HISTORIA DEL TIEMPO STEPHEN W. HAWKING

Estudiantes de Licenciatura en Educación con ÉnfasisEn Ciencias Naturales y Educación AmbientalUniversidad del Tolima-Idead-Cread Kennedy

LUZ MARINA CHACON CÓD. 084600212014LUGI PILAR CASTILLO CÓD. 084600182014NANCY ALBARRAN. CÓD 084600002014SANDRA ARANGUREN COD.084600062014

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RESUMEN Esta historia pretende que el lector

pueda entender de una manera

significativa como los contenidos de gran

alcance son la visión que proporcionan

los mecanismos de la mente de su autor.

Donde Hawking se embarca de una

búsqueda de respuesta a la pregunta de

Einstein sobre si Dios tuvo alguna

posibilidad de elegir al creador de

universo. Un universo sin borde espacial,

donde no hay principio ni final en el

tiempo pero sin lugar a dudas sin un

lugar para el creador. El libro presenta

datos interesantes además de

numerosos estudios que para la fecha

fueron extraordinarios, no obstante en la

actualidad los datos son más

comprensibles e inclusive debatibles .El

contenido del libro varía desde los inicios

de la astronomía, la teoría de la

relatividad. Esta historia pretende que el

lector pueda entender de una manera

significativa como los contenidos de gran

alcance son la visión que proporcionan

los mecanismos de la mente se su autor.

Donde Hawking se embarca de una

búsqueda de respuesta a la pregunta de

Einstein sobre si Dios tuvo alguna

posibilidad de elegir al creador de

universo. Un universo sin borde espacial,

donde no hay principio ni final en el

tiempo pero sin lugar a dudas sin un

lugar para el creador, también intenta

explicar algo de matemáticas complejas

PALABRAS CLAVES: Espacio, tiempo,

universo, incertidumbre, expansión,

partículas, fuerzas de la naturaleza y

teorías.

SUMMARY

This story is intended that the reader can

understand in a meaningful way as the

contents are powerful vision provided by

the mechanisms of the mind of its author.

Where Hawking embarks on a search for

answer to Einstein's question about

whether God had any choice the creator

of the universe. A universe without

spatial edge, where there is no beginning

or end in time but undoubtedly no place

for the creator. The book presents

interesting facts and numerous studies to

date were extraordinary, though currently

the data is more understandable and

even debatable .The content of the book

ranges from the beginnings of

astronomy, the theory of relativity. This

story is intended that the reader can

understand in a meaningful way as the

contents are powerful vision provided by

the mechanisms of the mind is its author.

Where Hawking embarks on a search for

answer to Einstein's question about

whether God had any choice the creator

of the universe. A universe without

spatial edge, where there is no beginning

or end in time but undoubtedly no place

for the creator, also tries to explain some

complex math

.KEY WORDS: Space, time, universe,

uncertainty, expansion, particles, forces

of nature and theories.

1 .INTRODUCCION

El tema del universo es una

incógnita de toda una vida para el

hombre acerca de su origen

precisamente por saber de dónde

viene el cosmos, quien o que lo creo,

fue una explosión o por el contrario

tiene que ver un ser supremo como

es Dios. Aun así no indagamos, lo

suficiente para saber acerca de la

formación del universo, de la vida, el

porqué la luz, la gravedad y otras

muchas cosas; nos preguntamos si el

mundo tiene un fin o por el contrario,

con el pasar del tiempo se amplía

mas. Se pretende adquirir más

conocimiento acerca de los agujeros

negros, el porqué de la gravedad en

la tierra, que formo el mundo; en

nuestros días aun se comenta acerca

de las creencias religiosas, es la

explicación más rápida que se da

halos niños. Solo los astrónomos,

fiscos, filósofos y científicos; nos

aclaran el porqué del universo y de

su composición. Se busca estudiar si

hay vida extraterrestre, se incluye

aquí la versión de Isaac Newton y de

otros científicos que aportan sus

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pensamientos y filosofías como

Quepler y Galileo entre otros; que

pretendían hacer entender en sus

estudios el funcionamiento de la

tierra, de los astros, explicando su

teoría acerca del origen del Bin Bang

estas teorías cambiaban apenas se

comprueba la función de cada

cuerpo existe, se habla del principio

de la selección natural y de la

naturaleza de Dios.

2. DESARROLLO:

CAPÍTULO 1 NUESTRA IMAGEN DEL UNIVERSO

Nos enseña la manera en como hemos

visto el universo desde el inicio de su

análisis con los filósofos griegos hasta

los científicos pertenecientes a la Física

Moderna como Albert.

Einstein.Aristóteles en su libro de los

cielos estableció dos argumentos para

creer que la tierra era redonda: la

sombra de la tierra sobre la luna (en los

eclipses lunares) era siempre redonda y

la estrella polar aparecía más baja vista

desde el sur que desde regiones más al

norte. Aristóteles incluso estimó que la

distancia alrededor de la tierra era de

400000 estadios hacia el doble del

Ecuador correcto.

Aristóteles creía que la tierra era

estacionaria. Esta idea fue ampliada por

Ptolomeo en el siglo II d.c. hasta

construir un modelo cosmológico

completo. La tierra permaneció en el

centro rodeada por 8 esferas. La esfera

más externa transportaba a las llamadas

estrellas fijas.

Nicolás Copérnico 1514, propuso un

modelo más simple su idea era que el

sol estaba estacionario en el centro y

que los planetas se movían en órbitas

circulares a su alrededor. Casi un siglo

después Kepler y Galileo empezaron a

apoyar públicamente la teoría Copérnico.

