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Documental de la Serie El Gran Diseño, de Stephen Hawking en el que éste nos muestra cómo se han ido descubriendo las Leyes y Claves que explican el Cosmos.

Creada12-10-2014
Modificada25-07-2016
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Reseña del Documental Las Claves del Cosmos de la serie El Gran Diseño de Stephen Hawking

Las Claves del Cosmos

Documental de la Serie El Universo de Stephen Hawking producido en 2.011 por Darlow Smithson Productions para Discovery Channel en el que Hawking nos muestra cómo se han ido descubriendo las Claves que explican el Cosmos.

El Universo Comprensible

El el siglo XVII, Isaac Newton descubrió que la fuerza que hace caer los objetos al suelo y la que mantiene los planetas y lunas en sus órbitas, eran dos aspectos diferentes de la misma fuerza. Desarrolló la fórmula para calcular y predecir los movimientos de todos los cuerpos, tanto en los cielos como en la Tierra.

A finales del siglo XIX, James Clerk Maxwell supuso, y comprobó, que el magnetismo y la electricidad eran dos aspectos distintos de un mismo fenómeno. Unificó ambos conceptos y los rebautizó como Electromagnetismo. Al calcular la velocidad a la que se transmiten las ondas EM comprobó que lo hacían a la misma velocidad de la luz, y de ahí dedujo que la luz también era una onda EM.

Maxwell relacionó la Electricidad, el Magnetismo y la Luz en una serie de 4 ecuaciones que, junto con la ecuación de Newton, describen el funcionamiento de todos los fenómenos del Universo.

Michelson y Morley supusieron que lo mismo que las olas son ondas de energía que se transmiten por un medio, el agua, y los sonidos son ondas de energía que se transmiten por un medio, el aire, las ondas EM debían transmitirse por un medio que existiera en todas partes, incluso en el vacío interestelar. Llamaron a ese medio 'Éter'.

Dado que la Tierra se movía por el éter alrededor del Sol imaginaron que sería posible detectar la diferencia de la velocidad de la Luz cuando la Tierra se movía en una u otra dirección de su órbita.

Diseñaron un experimento (El experimento Michelson-Morley) para detectar esa diferencia de velocidad, pero al llevarlo a cabo comprobaron que no había diferencia. No importaba en qué dirección midiéramos la velocidad, no importaba si apuntábamos en dirección al movimiento de la Tierra o en dirección contraria. Las medidas de la velocidad de la luz eran siempre las mismas.

El Universo Relativo

Einstein diseñó un experimento mental para intentar resolver esta paradoja. Imaginó un tren que viajaba a una velocidad determinada. En el centro de un vagón un hombre enciende un mechero. En los dos extremos del vagón, a la misma distancia del mechero, otros dos hombres lo ven encenderse. Puesto que el tren está avanzando a una velocidad determinada, el observador de la parte de atrás del vagón debería ver la llama antes que el que va en la parte delantera.

El experimento de Michelson-Morley demostró que no ocurría así: Ambos observadores ven la luz al mismo tiempo.

Einstein se preguntó que vería una persona que estuviera fuera del tren, en el andén. Esa persona vería que el observador de atrás vería la luz antes que el de delante.

Dos sucesos simultáneos dentro del vagón ¡no eran simultáneos para un observador fuera del mismo! Calculó que la Velocidad de la Luz era la misma para todos los observadores, pero que lo que era simultáneo o no, dependía del Sistema de Referencia de cada uno.

Einstein descubrió que el Espacio y el Tiempo eran relativos, dependían de las condiciones de movimiento de cada observador.

Lo sorprendente es que a partir de sus fórmulas también podía explicarse, y no sólo calcularse, la fuerza de la gravedad de Newton.

La Gravedad era una deformación del Espacio en el entorno de los cuerpos con masa.

Hawking propone imaginar una lancha navegando en línea recta por un lago infinito. Si en la superficie del lago se produce una depresión, la lancha, viajando en línea recta por la superficie trazará una curva alrededor de la depresión. Desde el punto de vista de la lancha, estamos viajando siempre en línea recta. Desde el punto de vista del lago, la trayectoria de la lancha sigue una curva alrededor de la deformación de la superficie.

En 1.919, el teórico aleman Theodor Kaluza, planteó que las ondas EM eran otro tipo de deformación del espacio.

El Universo Cuántico

Las claves del Cosmos estaban cada vez más claras, pero entonces apareció la Física Cuántica.

La Física de las partículas subatómicas reveló unos comportamientos que parecían contradecir la lógica del mundo real.

Experimento de las RanurasSi lanzamos un gran número de electrones hacia una pantalla en la que hay dos ranuras, todos esperaríamos que en la pantalla trasera los electrones chocaran en un patrón similar a las dos ranuras. Sin embargo los electrones dibujaban un patrón de varias líneas paralelas, de las que dos estaban en línea recta desde el emisor de electrones a través de las ranuras, pero las demás líneas aparecían de manera incomprensible en lugares que no estaban en línea recta con el emisor de electrones.

