Explicación de la teoría Universal M

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Ciudad Juárez, Chihuahua, 06 de Mayo de 2015

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Ciudad Juárez, Chihuahua, 06 de Mayo de 2015

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

Instituto de Ingeniería y Tecnología

Departamento de Ingeniería Industrial y Manufactura

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Explicación de la Teoría Universal

David Juárez Escobedo

Matrículas: 137594

Investigación Documental

Investigación Descriptiva

Mayo de 2015

Índice

Objetivo...………   ………………………………………………………………….…Página 3.

Justificación…………………………………………………………………….....….. Página 3.

Agradecimientos…………………..…………………………………………………. Página 3.

Introducción…………………………..………………………………………………..Página 4.

Explicación de la Teoría Universal…..………………… …………………………..Página 5.

• Antecedentes de la Física Moderna………………………………………...Página 5.
• Las Piedras Angulares de la Física Moderna………………………………Página 5.
• Concepción de la Gravedad Cuántica………………………………………Página 6.
• Las Fuerzas Fundamentales en el Universo……………………………….Página 6.
• Éxitos e Intentos de Unificación……………………………………….…….Página 7.
• El Cambio Que Revoluciono la Física Moderna…………………………...Página 8.
• Nacimiento de la Mecánica Cuántica……………………………………….Página 8.
• Desarrollo de la Unificación (Primera Etapa)………………………………Página 9.
• Nacimiento las Cuerdas (Segunda Etapa de Desarrollo)………………...Página 9.
• Problemáticas de las Nuevas Teorías………………………………….….Página 10.
• Consideración de Nuevas Dimensiones Espaciales……………………..Página 10.
• Segunda Revolución de la Física Moderna, La Teoría M……………….Página 11.

Conclusión……………………………………………………………………………Página 13.

Glosario……………………………………………………………………………….Página 14.

Fuentes de Información……………………………………………………………..Página 15.

Objetivo

Explicar en un sentido similar a la divulgación científica temas relacionados con la teoría M, desarrollo y funcionamiento de la misma.

Justificación

        Debido a los grandes estereotipos y miedos que existen a las ciencias exactas y su comprensión nos tomamos la tarea de hacer más interesante este campo para la juventud al mismo tiempo que incursionamos en un tema complejo de la física.

Agradecimientos

        A la Licenciada en Historia, Ilenika Guadalupe Llanas Rodríguez, por otorgarnos las bases que utilizaremos en un futuro cercano en trabajos de investigaciones, tesis, artículos científicos, etc.

Introducción

Durante el periodo de la vida humana por lo menos en alguna ocasión surgen las cuestiones de ¿Por qué nos encontramos aquí? Y ¿Cómo fue la creación del universo?

Durante siglos se han desarrollado teorías para la explicación de diversos fenómenos, buscando la unificación de estas teorías se podría dar respuesta a la constitución del universo. A la posible candidata para la unificación de todo, actualmente se le denomina “La teoría M”.

Por medio de este trabajo, lograras entender y conocer el gran trayecto que se dio desde, Newton pasando por Maxwell, Planck, Heisenberg, Schrödinger, Ed. Witten, entre otros, hasta llegar al punto actual de la teoría.

Además de una forma tanto descriptiva como explicativa, ahondamos en temas que forman las bases de la teoría e incluso posibles comprobaciones de que la teoría resulte del todo cierta.

Te invitamos a que de una forma breve y cercana a la divulgación científica, te involucres y formes parte de la revolución actual protagonizada por la Física Moderna, porque la Física ¡No es solo para cerebritos!, deja de alimentar los estereotipos y adentrarte en la teoría más compleja de la física.

DAVID JUAREZ ESCOBEDO y RUBI SANCHEZ MARIN

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 22 de Abril de 2015.

Explicación de la Teoría Universal

Antecedentes de la Física Moderna

Desde tiempos remotos anteriores a la era cristiana, nuestros antepasados han buscado una forma de encontrar una armonía matemática a diferentes explicaciones o fenómenos. Tales fueron los casos de Euclides, con la construcción de una nueva ciencia matemática “La geometría” y Pitágoras desarrollando sistemas para lograr una armonía sinfónica.

