Nuevo modelo para gravastares
Proponen un nuevo modelo matemático que permite la existencia teórica de gravastares.
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La gravedad es, sin duda, una fuerza muy distinta a todas las demás. Entre otras cosas es la más débil de todas las fuerzas. Basta frotar un trozo de plástico con un paño para que atraiga por electricidad estática a pequeños trozos de papel, frente a la gravedad provocada por un planeta entero. El electromagnetismo es mucho más poderoso que la gravedad, además permite la existencia de átomos, de moléculas, de química y de la vida. La fuerza fuerte permite la existencia de los núcleos atómicos y de las reacciones nucleares. Sin esta fuerza no habría elementos, sólo una sopa de partículas. La fuerza nuclear débil es responsable de las desintegraciones y, aunque es concebible un Universo con vida sin ella, también es fundamental.
Pero la fuerza que construye el Universo a gran escala es la gravedad. Quizás, el problema de los últimos 100 años de la Física teórica haya sido desarrollar una teoría del todo en la que la gravedad esté en pie de igualdad a las demás fuerzas. Puede que todo sea un producto de nuestra mente, de nuestros prejuicios de llamar «fuerza» a entes que son muy distintos.
Pese a que la gravedad es débil, el crecimiento de masa-energía hace que esta fuerza termine al final ganando a cualquier otra cosa, salvo, quizás, a la energía oscura.
En una estrella hay tal acumulación de masa que la gravedad es inmensa. Una estrella es una esfera de plasma en equilibrio. La agitación de las partículas del interior, debido a la elevadísima temperatura, provoca una presión hacia el exterior que contrarresta la gravedad e impide el colapso. Si la estrella se enfría, la gravedad contrae la estrella y aumenta la temperatura de su núcleo.
La estrella puede ir pasando a fusionar elementos cada vez más pesados hasta que no puede más. Si se trata de una estrella ligera como el Sol, o aún más pequeña, la estrella termina saliendo de la secuencia principal y se torna una gigante roja, mientras que su núcleo se transformará en una enana blanca que finalmente será una enana negra una vez se enfríe del todo.
Si tiene suficiente masa, las reacciones de fusión llegan hasta el hierro, cuya fusión no proporciona energía y, por tanto, no se genera calor y no se puede impedir el colapso por gravedad. Parte de la masa en caída libre rebota empujada con un gran flujo de neutrinos en lo que constituye una supernova de tipo II. El resto tendrá un final que dependerá de la masa restante del remanente que haya quedado. Si es poca masa se obtiene una estrella de neutrones, básicamente un objeto de unos 10 km con una densidad de núcleo atómico bajo una gravedad intensísima. Las partículas de la estrella de neutrones (básicamente neutrones) impiden el colapso debido al principio de exclusión de Pauli a ser fermiones.
Pero si la masa es superior a esa masa, entonces se supone que no hay nada que impida el colapso total y se forma un agujero negro, una singularidad de densidad infinita alrededor de la cual la curvatura del espacio también se ha hecho infinita y que esté rodeada por un horizonte de sucesos que impide al resto del Universo contemplar dicha singularidad. Debido a la curvatura del espacio que rodea al agujero, básicamente con forma de embudo afilado, nada que cruce el horizonte puede volver a salir, ni siquiera la luz.
Un agujero negro parece el inevitable fin de las estrellas de gran masa. El único más allá de una estrella de neutrones es el agujero negro. Sin embargo, desde hace un par de décadas se viene especulando con la posibilidad de un caso intermedio: un gravastar o una estrella negra, unos objetos ultradensos e iguales a un agujero negro en apariencia, pero sin singularidad central ni horizonte de sucesos.
En principio se sugirieron estos entes como una solución al problema de destrucción de información que representan los agujeros negros y tema sobre el que, a día de hoy, no hay una solución satisfactoria.
La cuestión es si realmente ese tipo de objetos se pueden formar y cómo. Para ello se necesita algún mecanismo que pare el colapso irremediable.
Ahora, Raúl Carballo-Rubio (Escuela Internacional de estudios avanzados de Italia) publica un estudio que proporciona un nuevo modelo que podría permitir la existencia de una alternativa a los agujeros negros.
Como todos sabemos ya, la teoría cuántica de campos permite la existencia fluctuante de partículas virtuales que llenan el espacio y que aparecen y desaparecen continuamente. De este modo, el vacío no está vacío del todo.
En estudios previos se comprobó que bajo las energías implicadas en los colapsos antes descritos, estas partículas virtuales pueden polarizarse y disponerse entre ellas según sus propiedades a la manera como lo pueden hacer un conjunto de imanes.
Carballo-Rubio calculó que la polarización de estas partículas puede producir un efecto colateral que generaría una fuerza que es de repulsión en lugar de atracción, algo similar a como funciona la energía oscura. Esta fuerza impediría el colapso total y la formación de un agujero negro tradicional. En su lugar se produciría un gravastar.
El efecto repulsivo se basa en que cuando las partículas virtuales están polarizadas, el vacío que ocupan tiene energía negativa y esta energía negativa curva el espacio en sentido contrario a la masa-energía tradicional.
