CAJÓN DE-SASTRE: Ciencia, religión, filosofía y política

[ener]

No he logrado entender nada. ¿Me podrían explicar todo nuevamente por favor?

[ukiahaprasim]

No he logrado entender nada. ¿Me podrían explicar todo nuevamente por favor?

Creo que ni Cronopio ni yo tendriamos ningun problema ( ), pero dudo mucho que el resto de los lectores del hilo pudieran llegar a soportarlo....

Ukiah

[Mariela]

Y menos mal que la madre del relojero decidió no abortar, que si no...

Eso iba a decir yo. Sin relojero, no hay reloj; sin padres de relojero, no hay relojero; sin abuelos de relojero, no hay padres de relojero. Y, así, ad infinitum...

Hasta encontrar a Dios.

Gavalia, me ha gustado mucho tu particular recreación de Santo Tomás de Aquino: "No hay reloj sin relojero".

Bueno, otro día me pasaré con más tiempo y trataré de leeros, aunque va a suponerme un esfuerzo ímprobo, porque puestos a escribir sois terribles...

[Cronopio77]

De todos modos, la idea de que antes del Big Bang no existiera el tiempo, además de dificilmente contrastable, la prodriamos considerar de ámbito filosofico puesto que concluye elementos (la no existencia del tiempo) que se contradicen con las propias ecuaciones del modelo (aplicando la singularidad del limite del modelo swartzchild, que solo se daria en presencia de masa infinita - cuando por muy grande que sea la masa del universo esta es evidentemente finita), y entra en especulaciones relativistas muy discutibles...

Solamente sería posible una verificación indirecta. Consideremos los dos modelos cosmológicos de los que hablé hace un par de mensajes. Uno de ellos, predice que el tiempo se creó en el Big Bang; el otro, que existió un universo anterior simétrico al nuestro. La única forma de discernir entre una y otra posibilidad es contrastar experimentalmente el resto de las predicciones que realizan ambos modelos. Muchas, las más fáciles de determinar, son idénticas; en otras, sin embargo, se observan algunas diferencias. Recurriendo a estas últimas podríamos discernir cuál de los dos modelos es el correcto (o, al menos, cuál es más correcto), lo que nos permitiría acumular indicios en favor de uno de los dos posibles escenarios “anteriores” al Big Bang.

Por lo que se refiere al resto del párrafo que cito, creo que es conveniente incluir una explicación, aunque a muchos foreros les pueda parecer ininteligible

En primer lugar, la métrica de Schwartzschild no tiene nada que ver con la cosmología. Constituye el modelo más sencillo de agujero negro y describe el campo gravitatorio generado por una masa finita y puntual. El origen físico de un objeto tan extraño (por ejemplo, toda la materia que hay en el Sistema Solar concentrada en un punto) es el colapso de una estrella que ha agotado su combustible. Mientras en su interior se producen reacciones nucleares, la atracción gravitatoria de la materia que conforma la estrella se compensa con la energía nuclear que genera, de modo que su forma se mantiene esférica y con un tamaño más o menos constante. Al agotarse el combustible, la estrella comienza a contraerse, pues el freno que compensa la fuerza de la gravedad desaparece. Si su masa es suficientemente grande, no hay ningún otro fenómeno físico que pueda detener esta atracción, y la estrella se colapsa hasta que toda su materia queda concentrada en un punto. El resultado es un agujero negro, que puede describirse mediante la métrica de Schwartzschild.

La métrica de Schwartzschild describe la geometría del espacio y el tiempo alrededor del agujero negro y tiene las siguientes características fundamentales:

1.- Predice una singularidad en el punto en el que se concentra toda la masa. En él, la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita y todos los objetos se destruyen. Tal singularidad aparece para cualquier cantidad de materia; no se necesita que la masa sea infinita.

2.- Predice la existencia de una distancia crítica al agujero negro, más cerca de la cual cualquier objeto está abocado a caer a la singularidad, con independencia de hacia dónde se mueva y a qué velocidad lo haga. La esfera cuyo radio es esa distancia se llama “horizonte de sucesos” y marca un punto de no retorno, pues, una vez cruzado, no se puede volver hacia atrás.

La diferencia fundamental entre la singularidad que predice esta métrica y la que presuntamente dio lugar al Big Bang es que alrededor de la primera existen el espacio y el tiempo; la masa que genera la singularidad sólo los deforma. Por el contrario, el escenario del Big Bang implica la no existencia de un espacio y un tiempo exteriores a la singularidad. Matemáticamente, esta diferencia se manifiesta en que la métrica de Schwartzschild es estática: sus propiedades no varían con el tiempo. La que conforma los modelos más sencillos (la métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker) es, por el contrario, dinámica: su geometría varía con el tiempo.

La métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker también predice la existencia de una singularidad, pero diferente a la que caracteriza la métrica de Schwartzschild. Según esta última, una partícula que se acercara demasiado al agujero negro acabaría destruida por él: desaparecería en un tiempo finito y toda su materia se fundiría con la del agujero negro. Por el contrario, una partícula no puede caer ni quedar atrapada por la singularidad cosmológica. Es todo el espacio-tiempo el que se colapsa en ella: en un determinado momento (lo que definimos como t=0) toda la geometría del universo se colapsa y se destruye (*), y no permanece nada externo a la singularidad.

Un cientifico con el que colaboré hace mucho tiempo (un magnifico extremista de la ortodoxia cientifica) hablaba de la paradoja de la doble singularidad: si antes del Big Bang no existia el tiempo, por cuanto toda la materia estaba concentrada en un unico punto estatico, ¿que ocurriria si el doble de materia estuviera concentrada en dos puntos identicos suficientemente espaciados para que no existiera interaccion apreciable? (este modelo - aunque no obedece logicamente a ningun elemento observable y seguramente irreal- es igualmente planteable en el plano teorico usando las mismas ecuaciones, simplemente distanciando ambos puntos suficientemente y multiplicando la masa por dos)... por logica, debería darse una situacion equivalente de no-tiempo, pero y al estallar una de ellas ¿existiria el tiempo o no? ¿solo para una o para ambas?...

