grande, la fuerza de atracción nuclear por la dimensión F no alcanza a TODO el núcleo, sólo a los nucleones que quedan más cerca de él. El resultado es que la fuerza de repulsión, que sí alcanza a todo el núcleo, es mayor que la de atracción y el núcleo se desintegra.

En cambio, si el núcleo tiene un número mayor, pero no excesivo, de neutrones, su fuerza de atracción sí es suficiente para mantener el núcleo cohesionado. El resultado es que en átomos más o menos pequeños, debe haber la misma cantidad de Neutrones que de Protones, pero mientras más grande sea el Núcleo, hacen falta más Neutrones que Protones.

En un átomo de Uranio, por ejemplo, hay el doble de Neutrones que de Protones.

Y de esta forma tan simple y elegante es como se construyen los átomos, uniéndose algunas partículas gracias a las fuerzas resultantes de la deformación de nuestra brana 3D en las dimensiones D, E, F, G y superiores.

Por pura casualidad, las letras que designan a las cuatro dimensiones superiores, D, E, F y G, coinciden con las iniciales de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas hasta ahora, Débil, Electromagnética, Fuerte y Gravitatoria, así que me he tomado la libertad de asignarlas en ese orden, aunque no se corresponden con la intensidad ni el alcance de las mismas.

Conclusión

El Universo de tres Dimensiones que creíamos entender tan bien parece ser un poco más complejo de lo que pensábamos. Existen más de tres dimensiones, probablemente 11. De donde resulta que lo que nosotros vemos del Universo no es más que una fina membrana vista desde su interior, sin que podamos movernos, ni siquiera mirar, en esas direcciones.

Es una brana 3D, muy extensa en tres dimensiones y con un grosor muy reducido en las demás. Las partículas elementales alteran esa membrana, con distintas intensidades y sentidos en cada dimensión, y eso hace que se generen las Fuerzas.

Esas fuerzas son las que hacen que las partículas se combinen para formar protones, neutrones, átomos, moléculas, rocas, planetas y seres vivos. Y no hace falta recurrir a la teoría de las Partículas Mensajeras.

En este artículo he intentado mostrar que aunque nos enfrentemos a un escenario poco habitual, el de que existan más de 3 dimensiones, es relativamente fácil comprenderlo, sin más que pensar en la membrana de una pompa de jabón, imaginar que nosotros somos seres 2D viviendo en la superficie 2D de una esfera 3D y que estamos encapsulados en ella, y no podemos ni mirar ni salir fuera de las dos dimensiones de esa membrana. Y ahora sólo hay que añadir una dimensión más a cada elemento de esa imagen y tendremos un retrato muy similar a lo que es la realidad.

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