En otros modelos previos se llegaba a dos casos distintos. En uno de ellos un vacío de este tipo que estaría rodeado de una concha de materia, en lo que sería un gravastar propiamente dicho. Otro modelo sugería un objeto constituido materia y energía de vacío entrelazados formando lo que se ha llamado una estrella negra. En ambos casos se trataría de objetos muy densos que curvarían fuertemente el espacio que los rodease, afectado a la luz que pasara cerca. Serían bastante indistinguibles de un agujero negro tradicional, sobre todo por su negrura.
El modelo de Carballo-Rubio da como resultado un objeto mixto o híbrido entre esos dos objetos, uno en el que la materia y el vacío cuántico polarizado se extienden por el espacio, pero con la materia más concentrada en la capa externa que en el núcleo central.
Este resultado proporciona una nueva solución a las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General para objetos ultradensos en colapso que son distintas a las típicas de los agujeros negros y que no presenta singularidades ni horizontes de sucesos.
Puede que este tipo de objetos exóticos sean matemáticamente posibles, eso no significa necesariamente que existan en la Naturaleza. No está claro que un remanente estelar pueda evolucionar hasta tener este tipo de estructura. Y, si se alcanza, tampoco está claro que sea estable y que más tarde no se produzca un colapso hacia un agujero negro. Además, no se sabe si el efecto es o no lo suficientemente intenso como para permitir la suficiente presión que se oponga a la gravedad.
La mejor manera de comprobar si este tipo de objetos existen en la realidad es a través de las ondas gravitacionales (OG) que se generarían en el choque entre dos de ellos y que se podrían detectar ahora con LIGO y Virgo. Al no haber horizonte de sucesos en este caso, las OG generadas rebotarían sobre ellos (en lugar de ser absorbidas), produciendo ecos que podrían ser registrados. Ecos que en los eventos detectados hasta ahora no se han visto, pero que podrán verse en el futuro.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=6065
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Copia en ArXiv.
Ilustración: Multiplication by Infinity.
33 Comentarios
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jueves 29 marzo, 2018 @ 5:43 am
Este artículo me ha sorprendido por muchas de sus afirmaciones o sus sospechas, que puedo compartir. Empezaré por la primera: «… nuestros prejuicios de llamar «fuerzas» a entes muy distintos». Y eso es muy cierto incluso para mis limitados conocimientos. ¿Responden a la clásica ecuación F = m.a la débil y la fuerte, o la que une los quarks? Pienso que la débil sí, por aquello de que -creo- que el átomo de electrones como bolitas de Rutherford fue desechado porque estas hubiesen caído hacia el núcleo y el átomo no hubiera podido ser (como se ve no lo tengo claro, pero podría repasarlo si fuera el caso). Tengo muchas más preguntas, pero iré por partes para, si alguien tiene a bien echarme una mano, salir de esta.
Un abrazo pelotero para quien me ayude y otro, generoso, para todos los demás.
sábado 31 marzo, 2018 @ 7:10 pm
Pues yo, amigo tomás, voy a necesitar una abrazo generoso, porque ayudar, ayudar, en estos temas…
Para empezar, creo que gran parte de estos «descubrimientos» no son más que soluciones nuevas a ecuaciones matemáticas conocidas, que, de poderse aplicar a objetos o hechos reales, redundan en gloria merecida para sus descubridores. Lo que pasa es que , también día tras día, aparecen noticias sobre objetos celestes sin explicación, excepciones como la reciente galaxia lejana descubierta hace poco que apenas parece poseer materia oscura, o sea que gira como si estuviera hecha de materia ordinaria. Es lo que tiene de divertido el cosmos real: que después de un millón de objetos monótonos nos enseña uno que hace lo que viene en gana… Yo creo que no nos toma realmente en serio.
domingo 1 abril, 2018 @ 8:26 am
No imaginas, amigo «petrus» cuanto agradeco que, al menos, me hagas algún caso, porque ya había escrito un comentario desilusionado pero rebelde que, imitando la canción del Dúo Dinámico, decía: ¡¡Preguntaré!! en ves de ¡¡Resistiré!!. lo que pasa es que se me borró y ahora, al mirar, he visto el tuyo. Gracias por ello.
El caso es que en el citado comentario decía que las fuerzas habían de responder a la dimensional F = MxL/(T)^2 y, como no estoy al día de las interacciones -que presumo fuerzas- que «pegan» de tal forma a las partículas elementales a las que, destacando mi ignorancia, llamo «particulones», o sea neutrones y protones, con una intensidad tal en el corto espacio -si a eso puede llamársele espacio (le diremos distancia a ver si cuela)- y, aún más y peor, a las «particulinas»: gluones y cosas así. Ya no me meto en otras denominaciones exóticas de asombrosas propiedades, como esos spines de -1/2… ¡puf, qué lío! o los neutrinos atravesadores que pasan a velocidades -como dice Miguel Ángel- electrofarfarrónicas apuñalando nuestros hígados y vesículas sin inmutarse ni inmutarnos-. Oseaseque… (palabra inventada por unión rápida de otras muy breves -pero a toda velocidad- por un compañerito de primero de aquel tan lejano bachiller).