Ésta es la descripción de un multiverso. Es una argumentación filosófica interesante, pero no es científica porque no proporciona ninguna predicción (ni sobre el momento de la creación, ni sobre sus consecuencias posteriores, que sí se pueden medir) contrastable.

Existen muchas argumentaciones similares, algunas sustentadas mediante razonamientos probabilísticos. La ciencia no puede discernir cuál de ellas es la correcta (si es que lo es alguna) porque ninguna predice consecuencias observables.

No tan excluyentes... de hecho la relatividad se considera una correccion / extensión de las teorias newtonianas a otro tipo de escenario, no su negación.... y sus ecuaciones siguen vigentes en el dominio relativo subluminico...

Lo mismo que ocurre con la relatividad general y la teoría de cuerdas. Según esta última, las ecuaciones de la relatividad general siguen siendo válidas para densidades no demasiado elevadas; sólo proporciona correcciones cuando la concentración de materia es altísima. A consecuencia de ello, las predicciones de los modelos cosmológicos basadas en una y en otra ofrecen muchas predicciones idénticas. Sólo unas pocas, las directamente vinculadas con las correcciones que realiza la teoría de cuerdas, son diferentes.

Eran las consideraciones newtonianas relativas a la velocidad de la luz (precisamente las que no tenian sustento demostrable, una vuelta a los ejercicios de extrapolación filosofica a los que me refiero) las que producian esa distorsion...

No era un ejercicio de extrapolación filosófica. Einstein postuló que la velocidad de la luz es finita y tiene un valor fijo e independiente del estado de movimiento del observador. Eso se puede contrastar con el experimento. Si no se hubiese encontrado una cota superior para la velocidad de la luz, la hipótesis de su infinitud sería plausible.


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Notas:

(*) Técnicamente, el tensor de Riemann diverge.

[ukiahaprasim]

1.- Predice una singularidad en el punto en el que se concentra toda la masa. En él, la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita y todos los objetos se destruyen. Tal singularidad aparece para cualquier cantidad de materia; no se necesita que la masa sea infinita.

Perdon pero la singularidad de Schwartzschild, como tal, es el modelo geometrico de distorsion espacio tiempo, que se da en cualquier caso, pero esa superficie tiene una curvatura con limite infinito, que es en el caso que este modelo podria llegar a la distorsion temporal completa (donde el tiempo no existe).... y ese grado de curvatura esta condicionado por la masa...

Efectos limite similares suceden en los agujeros negros de Kerr, newman o reissner

La diferencia fundamental entre la singularidad que predice esta métrica y la que presuntamente dio lugar al Big Bang es que alrededor de la primera existen el espacio y el tiempo; la masa que genera la singularidad sólo los deforma. Por el contrario, el escenario del Big Bang implica la no existencia de un espacio y un tiempo exteriores a la singularidad.
...

Es todo el espacio-tiempo el que se colapsa en ella: en un determinado momento (lo que definimos como t=0) toda la geometría del universo se colapsa y se destruye (*), y no permanece nada externo a la singularidad.

¿Y puedes aclarar cual es el fundamento cientifico de que en el exterior de la singularidad unica no existe el tiempo? Porque yo sigo sin ver como se alcanza esa conclusion....

Ésta es la descripción de un multiverso. Es una argumentación filosófica interesante, pero no es científica porque no proporciona ninguna predicción (ni sobre el momento de la creación, ni sobre sus consecuencias posteriores, que sí se pueden medir) contrastable.

No exactamente, es un mismo universo en el que la singularidad aparece por duplicado.... y creo recordar que se basaba en la censura cosmica de Penrose, segun la cual las singularidades no pueden aparecer libremente, sino que sólo pueden darse en el contexto de una distrosion generada por un agujero negro...

En ese escenario es donde se ve la paradoja...

No era un ejercicio de extrapolación filosófica. Einstein postuló que la velocidad de la luz es finita y tiene un valor fijo e independiente del estado de movimiento del observador. Eso se puede contrastar con el experimento.

Me refería al ejercicio especulativo de Newton, no de Einstein, sobre la naturaleza de la luz y su funcionamiento, y la extrapolación a la misma de las observaciones realizadas sobre los objetos físicos...

Ukiah

[Cronopio77]

Perdon pero la singularidad de Schwartzschild, como tal, es el modelo geometrico de distorsion espacio tiempo, que se da en cualquier caso, pero esa superficie tiene una curvatura con limite infinito, que es en el caso que este modelo podria llegar a la distorsion temporal completa (donde el tiempo no existe).... y ese grado de curvatura esta condicionado por la masa...

No. La métrica de Schwarzschild es la descripción que las ecuaciones de Einstein proporcionan para un campo gravitatorio creado por una masa esférica y sin rotación. Para una descripción somera, puedes consultar la Wikipedia. Si quieres un estudio más profundo y completo, el Libro de Texto (así, con mayúsculas) es el Gravitation, escrito por Misner, Thorne y Wheeler.

Diferente es la definición de "singularidad temporal", que aparece tanto en la métrica de Schwarzschild como en muchas otras (versión adaptada más o menos comprensible):

Se dice que una métrica contiene una singularidad si (al menos) algunas de sus trayectorias "terminan" (es decir, desaparecen) en un tiempo finito.

