Breve historia del tiempo resumen

¿Probablemente hayan oído hablar de la teoría de la gravedad o la teoría de la relatividad? Pero, ¿alguna vez se detuvieron a pensar qué queremos decir realmente cuando hablamos de teorías?

Una teoría, en términos sencillos, es un modelo que explica en forma precisa una amplia serie de observaciones. Los científicos recopilan datos de sus observaciones, por ejemplo, en los experimentos que realizan, y los usan para desarrollar explicaciones sobre cómo y por qué suceden ciertos fenómenos.

Antes de Isaac Newton, se pensaba que el estado natural de un objeto era en reposo absoluto. Por lo tanto, si no actuaba ninguna fuerza sobre el objeto, este permanecería completamente quieto.

En el 1600, Newton refutó esa antigua creencia. Introdujo, en cambio, una teoría que establecía que todos los objetos en el universo, en lugar de estar quietos, en realidad se movían constantemente.

Hemos visto cómo la teoría de Newton desterró el concepto del reposo absoluto y lo reemplazó con la idea de que el movimiento de un objeto depende del movimiento de alguna otra cosa. Sin embargo, la teoría también sugería que la velocidad de un objeto es relativa.

Por ejemplo, imaginen que están leyendo un libro mientras viajan en tren a una velocidad de 160 km/h. ¿A qué velocidad viajan? Para un transeúnte que ve pasar el tren a toda velocidad, viajan a 160 km/h. Pero en relación con el libro que están leyendo, su velocidad es de 0 km/h. Entonces, su velocidad depende de otro objeto.

Que la velocidad de la luz sea constante fue problemático para la teoría de Newton, porque demostraba que la velocidad no era siempre relativa. Por lo tanto, los científicos necesitaban un modelo actualizado que tuviera en cuenta la velocidad de la luz.

Albert Einstein desarrolló entonces la teoría de la relatividad.

Toda materia está compuesta por partículas, como los electrones o protones. Para conocer más sobre el universo, los científicos quieren medirlas y estudiar su velocidad.

Sin embargo, las partículas hacen algo muy raro cuando se las intenta estudiar. Es curioso, pero a mayor precisión para medir la posición de una partícula, más incierta se vuelve su velocidad; y a mayor exactitud para medir su velocidad, menos segura se vuelve su posición. Este fenómeno, descubierto por primera vez en la década de 1920, se denominó principio de incertidumbre.

Cuando miran el mundo a su alrededor, están viéndolo en tres dimensiones; es decir, pueden describir cualquier objeto por su altura, anchura y profundidad. Sin embargo, existe una cuarta dimensión, aunque no podamos verla: es el tiempo, y se combina con las otras tres dimensiones para formar algo denominado espacio- tiempo.

Los científicos usan este modelo de la cuarta dimensión del espacio-tiempo para describir los eventos en el universo. Un evento es algo que sucede en una posición particular en el espacio y en el tiempo. Entonces, cuando calculan la posición de un evento, además de las coordenadas tridimensionales, los científicos tienen en cuenta una cuarta coordenada, que indica el tiempo.

Durante su ciclo de vida, las estrellas necesitan enormes cantidades de energía para producir luz y calor. Sin embargo, esa energía no dura para siempre. Con el paso del tiempo, se agota y la estrella termina muriendo.

Lo que le sucede a una estrella cuando muere depende de su tamaño. Cuando una estrella muy grande se queda sin energía, se genera algo espectacular: un agujero negro.

Si la atracción gravitacional de un agujero negro es tan potente que ni siquiera la luz puede escapar de ella, sería posible pensar que ninguna otra cosa puede escapar.

Pero estaríamos equivocados. De hecho, los agujeros negros deben liberar algo; caso contrario, quebrarían la segunda ley de la termodinámica.

Imaginen un escenario donde el universo comience a contraerse y el tiempo empiece a correr hacia atrás. ¿Cómo sería eso? Quizás los relojes funcionarían en reversa y el curso de la historia se invertiría. Los científicos no lo han descartado por completo, pero existen tres sólidos indicadores que sugieren que el tiempo solo se mueve hacia adelante.

El primer indicador que demuestra el paso del tiempo desde el pasado hacia el futuro es la flecha termodinámica del tiempo. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, la entropía –el desorden de un sistema cerrado– tiende a aumentar con el paso del tiempo. Esto significa que el tiempo se puede medir por la tendencia que tiene el desorden a aumentar.

¿Qué tipo de fuerzas operan en el universo?

La mayoría de las personas habrá oído solamente acerca de una: la gravedad, la fuerza que atrae los objetos entre sí, y que experimentamos en la forma en que la gravedad de la Tierra nos atrae hacia su superficie.

La mayoría de los científicos cree que todo comenzó con el Big Bang: ese momento cuando el universo pasó de ser un estado infinitamente denso a una entidad en rápida expansión, que todavía hoy sigue creciendo.

Sin embargo, no saben exactamente cómo ocurrió esa gran explosión, si bien se han propuesto diversas teorías para explicar cómo pudo haber sucedido.

En su deseo de comprender y describir el universo, los científicos desarrollaron dos teorías principales. La primera es la teoría de la relatividad general, que se concentra en un fenómeno muy importante del universo: la gravedad. La segunda es la teoría de la física cuántica, que describe algunos de los elementos más pequeños existentes en el universo: partículas más pequeñas que los átomos.

Si bien ambas teorías brindan conocimientos muy útiles, existen grandes diferencias en cuanto a lo que se puede predecir con las ecuaciones de la física cuántica y lo que se puede predecir y observar con la relatividad general. En la actualidad, no existe forma de combinarlas para crear una teoría unificada completa del todo.

El mensaje clave de estos blinks es:

Muchas personas rechazan la física porque la ven como un mundo impenetrable de largas ecuaciones y teorías complejas. Y, hasta cierto punto, es cierto. Pero la complejidad de la física no debería impedir a quienes no son expertos en ciencias aprender cómo y por qué funciona el universo.