Es que me enrollo cosa mala.
domingo 1 abril, 2018 @ 6:51 pm
«El efecto repulsivo se basa en que cuando las partículas virtuales están polarizadas, el vacío que ocupan tiene energía negativa y esta energía negativa curva el espacio en sentido contrario a la masa-energía tradicional»
Desde luego la relatividad general admite la existencia de partículas de energía negativa, particulas con una energía en reposo negativa, E=-mc^2, con un momento nulo sugiría esa energía negativa y podrían perder continuamente energía de incrementarse el momento, y se acelerarían cuanta menos energía tuvieran.. ¿podrían existir taquiones?.
Después Dirac tuvo la idea de que el propio vacío estaría plagado de electrones ocupando estados de energía negativa (su teoría de «huecos») y así se encontraron los positrones. No sé si estas ideas casan con la idea de «vacíos con energía negativa» pero se parece bastante. En cuanto a eso de que «la energía negativa curva el espacio en sentido contrario a la masa-energía tradicional, ¿hay que pensar que en lugar de un espacio-tiempo curvado por una masa «tradicional», -la típica deformación que vemos en las fotos con la «mallita que hace de espacio-tiempo deformada y unas bolitas girando al rededor de una masa mucho mayor-hay que pensar en un «abultamiento hacia arriba» de la mallita-espaciotiempo? Parecería que esa «energía negativa» sería antigravitatoria, por decirlo de alguna manera.
domingo 1 abril, 2018 @ 9:59 pm
Me gusta la teoría del dr.Roble-Pelirrojo (o Roure-Pelroig), de hecho creo que ya tiene unos meses. Como es mi sesgo, pues lo miro embelesado. Hace tiempo que los AN me parecen un bicho de bestiario y no me da ninguna pena que se evaporen a lo Hawking, sin embargo empiezo a no estar tan seguro que un pseudo AN no traiga más problemas que soluciones, que era la pega que le veía. Aunque si trae problemas también hay que tomarlo como buena señal.
Y hay por supuesto el debate de si existe una quinta fuerza actuando a una escala superior a la gravedad, que lógicamente debería ser birriosa siguiendo la tendencia. Porque esto es un problema de geometría, la fuerza nuclear es brutal pero no llega a la vuelta de la esquina, la gravedad es un gagarruto pero se extiende a escalas de eones-luz. Y como la geometría (el espacio) es otro dios arcano, aquí estamos.
Tomás, obviamente las dimensiones de una fuerza son esas, ahora, hay un pequeño problema con la fuerza electromagnética entre el SI y el CGS, que, asómbrense, se sigue usando no sé muy bien para qué (el p*** 4πε).
lunes 2 abril, 2018 @ 2:11 am
Pero, aunque no haya horizonte de sucesos, ¿no sería posible que la RG dejase de funcionar en un sitio tan brutal como, imagino, será la superficie de un cuasiAN?
lunes 2 abril, 2018 @ 9:30 am
El principal problema es que la velocidad de transmisión de la causalidad en el universo real es c. El concepto de AN en realidad es de Laplace, no de Einstein, de una época donde se podría pensar en una transmisión instantánea. Es difícil imaginar cómo actúa la fuerza de un AN cuando ni los propios gravitones (si existen) pueden escapar de él, aunque para todo hay pudorosas chapuzas y a fin de cuentas, a la RG le importa un pito esa transmisión dado que describe una geometría de campo (una escena que en cualquier película deja todo en el aire).
Sin embargo el tema… Como que no encaja bien. Por supuesto, si la velocidad de escape nunca llega a c, por muy cerca que esté, la propia RG arregla elegantemente los problemas. Pero claro, la naturaleza no se ajusta a nuestras disenterías mentales.
lunes 2 abril, 2018 @ 9:58 am
¡Qué bien! ¡Cuanto os agradezco, mis queridísimos amigos, que me reconozcáis cierta existencia semicósmica!
Pues, digo yo, amigo Lluís, que esa deformación del espacio, la imagino, más bien como que donde estaría el «vertice», habrá de estar la base, en este caso definida; no como en un objeto espacial cuya parte más estrecha está próxima y abarcándolo, mientras que la «falda» se difumina cada vez más lejana hasta el infinito. Así lo imagino yo, pero insisto, porque conozco a gente que no lo ve así: el eje de ese embudo o del embudo inverso, no es uno, sino infinitos de ellos en todas las direcciones posibles lo que pasa es que, para imaginarlo, pensamos en uno solo y además lo seccionamos generalmente para dibujarlo en un plano.
A vos, amigo Dr., os/te digo que tienes razón en lo de los sistemas se medidas. Pero hay algo que quisiera comentarte: me resulta incomprensible (o sea, menos compresible que el agua) que el kg o el gramo, no tengan una definición decente que podría derivarse de absolutos. Quiero decir que tenemos perfectamente determinada la unidad de longitud del metro por la cosa del criptón; también la fuerza través de la constante gravitatoria -aunque de forma bastante imprecisa, pero es ahí donde debemos atacar- y sacar una unidad que, está bien para los chavales como el cilindro de iridio-platino (que si me fuese regalado me haría muy feliz y millonario -lo digo por si cuela-).