En 1609 Galileo empezó a observar el

cielo nocturno con un telescopio que

acababa de inventar. El planeta Júpiter

estaba acompañado por varios

pequeños satélites o lunas que giraban a

su alrededor. Esto implicaba que no todo

tenía que girar directamente alrededor

de la tierra.

Johanes Kepler había modificado la

teoría de Copérnico sugiriendo que los

planetas no se movían en círculo, sino

en elipses.

Las predicciones se ajustaban

finalmente a las observaciones, las

órbitas elípticas constituían una hipótesis

bastante desagradable. Kepler no pudo

reconciliarlas con su idea de que los

planetas estaban concebidos para girar

alrededor del sol atraídas por fuerzas

magnéticas. Hacía 1687 Isaac Newton,

postuló una ley de la gravitación

universal, según la cual cada cuerpo en

el universo era atraído por cualquier otro

cuerpo con una fuerza que era tanto

mayor, cuanto más masivos fueran los

cuerpos y cuanto más cerca estuvieran

el uno del otro.

Llegó a suponer que las estrellas fijas

eran objetos como nuestro sol pero

mucho más lejanas. Newton comprendió

que las estrellas deberían atraerse unas

a otras; no parecía posible que pudieran

permanecer esencialmente en reposo.

Newton argumentaba que esto

verdaderamente sucedería si solo

hubiera un número finito de estrellas; si

por el contrario hubiera infinito de

estrellas sobre un espacio infinito; ello no

sucedería, por qué no habría ningún

punto central donde aglutinarse.

CAPÍTULO 2ESPACIO Y TIEMPO

Nos habla acerca de cómo los científicos

a lo largo del tiempo han aportado sus

creencias y teorías a la interrogante del

espacio y el tiempo.

Trata de las teorías del movimiento de

Newton, del espacio absoluto, del tiempo

absoluto, de cómo la teoría de la

relatividad acabó con el concepto del

tiempo absoluto, y cómo resulta

inconsistente con la teoría de la

gravitación de Newton y de la teoría de

la relatividad general de Einstein.

Aristóteles decía que el estado natural

de un cuerpo es estar en reposo. De ello

se deducía que un cuerpo pesado debía

caer más rápido que uno ligero, porque

sufría una atracción mayor hacia la

Tierra.

La tradición aristotélica también

mantenía que se podría deducir todas

las leyes que gobiernan el universo por

medio del pensamiento puro: no era

necesario comprobarlas por medio de la

observación.

Un cuerpo que tenga doble peso sufrirá

una fuerza gravitatoria doble, pero al

mismo tiempo tendrá una masa doble.

De acuerdo con

la segunda ley de Newton, estos dos

efectos se cancelarán exactamente y la

aceleración será la misma en ambos

casos.

Tanto Aristóteles como Newton creían

en el tiempo absoluto. Pensaban que se

podía afirmar inequívocamente la

posibilidad de medir el intervalo de

tiempo entre dos sucesos sin

ambigüedad, y que dicho intervalo sería

el mismo para todos los que lo midieran.

El tiempo estaba totalmente separado y

era totalmente independiente del

espacio.

Cuanto mayor sea la velocidad de un

cuerpo, más difícil será aumentar su

velocidad. Este efecto sólo es realmente

significativo para velocidades cercanas a

la de la luz.

6

Sólo la luz, u otras ondas que no posean

masa intrínseca pueden moverse a la

velocidad de la luz.

Debemos aceptar que el tiempo no está

completamente separado e

independiente del espacio, sino que por

el contrario se combina con él para

formar un objeto llamado espacio.

la luz, al expandirse desde un suceso

dado, forma un cono tridimensional en el

espacio-tiempo cuatridimensional. Dicho

cono se conoce como el cono de luz

futuro del suceso. De la misma forma

podemos dibujar otro cono, llamado el

cono de luz pasado, el cual es el

conjunto de sucesos, desde los que un

pulso de luz es capaz de alcanzar el

suceso dado.

Los conos de luz futuro y pasado de un

suceso P dividen al espacio tiempo en

tres regiones:

- El futuro absoluto. Es el conjunto de

todos los sucesos que pueden en

principio ser afectados por lo que sucede

en P. Sucesos fuera del cono de luz de

P no pueden ser alcanzados por señales

provenientes de P.

- El pasado absoluto de P. Conjunto de

todos los sucesos cuyas señales pueden

alcanzar P

- El "resto". Fuera del futuro y del

pasado.

CAPÍTULO 3

EL UNIVERSO EN EXPANSIÓN

Nos trata de explicar las teorías que

apoyan o contradicen la idea de que el

universo este en expansión.

En 1750 algunos astrónomos empezaron

a sugerir que la Vía Láctea podría ser

explicada por el hecho de que la mayor

parte de las estrellas visibles estuvieran

en una única configuración en forma de

disco, un ejemplo de lo que hoy

llamaríamos una galaxia espiral. Sólo

unas décadas después, William Herschel

confirmó esta idea.

Las estrellas están tan lejos de la Tierra

que nos parecen simples puntos

luminosos. La luz emitida por un objeto

opaco incandescente tiene un aspecto

característico que sólo depende de su

temperatura. Podemos averiguar la

temperatura de una estrella a partir de

su espectro luminoso. Cada elemento

químico absorbe un conjunto

característico de colores muy

específicos. Por ello se puede

determinar exactamente qué elementos

hay en la atmósfera de una estrella

comparando los conjuntos de colores

ausentes de cada elemento con el

espectro de la estrella.

