Registrado: 17 Nov 2005 Mensajes: 1830 Ubicación: ..."Entre dos mares"
Publicado: 24 May 2007 14:50Asunto: ¿Un universo bitemporal?
¿Un universo bitemporal?
Un fÃsico de la Universidad USC explora cómo una segunda dimensión temporal podrÃa unificar las leyes de la fÃsica y dar una mejor descripción del mundo natural.
Durante largo tiempo, Itzhak Bars ha estado estudiando el tiempo.
Esas leyes son exquisitamente precisas. Einstein dominó la gravedad con su TeorÃa de la Relatividad General, y las ecuaciones de la TeorÃa Cuántica capturan cada matiz de la materia y las otras fuerzas, desde el poder atractivo de los imanes al pegamento subatómico que mantiene unidos los núcleos de los átomos.
Pero las leyes no pueden estar completas. A TeorÃa de la Gravedad de Einstein y la TeorÃa Cuántica no encajan. Falta alguna pieza en el puzzle de la realidad fÃsica.
Bars piensa que una de las piezas perdidas es una dimensión temporal oculta.
Extravagante no es una palabra lo bastante fuerte para describir esta idea, pero es una idea fuerte sin embargo. Con dos tiempo, piensa Bars, muchos de los misterios de las leyes fÃsicas de hoy desaparecerÃan.
Por supuesto, no es tan simple como esto. Una dimensión extra del tiempo no es suficiente. Necesitas además una dimensión adicional del espacio.
Suena como un nuevo episodio de “La Dimensión Desconocidaâ€, pero es una idea familiar para la mayorÃa de los fÃsicos. De hecho, las dimensiones extra del espacio se han convertido en una forma popular de hacer la gravedad y la TeorÃa Cuántica más compatibles.
Las dimensiones espaciales extra no son fáciles de imaginar — en la vida cotidiana, nadie nota más de tres dimensiones. Cualquier movimiento que haces puede describirse como la suma de movimientos en tres direcciones — arriba-abajo, atrás adelante y hacia los lados. De forma similar, cualquier localización puede describirse por tres números (sobre la Tierra, latitud, longitud y altura), correspondiente a las tres dimensiones del espacio.
Sin embargo, podrÃan existir otras dimensiones, si estuviesen curvadas en pequeñas bolas, demasiado pequeñas para notarlas. Si te mueves a lo largo de esas dimensiones, volverás al punto de inicio tan rápido que no te darás cuenta de que te has movido.
“Una dimensión extra del espacio podrÃa en verdad estar allÃ, sólo que es tan pequeña que no la vemosâ€, dijo Bars, profesor de fÃsica y astronomÃa.
Sólo unos pocos, en cambio, creen que exista más de una dimensión temporal. Bars hace de pionero en estos esfuerzos por discernir cómo una segunda dimensión temporal podrÃa ayudar a los fÃsicos a explicar mejor la naturaleza.
“Itzhak Bars tiene una larga historia en hallar nuevas simetrÃas matemáticas que pudiesen ser útiles en fÃsicaâ€, dijo Joe Polchinski, fÃsico del Instituto Kavli de FÃsica Teórica en la UC Santa Barbara. “Esta idea bitemporal parece tener algunas propiedades matemáticas interesantesâ€.
Si Bars está en el camino correcto, algunos de los procesos más básicos de la fÃsica requerirán un re-examen. Algo tan simple como el movimiento de las partÃculas, por ejemplo, podrÃa ser revisado en una nueva forma. En la fÃsica clásica (antes de los dÃas de la TeorÃa Cuántica), una partÃcula en movimiento se describÃa completamente por su momento (su masa por su velocidad) y su posición. Pero la fÃsica cuántica dice que no se pueden conocer con precisión estas dos propiedades al mismo tiempo.
“Si hago posición y momento indistinguible el uno del otro, entonces algo cambia en la noción del tiempoâ€, dijo Bars. “Si requiero una simetrÃa como esta, debo tener una dimensión temporal extraâ€.
Las matemáticas de Bars sugieren que el mundo familiar de cuatro dimensiones — tres de espacio y uno de tiempo — es meramente una sombra de una realidad dimensional de seis dimensiones. En esta visión el mundo común es un muro bidimensional que muestra sombras de los objetos en una sala de tres dimensiones.