En la métrica de Schwarzschild todas las posibles trayectorias en el interior del horizonte de sucesos terminan en la singularidad: se destruyen en un determinado tiempo que depende de sus condiciones de posición y velocidad.

¿Y puedes aclarar cual es el fundamento cientifico de que en el exterior de la singularidad unica no existe el tiempo? Porque yo sigo sin ver como se alcanza esa conclusion....

Porque las ecuaciones del modelo establecen que no existe el exterior de la singularidad. Así como en la métrica de Schwarzschild todo diverge en r=0 (o sea, en el centro del agujero), de modo que se puede concluir que el espacio y el tiempo dejan de existir en ese punto, en la métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker esa divergencia ocurre en t=0 (o sea, en el instante inicial), de modo que la desaparición del espacio y el tiempo ocurren en ese instante. En la primera, es posible moverse fuera de ese punto singular. En la segunda, por el contrario, sólo es posible moverse después de ese punto singular.

No exactamente, es un mismo universo en el que la singularidad aparece por duplicado.... y creo recordar que se basaba en la censura cosmica de Penrose, segun la cual las singularidades no pueden aparecer libremente, sino que sólo pueden darse en el contexto de una distrosion generada por un agujero negro...

La hipótesis de la censura cósmica de Penrose establece que las singularidades aparecen siempre ocultas por un horizonte de sucesos, de forma que no son visibles sin penetrar en él (y, por lo tanto, sin acabar destruido por la propia singularidad). Hablo de "hipótesis" porque, no sólo no se ha comprobado experimentalmente, sino que ni siquiera se ha podido deducir matemáticamente de las premisas de la teoría de la relatividad general.

Por otro lado, como la singularidad del Big Bang abarca a todo el espacio y el tiempo, no requiere un horizonte de sucesos, puesto que no existe su exterior. Además, el primer teorema sobre singularidades, formulado por Penrose y Hawking a partir de las premisas de la relatividad general, establece que todo universo "normal" (*) que se esté expandiendo ha de proceder de una singularidad ocurrida hace un tiempo finito (**).

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Notas:

(*) Matemáticamente, "normal" significa "globalmente hiperbólico".

(**) Lógicamente, esto es consecuencia de las premisas de la relatividad general. En el marco de una teoría cuántica de la gravitación, como la teoría de cuerdas, este teorema no es válido.

[ukiahaprasim]

No. La métrica de Schwarzschild es la descripción ...
...
Diferente es la definición de "singularidad temporal", ...

Nuevamente contestas a lo que yo no digo, o no entiendes lo que digo, o no me hago entender... puesto que coges las palabras sueltas y contestas a otras cosas.... no hablo de la metrica SC, no hablo del radio o barrera SC, hablo del comportamiento del espacio tiempo en un agujero SC

Dentro de un agujero SC se crea una distorsion Espacio - Tiempo cuyo indice de curvatura esta en relación con la masa del Agujero.... El limite de esa curvatura, y por tanto de la distorsion, se encuentra cuando la masa tiende a infinito...

Y no necesito acudir a wiki para ver la definicion de la metrica... en algun sitio de casa debo tener unos cuantos programas de calculo relacionados con la materia....

Porque las ecuaciones del modelo establecen que no existe el exterior de la singularidad.

Por comprender mas en profundidad estos modelos (ya que solo los conozcos por los debates - soflamas / insulto de otros, no por haberlos trabajado personalmente ... ), solo unas preguntas respecto a ello

Cuando la singularidad "explota"...

¿existe solo el espacio en el ambito acotado por el radio de acción de ese universo en expansión? ¿este lo va creando cual alegre surfero en la ola de la creación?,

¿o de repente aunque el universo no haya llegado aún a algun punto de la nada este tiene derecho a tener espacio?....

¿Hay una onda expansiva de tiempo y espacio previa a la onda de expansión del universo que tiende la alfombra roja para que el universo pueda expandirse por el recien creado espacio?

Como dijo alguien una vez.... Si finalmente encontramos rastros de otras zonas del universo (algo no descartable) que señalen que la expansión predicha por el Big Bang es solo un suceso de indole local, la ciencia habrá derrochado el esfuerzo de grandes intelectos, y sera una lastima, pero nos vamos a asegurar unas risas...

Por otro lado, como la singularidad del Big Bang abarca a todo el espacio y el tiempo, no requiere un horizonte de sucesos, puesto que no existe su exterior.

A mi es que esto me recuerdo mucho a aquello de que el descubridor de America es Colon, y no las generaciones de individuos que vivian ya por alli...

Hablo de "hipótesis" porque, no sólo no se ha comprobado experimentalmente, sino que ni siquiera se ha podido deducir matemáticamente de las premisas de la teoría de la relatividad general.

Como varios de los temas que se han hablado ya por aqui, ¿no?

De todos modos, creo que yo tengo un deficit serio para comprenderte al haber tratado estos temas en unos terminos y unas personas muy adscritos a la ortodoxia...

No voy a negar que la heterodoxia ha tenido, en algunso casos, también un papel importante en el desarrollo de la ciencia, pero me gustaria recordar el caso Bogdanov , y ya que hablamos de wiki:

http://es.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A1ndalo_Bogdanov

Una critica sobre los planteamiento de los B.B (Bogdanov Brothers) del ilustre cuerdero Lubos Motl: "Los hermanos Bogdanoff proponen algo que tiene, especulativamente, el potencial de ser una explicación alternativa sobre la gravedad cuántica ... Lo que proponen es un posible esquema nuevo de cálculo para la gravedad. No creo que esto llegue a funcionar, pero resulta más plausible que la gravedad cuántica de bucles y otras cosas por el estilo cuyos graves problemas ya se han visto en detalle."