Al estudiar los espectros de estrellas de

otras galaxias, encontramos un hecho

peculiar: son análogos a los de estrellas

cercanas, pero globalmente desplazados

hacia los extremos del espectro

correspondiente al color rojo. Sabemos,

por otro lado, que si una fuente luminosa

se aleja de nosotros, la frecuencia de las

ondas que recibimos será menor que en

el supuesto de una fuente estacionaria.

El universo se expande. Si se estuviera

expandiendo muy lentamente, la fuerza

de la gravedad frenaría finalmente la

expansión y aquél comenzaría entonces

a contraerse. Si se expandiera más

deprisa, continuaría expandiéndose por

siempre.

Dicke y Peebles argumentaron que aún

deberíamos ser capaces de ver el

resplandor de los inicios del universo,

porque la luz proveniente de lugares

muy distantes estaría alcanzándonos

ahora. Sin embargo, la expansión del

universo implicaría que esta luz debería

estar tan tremendamente desplazada

hacia el rojo que nos llegaría hoy en día

como radiación de microondas.El universo está formado en su mayoría

por estrellas las cuales son muy grandes

y tiene brillo propio debido a colisiones

dentro de ellas, donde se fusionan dos o

más núcleos para formar uno solo; La

estrella más cercana a nosotros es el

Sol, en el interior de este se transforma

la masa en energía, esta energía es

radiada en forma de luz, de la cual solo

una parte de ella llega a la tierra y la

demás escapa al Universo, ¿Por qué es

tan intenso el brillo del Sol? Porque el

Sol a comparación de las demás

estrellas está más cerca, ya que su luz

tarda unos 500 segundos en llegar a la

tierra, la siguiente estrella más cercana

al planeta tierra es próxima centauri y se

ve como un puntito solamente por la

gran distancia.

El libro también nos habla de cómo se

forma una estrella y dice que en el

espacio interestelar existen nubes de

gas constituidas fundamentalmente por

átomos libres de Hidrógeno y helio

mezcladas con el gas que conforman

esas nubes, hay también partículas de

polvo opacas a la luz. Este polvo

bloquea la luz de las estrellas que se

hallan detrás de las nubes y debido a

ese efecto se pueden detectar a las

nubes y con el gas libre de estas nubes

se constituyen las nuevas estrellas.

También habla el autor de las posibles

muertes de una estrella, durante su vida

las estrellas producen luz y calor. Es tan

grande la masa que la producción de

energía puede ser mantenida por largo

tiempo. Sin embargo las estrellas

mueren de distinta forma debido a su

peso. También nos habla el libro de la

vía láctea y de las galaxias ¿Qué es una

galaxia? Es un colosal disco de estrellas

y gas que giran alrededor de su centro.

Así como la Luna gira alrededor de la

Tierra, la Tierra gira alrededor del Sol y

este a su vez gira alrededor del centro

de Vía Láctea como la galaxia...

8

CAPÍTULO 4EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

Muestra teorías de los mejores

científicos además de críticas a estas

teorías hechas por otros científicos.

El principio de incertidumbre tiene

profundas implicaciones sobre el modo

que tenemos de ver el mundo. Marcó el

final del sueño determinista. Parece

mejor, en general, emplear el principio

de economía conocido como

"cuchilla de Occam" y eliminar todos los

elementos de la teoría que no pueden

ser observados. Esta aproximación llevó

en 1920 a Heisenberg,

Erwin Schrodinger y Paul Dirac a

reformular la mecánica con una nueva

teoría llamada mecánica cuántica,

basada en el principio de incertidumbre.

En esta teoría las partículas ya no

poseen posiciones y velocidades

definidas por separado, pues estas no

podrían ser observadas. En vez de ello,

las partículas tienen un estado cuántico,

que es una combinación de posición y

velocidad.

La doctrina del determinismo científico

fue ampliamente criticada por diversos

sectores, que pensaban que infringía la

libertad divina de intervenir en el mundo,

pero, a pesar de ello, constituyó el

paradigma de la ciencia hasta los

primeros años de nuestro siglo. Una de

las primeras indicaciones de que esta

creencia habría de ser abandonada llegó

cuando los cálculos de los científicos

británicos lord Raleigh y

Sir James Jeans sugirieron que un

objeto o cuerpo caliente, tal como una

estrella, debería irradiar energía a un

ritmo infinito. De acuerdo con las leyes

en las que se creía en aquel tiempo, un

cuerpo caliente tendría que emitir ondas

electromagnéticas (tales como ondas de

radio, luz visible o rayos X) con igual

intensidad a todas las frecuencias. Por

ejemplo, un cuerpo caliente debería

irradiar la misma cantidad de

energía, tanto en ondas con frecuencias

comprendidas entre uno y dos billones

de ciclos por segundo, como en ondas

con frecuencias comprendidas entre dos

y tres billones de ciclos por segundo.

Dado que el número de ciclos por

segundo es ilimitado, esto significaría

entonces que la energía total irradiada

sería infinita.

La hipótesis cuántica explicó muy bien la

emisión de radiación por cuerpos

calientes, pero sus aplicaciones acerca

del determinismo no fueron

comprendidas hasta 1926 cuando otro

científico alemán, Werner Heisenberg,

formuló su famoso principio de

incertidumbre. Para poder predecir la

posición y la velocidad futuras de una

partícula, hay que ser capaz de medir

con precisión su posición y velocidad

actuales.

