BREVE HISTORIA DEL TIEMPO DE STEPHEN. W. HAWKING

BREVE HISTORIA DEL TIEMPO DE STEPHEN. W. HAWKING.

Capítulo 4

El Principio de Incertidumbre

El principio de incertidumbre de Heisenberg entra como contraposición a la doctrina del determinismo propuesta por Laplace y es desde este principio donde surge la mecánica cuántica, aunque antes ya lo predecían las leyes de la mecánica y la electricidad.

El principio de incertidumbre nos dice que cuanto más conozcamos donde esta una partícula, menos sabemos su velocidad, hay un límite hasta cuanto podemos saberlo contraponiendo el determinismo. Según las leyes de aquel tiempo, un cuerpo caliente tendría que emitir ondas electromagnéticas, irradiando energía infinita, pensamiento que cambio con la hipótesis de Planck de una constante fundamental, usada para calcular la energía. Esto llego a Heisenberg, Erwin Schrodinger y Paul Dirac a reformular la mecánica con una nueva teoría llamada mecánica cuántica, basada en el principio de incertidumbre, donde las partículas tienen un estado cuántico, que es una combinación de posición y velocidad.  La mecánica cuántica introduce un elemento inevitable de insolvencia de predicción, una aleatoriedad en la ciencia.

La mecánica cuántica nos permite, en principio, predecir casi todos los fenómenos a nuestro alrededor, dentro de los límites impuestos por el principio de incertidumbre. La teoría de la relatividad general de Einstein parece gobernar la estructura a gran escala del universo. Es lo que se llama una teoría clásica, es decir, no tiene en cuenta el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica, como debería hacer para ser consistente con otras teorías. (Hawking.S., Breve Historia del Universo, p.59).

Capítulo 5

Las Partículas Elementales y las Fuerzas de la Naturaleza

A lo largo del tiempo se ha proporcionado ideas para llegar a conocer si existen partículas que no estén construidas por partículas más pequeñas. Conocemos desde la creencia de Aristóteles de que la materia era infinitamente divisible, pasando por el átomo y el descubrimiento de partículas cada vez más pequeñas llegando al quark. Las teorías de las partículas portadoras de fuerza, en sus cuatro categorías y lo que éstas implican en la comprensión del universo

Según Aristóteles la materia eran cuatro elementos continuos: tierra, aire, agua y fuego. Demócrito, en átomos diferentes. John Dalton por moléculas.  En 1905, Einstein señaló el movimiento browniano, y un investigador del Trinity College, descubrió el electrón. En 1932, james Chadwick, descubrió que el núcleo tenía otras partículas llamadas neutrones con casi la misma masa que el protón pero sin carga eléctrica.

Se creía que los protones y electrones eran partículas elementales, pero se demostró que están formados por partículas más pequeñas llamadas quarks

La mecánica cuántica dice que todas las partículas son ondas y a más  energía de una partícula, menor es la longitud de onda de su onda correspondiente. Estas energías se miden en una unidad llamada electrón-voltio. Usando la dualidad onda-partículas, el universo puede ser descrito en términos de partículas, las cuales tienen una propiedad llamada espín que nos muestra una partícula desde distintas direcciones que dan lugar a las fuerzas entre partículas materiales que obedecen al principio de exclusión de Pauli, según el principio de incertidumbre. Sin el principio de exclusión, los quarks  no formarían protones y neutrones independientes, ni tampoco estos formarían, junto con los electrones, átomos independientes bien definidos. Las partículas portadoras de fuerza se dividen en 4 categorías:

La primera es la fuerza gravitatoria, la segunda es la fuerza electromagnética, la tercera categoría es la fuerza nuclear débil, la cuarta categoría de fuerza es la interacción nuclear fuerte. Para un número de partículas  materiales grandes, las  fuerzas gravitatorias pueden dominar sobre todas las demás. Por ello, la gravedad determina la evolución del universo.

Capítulo 6

Los Agujeros Negros

En este capítulo se detalla la manera como se forman los agujeros negros. Hawking explica que cuando la energía interna de una estrella gigante se extingue totalmente, la enorme masa de la estrella queda sometida a su propia fuerza de gravedad que se ejerce sin contrapeso sobre sí misma. Esta enorme fuerza gravitatoria hace que la masa estelar se concentre en un pequeño volumen. De esta forma, la estrella gigante roja se convierte en una estrella enana blanca. Este proceso de auto atracción gravitacional da origen a un cuerpo tan denso y que posee una fuerza de gravedad tan gigantesca, que ni siquiera la luz tiene una velocidad de escape suficiente como para salir de este cuerpo. Dicho cuerpo es, por lo tanto, invisible desde el exterior.

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