Y otro: (esto es algo personal ) Roman Jackiw : "El autor propone una novedosa y especulativa solución al problema de la singularidad inicial pre-Big-Bang... la tesis y los artículos publicados proporcionan una excelente introducción a estas ideas y pueden servir como punto de partida para ulteriores investigaciones en esta área."

Una reflexion de alguien mas alineado con mi forma de entender las cosas..Peter Woit dijo : "El trabajo de los Bogdanoff resulta significativamente más incoherente que cualquier otra cosa publicada. Pero el creciente bajo nivel de coherencia en todo el campo les permitió pensar que habían hecho algo sensato y publicarlo."


Un saludo

Ukiah

[Cronopio77]

Nuevamente contestas a lo que yo no digo, o no entiendes lo que digo, o no me hago entender... puesto que coges las palabras sueltas y contestas a otras cosas.... no hablo de la metrica SC, no hablo del radio o barrera SC, hablo del comportamiento del espacio tiempo en un agujero SC

El comportamiento del espacio-tiempo en un agujero negro de Schwarzschild viene determinado precisamente por la métrica de Schwarzschild (*).

Dentro de un agujero SC se crea una distorsion Espacio - Tiempo cuyo indice de curvatura esta en relación con la masa del Agujero.... El limite de esa curvatura, y por tanto de la distorsion, se encuentra cuando la masa tiende a infinito...

No.

La curvatura es infinita en el centro del agujero, para cualquier valor finito de su masa (**). Ésa es precisamente la “gracia” de un agujero negro: que contiene una singularidad en su centro aunque su masa sea pequeña.

¿Hay una onda expansiva de tiempo y espacio previa a la onda de expansión del universo que tiende la alfombra roja para que el universo pueda expandirse por el recien creado espacio?

El universo no se expande por el espacio; el universo es el espacio.

Según la cosmología basada en la relatividad general, el universo no se expande sobre ningún espacio (o “nada”, o como se quiera llamar) exterior. Es el propio espacio el que se expande y arrastra, pegada a él, a toda la materia que contiene. No existe nada exterior sobre lo que expandirse.

Entiendo que se trata de un concepto difícil de asimilar, pero eso, y nada más que eso, es lo que dice la teoría de la relatividad general. Lo demás son interpretaciones filosóficas.

Como dijo alguien una vez.... Si finalmente encontramos rastros de otras zonas del universo (algo no descartable) que señalen que la expansión predicha por el Big Bang es solo un suceso de indole local, la ciencia habrá derrochado el esfuerzo de grandes intelectos, y sera una lastima, pero nos vamos a asegurar unas risas...

La ciencia funciona así: siempre corre el riesgo de que una observación o un experimento invalide sus teorías. Ésa es precisamente su gran virtud. No se basa en argumentos de autoridad, ni en doctrinas irrefutables, ni en dogmas verdaderos por imperativo categórico. Todas sus descripciones y predicciones están sometidas al dictado de la experiencia... afortunadamente.

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Notas:

(*) The collapse of an electrically neutral star endowed with spherical symmetry produces a spherical black hole with external gravitational field described by the Schwarzschild line element. Gravitation, pag. 875.

(**) Deep inside the gravitational radius, at r=0, the traveler must encounter infinite tidal forces, independently of the route he uses to reach there. One says that “r=0 is a physical singularity of spacetime”. To see this, one needs only calculate the “curvature invariant”:

I=48 M^2 / r^6 (M, mass; r, distance to the center of the black hole)

In every local Lorenz frame this will be a sum of products of curvature components, and it will have the same value 48 M^2 / r^6. Thus, in every local Lorenz frame, including the traveler's, Riemman will have one or more infinite components at r=0; i.e., tidal forces will became infinite. Gravitation, pags. 822, 823.

[He respetado el inglés original para no alterar el contenido al traducirlo].

[ukiahaprasim]

No.

Pues... conozco a un cientifico que perdio mucho tiempo suyo (y mio, y de CPU) calculando el grado de distorsion temporal en un agujero negro en función de la masa, densidad y carga del mismo y la distancia al centro.....

El universo no se expande por el espacio; el universo es el espacio.

Según la cosmología basada en la relatividad general, el universo no se expande sobre ningún espacio (o “nada”, o como se quiera llamar) exterior. Es el propio espacio el que se expande y arrastra, pegada a él, a toda la materia que contiene. No existe nada exterior sobre lo que expandirse.

Entiendo que se trata de un concepto difícil de asimilar, pero eso, y nada más que eso, es lo que dice la teoría de la relatividad general. Lo demás son interpretaciones filosóficas.

Segun tus propios criterios, lo que dice la teoria de la relatividad (y los desarrollos a partir suyo) es una "interpretacion cientifica de la realidad", no necesariamente cierta...

Supongo que dado que se admite como cientifico aquello que no tiene necesariamente verificación con la realidad, ni necesariamente coherencia o verificacion matemática con modelos contrastados, la diferencia entre interpretacion cientifica (al amparo exclusivo de la matematica) e interpretacion filosofica (al amparo de la logica) está en que quien la hace luce bata blanca con una tarjetita que pone Ph.D, y que escribe formulas con operadores matemáticos en vez de lógicos, para extraer conclusiones a partir de hipotesis no verificables...

Pero bueno, profundizando en ese concepto:

¿que naturaleza tiene entonces la frontera de expansión del universo (puesto que este sigue expandiendose, y alla afuera esta la nada ... o la no-nada... o no esta ni la nada)...?

¿solo materia / energia, como se supone?... ¿Hemos de suponer entonces que la materia / la energia tiene como cualidad intrinseca la definición del espacio tiempo?... ¿sin materia / energia no existe el espacio tiempo?

¿Hay una barrera fisica que impide trasladarse fuera de ella de ningun modo hasta que la expansión de la barrera haya definido el "alli"?

