FELICES PASCUAS MATEMÁTICAS

Os deseo a todos unas felices Pascuas Matemáticas 2013, con esta postal topológica creada por mi y con la ayuda del Photoshop. Para ver más postales os dejo un enlace:

Postales Matemáticas

Edición XL del Carnaval de la Física

AGUJEROS DE GUSANO

EN LA CIENCIA FICCIÓN.

Esta entrada participa en la edición XL del Carnaval de la Física

         cuyo blog anfitrión es Cuantos y Cuerdas

Primero responderemos a la pregunta, ¿qué es un agujero de gusano?. Esta pregunta conlleva una respuesta que es o compleja porque primero debemos entender que es un agujero negro y un agujero blanco. Pero antes, deberemos saber que es un cono de luz, es decir, el espacio-tiempo de Minkonski. 

Fig.1: Espacio-tiempo de Minkonski

 (1) Con los rayos de luz construiremos el concepto de cono de luz. Sea CA del suceso A pertenece a M:

CA={B pertenece a M/ A y B pueden conectarse por un rayo de luz}

·  Cono de luz del futuro del suceso A pertenece a M:  C+A = {B pertenece a CA | T(AB) > 0}

·  Cono de luz del pasado del suceso A pertenece a M:  C+A = {B pertenece a CA | T(AB) < 0}

Esto conlleva que cualquier partícula en un tiempo presente tiene una proyección en el futuro y en el pasado, esto es un concepto relativista que relacionaremos con un objeto matemático que es el agujero de gusano.

Un agujero de gusano como hemos bocetado antes es la unión de un agujero negro y de un agujero blanco, aunque esto es simplificar quizá demasiado. Vamos por partes, primero definiremos que es un agujero negro, y como se forma; suponemos que observamos el final de los días de una estrella gigante roja, esta tiene dos posibilidades de morir, o explota en una supernova o implosiona en una enana blanca, esta estrella masiva se puede mantener estable o se puede producir el colapso gravitatorio.y es entonces cuando se convierte en un agujero negro, un objeto tan masivo que ni la luz puede escapar del horizonte de sucesos, y que acaba en una singularidad donde no funcionarían las leyes de la física clásica, y como bien dice la teoría de la relatividad general todo tiene su simétrico, así que en teoría existiría el agujero blanco, este si sería visible, ya que deja escapar matería y energía, es como si dentro de este objeto funcionase la antigravedad, ya que nada puede permanecer dentro del agujero en un tiempo infinito.

Fig.2:  Diagrama de un agujero negro extendido

Las figuras 1 y 2 son similares porque parten de la misma geometría espacial-temporal, en esencia relativista. 

Y llegamos al concepto del agujero de gusano con un doble horizonte de sucesos, uno donde atrapa la materia-energía y cae al igual que en un pozo, y el otro, que sería el reverso del agujero negro, el agujero blanco tiene un horizonte que expulsa la materia-energía. Conectaría dos puntos en el espacio-tiempo. 

Fig.3: Representación de un agujero de gusano.

¿Ya está claro?, ¿aún no?. veamos un video. Está dividido en 5 partes, pongo sin embargo el primero para no cargar la páguina, pero pueden enlazar con los siguientes)

¿Y qué conoce el público sobre los agujeros de gusano?. Hay bastantes ejemplos en el cine/series de ciencia ficción y la literatura del mismo género. Veamos algunos actuales.

Referentes en la ciencia ficción. Empezamos por mi saga favorita::

 _ La saga Stargate: SG1, Atlantis, Universe. Estas tres series que pertenecen a la misma historia tienen como común denominador la llamada puerta estelar, que es una tecnología que permite estabilizar un agujero de gusano para poder viajar en un único sentido a diferentes puntos de la galaxia e incluso a otras galaxias siempre que tengan un stargate.

Fig.4: Stargate en la órbita de un planeta.

Fig.5: Stargate en la base militar donde ocurre la primera serie SG1.

Os dejo el trailer de la película original sobre la que se asienta la saga:

_Las anomalías de Invasión Jurásica.

