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Amnesia cósmica...

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  • Amnesia cósmica...

    Nuestro universo tiene cierta tencencia a olvidar cosas, y esto es un fenómeno curioso.

    Cuando uno estudia cosmología en el paradigma actual que está siendo confirmado experimental (observacionalmente) practicamente estamos seguros de que debío de haber sufrido un proceso de expansión exponencial. Es decir, pasó de un tamaño a otro enormemente mayor en un "tiempo" muy corto. Esto en palabra técnicas se conoce como una fase de Sitter (Imflacción)

    http://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_space

    Pues bien, resulta que en este proceso, y sin importar lo que dure, todas las características previas del universo son eliminadas. Es un volver a empezar, se crean partículas, se dota de masa a las mismas en el proceso de desaceleración, etc.

    Ocurra lo que ocurra antes, el universo simplemente lo olvida y todo es como si tuviera origen en el proceso de expansión acelerada. Esto es fabuloso, porque este proceso suele estar lo sufucientemente "lejos" de la singularidad inicial clásica como para poder aplicar la física conocida (o que tenemos que conocer en un futuro próximo cuando enchufen el LHC), o que está a nuestro alcance.

    En otro sitio donde el universo se despista es en la formación de agujeros negros. En el proceso de colapso de un sistema para formar agujero negro pierde toda la información sobre el sistema inercial. Como es conocido los agujeros negros solo retienen información de la masa, el momento angular y la carga (cantidades conservadas globalmente) de los sistemas que los originan pero nada más.

    Si formamos un agujero negro de masa M, con millones de pianos, o con una estrella, no podríamos distinguirlos. No sabríamos qué lo originó y simplemente son idénticos. El sistema olvida de donde procede y en ese proceso se convierte simplemente en un agujero negro.

    Esto no implica que no haya que seguir investigando estos fenómenos, que hubo antes de la inflacción, qué pasa con la singularidad o qué hay dentro de un agujero. Es más, debemos de entender porqué el universo, a veces, sufre de amnesia.

    sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

  • #2
    Re: Amnesia cósmica...

    [FONT=Times New Roman]Pero, tú lo que quieres decir, es en un ciclo de expansión y contracción del Universo. [FONT=Times New Roman][/FONT]
    [/FONT]
    [FONT=Times New Roman][/FONT]
    Última edición por Ricardo G. Silveira; 02/05/2008, 17:49:35.
    http://ricardosilveira.tripod.com/

    Comentario


    • #3
      Re: Amnesia cósmica...

      Yo ya había escuchado hablar de este tipo de cosas... Pero, dentro de mi ignorancia sobre la física avanzada, siempre me quedó una duda picando en base a las cosas que conozco:

      El hecho de que el universo "olvide": ¿No quiere decir necesariamente que en algún momento la entropía generada fue negativa?
      En caso de que esto último sea cierto: ¿Como cierran estas ideas con la segunda ley de la termodinámica?

      Si realmente es un problema, yo he escuchado una explicación, pero me pareció tan de ciencia ficción que indago por otra opiniones . (Aparte de que no pude comprender más allá de las ideas generales).

      Disculpen si estoy diciendo disparates
      Saludos,
      Rolo

      Comentario


      • #4
        Re: Amnesia cósmica...

        No no, olvidar lo que indica es que a partir de las observaciones del momento actual del universo no podemos inferir las propiedades que tuvo más allá de la época inflacionaria.

        Pero no tiene nada que ver con la entropía... la entropía en todo momento aumenta...

        Y no, no estaba hablando de ciclos del universo.
        sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

        Comentario


        • #5
          Re: Amnesia cósmica...

          Hola.

          Si disolvemos un terrón de azucar en el café, tras la disolución perdemos cualquier información sobre si el terrón era cúbico, esférico, tenía la forma de la venus de Milo, o tenía grabados versículos del Corán.

          Eso entiendo que tiene que ver con que la entropía aumenta.

          ¿Es eso a lo que te refieres con la "amnesia cósmica"?

          Comentario


          • #6
            Re: Amnesia cósmica...

            En el terrón pierdes la información de la conformación del terrón. Pero no pierdes las características del azucar, y puedes recuperarla...

            En las situaciones que he descrito y usando tu analogía, tengo un vaso de leche, echamos azucar y luego el azucar ya no está ni sabemos si ha estado... Eso es la amnésia cósmica.

            Antes de la expansión de Sitter, podría tener monopolos, axiones, interaciones extrañas etc. La fase inflacionaria siemplemente lo borra...
            sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

            Comentario


            • #7
              Re: Amnesia cósmica...

              Bueno, si no me equivoco, características tales como la energía total, el momento angular, la carga eléctrica y los otros números cuánticos estrictamente conservados, se conservan siempre (valga la redundancia). El universo no se "olvida" de ellos.


              En el caso del azucar, si disolvemos en el cafe permanece la estructura de la sacarosa, pero si hacemos caramelos, o quemamos el azucar, se pierde la estructura de la sacarosa, y sólo queda la "memoria" del número de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.

              Quizás sea útil que definas qué propiedades se pierden en la "amnesia cósmica" y cuáles no.

              Comentario


              • #8
                Re: Amnesia cósmica...

                Pues como tu has dicho todas aquellas propiedades no ligadas por principios de conservación globales.

                Y a lo que vamos, lo que estamos diciendo es que se ha olvidado de la situación inicial, que las condiciones de contorno iniciales la conformación geométrica,la distribución de energía, etc... se olvidan.