Teniendo en cuenta que su expansión actual es fisica, un supuesto observador en la barrera creacionista que pudiera llegar al borde, ¿no tendria ningun lugar al que ir? ¿Chocaria con algun tipo de barrera fisica? ¿o simplemente extendería el universo consigo mismo?

¿O es que el BigBang creo el espacio tiempo todito de golpe y ello permite a la materia / energia expandirse por él...? Entonces, de no tener relacion con la materia ¿cual es la naturaleza física del Espacio / tiempo ? ¿espaciones, segundones?

Mi opinión sobre la ausencia de tiempo/espacio en la nada es que se asemeja demasiado a los modelos cosmologicos terracentricos

No se basa en argumentos de autoridad, ni en doctrinas irrefutables, ni en dogmas verdaderos por imperativo categórico. Todas sus descripciones y predicciones están sometidas al dictado de la experiencia... afortunadamente.

Bueno,

Muchos temas han sido aceptados (lo cual obviamente no quiere decir que se compartan ni se crea en ellos, simplemente que se aceptan como una posibilidad mas) en función de la autoridad de quien los desarrolla... y como la experiencia de los B.B demuestra, sin pasar realmente por un proceso de verificación / falsación

¿doctrinas irrefutables?... Bueno, modelos matemáticos no contrastables, ni verificables empiricamente,.... se aproximan bastante a la irrefutabilidad... Por lo que comentas, es posible que la teoria de cuerdas tarde más en falsarse que lo que puede tardar una iglesia en cambiar partes de su doctrina...


Ukiah

[Cronopio77]

Pues... conozco a un cientifico que perdio mucho tiempo suyo (y mio, y de CPU) calculando el grado de distorsion temporal en un agujero negro en función de la masa, densidad y carga del mismo y la distancia al centro.....

Lógico. En primer lugar, el modelo de Schwarzschild es una primera aproximación, que no incluye ni carga ni rotación. Otros modelos de agujeros negros dan lugar a otros tipos de singularidades: algunas son inevitables (las llamadas "singularidades temporales", que destruyen a cualquier observador que se encuentre en su radio de acción); otras, evitables (las llamadas "singularidades espaciales", que admiten que un observador las esquive hábilmente). Y, en segundo lugar, que se sepa que la curvatura y las fuerzas gravitatorias de marea son infinitas en el centro del agujero, no significa que se sepa también su forma exacta a una distancia finita de él, ni que se conozcan en detalle las trayectorias de objetos en caída libre a su alrededor.

Lo normal es que un científico que investiga en agujeros negros esté interesado en modelos más complejos que el de Schwarzschild, para conocer los cuales es necesario llevar a cabo largos y complejos cálculos. Por ejemplo, las propiedades de la métrica de Kerr-Newman, que describe un agujero negro con carga eléctrica y en rotación, aún no se conocen plenamente.

Segun tus propios criterios, lo que dice la teoria de la relatividad (y los desarrollos a partir suyo) es una "interpretacion cientifica de la realidad", no necesariamente cierta...

Evidentemente. Lo destacable, en este caso, es que la relatividad se ha confirmado experimentalmente en multitud de situaciones.

Supongo que dado que se admite como cientifico aquello que no tiene necesariamente verificación con la realidad, ni necesariamente coherencia o verificacion matemática con modelos contrastados, la diferencia entre interpretacion cientifica (al amparo exclusivo de la matematica) e interpretacion filosofica (al amparo de la logica) está en que quien la hace luce bata blanca con una tarjetita que pone Ph.D, y que escribe formulas con operadores matemáticos en vez de lógicos, para extraer conclusiones a partir de hipotesis no verificables...

Se admite como científico lo que se deduce de un modelo científico. La relatividad general es contrastable empíricamente y sus predicciones se han verificado en multitud de escenarios diferentes. Otra cuestión es que:

1.- Realiza predicciones en contextos que están mucho más allá de nuestras posibilidades tecnológicas.

2.- Sus ecuaciones son muy complicadas de resolver, lo que obliga a introducir hipótesis o conjeturas adicionales, con el fin de simplificar el problema.

Lo último es habitual en ciencia. Las premisas de la mecánica cuántica, la relatividad general y otras teorías fundamentales proporcionan ecuaciones que sólo se pueden resolver exactamente en condiciones muy concretas (como un agujero negro de Schwarzschild, por ejemplo); en otras circunstancias, son tan complejas que ni siquiera los mejores ordenadores del mundo pueden con ellas. Por ese motivo, es necesario introducir hipótesis adicionales. Los resultados que se obtienen con ellas requieren, por lo tanto, dos tipos de comprobaciones experimentales: las correspondientes a las premisas generales de la teoría y las que se refieren a las condiciones bajo las que son válidas las hipótesis.

La conjetura de la censura cósmica, formulada por Roger Penrose, es un ejemplo de lo que acabo de explicar. Las ecuaciones de la relatividad general son demasiado complejas como para deducir matemática y exactamente tal conjetura; lo que hizo Penrose fue postular una serie de hipótesis "razonables" que le permitieron llegar a esa conclusión. Por eso, su resultado se denomina conjetura.

En cualquier caso, tanto las premisas básicas de una teoría como las hipótesis adicionales que se introducen para resolver un problema concreto están siempre sometidas al dictado de la experiencia. No se trata de que "un tipo con bata blanca y PhD" las formule; se trata de que sus resultados se pueden reproducir, contrastar y verificar o falsar.

¿que naturaleza tiene entonces la frontera de expansión del universo (puesto que este sigue expandiendose, y alla afuera esta la nada ... o la no-nada... o no esta ni la nada)...?