De igual manera sus predecesores de tiempos actuales y no tan actuales, han incursionado en campos relacionados a las ciencias exactas, tratando de encontrar respuestas y soluciones a diferentes fenómenos producidos por la naturaleza. En el campo de la física se han dado grandes avances de conocimiento, gracias a la contribución de diversas figuras científicas, y han funcionado como base para poder encontrar una posible respuesta a la problemática de la unicidad de teorías y de forma consecuente tener una respuesta única que explique el funcionamiento del universo de forma simple y elegante por medio de una sola ecuación. La unicidad no podría funcionar por si sola ya que debe de ir complementada por la elegancia y la capacidad de poder dar respuesta y que cumpla con la propiedad de la ambigüedad conservando el sentido de igual forma. (Felix Pirani, 2010)

Las Piedras Angulares de la Física Moderna

Las principales bases de la Física moderna y por lo tanto de la investigación son leyes físicas que se incorporaron a dos teorías fundamentales que describen el comportamiento de la materia y la energía (o radiación): la relatividad general y la mecánica cuántica. Tras la búsqueda de la unificación estas dos grandes teorías propuestas en el siglo XX, la teoría general de la relatividad relaciona la gravedad con la deformación del espacio-tiempo, ayudando a explicar fenómenos de tamaño macroscópico, mientras que la mecánica cuántica de forma general relaciona los átomos, sus componentes y la radiación que emiten, explicando fenómenos a nivel microscópico. (Hawking, 2011)

Einstein, el autor de la teoría de la relatividad la definió así: “La relatividad general es principalmente una teoría de la gravitación a gran escala: la escala de los planetas y las estrellas, y aún mayor”. Por otro lado Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg entre otros influenciados por Max Planck, los padres de la mecánica cuántica definieron su aportación de esta forma: “La mecánica cuántica es principalmente una teoría de los fenómenos a pequeña escala: la escala de los átomos y sus núcleos”. (Felix Pirani, 2010) y (S. Hawking, 2010)

Concepción de la Gravedad Cuántica

Una acción complementaria para participar en la relación entre la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica, fue el intentar crear una teoría de gravedad cuántica, para poder dar paso a una síntesis entre ambas teorías, dando seguimiento a una unificación de éstas.

Las teorías cuánticas de gravedad deben ser capaces de describir una propiedad de radiación gravitatoria muy parecida a la radiación electromagnética para el campo electromagnético.  La partícula de la radiación magnética se llama fotón y la partícula de la radiación gravitatoria como analogía se llama gravitón. (Núñez, 2006)

Las Fuerzas Fundamentales en el Universo

Como se mencionó anteriormente, la física moderna desde sus inicios en el siglo XX, abrió paso a lograr la unificación de las cuatro fuerzas naturales fundamentales:

• Gravedad: esta es la fuerza que comúnmente conocemos, y se sabe que es la fuerza actúa atrayendo a todos los objetos del universo, y por lo tanto es una fuerza de largo alcance. Aunque pudiera creerse que es una muy importante dentro de las fuerzas fundamentales por el papel que cumple, en realidad, de las cuatro teorías, es la más débil, ya que puede actuar otra fuerza y la puede corromper. Para la explicación de forma clara pensemos en un alfiler que está en el suelo, la atracción que suele ejercer la gravedad lo mantendrá en el suelo a menos de que una fuerza intervenga, como la fuerza electromagnética si pasamos un imán a una distancia considerable el imán atraerá al alfiler y lo mantendrá adherido a él.

A pesar de ser una fuerza débil, es la que da forma a las galaxias y por consecuente, la atracción de planetas y estrellas.

• Electromagnetismo: Con el ejemplo anterior se definió que el electromagnetismo es una fuerza intensa a comparación de la gravedad. Esta también es de largo alcance, pero sólo en partículas con cargas eléctricas y es repulsiva entre cargas del mismo signo y atractiva entre cargas de signo opuesto. Dicha fuerza es la encargada de ciencias como la biología y por supuesto la química. Ya que actúa en cuerpos a nivel microscópico (átomos y moléculas).
• Fuerza nuclear débil: desempeña un papel fuerte al momento de la formación de estrellas y es la que produce la radiactividad. Sin embargo, esta fuerza no la encontramos en el entorno de la vida humana. Actúa  también en la desintegración de los neutrones formando un nuevo electrón, un nuevo protón y una tercera partícula llamada neutrino
• Fuerza nuclear fuerte: al igual que la fuerza nuclear débil, no se tiene contacto directo con esta fuerza, pero es la encargada de mantener unidos a los protones y neutrones dentro de sus núcleos atómicos. Otra forma de llamar a los protones y a los neutrones es decirles nucleones. (Roy, 2005)

Éxitos e Intentos de Unificación

Una de las primeras personas en lograr unificar fuerzas fue James Clerk Maxwell quien completo la unificación de la electricidad y el magnetismo. Con su teoría del electromagnetismo logro describir la relación entre campos eléctricos y magnéticos, y su producción por parte de cargas eléctricas y corrientes. Y afirmó y describió, la existencia y propiedades de la radiación electromagnética. (Sánchez, 2007)

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