De forma similar, el universo observable del espacio y tiempo común pueden reflejar la fÃsica de un espacio mayor con una dimensión extra del tiempo. En la vida corriente nadie nota la segunda dimensión del tiempo, asà como nadie ve la tercera dimensión de la sombra de un objeto bidimensional en la sombra de un muro.
La razón es que una y sólo una dimensión temporal es condición necesaria para la definición apropiada de problemas de valores iniciales con ecuaciones de derivadas parciales de segundo órden. Estas ecuaciones son elemento esencial de la fÃsica. Se definen unas condiciones iniciales en una hipersuperficie espacial y se las deja evolucionar en el tiempo por medio de tales ecuaciones de movimiento hasta unas condiciones finales. Para tal fin, las ecuaciones de movimiento han de ser ecuaciones hiperbólicas de derivadas parciales.
Estas ecuaciones hiperbólicas sólo existen con una dimensión temporal. Si no existe ninguna dimensión temporal las ecuaciones son elÃpticas y si existe más de una las ecuaciones son ultrahiperbólicas. En ambos casos no es posible definir problemas de valores iniciales bien definidos, que impliquen una evolución dinámica y predictabilidad. Esto está explicado brillántemente y con detalle en:
Un fÃsico de la Universidad USC explora cómo una segunda dimensión temporal podrÃa unificar las leyes de la fÃsica y dar una mejor descripción del mundo natural.
Durante largo tiempo, Itzhak Bars ha estado estudiando el tiempo.
Bars piensa que una de las piezas perdidas es una dimensión temporal oculta.
Por supuesto, no es tan simple como esto. Una dimensión extra del tiempo no es suficiente. Necesitas además una dimensión adicional del espacio.
Las dimensiones espaciales extra no son fáciles de imaginar — en la vida cotidiana, nadie nota más de tres dimensiones. Cualquier movimiento que haces puede describirse como la suma de movimientos en tres direcciones — arriba-abajo, atrás adelante y hacia los lados. De forma similar, cualquier localización puede describirse por tres números (sobre la Tierra, latitud, longitud y altura), correspondiente a las tres dimensiones del espacio.
Sólo unos pocos, en cambio, creen que exista más de una dimensión temporal. Bars hace de pionero en estos esfuerzos por discernir cómo una segunda dimensión temporal podrÃa ayudar a los fÃsicos a explicar mejor la naturaleza.
Si Bars está en el camino correcto, algunos de los procesos más básicos de la fÃsica requerirán un re-examen. Algo tan simple como el movimiento de las partÃculas, por ejemplo, podrÃa ser revisado en una nueva forma. En la fÃsica clásica (antes de los dÃas de la TeorÃa Cuántica), una partÃcula en movimiento se describÃa completamente por su momento (su masa por su velocidad) y su posición. Pero la fÃsica cuántica dice que no se pueden conocer con precisión estas dos propiedades al mismo tiempo.
“Si hago posición y momento indistinguible el uno del otro, entonces algo cambia en la noción del tiempoâ€, dijo Bars. “Si requiero una simetrÃa como esta, debo tener una dimensión temporal extraâ€.
Las matemáticas de Bars sugieren que el mundo familiar de cuatro dimensiones — tres de espacio y uno de tiempo — es meramente una sombra de una realidad dimensional de seis dimensiones. En esta visión el mundo común es un muro bidimensional que muestra sombras de los objetos en una sala de tres dimensiones.
En la mecánica del Catacroc son necesarias un total de 8 dimensiones, 5 dimensiones espaciales y un tiempo tridimensional.
El tiempo tridimensional es muy fácil de ver: solamente hace falta cambiar ligeramente el espacio-tiempo de Minkowsky.
Cita:
r^2 - c^2 * t^2 = 0
Cita:
r^2 = c^2 * t^2
Cita:
r^2/c^2 = t^2
Cita:
t = r/c
Siendo "r" una distancia en un espacio tridimensional.
Siendo "c" la velocidad de la luz.
Siendo "t" la distancia temporal entre dos puntos del espacio.
Las dimensiones espaciales extra no son fáciles de imaginar — en la vida cotidiana, nadie nota más de tres dimensiones. Cualquier movimiento que haces puede describirse como la suma de movimientos en tres direcciones — arriba-abajo, atrás adelante y hacia los lados. De forma similar, cualquier localización puede describirse por tres números (sobre la Tierra, latitud, longitud y altura), correspondiente a las tres dimensiones del espacio.
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