No hay frontera. En caso de que el universo fuera finito (extremo que se desconoce), un explorador podría recorrerlo por completo sin encontrarse con ninguna frontera. Si una nave espacial iniciara un viaje a suficiente velocidad como para que pudiera completar su exploración en el tiempo de vida de un astronauta (*), acabaría regresando al punto desde el que partió.

¿solo materia / energia, como se supone?... ¿Hemos de suponer entonces que la materia / la energia tiene como cualidad intrinseca la definición del espacio tiempo?... ¿sin materia / energia no existe el espacio tiempo?

La relatividad general concluye que la materia y la energía configuran el espacio-tiempo. Existen soluciones a las ecuaciones de Einstein sin materia y energía, pero las propiedades de tal espacio-tiempo son muy diferentes a las del universo en el que vivimos.

¿Hay una barrera fisica que impide trasladarse fuera de ella de ningun modo hasta que la expansión de la barrera haya definido el "alli"?

No hay barrera.

Teniendo en cuenta que su expansión actual es fisica, un supuesto observador en la barrera creacionista que pudiera llegar al borde, ¿no tendria ningun lugar al que ir? ¿Chocaria con algun tipo de barrera fisica? ¿o simplemente extendería el universo consigo mismo?

Hay que tener en cuenta, en primer lugar, que el universo es dinámico. Un observador no puede recorre el universo como si estuviera congelado; al mismo tiempo que avanza, el espacio se dilata.

En cualquier caso, como ya he explicado antes, en un espacio-tiempo cerrado un astronauta volvería al mismo punto de donde partió sin haber percibido ninguna frontera. Como no existe un exterior al universo, no existe tampoco una barrera física que separe lo que es universo de lo que no lo es.

¿O es que el BigBang creo el espacio tiempo todito de golpe y ello permite a la materia / energia expandirse por él...? Entonces, de no tener relacion con la materia ¿cual es la naturaleza física del Espacio / tiempo ? ¿espaciones, segundones?

Según la relatividad general, el espacio-tiempo está estrechamente vinculado a la materia y la energía que contiene. No tiene sentido, por lo tanto, preguntarse por su naturaleza física independiente de la de la materia.

Muchos temas han sido aceptados (lo cual obviamente no quiere decir que se compartan ni se crea en ellos, simplemente que se aceptan como una posibilidad mas) en función de la autoridad de quien los desarrolla... y como la experiencia de los B.B demuestra, sin pasar realmente por un proceso de verificación / falsación

La ciencia no está exenta de prejuicios. Tiene su lógica, por ejemplo, que un modelo propuesto por Einstein sea aceptado más fácilmente por la comunidad que otro propuesto por alguien sin experiencia alguna en el ámbito de la ciencia. No obstante, eso no quiere decir que el primero se convierta en una especie de dogma eterno. Si se diera el caso de que un experimentador falsase las predicciones de Einstein y confirmase las del desconocido, la comunidad (más o menos a regañadientes) no tendría más remedio que admitir su error.

¿doctrinas irrefutables?... Bueno, modelos matemáticos no contrastables, ni verificables empiricamente,.... se aproximan bastante a la irrefutabilidad... Por lo que comentas, es posible que la teoria de cuerdas tarde más en falsarse que lo que puede tardar una iglesia en cambiar partes de su doctrina...

Que una teoría sea muy difícil de verificar por nuestras limitaciones tecnológicas no significa que no sea verificable y/o falsable. La diferencia es que una teoría científica y una doctrina filosófica o religiosa es que la primera depende de lo que diga la experiencia, aunque para poder acceder a ella tenga que aguardar un eón, mientras que la segunda no admite verificación experimental alguna. La teoría de cuerdas está, ahora mismo, fuera del alcance de los experimentos; pero, si conseguimos desarrollar nuestra tecnología lo suficiente, algún día podremos contrastarla. La doctrina religiosa según la cual existe un cielo y un infierno no podrá nunca ser verificada por la experiencia.

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Notas:

(*) Viajando a velocidades próximas a la de la luz, el flujo de tiempo de un astronauta es muy diferente al de un observador que permaneciera en tierra. El primero podría completar la "vuelta al universo" durante su periodo de vida. Sin embargo, al regresar a la Tierra, se encontraría con que el Sol habría muerto de viejo y el Sistema Solar habría desaparecido.

[Kobayashi]

¿que naturaleza tiene entonces la frontera de expansión del universo (puesto que este sigue expandiendose, y alla afuera esta la nada ... o la no-nada... o no esta ni la nada)...?

No hay frontera. En caso de que el universo fuera finito (extremo que se desconoce), un explorador podría recorrerlo por completo sin encontrarse con ninguna frontera. Si una nave espacial iniciara un viaje a suficiente velocidad como para que pudiera completar su exploración en el tiempo de vida de un astronauta (*), acabaría regresando al punto desde el que partió.)

Vendría a ser como la Tierra, su superficie es finita pero por muy lejos que vayamos no nos encontramos con una barrera, volvemos al mismo punto del que hemos partido. Por ello a veces se describe al universo en expansión como un globo que se está hinchando... el globo crece pero no tiene límites. Aunque claro, le falta alguna dimensión que otra, pero para entenderlo ya vale.

Muchos temas han sido aceptados (lo cual obviamente no quiere decir que se compartan ni se crea en ellos, simplemente que se aceptan como una posibilidad mas) en función de la autoridad de quien los desarrolla... y como la experiencia de los B.B demuestra, sin pasar realmente por un proceso de verificación / falsación

La ciencia no está exenta de prejuicios. Tiene su lógica, por ejemplo, que un modelo propuesto por Einstein sea aceptado más fácilmente por la comunidad que otro propuesto por alguien sin experiencia alguna en el ámbito de la ciencia. No obstante, eso no quiere decir que el primero se convierta en una especie de dogma eterno. Si se diera el caso de que un experimentador falsase las predicciones de Einstein y confirmase las del desconocido, la comunidad (más o menos a regañadientes) no tendría más remedio que admitir su error.