Y a mi súper- Miguel Ángel, le pregunto ¿por qué ha de dejar de funcionar en algo que parece referirse muy próximo a una estrella de neutrones?
Abrazos para los tres.
lunes 2 abril, 2018 @ 12:24 pm
Ninguna de las magnitudes fundamentales tiene una definición decente, ni M ni L ni T. Dicen mucho de la cultura humana. Quisiera recalcar que el espectacular avance de la ciencia en el período 1850-1950 se hizo con 3/4 sistemas de unidades en amplio uso, el SI, el Imperial Británico y el (Imperial) Americano, plus el sistema ese de los ingenieros que a pesar de ser impresentable, al menos tiene una justificación objetiva no cultural. No parece que usar parsecs, millas náuticas, km, Å, μyardas tengan un efecto significativo en las expansión del conocimiento.
Los sistemas de unidades tal y como fueron concebidos por el delirio aquel de la Francia revolucionaria no fueron más que lo que hoy se llamaría expedir la vía de patentes y royalties, para más que facilitar la estandarización industrial. De ahí que el imperio británico se guardase las suyas y por motivos pragmáticos usamos el meridiano de Greenwich y no el de París. Mientras el kilo (que iba a ser el grave, nombres todos de coña, pero grave era un título nobiliario), el segundo sexagesimal y el metro sirvieron para vender chorizos, chaqués, remaches de ferrocarril y pastillas para la tos, importa un bledo la precisión infinitesimal. Pero a la ciencia sí que le importa. Y eso que el corso entendía perfectamente la importancia social de la ciencia.
La definición de masa se podría referir perfectamente a la energía asociada. Pero eso no es práctico y además la energía no es magnitud fundamental. El problema como siempre es de tipo práctico, a fin de cuentas un tendero o un laboratorio de colimaciones se las arregla con un patrón prefabricado, pero claro, el patrón tiene que ser una cosa al alcance del *fabricante*.
Por cierto que en nacionalespañol cateto original es/era quilo, como la enzima, por aquello de adorar al simio (nacional ortográfico, esto está más extendido de lo que muchos afectados creen). Problemas de haberse perdido la wau (cuilo).
lunes 2 abril, 2018 @ 12:50 pm
Pues tienes razón, tomás. El problema de todas esas imagenes es que crean en las mentes de los no expertos ciertas distorsiones que acaban tomándose por «realidades», es el problema de la divulgación científica que suele prescindir de las matemáticas, matemáticas de un nivel muy alto y que desde luego no facilitan entendimientos de las cuestiones, sólo unas pinceladas para tener unas ligeras nociones aproximadas de cosas que son muy espesas sin un alto nivel de matemáticas.
Por ejemplo, la imagen que pintó Hawking para la evaporación de los AN en su libro «Breve Historia del Tiempo»- Los AN se evaporan porque las fuerza de marea desgarran pares de partículas virtuales cercanas al horizonte de sucesos; una partícula queda atrapada detrás del horizonte y cae dentro y la otra escapa, empezando una constante emisión de partículas desde el horizohte de sucesos- es una imagen «creativa», intuitiva, pero no tiene un respaldo matemático.
Y es que el problema empieza ya con la definición de lo que es una «partícula» porque el concepto de «partícula» está en función de los diferentes observadores. Diferentes observadores tienen distinto conceptos de «partícula». Un observador a velocidad constante no verá partículas allí donde un observador acelerado sí las vera. Esto es lo que dice el «efecto Unruh», muy ligado a la «radiación de Hawking. Así que si los AN emiten partículas es precisamente por esa diferencia entre observadores diferentes, y esto sí que tiene respaldo matemático.
Un abrazo, tomás. Y para los demás comentaristas, claro.
lunes 2 abril, 2018 @ 10:32 pm
La singularidad central es una predicción de la RG, no es más que un ente teórico que no tiene necesidad de contrapartida física. Lo más probable es que no exista porque antes de ese régimen se tienen que notar los efectos cuánticos de gravedad. Varias aproximaciones a una teoría cuántica de la gravedad evitan esta singularidad.
Es resultado, si es cierto, no es más que una fase más. A la gravedad se le van oponiendo diversos procesos y mecanismos. En este caso de los gravastares sería un análogo a la energía oscura.
No está claro que algo así que genera gravastares por este mecanismo exista. Tampoco, aun siendo cierto, implica que el mecanismo opere siempre o pueda vencer a la gravedad en todos los casos. Lo más probable es que la gravedad también termine ganando en este caso. El final será cuando la gravedad choque contra propia estructura del espacio-tiempo y que esto le impida formar singularidades.
La singularidad es un absurdo teórico. Incluso la ley de Coulomb del electromagnetismo la presenta para cargas (inexistentes) puntuales y no por eso nos rasgamos las vestiduras.