Fig.6: Portada de Invasión Jurásica (Primeval_New World)

Fig.7: Anomalía artificial creada en un laboratorio de la serie Invasión Jurásica. Temporada 5.

Estas anomalías que en principio son naturales conectan periodos de tiempo pasado como la época jurásica o el cretácico. Pero también conectan con el futuro, esto sólo lo puede conseguir un agujero de gusano, ya que en teoría funcionaría como una máquina del tiempo. Es una serie inglesa que merece la pena ver. Os dejo el enlace del trailer.

Invasión Jurásica (Primeval)

_Contact (Una película de Carl Sagan)

Fig.8: Máquina y aeronave de la película Contact.

     

Se merece leer el libro de Carl Sagan. La nave que aparece de tecnología alienígena utiliza un agujero de gusano para moverse en el espacio-tiempo. Aquí interviene la relatividad, ya que para la protagonista pasan horas mientras que para los observadores de nuestro planeta transcurre apenas unos minutos.

Fig.9: Portada de la película Frequency.

 Frequency  es una película que plantea una anomalía visible por una aurora polar en la ciudad de Nueva York, esta anomalía crea una singularidad explicable por la proximidad de un agujero de gusano, que hace que el protagonista que es detective de la policía pueda hablar mediante la radio con su padre que es bombero, hasta aquí una trama normal, sólo que su padre falleció hace 30 años, así que la historia cobra un especial interés. 

  Parece que es la más realista de las películas ya comentadas, porque cada protagonista está en su época, nadia cruza ninguna frontera y por tanto no viola las leyes de la física clásica, simplemente parece que hay una grieta en el tejido espacial-temporal, capaz de atravesarla las ondas de radio. Estimamos que si el causante de la anomalía espacial-temporal es un agujero de gusano su tamaño será de un mínimo de 3 kHz  hasta un máximo de 300 GHz,  ya que parece que nada más atraviesa la anomalía ello no llega a romper el espacio-tiempo sino que es como un rasgado que permanece estable un tiempo. El intercambio de materia-energía presenta una doble polaridad, desde el pasado se oye el futuro y desde el futuro el pasado, aunque en apariencia es más lógico oir el pasado, y parece prohibitivo el escuchar el futuro esto es plausible desde el punto de vista de la geometría del cono de luz de Minkonwki.

Como conclusión tenemos que un objeto físico-metemático muy complejo como es un agujero de gusano, es posible divulgarlo y poder explicarlo llevado al cine, por ejemplo. La divulgación es importante porque hace llegar conocimientos a la mayoría de las personas en la sociedad que de otra manera no podrían acceder a ellos. Y este es un espíritu a conservar en el Carnaval de la Física.

Referencias

(1)  Portilla, Miquel. Estructura Geomètrica de l'Espai-Temps. Apuntes de la asignatura. Tema 3. Incompatibilitat de l'electromagnetisme amb l'estructura de Galileu. Facultat de Matemàtiques, UV.

http://en.wikipedia.org/wiki/Kruskal%E2%80%93Szekeres_coordinates#The_maximally_extended_Schwarzschild_solution

http://www.lapizarradeyuri.com/2011/05/26/la-casi-maquina-del-tiempo-del-dr-krasnikov-con-entrevista-al-dr-krasnikov/ 

http://www.natureduca.com/radioblog/?p=6 

http://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/em_radio_waves.html&lang=sp

http://www.windows2universe.org/physical_science/basic_tools/wavelength.html&lang=sp 

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia 

HAD Blog anfitrión del Carnaval de Matemáticas

Tengo el placer de comunicarles que el blog de la asociación para el Desarrollo de las Altas Capacidades y Talentos  High Ability Dimension es el anfitrión de la edición 4,12 del Carnaval de Matemáticas.

Os animo a enviar los post del 18 al 24 de marzo a  hadimension@gmail.com,

¡¡¡Ánimo y Feliz Carnaval!!!

