Por qué hay algo en vez de nada: qué nos dice la ciencia acerca del origen cuántico del universo

[El_Andaluz]

El germen de este artículo se lo debemos en cierto modo al matemático, filósofo y lógico alemán Gottfried Leibniz. El limitado pero muy meritorio grado de desarrollo del conocimiento científico en el siglo XVII no le impidió preguntarse acerca del auténtico origen del universo. Acerca de la naturaleza de la materia. Acerca de la causa de la misma existencia.

Probablemente otras personas se habían formulado estas preguntas antes que él, pero Leibniz nos ha legado una colección extraordinariamente valiosa de documentos que recogen sus reflexiones, y sin los que quizá no podríamos interpretar en toda su plenitud las contribuciones esenciales que hizo en matemáticas, física, lógica, metafísica, geología o filosofía, entre otras disciplinas.

Las observaciones sugieren que el universo surgió del vacío, pero no de uno como el que describe nuestra concepción clásica del vacío, sino de un falso vacío.

Leibniz es, y no exagero lo más mínimo, uno de esos gigantes sobre cuyos hombros se erige el conocimiento científico actual. Desafortunadamente falleció sin siquiera poder rozar con la punta de los dedos la respuesta a una de las preguntas que, según sus escritos, más le inquietaban. Por qué hay algo en vez de nada. Cuál es la auténtica causa de la existencia.

Afortunadamente sus reflexiones y el conocimiento que nos ha transmitido han inspirado a muchísimos investigadores que, valiéndose del desarrollo científico que hemos alcanzado durante el siglo XX y las dos primeras décadas del XXI, han conseguido formular hipótesis que pretenden explicar cuál es la naturaleza de la materia. Cómo es posible que el universo que conocemos haya surgido del vacío, que es lo que parecen reflejar nuestras observaciones. Pero no de cualquier vacío. Del auténtico vacío: el vacío cuántico.

De la idea clásica del vacío al vacío cuántico

Una manera de definir el vacío con la que es fácil sentirse cómodo consiste en describirlo como una región del espacio en la que hay una ausencia absoluta de materia y energía. Esta es la concepción clásica del vacío, y nos invita a aceptar que pueden existir, y de hecho existen, diferentes grados de vacío que es posible identificar comparando la presión en la región del espacio que queremos medir con la presión atmosférica.

Sin embargo, esta visión ha sido superada por la ciencia moderna. El desarrollo de la mecánica relativista y la mecánica cuántica ha permitido a los científicos elaborar una descripción del vacío mucho más ajustada a la realidad en la que se concibe como un estado físico de un sistema que está vinculado a la mínima energía que este puede tener. Las implicaciones de esta idea, que ha sido comprobada experimentalmente, son muy profundas. Y también muy sorprendentes.

La mejor herramienta que tenemos para entender las fluctuaciones del vacío es el principio de indeterminación de Heisenberg.

Desde la perspectiva de la mecánica cuántica el vacío no está vacío; contiene ondas que se originan al azar. Además, estas ondas se comportan como partículas, por lo que una forma de definir este vacío cuántico consiste en describirlo como una sopa de partículas que surgen y se destruyen con mucha rapidez. Esto es lo que se conoce como fluctuaciones del vacío, y la mejor herramienta que tenemos para entenderlas es el principio de indeterminación de Heisenberg.

No necesitamos conocer qué nos dice este principio en toda su extensión, pero para seguir adelante nos viene bien saber que es un teorema que defiende que en los sistemas físicos descritos por la mecánica cuántica, que estudia las propiedades de la naturaleza a escala atómica, no podemos determinar simultáneamente el valor de todos los parámetros físicos que podemos observar. En mecánica clásica podemos describir un sistema físico cualquiera enumerando el valor de los parámetros que podemos medir, pero en mecánica cuántica no podemos hacerlo.

De hecho, el principio de indeterminación sentencia que hay algunos pares de magnitudes, como la posición y el momento de una partícula, que no están definidos simultáneamente. Esto significa que cuanto más nos esforcemos para medir su posición menos información tendremos acerca de su momento lineal, que está definido por su masa y su velocidad en un instante determinado.

Y sucede lo mismo a la inversa: cuanta mayor sea la precisión con la que medimos la cantidad de movimiento de una partícula más incertidumbre tendremos a la hora de determinar su posición en un instante determinado. El principio de indeterminación de Heisenberg es una herramienta muy valiosa que nos ayuda a entender las fluctuaciones del vacío debido a que establece una relación de indeterminación entre el valor de la energía de un sistema y el tiempo que invertimos en medirla.

La consecuencia inmediata de esta relación es que si, como hemos visto, el vacío no está vacío, sino que contiene ondas que se comportan como partículas, también contiene energía, y se manifiesta bajo la forma de un campo. Además, un campo no puede tener una energía fija en cualquier instante, lo que implica que en el vacío la energía de los campos no puede ser constante. Fluctúa continuamente. Este es el punto de partida de la siguiente sección del artículo.