Bajo esta perspectiva da igual si hay horizontes de sucesos o no que cubra la singularidad y que esté desnuda, pues esta nunca se da. No hay magia ni una fuente de monstruos en ella porque no existe.
martes 3 abril, 2018 @ 3:15 am
Pero, aunque no haya monstruos, sí que tendría importancia la existencia, o no, del horizonte desde el momento que estamos pre-asumiendo que solo podremos estudiar las OG en caso de estar ausente. O no lo he pillado.
Aunque supongo también que, fuera de la Física teórica, no tendremos ninguna evidencia experimental de que el plasma de la estrella negra se comporte, como afirman en la noticia, conforme a esas ecuaciones ultrarrelativistas.
martes 3 abril, 2018 @ 6:50 am
Es que ya lo dice el artículo: «Proponen un nuevo modelo matemático que permite la existencia teórica de gravastares». Recalco permite -no asegura- y recalco «teórica» -no real-.
Y en línea con mi desconfianza: <>.
En cuanto a la «densidad infinita» del AN, ya comprendo que ha de referirse al núcleo pero, aun así me parece un imposible por eso de que me repugnan los infinitos de este tipo, o sea concretos, lo los matemáticos como la serie de los números enteros, por ejemplo. Porque la densidad media de un AN supermasivo puede ser inferior a ls del agua, lo cual hace que sea imposible una región cuya densidad fuese infinita; infinito que se transmitiría a toda el volumen del agujero, pues por algo sería infinita. O sea que una singularidad central es imposible por ese sencillo razonamiento. Espero una respuesta razonada y motivada a esto por parte de nuestros talentosos.
Abrazos.
martes 3 abril, 2018 @ 7:24 am
Tras «En línea con mi desconfianza debería decir: . (No serìa yo tan categórico y me quedaría en que ‘pudieran ser muy distintos’)
Es que había puesto dobles comillas españolas poniendo dos «menores» al principio y dos mayores al final, pero el sistema no debe permitirlo, porque recuerdo ahora que ya me pasó una vez.
miércoles 4 abril, 2018 @ 8:28 am
Insisto pidiendo auxilio a nuestros cerebros más eminentes: Si densidad es igual a masa partido por volumen, es decir d=M/V, como la masa no puede ser infinita, ha de ser cero el volumen. Pero no puede existir un volumen cero, pues sería espacio cero. Ya sé que a tal cosa se llama singularidad, pero ponerle un nombre no resuelve nada: V = 0 en ningún lugar del universo.
miércoles 4 abril, 2018 @ 8:31 am
Al final: V = 0 no es posible en ningún lugar del universo.
miércoles 4 abril, 2018 @ 8:33 am
Veo que el sistema cambia cero por «o».
jueves 5 abril, 2018 @ 5:53 pm
Parece que me quejo de vicio. Pero no del todo. (Estaba en la lectura del artículo y apenas e doy cuenta de que Neo había prerrespondido, al menos, a la cuestión de la singularidad). Gracias por adelantarte a mis dudas. Es que el admitir esa singularidad, sería una paradoja. Solo puede existir una densidad infinita por dos causas: O la masa es infinita en ese centro, lo cual no es posible, pues tal infinutud haría que todo el AN tuviese masa infinita, es decir que trasladaría esa infinitud al total del AN, con lo que la cifra de 40,000 millones de Soles -la calculada masa del mayor AN conocido- sería una minimez al lado de lo infinito, o bien el volumen es cero, o sea el espacio ocupado es cero, lo que también nos lleva a otro imposible, pues ese espacio cero ocupado por el volumen cero, para existir, precisaría trasladar la intinitud de su densidad al punto existente más cercano, que también habría de ser cero, y así a todo el espacio ocupado por el AN, que acaba siendo cero, contra lo calculado de una masa concreta y un tamaño definido, por muy grandes que ambos puedan ser.
Gracias. No hay de qué. No importa, gracias de todos modos. Siempre a su servicio. Muy atento, gracias. Las suyas, señora. Chao, bacalao.
jueves 5 abril, 2018 @ 9:25 pm
Contestando a Tomás, yo sí creo que aunque numéricamente nos cuesta entender que pueda existir un espacio cero, sí pueda existir físicamente. Si Entendiéramos el universo como un torus al que se le va reduciendo el espacio intermedio hasta que el resto de la rosca toma un contacto entero, y el AN fuera esa línea o espacio de unión entre los dos hemisferios, podríamos imaginar que esa materia al colapsar «numéricamente» en un espacio cero está escapando al otro lado del torus como energía, y que al no haber un «hueco» como tal, en el vértice que conecta ambos hemisferios del torus la densidad pueda ser infinita. Lo que fallaría en nuestra forma de ver la ecuación, es la manera de entender el espacio. Digamos que el fallo está en nuestra interpretación del universo – la ecuación – y no en el universo en sí.
Me explico muy mal, pero espero que se entienda la idea que subyace, aunque sea un poquito.
viernes 6 abril, 2018 @ 9:45 am
Precisamente, estimado Lucas, mi punto de vista es el opuesto. Puedo comprender que ciertas ecuaciones nos lleven a esos ceros e infinitos, pero no admito ese cero espacial real. ¡Qué curioso -en relación con tu toro-!: si hacemos cada vez menor el tamaño del cero ¡acaba en un punto!