HAD Blog anfitrión del Carnaval de la Física

HAD Blog anfitrión del Carnaval de la Física

Tengo el honor de comunicarles que el blog de la asociación High Ability Dimensión ,de quien formamos parte por el cibermentorado de este blog, es el anfitrión de la edición XXXVII del Carnaval de la Física. El tema elegido es es La física de lo imposible en honor del físico teórico Michio Kaku, aunque este es un tema orientativo, se puede participar con otros temas, que pueden ser un post, un artículo, un video, una reseña de una película de ciencia ficción, e incluso un chiste de física entre otros.

  Os invito a hacer vuestra aportación, teneis hasta el 25 de diciembre para enviar los post a hadimension@gmail.com

¡¡¡FELIZ CARNAVAL DE LA FÍSICA!!!

Happy Halloween Mathematical

  Esta entrada participa en la Edición 3.1415926 del Carnaval de Matemáticas
cuyo blog anfitrión es Series divergentes

RESUMEN DEL CARNAVAL DE LA FÍSICA

Con un poco de retraso os presento el resumen del Carnaval de la Física. Esperemos que sea de su agrado.

Nuestra primera aportación fué temprana, el 6 de julio y viene de Vicente Torres y de su blog  El tao de la física. La imagen lo dice todo. Es un estudio curioso ya que en la escuela hemos aprendido de 3/4 partes de nuestro planeta son de agua, y por ello le llamamos el planeta azul.


Como hacer una esfera que representa toda el agua de la Tierra

Tenemos una segunda entrada del 11 de julio que participa en el Carnaval de la Física, esta vez es nuestro profesor/mentor José Luis Rodríguez Blancas, aquí nos habla de la relación entre las matemáticas y la física, es decir es una aportación física-matemática o matemática física, el orden de los factores no altera el producto:

Un hilo danzando sobre una catenoide de pompa de jabon

 Gerardo Blanco el 14 de julio desde su blog de astronomía nos deja la tercera aportación, Es un post sobre la cicloide, los skaters y el saber. Esta entrada teórica-práctica, que nos hace reflexionar y encontrar la física detrás de todo: 

Física de patineta 

La cuarta aportación al Carnaval fué el 16 de julio, viene de Luis Garma y de su blog Destellos de Ciencia, es una entrada sobre las fotos que se han tomado a la Tierra desde el espacio, nuestro planeta azul:

Una canica azul y blanca  

José Del Toro es la quinta aportación, el 17 de julio nos envio la entrada de su blog La Enciclopedia Galáctica nos habla de la estructura atómica, desde el punto de vista de la física-química:

Revisando los paradigmas de la estructura nuclear 1 de 4 

Y Ruth Ciscar es la sexta aportación  del 17 de julio. Nos cuenta como responde a la pregunta de su hija sobre como se hace la luz eléctrica, pregunta que en algún momento nos ha hecho algún niño curioso. Participa con el blog High Ability Dimension:

Mamá, ¿cómo se hace la luz? 

La séptima aportación viene de Felip Nadal quien el 19 de julio nos la envió que proponiéndonos un experimento, atravesar una barra de hielo sin romperla, no es mágia, es física:

¿Cómo atravesarías una barra de hielo de modo que tras hacerlo la barra siguiese intacta? 

La octava aportación del 24 de julio viene de mi,  Araceli Giménez Lorente. Se trata de explicarle a los niños de Altas Capacidades y Talentos qué es el bosón de Higgs (Por cierto Felip: ya he encargado mi peluche del bosón_compararé la masa con el tuyo_ también espero un neutrino muónico, ya sabes por los 60 nanosegundos más que c):

El bosón de Higgs explicado para niños

La novena aportación del 25 de julio es de Francisco R. Villatoro, que participa con su blog Francis (th) E mule Science's News, nos comenta una paradoja, ¿se puede ser más rápido que la gravedad?:

El secreto de la paradoja "más rápido que la gravedad" 

Y la décima aportación viene de uno de nuestros colaboradores Javier Olaya que estrena blog: ¡Cuanto por aprender!, nos habla del bosón de Higgs y de algunas curiosidades como una cerveza-Higgs, si señores, han oído bien.

 El Bosón de Higgs

HA SIDO UN PLACER SER LA ANFITRIONA DEL CARNAVAL DE LA FÍSICA.

NOS VEMOS PRÓXIMAMENTE.

Mapa del Carnaval de la Física