Unificando al revés

Por Lorenzo Hernández • 11 sep, 2007 • Sección: Hablar de Ciencia

 Unificando al revésLas 4 fuerzas que se presentan en la naturaleza: gravitatoria. electromagnética, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte, se han ido unificando, aunque no completamente aún, a lo largo de la historia de la ciencia. Pero, curiosamente, esta unificación se ha realizado al revés de cómo el universo empezó separarlas.

Empecemos por cuando se unificaron las fuerzas fundamentales de la naturaleza. La primera unificación la realizó Isaac Newton quien en 1687 presentó su teoría de unificación, llamada de gravitación universal porque unificaba, explicaba y predecía los movimientos provocados por la gravedad tanto en el cielo como en la tierra. Antes de Newton se pensaba que la física que gobernaba los cielos era diferente a la que gobernaba la tierra. Newton unificó la mecánica celeste y terrestre. Pero no se conocían otro tipo de fuerzas así que no se pudo unificar con ninguna otra. Esta teoría de la gravitación fue modificada por Einstein en 1916.

Hacia principios del Siglo XIX se conocían tres fuerzas básicas: la gravedad, que influía entre las masas, la eléctrica, que lo hacía entre las cargas eléctricas, y la magnética, que actuaba entre los imanes. Tras los trabajos de Oersted, Ampere y Faraday, Maxwell presentó en 1868 una teoría que explicaba todo esto y unificaba la fuerza eléctrica y la magnética en una sola, a la que se llamó desde entonces electromagnética. Hoy en día esta fuerza se describe mediante mecánica cuántica. Esta sí fue la primera unificación de dos fuerzas de distinta naturaleza.

 Unificando al revésPara cuando se llegó a la primera mitad del Siglo XX ya se habían descubierto las fuerzas nucleares débil y fuerte, de forma que se contaba con cuatro fuerzas básicas. Disponíamos de una nueva herramienta para describir tres de la fuerzas desde otro punto de vista más avanzado, la llamada Mecánica Cuántica. Desde los años 60 se ha avanzado enormemente en la unificación del electromagnetismo con la fuerza débil, en la llamada Fuerza Electrodébil y se ha generalizado el uso del llamado Modelo Estándar, el cual integra esta unificación con la teoría sobre la fuerza nuclear fuerte, llamada Cromodinámica Cuántica. También tenemos la Teoría de la Gran Unificación, que pretende ir más allá del modelo estándar y unificar en una sola fuerza la interacción fuerte con la electrodébil. La otra fuerza, la gravedad, por el momento queda fuera, pero la Supergravedad, la Teoría de Cuerdas y las P-branas son prometedoras aproximaciones al tema.

También hubo otras unificaciones, realizados por Einstein, como la del tiempo y el espacio y la energía y la masa.

Para ver cuándo aparecieron las distintas fuerzas analicemos esquemáticamente que ocurrió después del big bang:

Entre el tiempo 0 y 10-43 segundos es la llamada era de Planck y marca el límite del conocimiento humano. La temperatura es de unos 1033 Kelvin y las 4 fuerzas están unidas en una única superfuerza. Todas las partículas son semenjantes.

Entre 10-43 y 10-35: la gravedad se separa de las demás fuerzas y las partículas ejercen entre sí una atracción electromagnética-fuerte-débil. Existen electrones y quark.

Entre 10-35 y 10-10:la temperatura ha bajado lo suficiente (casi un billón de grados centígrados) para que la interacción fuerte (responsable de la cohesión del núcleo atómico) se separe de las otras fuerzas y actúe de forma independiente. La fuerza electromagnética y débil sigue combinadas y actúan entre los quark y los electrones.

Entre 10-10 y 10-5: el electromagnetismo se ha separado de la fuerza nuclear débil. Las 4 fuerzas que se conocen en la actualidad se manifiestan por separado.

Entre 10-5 y tres minutos el universo empieza a cobrar un aspecto conocido. Ya existen todas las partículas que nos son familiares hoy en día.

Sintetizando, desde un punto de vista histórico se unificó primero la fuerza eléctrica con la magnética, después el electromagnetismo con la fuerza débil y por último la fuerza electrodébil y la nuclear fuerte.falta por unificar la gravedad con las otras tres. Hoy día los físicos teóricos trabajan en ello.

Estas fuerzas se fueron separando en el universo en el siguente orden: en primer lugar la gravedad, en segundo lugar la fuerza fuerte, y en tercer lugar la electromagnética y la débil.

Así que la primera que se independizó en el universo, la gravedad, es la que aún no se ha podido unir con las otras. Y las primeras unificaciones, la electromagnética y la fuerza nuclear débil fueron las últimas en separarse.

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3 comentarios »

  1. Unificando al revés

    [c&p] Las 4 fuerzas que se presentan en la naturaleza: gravitatoria. electromagnética, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte, se han ido unificando, aunque no completamente aún, a lo largo de la historia de la ciencia. Pero, curiosamente,…

  2. ¿Ingeniería inversa?

    » autor: ElBrujo

  3. ¡Gracias! Su explicación me ha ayudado a intentar entender lo que me parecía absolutamente inentendible.
    Sin embargo recuerdo que Niels Bohr dijo: “Aquellos que no quedaron disgustados, la vez que se iniciaron con la mecánica cuántica, seguramente no la entendieron.”
    Y Einstein: “Todos estos cincuenta años de cavilación consciente no me ha acercado a la respuesta de la pregunta ‘¿Qué son los cuantos de luz?’ Hoy en día cualquier Tomás, Juan o Pedro cree que lo sabe, pero está equivocado”
    En consecuencia mejor voy a decir que sigo sin entender nada de la teoría de unificación de fuerzas.

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