Bueno, voy a intentar seguir la imagen que describes: un toro va modificando su figura manteniendo su materia y llega un momento en el que su anillo central se convierte en un punto. Pero ese punto tiene materia -ha de tenerla- superconcentrada, pero no infinita. Tampoco puede ser un espacio cero en principio, puesto que tiene materia, y muchísima. Pero tu me haces un juego de prestidigitación y me transformas esa materia en energía que envías al otro lado del universo, es decir, al anillo exterior. Sinceramente, ese tipo de magia podría hacerse con cualquier figura en topológicamente. No veo que sea solución. Y no te explicas nada mal: yo, que no soy para nada un Lumbreras, creo haberte comprendido si llegar a concentrarte en ese espacio nulo.
Así que un saludo de bienvenida y «hasta luego, Lucas».
viernes 6 abril, 2018 @ 1:57 pm
No se si entiendo bien a Lucas, supongo que el espacio intermedio que se refiere sería el «agujero» de toro que es el espacio que va decreciendo. Pero le veo un problema a esa analogía. Si el universo es un toro, entonces por definición no hay «agujero» ni espacio intermedio que pueda decrecer hasta «0» porque de haberlo, formaría parte del propio universo, con lo que ya no sería un toro, sería otra cosa.
sábado 7 abril, 2018 @ 1:23 pm
Gracias por la respuesta y por la bienvenida, Tomás. El asunto topológico y numérico sólo viene a cuento entendiendo dos definiciones distintas de espacio. La primera es un volumen en el cual el otro «espacio» estaría inscrito, este espacio llamémosle volumétrico, es lo que entendemos naturamente como definición de espacio, y bajo este prisma no cabe lógicamente la definición de espacio cero, ni de una densidad infinita. Ese otro espacio que es el torus, inscrito dentro del volumétrico, es aquél formado por espacio-tiempo, y es donde realmente tiene sentido la topología de torus, y donde puede resolverse esa paradoja de densidad infinita, ya que ese cero como componente de espacio no representa exactamente un volumen, sino la ausencia de espacio-tiempo. Es como añadir otra dimensión. Evidentemente a la lógica matemática le aberra ese espacio cero, pero depende del significado que le demos puede tener sentido en un contexto diferente.
No deja de ser mi interpretación, pero creo que erramos al pensar que el mero volumen sin materia/energía puede ser considerado a la hora de entender la fórmula de la densidad, porque el espacio como tal podría no ser una combinación de espacio vacío y materia/energía, sino una construcción en la que todas las casillas están «llenas» e interconectadas, y lo que realmente fuera vacío estaría circundando todo ese torus, sin tener una existencia real plena bajo los parámetros que podemos manejar.
Teaius también está en lo cierto, el Universo que es un toro ya no sería el universo, sino otra cosa. Mi concepto suma el universo como mero volumen, y el universo como espacio-tiempo contenido en él. Bajo la definición clásica pudiera parecer que el Universo es el volumétrico, pero no es más que un problema de nomenclatura. Llamémosles A y B, y digamos que la ecuación tiene sentido para el espacio como B cuando está contenido en A, y que ese cero pertenece a espacio B, aunque siga existiendo -supuestamente, porque no es más que nuestra definición, limitada por nuestros sesgos- espacio A.
En cualquier caso, siempre he sido muy alérgico al concepto de operar matemáticamente con el «número» infinito, creo entender bien que un número dividido entre cero no da infinito, ni un límite que se acerca a infinito, pero en este caso probablemente quepa de forma más racional ese límite que tiende a infinito, a la hora de hablar de densidad. Esto desmonta mi afirmación anterior, pero sólo si hablamos de espacio «A», volumétrico, y no de espacio B, contenido en A. Lo que habilita teóricamente que el espacio pueda ser cero es esa diferencia en la definición, de otro modo no podría ser posible, de forma lógica. Sólo es posible en un espacio distinto de la definición ( las paralelas nunca se cruzan si no es en un espacio curvo ). Yo no tengo la capacidad matemática de resolver las implicaciones de esas ecuaciones, soy esclavo de mi limitada lógica y algo de mano izquierda, que es lo que intento aplicar. Normalmente sigo la máxima un poco grosera de pensar que si las matemáticas son correctas, es la realidad la que está mal ( en realidad, nuestra percepción de ella ).
domingo 8 abril, 2018 @ 2:07 am
Pues, otra vez que me pierdo, amigo Teaius: ¿por qué no puede tener agujero el donuts?
Un abrazo de rebienvenida.
domingo 8 abril, 2018 @ 1:54 pm
Lucas
Has explicado muy bien tu idea, personalmente coincido contigo en entender que existen en nuestro Universo dos conceptos de “espacio” ubicuos y conceptualmente diferentes.