Estos días estoy leyendo un libro sobre la mecánica cuántica y en su día costó bastante que la comunidad científica creyerá las teorías de Planck o Einstein respecto a los cuantos... les acabaron dando el nobel pero muuuuuchos años después de haber propuesto sus teorías, y sólo porque finalmente hubo medios para poder probar físicamente esas teorías, al menos en parte.

No había visto nunca este hilo tan interesante

[ukiahaprasim]

Y, en segundo lugar, que se sepa que la curvatura y las fuerzas gravitatorias de marea son infinitas en el centro del agujero, no significa que se sepa también su forma exacta a una distancia finita de él, ni que se conozcan en detalle las trayectorias de objetos en caída libre a su alrededor.

No, no me has entendido... los calculos incluian también el centro del agujero (r=0), en función del resto de las variables..... Quizas su intención era extender/ refutar / contrastar las teorias aceptadas...

No se, llegado un momento a uno le basta que le digan que quieren hacer, sin necesidad de explicar lo que pretenden en tanto detalle ... total pa na...

En cualquier caso, tanto las premisas básicas de una teoría como las hipótesis adicionales que se introducen para resolver un problema concreto están siempre sometidas al dictado de la experiencia. No se trata de que "un tipo con bata blanca y PhD" las formule; se trata de que sus resultados se pueden reproducir, contrastar y verificar o falsar.

Salvo en aquellos casos en los que no son verificables empiricamente, o que se basan en premisas no contrastables...
Y en el caso del pensamiento logico-filosofico, este tambien es falsable... (aunque su hipotesis sea igualmente no contrastable)...

En caso de que el universo fuera finito (extremo que se desconoce),

Pero deberia ser deducible de la premisa del universo en expansión (o ha sido "creado/producido" así, o es finito, no puede haberse expandido hasta el infinito), amen del hecho de que si está vinculado a la materia / energia no puede existir el universo mas alla de los limites de la existencia de la misma, y dado que toda proviene de la explosion singular.... hasta donde haya llegado vestigio de la misma es hasta donde existira el universo...

Si una nave espacial iniciara un viaje a suficiente velocidad como para que pudiera completar su exploración en el tiempo de vida de un astronauta (*), acabaría regresando al punto desde el que partió.

El ejemplo de la bola .... no me vale:

¿como podrías llegar "a dar la vuelta" en un universo en expansión? ... para trascender su velocidad de expansión tendrias que usar los mismos vectores de desplazamiento que el universo .... y siendo tu mismo parte del universo... ¿no lo estarias expandiendo?...

En caso contrario, la teoria del big freeze no tendria sentido... habria que hablar de big crash (las galaxias acabando la circunvolución acabarian estrellandose unas con otras)... Es más, no podriamos estar seguros de que la "luz" recibida de las profundidades del universo no sea la misma de nuestro sol dando la vuelta...

Y si el universo se expandiera luminicamente, vinculado a fotones, ese viaje es tridimensional... ¿como llega por mecanica una particula a un espacio que no existe?...

La doctrina religiosa según la cual existe un cielo y un infierno no podrá nunca ser verificada por la experiencia.

Bueno, los creyentes creen que si...

En todo caso, el grado de verificación experimental del cielo / infierno es exactamente el mismo que el de los espacios multidimensionales...

Hablar de universos paralelos o multidimensionales necesita la premisa de que dichas dimensiones existen, al igual que la existencia del cielo requiere de Dios....

La demostracion empirica es que un dia encontremos un objeto multidimensional y seamos capaces de percibirlo ... es, no se.... se nos tendrá que aparecer, igual que Dios...


Ukiah

[Emma]

No había visto nunca este hilo tan interesante

Yo en cambio lo he citado en Di lo primero que se te pase por la cabeza

[Cronopio77]

Pero deberia ser deducible de la premisa del universo en expansión (o ha sido "creado/producido" así, o es finito, no puede haberse expandido hasta el infinito), amen del hecho de que si está vinculado a la materia / energia no puede existir el universo mas alla de los limites de la existencia de la misma, y dado que toda proviene de la explosion singular.... hasta donde haya llegado vestigio de la misma es hasta donde existira el universo...

El problema de la finitud o infinitud del universo es peliagudo y muy difícil de explicar sin recurrir a las matemáticas. Voy a intentarlo, pero no garantizo resultado alguno.

En primer lugar, tu interpretación parte de un concepto totalmente erróneo sobre la forma de la explosión inicial. La estás visualizando como si fuera la de una bomba y no es en modo alguno así. Una bomba explota de la siguiente manera:

1.- Todo su material se encuentra concentrado en una pequeña región del espacio (podemos imaginarla como un punto).

2.- La explosión disemina dicho material en todas las direcciones alrededor de ese punto, con simetría aproximadamente esférica. Eso quiere decir que un cierto tiempo después de la explosión, la onda expansiva habrá llegado a una cierta distancia, de forma que no habrá material más allá de ella. Si tal explosión representase el Big Bang, el tamaño del universo en un instante dado sería la distancia a la que ha llegado la onda expansiva.

Este esquema es coherente y acorde con nuestra experiencia cotidiana. El problema está en que las predicciones de la relatividad general no se corresponden con ella, razón por la cual es muy difícil interpretarla en términos sencillos.