La mecánica cuántica nos permite, en

principio, predecir casi todos los

fenómenos a nuestro alrededor, dentro

de los límites impuestos por el principio

de incertidumbre. (En la práctica los

cálculos son tan complicados que no

pueden realizarse.)

La teoría de la relatividad general de

Einstein parece gobernar la estructura a

gran escala del universo. No tiene en

cuenta el principio de incertidumbre de la

mecánica cuántica. Los campos

gravitatorios que habitualmente

experimentamos son muy débiles. El

campo gravitatorio deberá ser muy

intenso en, como mínimo dos

situaciones: los agujeros negros y el big

bang. En campos así de intensos, los

efectos de la mecánica cuántica tendrán

que ser importantes. Así, en cierto

sentido, la relatividad general clásica, al

predecir puntos de densidad infinita,

predice su propia caída, igual que la

mecánica clásica predijo su caída al

sugerir que los átomos deberían

colapsarse hasta alcanzar una densidad

infinita.

CAPÍTULO 5LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES Y LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA

Nos muestra como el estudio de la

partícula "elemental" ha cambiado a

partir del tiempo. Por partícula elemental

se refiere a los ladrillos de la materia, la

partícula indivisible, es decir que no esté

formada por otras más pequeñas.

Aristóteles creía que la materia era

continua, pero Demócrito sostenía que la

materia era inherentemente granular y

que todas las cosas estaban

compuestas por átomos. En 1803 Dalton

dijo que el agrupamiento de átomos

formaba moléculas. En 1911 Rutherford

mostró que los átomos tenían una

estructura interna, estaban compuestos

por un núcleo con cargas neutras y

positivas, y al rededor giraban electrones

con cargas negativas.

Los protones y neutrones son formados

por partículas llamadas quarks. 

En el experimento de Rutherford, las

partículas alfa tenían energías de

millones de electrón-voltios. Usando la

dualidad onda-partículas, todo en el

universo, incluyendo la luz y la gravedad,

puede ser descrito en términos de

partículas. Estas partículas tienen una

propiedad llamada espín.

Todas las partículas conocidas del

universo se pueden dividir en dos

grupos: partículas de espín 1/2, las

cuales forman la materia del universo, y

partículas de espín 0,1 y 2, las cuales,

dan lugar a las fuerzas entre las

partículas materiales.

10

Las partículas materiales obedecen el

principio de exclusión de Pauli,

enunciado en 1925. El principio de

exclusión explica por qué las partículas

materiales no colapsan a un estado de

muy alta densidad.

Un entendimiento adecuado del electrón

y de las otras partículas de espín 1/2 no

llegó hasta 1928 gracias a Paul Dirac. La

teoría de Dirac fue la primera que era a

la vez consistente con la mecánica

cuántica y con la teoría de la relatividad

especial. Explicó matemáticamente por

qué el electrón tenía espín 1/2. También

predijo que el electrón debería tener una

pareja: el anti electrón o positrón.

Hoy en día sabemos que cada partícula

tiene su antipartícula, con la que puede

aniquilarse. 

El valor de la energía de la gran

unificación no se conoce demasiado

bien, pero probablemente tendría que

ser como mínimo de mil billones de GeV.

Así pues, no es comprobable. A pesar

de ello, existen consecuencias a baja

energía de la teoría que sí pueden ser

comprobadas. La más interesante de

ellas es la predicción de que los

protones pueden decaer

espontáneamente en partículas más

ligeras, tales como antielectrones. 

Hasta 1956 se creía que las leyes de la

física poseían tres simetrías

independientes llamadas C, P y T. La

simetría C significa que las leyes son las

mismas para partículas y para

antipartículas. La simetría P implica que

las leyes son las mismas para una

situación cualquiera y para su imagen

especular. La simetría T significa que si

se invierte la dirección del movimiento de

todas las partículas y antipartículas, el

sistema volvería a ser igual a como fue

antes: en otras palabras, las leyes son

las mismas en las direcciones hacia

adelante y hacia atrás del tiempo.

CAPÍTULO 6LOS AGUJEROS NEGROS

El término agujero negro fue acuñado en

1969 por John Wheeler como la

descripción gráfica de una idea que se

remonta hacia atrás un mínimo de

doscientos años, a una época en que

había dos teorías sobre la luz: una,

preferida por Newton, que suponía que

la luz estaba compuesta por partículas, y

la otra que asumía que estaba formada

por ondas. Debido a la dualidad

onda/corpúsculo de la mecánica

cuántica, la luz puede ser considerada

como una onda y como una partícula.

No es realmente consistente tratar la luz

como las balas en la teoría de la

gravedad de Newton, porque la

velocidad de la luz es fija.

Recordemos el ciclo vital de una estrella.

Una estrella se forma cuando una gran

cantidad de gas, principalmente

hidrógeno, comienza a colapsar sobre sí

mismo debido a su atracción gravitatoria.

Conforme se contrae, sus átomos

comienzan a chocar. Con el tiempo el

gas estará tan caliente que cuando los

átomos de hidrógeno choquen ya no

saldrán rebotados, sino que se fundirán

formando helio. El calor resultante

expandirá los átomos equilibrando la

acción gravitatoria en un cierto tamaño,

que permanecerá aproximadamente

constante durante mucho tiempo.

Finalmente la estrella consumirá todo su

hidrógeno y los otros combustibles

nucleares. Paradójicamente, cuanto más

combustible posee una estrella al

principio, más pronto se le acaba, pues

mientras más caliente esté, más

rápidamente utilizará su combustible.