El que tu llamas “volumétrico creo que “A”, personalmente yo lo entiendo como un “espacio abstracto” puramente matemático, y sin cualquier tipo de substancia, algo como el “Nada”. Serviría como palco para acoger el otro espacio que creo llamas “B” (o espacio tiempo). Este sí que es objetivo, repleto de energía/materia (con substancia). Personalmente a este lo llamo Éter, incluye lo que se conoce cómo Vacío Cuántico.
Tengo claro que ambos forman una dupla inseparable, No consigo imaginar uno sin el otro. O sea, no puede existir el “Nada” (A), sim que haya “Algo” (B), o viceversa.
Creo que al Espacio Abstracto-Matemático (A) se le pueden aplicar todas las leyes matemáticas que se conocen y por conocer, sin limitaciones de infinitos. Su estructura es continua. Aunque algunas de estas leyes no sirvan para el Espacio Substancial, sí que nos sirven como muy buena guía.
Ya en el Espacio Substancial (B), en mi pobre entender, sí que hay limitación. Creo que este es granulado y discreto en su última instancia. Por tanto, no continuo, como consecuencia sin generar infinitos.
Bueno, esta es mi forma de entender la esencia de la Realidad.
Saludos.
domingo 8 abril, 2018 @ 3:57 pm
Lo siento, pero lo que dice Lucas no tiene mucho sentido. La topología toroidal es algo que se ha propuesto para el Universo sin encontrar pruebas al respecto. En cuanto al espacio A y B, lo que sí se ha propuesto es el «bulk» como contenedor en algunas teorías de branas.
domingo 8 abril, 2018 @ 9:41 pm
Yo tampoco entiendo bien el concepto, que me suena más a filosofía que a topología (mi profe de topología fue un dolor de muelas, sólo le faltaba dar volteretas laterales por el aula, y tengo un trauma con las tazas, las de vajilla, no de váter). Pero mi pequeña duda es, dado que el universo en último término es cuántico, es decir, **discreto**, y no continuo, ¿cómo va a ser posible una nulidad? No tiene cabida.
lunes 9 abril, 2018 @ 8:42 am
Primero bronca para D. Miguel Ángel: ¿què es eso de dónut -de la malvada Albion y ni siquiera por la RAE admitida- cuando tenemos, en ciencia «toro» o «torus», como dice Lucas, o la rica rosquilla española? ¡Hombre!, que la española cuando besa,
es que besa de verdad
y comerse una rosquilla
cosa buena es veritat. Ya ves: rosquilla-beso
donut ¿qué es eso?
Tras los ripios,he de confesar que tampoco entiendo a Lucas; este es más difícil que Dr. que ya se las trae… Aunque la imagen de su profe dando volteretas alrededor ¡pero por el interior! -¡la precisión de «laterales»!- me ha hecho reír un buen rato; y ¡me encanta el argumento: si es discreto el espacio, que no está claro aún, ¿como es posible una nulidad? Claro, no tiene cabida. Muy bueno.
Sólo me ha asustado Neo con su bulk, que, en rápida lectura, me ha parecido un «bull». Afortunadamente, no.
Abrazos para todos.
lunes 9 abril, 2018 @ 8:49 am
Estimado Miguel Ángel, me refiero a que no puede tener agujero porque la hipótesis de partida era que el universo es la masa (pasta) del donut, y como el universo lo es todo por definición, ya no puede haber nada más, tampoco agujero.
Es como la famosa analogía del globo cuando se explica el big bang y el universo en expansión, la goma del globo sería el universo que es la que se estira, pero no debemos considerar ni el aire, ni el niño que hincha, ni la habitación como parte del universo (goma).
En estas condiciones no podemos hablar de «centro del universo» ni del «punto de origen del big bang» pues cualquier punto del globo es análogo al resto, todos son el centro. En cualquier punto que tomemos vemos como el resto de puntos se alejan. Pero si consideramos la habitación como un espacio preexistente entonces la cosa cambia, pues ahora sí habría un centro de origen del big bang en el centro geométrico del globo, y daría la extraña casualidad de que estaríamos muy cerca de este centro porque es lo que concuerda con nuestras observaciones del universo. Mucha casualidad para un universo tan grande ¿no te parece?
No obstante estoy con el Dr. Thriller sobre el apunte que hace de la discretización del universo, esto anularía la posibilidad de la nulidad. Valga la redundancia.
lunes 9 abril, 2018 @ 7:49 pm
NeoFronteras, sobre la topología toroidal no me refería al universo en sí, sino a un ejemplo visual de lo que podría pasar en un agujero negro; si concentras en un punto una altísima cantidad de masa, probablemente aspires el espacio-tiempo que te circunda de un modo parecido al toro, solo que en todas las direcciones ( o sólo en dos, como un quasar, si alguna limitación topológica del espacio-tiempo tiende a deformarse de ese modo ). Recuerdo vagamente alguna teoría del universo como un toroide, pero no trataba de referirme a eso.
Dr. Thriller: precisamente porque el universo «B» es espacio-tiempo, es discreto, porque no es sólo volúmen, sino un continuum conectado, y el espacio «A» que mencionaba como contenedor es el que habilita el cero, cero espacio-tiempo dentro de un volumen – hipotético – de «nada» circundante. El volumen per se, como concepto matemático, no puede ser discreto. Para que algo sea discreto tiene que estar constituido de algo con una cantidad mínima de energía/materia.
