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Circula una idea de la que podrían hablar un poco si les parece: en la teoría inflacionaria del universo temprano había fluctuaciones cuánticas, de las que se derivaron el fondo cósmico de microondas. Según la teoría cuántica de Schrodinger es solo la observación del experimento la que determina el colapso de onda y de que la partícula se manifieste como partícula u onda. Tuvo que haber necesariamente un observador en el universo primitivo?
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No estoy seguro de si estás mezclando churras con meninas.
Por un lado, las fluctuaciones cuánticas son normales, no solo pasan en el Universo temprano, también en la frontera de un agujero negro (véase Radiación de Hawking) o en tu casa. Con el detalle añadido de que son más frecuentes en los lugares donde se acumula más energía de los campos (gravitatorio, electromagnético, nuclear débil o fuerte). Esto significa que, en lugares en los que se concentra mucha energía -del tipo que sea- pueden formarse partículas que llamamos "virtuales", que tienen una vida media corta, que obedecen a la relación de indeterminación siguiente:
Esto significa que cuanta mayor masa y cuanto más lejos llegue la partícula menos tiempo vivirá. En el vacío del Universo actual se asume que se cumple más o menos
Pero en el Universo primigenio, la densidad de energía era tal en cualquier parte, que este producto podría haber sido enorme (la restricción es el mayor o igual), y por tanto las partículas virtuales o "fluctuaciones" podrían haber durado más tiempo.
Sobre tu segunda pregunta, continuamos observando el Universo primitivo en forma de fondo cósmico de microondas, y lo seguiremos haciendo siempre. De hecho, cuanto más tiempo pasa más atrás vemos en la vida del Universo.
Un saludo.Eppur si muove -
Gracias por la respuesta. Ante todo disculparme por mi torpeza al enunciar esta idea que circula en redes sociales.
El fondo cósmico de microondas es a la vez causa del universo que observamos en la actualidad, porque esas inhomogeneidades de pequeñísimas diferencias de temperatura son lo que en el futuro serán las estrellas y las galaxias. Al mismo tiempo el fondo cósmico de microondas es el efecto de las fluctuaciones cuánticas existentes en el origen del big bang, o en la teoría de la inflacción en el momento justo de iniciarse la explosión.
El tema de las fluctuaciones cuánticas, las partículas virtuales, siempre se anulan entre sí; en períodos increíblemente cortos o más largos, pero se anulan. Siguiendo la evaporación de los agujeros negros, el que una partícula virtual sea tragada por la gravitación convierte a su pareja virtual en real al quedarse sin par con que anularse. Bien podría entonces decirse que un agujero negro es un observador porque se materializa una partícula virtual que de otra forma nunca lo habría hecho....
El tema de la observación del experimento de la dualidad onda partícula, las partículas virtuales del principio del universo, estaban allí, y no se materializaban porque no se hacía una observación. Si he entendido bien esto, el hecho de que colapse la función de onda, muestra de lo cual es el fondo cósmico de microondas, haría necesaria la presencia de un observador para que se cumpla el requisito de una observación....
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1. Sobre las "partículas virtuales" y su frecuencia en lugares de alta energía:
Tú señalas: “esto significa que, en lugares en los que se concentra mucha energía -del tipo que sea- pueden formarse partículas que llamamos ‘virtuales’, que tienen una vida media corta...”
En este punto, es importante matizar que las partículas virtuales no son partículas en el sentido habitual y no tienen una vida media como las partículas físicas. Las partículas virtuales son entidades matemáticas utilizadas en los diagramas de Feynman para representar interacciones temporales en los cálculos de teoría cuántica de campos, pero no pueden ser detectadas ni observadas directamente. El concepto de “formación” de partículas virtuales es, en realidad, una interpretación intuitiva; estas partículas solo "existen" en el marco de un cálculo, y su presencia no representa eventos físicos. Así que, aunque el campo cuántico en lugares de alta energía pueda estar más activo, no es correcto pensar que estas partículas aparecen y desaparecen físicamente en el espacio.
2. Sobre la relación de indeterminación y el tiempo de vida de partículas virtuales:
En tu argumento mencionas que “cuanta mayor masa y cuanto más lejos llegue la partícula menos tiempo vivirá.”
Este es un punto en el que es útil aclarar que la relación de indeterminación de Heisenberg, ΔE * Δt ≥ ħ/2, no se traduce en una regla directa y lineal que determine el tiempo de vida de una partícula en función de su masa o su energía. La incertidumbre en energía y tiempo no describe el tiempo de vida de una "partícula" en un sentido concreto, especialmente para partículas virtuales. En realidad, la relación de indeterminación es una limitación fundamental en la precisión con la que se pueden medir simultáneamente ciertas propiedades de un sistema cuántico, pero no implica que una partícula "viva más" o "menos" según su energía. Por tanto, decir que "vivirá menos cuanto más energía tenga" es simplificar demasiado esta relación, sobre todo cuando hablamos de partículas virtuales.
3. Sobre la observación del universo primitivo y el CMB:
Planteas que “continuamos observando el Universo primitivo en forma de fondo cósmico de microondas, y lo seguiremos haciendo siempre” y que “cuanto más tiempo pasa más atrás vemos en la vida del Universo.”
Si bien es cierto que el CMB es una "imagen" del universo temprano, no podemos verlo indefinidamente "hacia atrás" en el tiempo. La radiación del CMB corresponde a la época de la recombinación, unos 380,000 años después del Big Bang. Para periodos anteriores, el universo era opaco a la radiación electromagnética debido a la temperatura y densidad extremas. Así que, aunque seguimos observando el CMB con más precisión, no estamos “viendo” más atrás en el tiempo, sino comprendiendo con más detalle la estructura y distribución de esta radiación. Para conocer períodos aún anteriores, necesitaríamos ondas gravitacionales primordiales o neutrinos, que podrían ofrecer información del universo en sus primeros momentos, pero que presentan grandes desafíos técnicos para su observación directa.
4. Sobre las fluctuaciones cuánticas y el universo temprano:
Dices que “en el Universo primigenio, la densidad de energía era tal en cualquier parte, que este producto podría haber sido enorme”.
Esto es correcto en términos de energía densa en el universo temprano, pero es importante recalcar que las fluctuaciones cuánticas no aumentan de intensidad simplemente por la densidad de energía del universo. En el contexto de la inflación cósmica, la rápida expansión del universo es lo que "amplificó" las fluctuaciones cuánticas de un modo que hoy observamos como estructura a gran escala en el cosmos. La densidad de energía era elevada, pero la duración de las fluctuaciones no dependía directamente de esta densidad; en cambio, es la expansión acelerada la que permitió que estas fluctuaciones se congelaran y se ampliaran hasta convertirse en las "semillas" de la formación de estructuras.
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Hola 9lop3 bienvenido a La web de Física, como nuevo miembro, lee atentamente Consejos para conseguir ayuda de forma efectivaEscrito por 9lop3 Ver mensaje
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Saludos y de nuevo, bienvenido.Comentario
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