Diferencia entre revisiones de «Espuma Cuántica»
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| − | Con una teoría incompleta de la gravedad cuántica , es imposible estar seguro de cómo sería el espacio-tiempo a pequeña escala. Sin embargo, no hay ninguna razón por la que el espacio-tiempo deba ser fundamentalmente fluido. Es posible que, en cambio, en una teoría cuántica de la gravedad, el espacio-tiempo consista en muchas regiones pequeñas y cambiantes en las que el espacio y el tiempo no son definidos, sino que fluctúan como una espuma | + | Con una teoría incompleta de la gravedad cuántica , es imposible estar seguro de cómo sería el espacio-tiempo a pequeña escala. Sin embargo, no hay ninguna razón por la que el espacio-tiempo deba ser fundamentalmente fluido. Es posible que, en cambio, en una teoría cuántica de la gravedad, el [[espacio-tiempo]] consista en muchas regiones pequeñas y cambiantes en las que el espacio y el tiempo no son definidos, sino que fluctúan como una espuma. |
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| − | Heisenberg explicó que mientras más estable sea la posición de un objeto, mayor será la fluctuación de su momentum. Así, si la partícula en cuestión está muy cerca de la pared, su campo de movilidad bien pudiera incluir la habitación contigua y, si tiene suficiente energía, pudiera aparecer del otro lado de la misma. | + | Heisenberg explicó que mientras más estable sea la posición de un objeto, mayor será la fluctuación de su momentum. Así, si la partícula en cuestión está muy cerca de la pared, su campo de movilidad bien pudiera incluir la habitación contigua y, si tiene suficiente energía, pudiera aparecer del otro lado de la misma. <br> |
Por otro lado, Einstein estableció en su teoría de la relatividad que la energía tiene el poder de moldear al tiempo-espacio. Así, en una escala pequeñísima, la energía de estas incesantes fluctuaciones debería ser lo suficientemente grande como para alterar la suave superficie del universo como lo conocemos (paredes incluidas). Así, lo que apreciamos como vacío, en realidad es una “espuma” energética. | Por otro lado, Einstein estableció en su teoría de la relatividad que la energía tiene el poder de moldear al tiempo-espacio. Así, en una escala pequeñísima, la energía de estas incesantes fluctuaciones debería ser lo suficientemente grande como para alterar la suave superficie del universo como lo conocemos (paredes incluidas). Así, lo que apreciamos como vacío, en realidad es una “espuma” energética. | ||
Revisión del 16:24 30 ene 2021
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La Espuma cuántica: Según la física cuántica, la nada no existe. En vez de esto, en la escala más pequeña y elemental del universo hallamos una clase de “Espuma cuántica“.
Sumario
Antecedentes
John Wheeler explicó el término de “espuma cuántica” en 1955. La energía se rige por el Principio de Incertidumbre de Heisenberg; sin embargo, para comprender este principio y cualquier aseveración de física cuántica, es importante antes entender que el universo se rige por cuatro dimensiones: tres comprendidas por el espacio que un objeto ocupa (vectores “X”, “Y” y “Z”) y una última, que es el tiempo.
Con una teoría incompleta de la gravedad cuántica , es imposible estar seguro de cómo sería el espacio-tiempo a pequeña escala. Sin embargo, no hay ninguna razón por la que el espacio-tiempo deba ser fundamentalmente fluido. Es posible que, en cambio, en una teoría cuántica de la gravedad, el espacio-tiempo consista en muchas regiones pequeñas y cambiantes en las que el espacio y el tiempo no son definidos, sino que fluctúan como una espuma.
Incertidumbre de Heisenberg
Establece que la energía misma tiene fluctuaciones constantes de lugar y “momentum”, haciendo imposible conocer la localización exacta de una partícula subatómica en un momento dado. Así, una partícula de pronto pudiese aparecer del otro lado de una pared sin haberla atravesado.
¿Cómo ocurre esto?
En primer lugar:
La incertidumbre aumenta conforme decrece la masa. Por ejemplo, un protón, que tiene una masa pesada, es mucho más estable que un electrón, cuya masa es pequeña. Así, el electrón fluctúa alrededor de un área determinada del protón, pero no sabemos en qué parte del área está el electrón en un momento dado (por lo rápido que se mueve). Mientras más pequeña es la partícula, más energía alberga y, por ende, su variación es mayor.
En segundo lugar:
Heisenberg explicó que mientras más estable sea la posición de un objeto, mayor será la fluctuación de su momentum. Así, si la partícula en cuestión está muy cerca de la pared, su campo de movilidad bien pudiera incluir la habitación contigua y, si tiene suficiente energía, pudiera aparecer del otro lado de la misma.
Por otro lado, Einstein estableció en su teoría de la relatividad que la energía tiene el poder de moldear al tiempo-espacio. Así, en una escala pequeñísima, la energía de estas incesantes fluctuaciones debería ser lo suficientemente grande como para alterar la suave superficie del universo como lo conocemos (paredes incluidas). Así, lo que apreciamos como vacío, en realidad es una “espuma” energética.
Introducción
La espuma fue propuesta como el concepto de lo que sería supuestamente la base de la estructura del universo, pero también se utiliza el término como una descripción cualitativa de las turbulencias del espacio-tiempo subatómico, que tienen lugar a distancias extremadamente pequeñas, del orden de la longitud de Planck. A escalas tan pequeñas como la escala de Planck de tiempo y espacio, el principio de incertidumbre permite que las partículas y la energía existan brevemente, para aniquilarse posteriormente, sin violar las leyes de conservación de masa y energía. Puesto que la escala de Planck de espacio y tiempo son muy pequeñas, la energía de las partículas virtuales se ve incrementada (ya que la escala de energía es inversamente proporcional a la de tiempo). Esto da lugar a grandes energías y presumiblemente a grandes curvaturas del espacio-tiempo, de acuerdo a la teoría de la relatividad general de A. Einstein.
Restricciones y límites
Se esperaría que las grandes fluctuaciones características de una espuma espaciotemporal ocurrieran en una escala de longitud del orden de la longitud de Planck . Un espacio-tiempo espumoso tendría límites en la precisión con la que se pueden medir las distancias porque el tamaño de las muchas burbujas cuánticas a través de las cuales viaja la luz fluctuará. Dependiendo del modelo de espacio-tiempo utilizado, las incertidumbres del espacio-tiempo se acumulan a diferentes velocidades a medida que la luz viaja a través de grandes distancias. Las observaciones de rayos X y rayos gamma de los cuásares utilizaron datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA , el Telescopio espacial de rayos Gamma Fermi y las observaciones de rayos gamma terrestres del Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array (VERITAS) muestran que el espacio-tiempo es uniforme hasta distancias 1000 veces más pequeñas que el núcleo de un átomo de hidrógeno. Las observaciones de la radiación de la cercana cuásares por Floyd Stecker de la NASA Goddard Space Flight Center han colocado experimentales fuertes límites sobre los posibles violaciónes de Einstein de la teoría especial de la relatividad que implica la existencia de espuma cuántica. Por lo tanto, la evidencia experimental hasta ahora ha proporcionado un rango de valores en los que los científicos pueden probar la espuma cuántica.
Fuentes
https://www.muyinteresante.com.mx/ciencia-tecnologia/espuma-cuantica-fisica/
https://es.qaz.wiki/wiki/Quantum_foam
https://es.linkfang.org/wiki/Espuma_cu%C3%A1ntica