En cualquier caso, tampoco soy partidario del cero absoluto en la ecuación. Si la infinitud pudiera considerarse un número «operable» más allá de la aproximación, supongo que el universo sería diferente y posiblemente existieran los taquiones. Pero en último término, me cuesta más imaginar que una partícula no tenga masa.
Teaius: Las fuerzas del universo, lo que mantiene cohesionado al espacio-tiempo, son las que habilitan que no pueda haber agujero en el torus, pero quizá en el momento en el que la concentración de masa sea tan alta como en un agujero negro, lo que suceda sea lo mismo que cuando se invierte la polaridad, que repela con tanta fuerza todo lo que tiene alrededor que ese punto se constituya como un agujero en B que deje traslucir «A», en el horizonte de sucesos la materia sigue siendo atraída con grandísima fuerza, pero el exceso de concentración repele al horizonte de sucesos llevando la materia al otro lado del torus. De otro modo, cualquier agujero negro tendería a absorber todo el universo en una escalada exponencial, y dado que eso no sucede, intento pensar que sucede algo parecido a lo que cuento – con poco acierto, muy a mi pesar.
En cualquier caso, estoy de acuerdo con el Dr. Thriller, que lo mío es más filosofía que matemática.
lunes 9 abril, 2018 @ 9:33 pm
Veamos, es que por definición no tenemos ningún continuo, no desde luego como lo entendemos en matemáticas, o sí, jugar con las palabras no sirve de mucho. Si quieres puedes llamar continuo al conjunto de los números naturales, pero entre cada elemento no hay nada, hay un salto, el de los números reales tiene infinitos elementos entre cada elemento. Por supuesto que tiene que haber una cantidad mínima de volumen, y no puede ser cero igual que hay una cantidad mínima de materia/energía. Ya sabemos que la RG es incompleta como la newtoniana entre otras cosas por esto, pero no sabemos trascenderla. Ni yo ni nadie sabemos cómo meterle mano a las dimensiones del espacio (ni siquiera cuántas son realmente), ni al espacio propiamente dicho ni al tiempo, pero igual que sospechamos que el tiempo no es una magnitud fundamental sino un fenómeno producto de otros combinados, posiblemente el espacio pueda ser lo mismo, de ahí toda la literatura de megacuerdas, ultranudos, cronones, metrones y demás. Pero no, en esa espuma cuántica lo que tenemos son fluctuaciones, pero de canicas muy concretas y muy discretas. De cuanto a cuanto y tiro porque me toca. Aprovecho para comentar que cuanto es palabro de ceca germana, aunque sea latino (quantum, nominativo neutro de quantus, «cuánto, cuánta cantidad de»), fue un detalle por su parte no haber preferido «wiegroßeschaft» o algún engedro, muy de partido de fútbol filosófico montypythonesco, a fin de cuentas un país donde hay Länder que se llaman Mecklenburg-Vorpommern (por aquello de indicar exactamente qué Pomerania es) o Baden-Württenberg, y los pronuncian con toda naturalidad y no como Castilla-La Mancha (que suena…) o Comunitat Valenciana (por no decir país), pues eso, un detalle por su parte. Hablando de topoengendros, en la voisine France se gastan unos Rhône-Provence-Alps o unos Nord-Pas-de-Calais que también como muy de coña (con tal de no decir Picardie, Artois, Savoie y qué sé yo, ah, le tabou, le tabou).
martes 10 abril, 2018 @ 12:37 am
Muchas gracias por la aclaración, Teaius. De todos modos, ya nos explica Lucas que no se estaba refiriendo al Universo, sino que estaba haciendo una analogía para tratar de explicar lo que podría ocurrir en el vértice del AN.
martes 10 abril, 2018 @ 9:27 am
Estoy con el último de Dr., por lo que nada más debo añadir.
martes 10 abril, 2018 @ 11:12 am
Un topopoema, Tomás. Cervantes no era poeta, pero con lo de «de La Mancha» hizo una de esas jocosidades que les vuelven locos a los anglófonos (al menos a los que escriben), Ciertamente que es una coña brillatísima, con el plus de que la casi totalidad de ese territorio en aquella época eran órdenes militares (en último término, fincas del Rey), chistes todos estos que casi nadie pilla y es una pena.
Quiero decir que nos gusta, a los humanos, jugar con las palabras, y a veces les tenemos miedo, porque son avisos de tempestad que nos disparan reacciones emocionales. Son como banderitas metabólicas, una palabra en un contexto puede disparar una profunda angustia o una libertadora alegría. Umberto Eco con toda su verborrea no era capaz de aprehender bien todo esto. De ahí lo de cuanto, o lo de hidrógeno, o evolución, o gravedad. Unas elecciones más afortunadas que otras, todas con el tiempo se expanden mucho más y toman vida propia. Si estaban en el camino de describir la realidad, claro, y no eran artefactos. Alguien debería recuperar flogisto para algo, es un palabro chachi y es pena que esté desaprovechado.