Nuestro Sol tiene probablemente

suficiente combustible para otros cinco

mil millones de años aproximadamente,

pero estrellas más masivas pueden

gastar todo su combustible en tan sólo

cien millones de años. Cuando una

estrella se queda sin combustible

empieza a enfriarse y por lo tanto a

contraerse. Lo que puede sucederle a

partir de ese momento sólo empezó a

entenderse al final de la década de

1920.

Si una estrella posee una masa menor

que el límite de Chandrasekhar, puede

finalmente cesar de contraerse y

estabilizarse en un posible estado final,

como una estrella enana blanca, con un

radio de unos pocos miles de kilómetros

y una densidad de decenas de toneladas

por centímetro cúbico. Landau señaló

que existía otro posible estado final para

una estrella, también con una masa

límite de una o dos veces la masa del

Sol, pero mucho más pequeña incluso

que una enana blanca. Estas estrellas se

mantendrían gracias a la repulsión

debida al principio de exclusión entre

neutrones y protones, en vez de entre

electrones. Se les llamó por eso estrellas

de neutrones. Tendrían un radio de unos

quince kilómetros, y una densidad de

decenas de millones de toneladas por

centímetro cúbico. En la época en que

fueron predichas, no había forma de

poder observarlas.

Existen algunas soluciones de las

ecuaciones de la relatividad general en

las que le es posible a un observador ver

una singularidad desnuda, pero evitar

chocar con ella, y en vez de esto, caer

en un agujero de gusano, para salir en

otra región del universo. Estas

soluciones son altamente inestables,

como para que un observador no las

perturbe. Por lo tanto para tal observador

la singularidad estaría siempre en su

futuro, y nunca en su pasado. La versión

fuerte de la censura cósmica nos dice

que las singularidades siempre estarían,

bien enteramente en el futuro, como las

singularidades de colapsos gravitatorios,

12

o bien enteramente en el pasado, como

el big bang.

El horizonte de sucesos actúa como una

membrana unidireccional. Cualquier

cosa o persona que cae a través del

horizonte de sucesos pronto alcanzará la

región de densidad infinita y el final del

tiempo.

Se podría suponer que la evolución del

agujero, dependerá de su estructura

interna y los complicados movimientos

de gases en su interior. Si los agujeros

negros fueran tan complicados como los

objetos que se colapsaron para

formarlos, podría ser difícil predecir algo

sobre su comportamiento.

En 1967 Werner Israel revolucionó el

panorama demostrando que los agujeros

negros sin rotación deberían ser muy

simples; eran perfectamente esféricos,

su tamaño sólo dependía de su masa, y

dos agujeros negros cualesquiera con la

misma masa serían idénticos.

En 1963 Kerr había encontrado un

conjunto de soluciones a las ecuaciones

de la relatividad general que describían

agujeros negros en rotación. Estos giran

a un ritmo constante, y su tamaño y

forma sólo dependen de su masa y de

su velocidad de rotación (Se achatan

como la tierra).

Hacia 1973 se llegó a demostrar que

después de un colapso gravitatorio, un

agujero negro puede rotar, pero no

puede tener pulsaciones. Todo esto

implicaba que una gran cantidad de

información sobre el cuerpo colapsado

se debe perder cuando se forma el

agujero negro, porque después de ello,

todo lo que se puede medir del cuerpo

es la masa y la velocidad de rotación.

Toda la teoría se desarrolla en gran

detalle como un modelo matemático. La

primera observación que coincide con la

teoría fue Cygnus X-1, una estrella

visible que gira alrededor de un

compañero invisible, con una fuerte

emisión de rayos X, observada con un

enorme corrimiento hacia el rojo en

1975.

Se podría suponer que la evolución del

agujero, dependerá de su estructura

interna y los complicados movimientos

de gases en su interior. Si los agujeros

negros fueran tan complicados como los

objetos que se colapsaron para

formarlos, podría ser difícil predecir algo

sobre su comportamiento.

CAPÍTULO 7LOS AGUJEROS NEGROS NO SON TAN NEGROS

En un agujero negro, el horizonte de

sucesos está formado por los caminos

en el espacio-tiempo de los rayos de luz

que justamente no consiguen escapar

del agujero negro, y que se mueven

eternamente sobre esa frontera. Una

noche comencé a pensar en esto,

mientras me acostaba. Mi enfermedad

convierte esta operación en un proceso

bastante lento. De repente, comprendí

que los caminos de estos rayos nunca

podrían aproximarse entre sí. Si así lo

hicieran, acabarían chocando, y

absorbidos por el agujero. Así, los

caminos de los rayos luminosos en el

horizonte de sucesos tienen que

moverse siempre o paralelos o

alejándose entre sí. Otro modo de ver

esto es imaginando que el horizonte de

sucesos es como el perfil de una sombra

(la sombra de la muerte inminente.) Si la

fuente de luz es muy

lejana, se observará que los rayos de luz

no se están aproximando entre sí.

El comportamiento no decreciente del

área de un agujero negro recordaba el

comportamiento de una cantidad física

llamada entropía, que mide el grado de

desorden de un sistema. Se puede crear

orden a partir del desorden (por ejemplo

uno puede pintar su casa), pero esto

requiere un consumo de esfuerzo o

energía, y por lo tanto disminuye la

cantidad de energía ordenada obtenible.

Un enunciado preciso de esta idea se

conoce como segunda ley de la

termodinámica. Dice que la entropía de

un sistema aislado siempre aumenta, y

que cuando dos sistemas se juntan, la

entropía del sistema combinado es

mayor que la suma de las entropías de

los sistemas individuales.