Lo que ocurrió en el Big Bang fue completamente diferente. La explosión no se produjo en un punto central alrededor del cual se empezó a expandir la materia que constituye el universo. Al contrario, la explosión se produjo en todos los puntos del universo al mismo tiempo. Por ese motivo, el universo carece de un centro; cualquier observador, situado en cualquier lugar del universo, tendría una perspectiva muy parecida a la que nosotros tenemos desde la tierra; no hay observadores más cercanos ni más lejanos al centro de la explosión, porque ese centro no existe.

La forma más sencilla de hacernos una idea de qué significa esto es recurrir a la analogía que ha comentado Kobayashi. Imaginemos que vivimos en una especie de globo y que podemos movernos únicamente sobre su superficie: nuestras posibles direcciones son norte/sur y este/oeste, pero no conocemos la existencia de la tercera dimensión espacial arriba/abajo. Supongamos a continuación que ese globo comenzó siendo muy pequeñito, del tamaño de un punto, y que en la actualidad se expande en esa tercera dimensión arriba/abajo cuya existencia no percibimos. Estuviéramos situados en el polo norte, en el polo sur, en el ecuador o en cualquier otro lugar de la superficie del globo, observaríamos lo mismo: cualquier objeto pegado a la superficie del globo se alejaría de nosotros, como si estuviéramos en el centro de esa explosión.

He aquí una representación artística de este concepto:



Lo que ocurre en la expansión del universo es muy parecido. La diferencia fundamental es que las tres direcciones en las que nos podemos mover (norte/sur, este/oeste y arriba/abajo) se expanden exactamente igual que las dos que tendríamos a nuestra disposición en el globo (norte/sur y este/oeste). Por este motivo, y al igual que en cualquier punto de la superficie del globo tendríamos la impresión de estar en el centro de la explosión al ver que todo lo demás se aleja de nosotros, en cualquier lugar del universo veríamos que todas las galaxias se alejan de nosotros. Y al igual que aunque pasásemos siglos caminando sobre la superficie del globo no encontraríamos ni un centro ni una frontera, tampoco la hallaríamos viajando por el espacio.

Entiendo que este concepto es difícil de asimilar. Una de sus mayores dificultades es que en la analogía del globo existe una tercera dimensión (arriba/abajo) sobre la que se expande, mientras que en el universo no la hay. Una solución consiste en postular la existencia de una cuarta dimensión espacial sobre la que la expansión universal se produce. El problema está en que, ni las ecuaciones de la relatividad general la necesitan para tener sentido, ni la hipótesis de su existencia conlleva ninguna alteración en el modelo cosmológico. Así pues, la pregunta “¿sobre qué se expande el universo?” puede ser interesante desde un punto de vista filosófico; científicamente, carece de sentido.

¿como podrías llegar "a dar la vuelta" en un universo en expansión? ... para trascender su velocidad de expansión tendrias que usar los mismos vectores de desplazamiento que el universo .... y siendo tu mismo parte del universo... ¿no lo estarias expandiendo?...

A esta cuestión se responde con la misma analogía del globo. Nuestra posición sobre él queda caracterizada por dos ángulos: la latitud (entre 90 grados norte y 90 grados sur) y la longitud (entre 180 grados este y 180 grados oeste, teniendo en cuenta que estos dos puntos coinciden, es decir, que pasar de 180 grados este a 180 grados oeste implica completar una vuelta y regresar al mismo punto). Esta caracterización no depende en absoluto del radio del globo. Si éste creciera a consecuencia de una expansión, lo percibiríamos porque cada vez nos costaría más llevar a cabo el mismo recorrido: al principio de la expansión, desplazarnos 1 grado en latitud o longitud apenas nos obligaría a caminar unos metros; con la expansión más avanzada, para completar el mismo desplazamiento deberíamos recorrer kilómetros. En consecuencia, si decidiéramos dar la vuelta al globo viajando, por ejemplo, desde los 180 grado de longitud este a los 180 grado oeste, percibiríamos que el primer grado nos resulta muy sencillo de recorrer, el segundo más complicado, el tercero aún más y así sucesivamente. No obstante, el único requisito que deberíamos cumplir para completar la vuelta es caminar a más velocidad que la expansión. En ningún momento de nuestro viaje chocaríamos contra una frontera ni veríamos los confines del globo.

De nuevo, algo parecido sucede en un universo finito. La única diferencia es que además de los 180 grados de longitud este y oeste, y de los 90 grados de latitud norte y sur, necesitaríamos otros 90 grados de “altitud” arriba y abajo para determinar nuestra posición en el universo. Y al igual que los puntos de 180 grados este y 180 grados oeste coinciden en el globo, los mismos puntos coinciden también en el universo.

En caso contrario, la teoria del big freeze no tendria sentido... habria que hablar de big crash (las galaxias acabando la circunvolución acabarian estrellandose unas con otras)... Es más, no podriamos estar seguros de que la "luz" recibida de las profundidades del universo no sea la misma de nuestro sol dando la vuelta...

Efectivamente, no podríamos estar seguros. De hecho, creo recordar que ya comenté en otra ocasión que en mi examen de “Gravitación y Cosmología” me pidieron calcular cómo sería la luz de una estrella vista desde el otro lado.

Y efectivamente también, en el caso de un universo finito el Big Freeze (la “congelación” debida a una expansión indefinida a consecuencia de la cual las galaxias se alejarían cada vez más unas de otras hasta que no nos llegase la luz de ninguna de ellas) no tendría sentido. Para que pueda existir es necesario que el universo sea abierto e infinito.

La finitud o infinitud del universo (según el modelo cosmológico en el que estoy basando mi explicación: el más sencillo de todos) depende de cuál sea su densidad y de si existe o no una constante cosmológica. Como carecemos de respuesta precisa a ambas cuestiones, no podemos saber si el universo se contraerá en un Big Crunch o se congelará en un Big Freeze.

Me voy a la cama, que ya es hora.

[Kobayashi]

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