Richard Feynman aplicó el cálculo de probabilidades al comportamiento cuántico de las partículas y gracias a ello se pudo comprender, en cierto modo, la forma en que funciona el Universo en la escala subatómica.

Los Átomos están compuestos de electrones que giran alrededor de un Núcleo.

El Núcleo es un conjunto de Protones y Neutrones.

Los Protones y Neutrones están formados por Quarks.

Los Quarks están formados por Cuerdas.

Las Cuerdas son complejas Distorsiones del Espacio-Tiempo.

El Universo de Universos

La Teoría de Cuerdas está basada en las matemáticas desarrolladas por Einstein y Kaluza y postulan que existen 10 dimensiones. En ellas se producen distorsiones de tamaño infraatómico y esas distorsiones del espacio vibran a través de esas dimensiones y a determinadas frecuencias. Esas distorsiones son las que, a escala cuántica, crean las diversas partículas que componen nuestro Universo.

A partir de la Teoría de Cuerdas, los físicos han sido capaces de explicar todos los fenómenos que ocurren en el Universo, desde la Fuerza de la Gravedad, pasando por la Relatividad y hasta los Agujeros Negros, aunque para distintos problemas se han desarrollado varias versiones distintas de la Teoría de Cuerdas.

Se piensa que tarde o temprano se conseguirá unificar todas esas versiones en una única Teoría M capaz de explicar, ella sola, todos los enigmas de la Física.

Una de las más asombrosas predicciones de la Teoría de Cuerdas es que existen infinitos universos, cada uno de ellos con distintas combinaciones de dimensiones en las que vibran las cuerdas y, por tanto, con distintas constantes cosmológicas y distintas leyes físicas.

Muchos de esos universos tienen unas leyes físicas con las que no es posible la vida inteligente, tal como la conocemos. El hecho de que nosotros existamos es la prueba de que vivimos en un universo en el que esas leyes sí permiten la vida inteligente.

No es que el Universo esté hecho a nuestra medida, es que existen infinitos universos y nosotros vivimos en uno de los pocos, poquísimos pero aún infinitos universos en los que podemos existir.

En mi Opinión

Casi todos los documentales de Hawking son MUY buenos. Este es de los mejores, más que nada por la claridad con la que se ha sintetizado el proceso del descubrimiento de las leyes del Cosmos.

No he acabado de comprender muy bien cómo las leyes de la probabilidad hacen que el comportamiento cuántico de las partículas subatómicas se vuelva más comprensible para los físicos actuales, pero eso seguro que es fallo mío, no del documental.

Respecto a la Teoría de Cuerdas debo indicar que cuando hablan de Diez Dimensiones no sé si se refieren a Diez Dimensiones más el Tiempo o a Nueve Dimensiones más el Tiempo.

Para los físicos y matemáticos resulta bastante cómodo tratar el Tiempo como si fuera una Dimensión. Yo no creo que lo sea. No creo que las cuerdas vibren adelante y atrás en el tiempo, sino que vibran sólo en las dimensiones espaciales. El tiempo es sólo la sucesión de sucesos que suceden sucesivamente. En mi opinión no hay nada que pueda suceder antes de sus causas ni hay ninguna forma de que nosotros, ni ninguna vibración de cuerdas, pueda generar consecuencias hacia el pasado.

A los físicos les resulta más fácil tratar el Tiempo como si fuera una dimensión, pero como digo, yo no creo que lo sea.

Que yo sepa, las primeras versiones de la Teoría de Cuerdas postulaban la existencia de Nueve Dimensiones, pero cuando se elaboraron cuatro teorías de cuerdas, todas ellas congruentes con la realidad pero incompatibles entre sí, se buscó una explicación y se encontró una nueva teoría que implicaba la existencia de Diez Dimensiones y de la que las cuatro versiones anteriores eran soluciones parciales.

Y de nuevo me quedo sin saber si la Teoría M es esa nueva versión y si considera o no que el Tiempo es una Dimensión como las otras.

Por último, echo de menos que se expliquen las Branas, o al menos que se mencionen. Creo que son estructuras que existen en el Omniverso y en las cuales se crean todos esos infinitos universos que se mencionan en el documental.

Para saber más sobre lo explicado aquí recomiendo estos otros documentales: Escondido en la Luz de la serie Cosmos, ¿Tiene Límite el Universo?, ¿Hay más de tres Dimensiones? y El Multiverso de la serie El Tejido del Cosmos.

Si queréis saber más sobre el Omniverso podéis leer La Ciencia del Big Bang y la Gran Onda y Preguntas y Respuestas sobre el Omniverso

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Ver Ficha de Las Claves del Cosmos de la serie El Gran Diseño de Stephen Hawking

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