Siguiendo nuestras teorías actuales un

agujero negro con una masa pocas

veces mayor a la masa de nuestro Sol

tendría una temperatura apenas encima

del cero absoluto que es mucho menos

que la temperatura de radiación por

microondas que llena el universo;

entonces estos tipos de agujeros negros

emitirían menos de lo que absorben.

Existen agujeros negros con masa

mucho más pequeña, que se formaron

debido al colapso de irregularidades en

las etapas iniciales del universo. Estos

tendrían una mayor temperatura y

emitirían radiación a un ritmo mayor y

tendría una vida media

aproximadamente igual a la edad del

universo.

Los agujeros negros con masas iniciales

menores a las mil millones de toneladas

ya se habrían evaporado completamente

para entonces, pero los que tuvieran

masas ligeramente arriba de los mil

millones de toneladas aun estarían

emitiendo radiación en forma de rayos X

y rayos Gamma.

Los rayos X y los rayos Gamma son

como las ondas luminosas, pero con una

longitud de onda más corta. Por eso

estos agujeros apenas merecen el

nombre de "negros", porque realmente

son blancos incandescentes y emiten

energía a un ritmo aproximado de diez

mil megavatios.

14

CAPÍTULO 8EL ORÍGEN Y EL DESTINO DEL UNIVERSO

Se plantea la teoría del Big Bang

caliente, que se ve muy probable

porque explica muchos de hechos

actuales como desde por qué el

hidrógeno es el elemento más

abundante del universo hasta la

naturaleza de los neutrinos. Se supone

que 100 segundos después del Big Bang

la temperatura del universo descendió a

mil millones de grados lo que provocaría

de los protones y neutrones no tendrían

suficiente energía para vencer la

atracción y se empezarían a combinar

para formar los primeros núcleos de

átomos de Hidrógeno pesado que solo

contiene un protón y un neutrón.

Esta idea se propuso por primera vez

por Alpher, Bethe y Gamow en 1948 en

un famoso artículo, que explica que el

universo estará en expansión hasta

cierto momento en el que se revertirá el

proceso debido a la falta de temperatura

originada por el volumen infinito.

Entonces el universo irá en reversa

hasta llegar al big crunch.

La ciencia parece haber descubierto un

conjunto de leyes que, dentro de los

límites establecidos por el principio de la

incertidumbre, nos dicen que es posible

saber cómo evolucionará el universo si

al menos sabemos su estado en un

momento cualquiera.

Parece absurda la posible respuesta de

que dios eligió la configuración inicial del

universo por razones que nosotros ni

comprender podemos. Es absurdo por

qué pensar que todo ha sido creado

incluido el tiempo a partir de un ser

divino sin siquiera intentar averiguar que

ocurrió antes de esto, simplemente fuera

de todo contexto científico, además que

sería un misterio mayor ¿De dónde se

originó el ser divino? Sorprendió la

cantidad de materia estimada en el

universo: “Diez billones de billones de

billones de billones de billones de

billones de billones (un 1 con ochenta y

cinco ceros detrás)" a la vez también

deja más preguntas como la que cita el

autor: "¿De dónde salieron todas las

partículas?" la respuesta la tiene la

teoría cuántica que dice que es posible

crear materia a partir de energía en

forma de partícula/antipartícula. Pero

esto nos deja la pregunta ¿De dónde

salió toda la energía? y la respuesta a

esto es que la energía total del universo

es exactamente cero. La materia del

universo está hecha de materia de

energía positiva, sin embargo toda la

materia está atrayéndose a sí misma por

la gravedad.

Cada historia de las que intervienen en

la suma sobre historias describirá no

solo el espacio-tiempo, sino también

todo lo que hay en él, incluido cualquier

organismo. Esto puede justificar el

princio antrópico. Todo esto podría

sugerir que el llamado tiempo imaginario

es realmente el tiempo real y que el

tiempo real tenga dos caras.

CAPÍTULO 9LA FLECHA DEL TIEMPO

Nos enseña que aunque hay tres flechas

que distinguen al pasado del futuro

(flecha termodinámica, flecha psicológica

y flecha cosmológica) las leyes de la

ciencia no distinguen si la dirección del

tiempo es hacia delante o hacia atrás.

El autor demostró de más de una

manera como la flecha termodinámica y

la psicológica son prácticamente la

misma flecha, por lo tanto siempre

señalaran la misma dirección.

Si el universo no tuviera frontera o

terminara en algún sitio entonces la

flecha termodinámica estría bien definida

porque el universo tuvo que haber

iniciado en un estado suave y ordenado.

Esto sustentaría la ley de Murphy que

dice: "Todo tiende a empeorar", teniendo

en cuenta que nuestro universo está

muy desordenado y peor a como inició.

Pero ¿Que ocurriría si en algún

momento el universo termine su

expansión? ¿Cuándo ocurriría? ¿El

universo empezaría a contraerse en un

tiempo en retroceso? ¿La gente de ese

tiempo vería los vasos que algún día

cayeron recomponerse y saltar a donde

se cayeron?

El autor explica que la humanidad no

existiera si no existiera una flecha

termodinámica clara, porque para

sobrevivir necesitamos consumir

alimentos (forma ordenada de energía) y

convertirlo en calor (forma desordenada

de energía), siguiendo este modelo

entonces la vida inteligente no existiría

con el universo en contracción, puesto

que la flecha termodinámica se invertiría.