                Efectivamente, lo de la sacarosa es justo lo que pasa, pero el proceso depende de las condiciones iniciales y podemos predecir lo sucedido a partir de dichas condiciones
                sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

                Comentario


                • #9
                  Re: Amnesia cósmica...

                  De todas formas, los razonamientos con entropía sí son muy aplicables al otro gran caso de "amnesia", los agujeros negros: el agujero negro es el objeto con mayor entropía con unos números cuánticos (conservados) dados. Por ejemplo, el agujero negro de Scwartzchild es el objeto neutro y no-rotante para una masa dada.
                  La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
                  @lwdFisica

                  Comentario


                  • #10
                    Re: Amnesia cósmica...

                    Yo no tengo claro que la analogía aquí entre agujeros negros y periodo inflacionariosea adecuada. O al menos si es adecuada lo es de una forma nada obvia.

                    Usualmente cuando se dice que las condiciones iniciales del universo son irrelevantes tras la inflación, lo que se entiende es que el resultado tras la inflación es el mismo independientemente de si inicialmente la distribución energética era homogenea o no. La inflación elimina inhomongeneidades al estirarlas más allá del universo observable. Crea con ello un universo observable extremadamente homogeneo. Además, proporciona un mecanismo mediante el cual los campos existentes fluctuan creando inhomogeneidades reales de densidad energética que luego dan lugar a galaxias y estructuras. Este proceso da lugar a un espectro característico, gaussiano, independiente de las condiciones iniciales.

                    Pero el estirar las inhomogeneidades preexistentes a la inflación es no obstante un proceso perféctamente determinista y descriptible por la relatividad general. Lo mismo con la generación de fluctuaciones, en el marco de una teoría cuántica de campos en un espacio en expansión. Por contra, la paradoja de pérdida de información en un agujero negro es indeterminista, ya que presenta el paso de un sistema puro a otro mezclado, o dicho de otra forma, viola la evolución temporal unitaria de la mecánica cuántica.

                    La pregunta es por tanto si la inflación viola la evolución temporal unitaria. Creo que esta pregunta no es de respuesta nada trivial. Al igual que en el caso de un agujero negro durante la inflación aparece un horizonte de eventos (cosmológico en este caso) que convierte estados puros en mezclados y crea cierta "decoherencia" en la "función de onda del universo". Pero ¿se puede decir con ello que la inflación viola la evolución temporal unitaria? ¿es este tipo de fenómeno razón suficiente para hablar en este caso de una independencia completa de las condiciones iniciales? No lo veo claro.

                    Un saludo.

                    Comentario


                    • #11
                      Re: Amnesia cósmica...

                      Justo es el punto a donde hay que llegar, a pesar de ser dos situaciones donde aparentemente las condiciones iniciales tienen poco que decir, el estudio de las inhomogeneidades previas a la inflacción son determinantes para discriminar modelos cosmológicos. Y en esto la inflacción tiene mucho que decir.

                      Sin embargo, en agujeros negros la cuestión es mucho más salvaje, ni tan siquiera estamos seguros, yo por lo menos no, que la información se conserve. O como ha dicho alshain, que la evolución sea unitaria en toda la evolución del agujero.
                      sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

                      Comentario


                      • #12
                        Re: Amnesia cósmica...

                        Bueno, otra pincelada más...

                        La imagen que tenemos generalizadamente del comportamiento de la inflacción es que las inhomogeneidades primordiales estaban antes de la inflacción y son agrandadas por esta.

                        En realidad esto no es así, la inflacción borra literalmente toda la física anterior, no tenemos ni idea de que había antes. Y el campo que rige la inflacción, el inflatón, pone al universo en un vacío determinado. Este vacío tiene fluctuaciones (el valor esperado en el vacío del cuadrado del campo no es nulo, (función de dos puntos)) y son estas las que se agrandan en el proceso de inflacción.

                        (Por cierto, casualemente en el último número de Investigación y ciencia le dedican mucho espacio a este tema)
                        sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

                        Comentario


                        • #13
                          Re: Amnesia cósmica...

                          Pero es que a esto es precisamente a lo que se refería mi comentario. No borra las inhomogeneidades previas, al igual que un agujero negro borra por ejemplo, sino lo que hace es "estirarlas" más allá del universo observable. Las inhomogeneidades como tales siguen existiendo ahí, pero aplanadas y estiradas muy lejos. Al menos lo suficientemente lejos como para que hoy observemos homogeneidad en el fondo cósmico de microondas.

                          Luego es cierto que las fluctuaciones creadas durante la inflacción son de un espectro genérico independiente de las condiciones iniciales. Lo que es importante notar, sin embargo, es que para que tal proceso inflacionario pueda tener lugar deben darse unas condiciones muy determinadas en el universo. Estas condiciones van a especificar el tipo de inflación que ha de darse. Los modelos de cosmología cuántica suelen intentar explicar o "predecir" tales condiciones.

                          En definitiva, yo tengo mucha reticencia a usar el término "borrar información" en relación con la inflación. Yo lo formularía más bien diciendo que la inflación, una vez en marcha, es un proceso el cual lleva a un determinado estado dentro del universo observable que es independiente de las condiciones iniciales.

                          Un saludo.

                          Comentario


                          • #14
                            Re: Amnesia cósmica...

                            Cierto, cierto, ese es el punto... y a donde quería llegar:

                            http://front.math.ucdavis.edu/0205.4458

                            Wald dixit
                            sigpic¿Cuántos plátanos hacen falta para enseñarle cuántica a un mono?

                            Comentario


                            • #15
                              Re: Amnesia cósmica...

                              Qué artículo tan interesante y bien escrito, una gozada leerlo, gracias por enlazarlo.

                              Comentario

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