CAPÍTULO 10AGUJEROS DEL GUSANO Y VIAJES DEL TIEMPO

Trata de la posibilidad de que se puedan

hacer viajes en el tiempo, nos ponen un

ejemplo que creo que lo explica

claramente. Sabemos que el tiempo va

hacia delante, porque el desorden

aumenta y por qué recordamos el

pasado pero no el futuro. Tratábamos el

tiempo como si fuera una línea de tren

recta por la que solo se puede ir en una

dirección o en la opuesta. Entonces,

¿cuáles son las perspectivas de los

viajes en el tiempo? La primera

indicación que las leyes de la física

podrían permitir realmente los viajes en

el tiempo se produjeron en 1949 cuando

Kurt Gödel descubrió un nuevo espacio-

tiempo permitido por la teoría de la

16

relatividad. Gödel fue un matemático que

se hizo famoso al demostrar que es

imposible probar todas las afirmaciones

verdaderas, incluso si nos limitáramos a

tratar de probar las de una materia tan

aparentemente segura como la

aritmética. Al igual que el principio de

incertidumbre, el teorema de completitud

de Gödel puede ser una limitación

fundamental en nuestra capacidad de

entender y predecir el universo, pero al

menos hasta ahora no parece haber sido

un obstáculo en nuestra búsqueda de

una teoría unificada completa.

"¿Qué sucedería si la línea de tren

tuviera bucles y ramificaciones de forma

que un tren pudiera, yendo siempre

hacia adelante, volver a una estación por

la que ya ha pasado? En otras palabras,

¿sería posible que alguien pudiera viajar

al futuro o al pasado?"

Entonces al ver y analizar el tiempo de la

manera de esta analogía es muy fácil

afirmar que si es posible viajar al pasado

y al futuro, viajando el tiempo siempre en

una dirección (en este caso hacia la

derecha) es posible viajar al futuro

aumentando la velocidad y al pasado

siguiendo líneas alternativas de viaje. La

idea central es que si un objeto x viaja

de A a B siempre en la misma dirección

al llegar a B puede tener la decisión de

tomar la primer ruta e ir al Suceso C o

tomar la ruta alternativa (la curva) y

regresar al suceso A. Siguiendo esta

teoría se puede explicar la quintilla de la

joven de Wight.

El tema habla principalmente en

agujeros de gusano, que se supone son

túneles que se forman en la línea del

tiempo si es que esta está curveada,

Se mantiene la idea de que el tiempo

siempre va en una sola dirección, en

este caso digamos que si un objeto x

quiere ir desde A hasta C tendría que

pasar obligatoriamente por B siguiendo

la línea del tiempo regular, a excepción

de que usara el agujero de gusano como

un atajo y así poder adelantarse hasta el

suceso C, para sustentar un viaje al

pasado solo es necesario imaginar un

objeto en cualquier punto entre B y C

que se encuentre antes del portal del

agujero de gusano, el objeto podrá usar

el agujero de gusano para viajar entre el

punto A y el punto B, pero nunca podrá

usarlo para viajar antes del punto A, para

lograrlo debe encontrar otro agujero de

gusano.

Los agujeros de gusano, según el libro,

serían muy inestables por lo que antes

de viajar por ellos deberíamos aprender

a controlarlos y hacerlos estables. Pero

cuando logremos comprobar la física de

los agujeros de gusanos, su estabilidad

debería ser un problema menor.

CAPÍTULO 11LA UNIFICACIÓN DE LA FÍSICA

La existencia de una posible teoría única

que Einstein trato de descifrar durante

sus últimos años. Esta teoría debe tener

referencias hacia el resto de las teorías

comprobadas para extenderla y explicar

todos los hechos del universo.

Explica como muchas teorías no pueden

aceptadas como "únicas" por los

absurdos infinitos que implica, lo que

quiere decir que una teoría en completa

aceptación no debe mostrar el infinito o

el tiempo como infinitos, mostrándonos

su inicio y su inevitable fin.

Entra mucho en el tema de la teoría de

cuerdas donde se intenta representar la

gravitación como un tubo de cañería en

forma de H donde las líneas verticales

representan a las partículas en la Tierra

y las partículas en el Sol

respectivamente y la línea horizontal el

gravitón por donde se cree que viajan

protones y neutrones lo que provoca una

atracción y repulsión.

No se puede tratar de solo atracción por

que en cierto momento todas las

galaxias se aglutinaran hasta llegar a

una masa que decrecería tanto hasta

llegar a la infinita densidad

contradiciendo la teoría del big bang. Y

por obvias razones tampoco puede ser

solo de repulsión porque entonces no

estuviera escribiendo esto porque

estaría flotando.

3 . APORTECRITICO

Siempre para toda la humanidad, la

pregunta que surge es cómo se creó el

universo, será algo químico o por el

contrario se dio por la mano de Dios, que

es una hipótesis que cada día se va

perdiendo por la intervención en este

tema tan complejo de los filósofos,

físicos, y astrónomos entre otros; el día y

la noche que es el tiempo que nos

ofrecen los astros que componen el

planeta en que habitamos; el día y la

noche tendrán un fin como tuvieron un

comienzo.

La tierra seguirá siendo el único planeta

con vida terrestre, o por el contrario con

el pasar del tiempo se descubrirá si hay

vida en otro planeta;

En cuanto a la gravedad, y el

movimiento de los cuerpos comparto en

esta ultima la idea de Aristóteles que

afirma que el estado natural de un

cuerpo, era estar en reposo y que este

solo se movía si era empujado por una

fuerza o un impulso. Los demás cuerpos

que son atraídos hacia la tierra lo hacen

por la fuerza de gravedad, y así mismo

el hombre. Se habla del universo si

existió antes del big bang o después, es

algo incierto porque es en este momento

es donde intervienen las creencias

religiosas, pero a la vez se excluyen con

las teorías que se dan con los aportes de

científicos, físicos etc, ellos nos dan

mucho para investigar; hoy en día aun

18

seguimos anhelando saber porque

estamos aquí o de donde vinimos. Para

esto nos remitimos al libro de Stephan

Hawking, quien es el que nos

desmenuza cada descubrimiento acerca

de la creación del cosmos. . No

obstante, en la actualidad los datos son

más comprensibles inclusive debatibles.

El contenido del libro varía desde los

inicios de la astronomía, la teoría de la

relatividad de Einstein pasando por las

observaciones de la física cuántica y por

supuesto las múltiples especulaciones

de la naturaleza del espacio y tiempo. Es

interesante el inicio del texto porque

expone un tema crucial que inunda la

esencia de todo el argumento del libro.

Se menciona que un científico

(posiblemente el filósofo y matemático

Bertrand Russel) daba una conferencia

sobre astronomía y describía como era

el movimiento giratorio de la

Tierra. Como se sabe hoy en

día, explicaba que la Tierra gira

alrededor del Sol y éste último giraba

alrededor del centro de una colección de

estrellas. Concluyendo la charla, una

señora se levanto de su asiento y refutó

lo descrito en la charla mencionando que

la Tierra en realidad era plataforma

plana apoyada sobre una cantidad

infinita de caparazones de tortugas

gigantes. Pero, ¿Cuál es el verdadero

sentido de mencionar esto? Muy

acertadamente el autor mencionar que

aunque la respuesta de la señora resulte

absurda ¿Cuáles otras fuentes tenemos

nosotros para decir que conocemos

mucho mejor la Tierra? ¿Qué nos

asegura que el universo esta y como lo

describimos? Y aún más importante

¿Cuál es la naturaleza del Tiempo y

espacio? La señora tuvo razón en

debatir la charla hasta cierto punto. A

pesar de todos los estudios todavía hay

muchas respuestas que no pueden

darse por completo y esa es parte del

sentido del libro. El griego Aristóteles fue

uno de los primeros en tener buenos

argumentos con respecto al tema. Dice

que si la tierra hubiera sido un disco

plano, su sombra habría sido alargada y

elíptica luego de analizar un eclipse. Por

otra parte, los griegos en sus viajes por

el mundo sabían que la estrella Polar se

veía más baja en el cielo en localidades

hacia al sur que en regiones hacia el

norte. Inclusive, Aristóteles estimó la

distancia alrededor de la Tierra A

diferencia del pensamiento

contemporáneo, Aristóteles pensaba que

la Tierra era estática y que los demás

cuerpos celestes giraban en órbitas

alrededor de ella. Más adelante,

Ptolomeo en el siglo II d.C amplía esta

idea construyendo un modelo

cosmológico completo donde la Tierra

era el centro y ocho esferas lo rodeaban.

Estos pensamientos atinados para la

época. Hay que admirar las deducciones

y pensamientos de estos sujetos. No es

hasta 1514 que se propone un modelo

más simple (Nótese la diferencia de

años que sigue dando méritos a los

anteriores pensadores) por un cura

polaco y astrónomo, Nicolás Copérnico.

Propone que el Sol estaba estacionario

en el centro y que la Tierra y los demás

planetas se movían en órbitas circulares

a su alrededor. Este hallazgo fue un gran

aporte para la astronomía pero cabe

recalcar que eran épocas difíciles y con

problemas sociales que afectaban

proporcionalmente las investigaciones y

divulgaciones de resultados. Los

agujeros negros se habrían formado

únicamente si el universo inicialmente no

hubiera sido liso y uniforme.

Justo en el big bang se piensa que el

universo tuvo un tamaño nulo y por tanto

estuvo infinitamente caliente; es por esto

que la concepción del universo ha

cambiado mucho.

Nuestros científicos harán posible el

conocimiento y la reacción de los

agujeros negros antes que el hombre

acabe con lo creado, ya sea por la ley de

Dios o por un proceso químico. lo que se

sabe hasta nuestros días como los

aportes a la ciencia moderna como

GALILEO GALILEI .

4. CONCLUSIÓNES

1. El tema gira alrededor de las posibles

teorías, acerca del origen del cosmos,

unas ya comprobadas y otras

inconsistentes.

2. La idea donde se mezcla la teoría

cuántica y relativa para crear una teoría

muy diferente a lo que había leído en

capítulos anteriores parece muy

interesante especialmente por las cuatro

dimensiones que presenta donde

explicaría todos as incógnitas a pequeña

y gran escala, con el único inconveniente

de que el hecho de una sola teoría

unificada estaría muy relacionada con el

asunto de la divinidad.

3. Es muy cierto decir al igual que el

autor del libro que los científicos de

ahora están muy ocupados investigando

el cómo se creó el universo como para

preocuparse por el porque de cada

teoría.

4. Finalmente el autor del libro se

pregunta ¿puede el universo ser un

continuo sin principios ni fronteras?, si

así fuera el universo se dirigiría asi

mismo y no se veria afectado por nada

que estuviera fuera de él, no sería

creado ni destruido, simplemente seria.

BIBLIOGRAFIA

20

Hawking,(1988) Historia del

tiempo .Grijalbo Ltda.Desimosexta

edición marzo de 1999. Santafé de

Bogotá, D.C, Colombia. Pg. 1 – 245