La teoría de la inflación cósmica y el origen del universo

Las medidas que han obtenido los científicos experimentalmente sugieren que el universo surgió del vacío. Del vacío cuántico repleto de fluctuaciones que acabamos de describir. Aún no tenemos una teoría que explique de forma categórica el origen del universo, pero la más aceptada debido a que cuenta con respaldo observacional, lo que no ha impedido que también tenga detractores, es la inflación cósmica.

Todavía queda mucho por hacer, y continúa habiendo muchos fenómenos que no podemos explicar, pero los científicos confían en que el desarrollo tecnológico nos permita obtener medidas más precisas que puedan ser utilizadas en el futuro para corregir y desarrollar más las teorías actuales, o bien para elaborar otras nuevas.

El germen de la teoría de la inflación cósmica es la idea de que el universo partió de un estado de vacío de un campo conocido como inflatón.

El germen de la teoría de la inflación cósmica es la idea de que el universo partió de un estado de vacío de un campo al que los científicos llaman inflatón. En aquel momento primigenio este era el único campo que existía, y presumiblemente se extendía por todo el espacio, al que se le presupone una extensión infinita. Una propiedad del inflatón consiste en que podía persistir en un estado de falso vacío en el que carecía de partículas asociadas al campo, pero sin permanecer en su estado de mínima energía.

Lo curioso es que al introducir desde un punto de vista teórico la gravedad en este escenario el inflatón adquiere una enorme repulsión gravitatoria responsable de la expansión del propio espacio. Esto es lo que se conoce como inflación. Los físicos teóricos que defienden esta teoría creen que el inflatón tenía un perfil energético similar al del campo de Higgs, pero se diferenciaba de este en que podía adoptar un estado de falso vacío en el que su energía no era la mínima posible.


Leer mas en: https://www.xataka.com/investigacion/que-hay-algo-vez-nada-que-nos-dice-ciencia-acerca-origen-cuantico-universo

[Tachikomaia]

La nada absoluta es imposible porque tiene una característica que por definición no debería tener: Que no tiene una regla que diga "de ella nada sale". Además aunque no tenga espacio (lo cual es difícil de imaginar) sí tiene duración, aunque fuese eterna.

[El_Andaluz]

La nada absoluta es imposible porque tiene una característica que por definición no debería tener: Que no tiene una regla que diga "de ella nada sale". Además aunque no tenga espacio (lo cual es difícil de imaginar) sí tiene duración, aunque fuese eterna.

Entonces la nada no existe. La física cuántica nos dice que algo puede aparecer de la nada y el campo de Higgs le da a ese algo masa, creando todo lo que conocemos hoy en día. No obstante, hay un lugar en el que definitivamente podemos encontrar la nada: en las matemáticas.

El principio suele plantearse en relación al origen del universo. Dado que el universo existe, entonces o bien existió siempre, o bien tuvo un comienzo. Si tuvo un comienzo, entonces significa que surgió de la nada, porque el universo es por definición todo lo que existe.

Pero de todas manera me quedo bloqueado porque de esa nada tuvo que formarse a través de algo y ese algo a través de algo entonces es infinito ?   

[Tachikomaia]

Yo llamo universo a la parte material de la realidad. La realidad para mí es más amplia, es similar a incluir el mundo de las ideas de Platón. Básicamente todo lo materializable existe en potencia.

[Mr. NoBody]

Los extraterrestres se deben estar riendo de estos patéticos humanos que no entendemos las reglas fundamentales del universo y el big-bang, y aun así discutimos sobre ello como si alguien de nosotros lo supiera de verdad...

Para mi la física cuantica no explica "nada" ni la nada, más bien sirve para demostrar nuestra absoluto descnocimiento e incomprensión de predicción y determinación ante las aparentes incongruencias del universo y la materia, como el famoso experimento ese de la rejilla, que por el mero hecho de observar la materia puede cambiar su comportamiento / trayectoria y así lo hará. Es de locos ...en el sentido de lo fascinante y misterioso que me resulta.

[El_Andaluz]

Los extraterrestres se deben estar riendo de estos patéticos humanos que no entendemos las reglas fundamentales del universo y el big-bang, y aun así discutimos sobre ello como si alguien de nosotros lo supiera de verdad...

Los extraterrestre se deben de estar riendo de gente que creen que la superficie de la Tierra es plana, ya sabes por donde voy verdad.

Deja de ver vídeos ya de JL has el favor.

Para mi la física cuantica no explica "nada" ni la nada, más bien sirve para demostrar nuestra absoluto descnocimiento e incomprensión de predicción y determinación ante las aparentes incongruencias del universo y la materia, como el famoso experimento ese de la rejilla, que por el mero hecho de observar la materia puede cambiar su comportamiento / trayectoria y así lo hará. Es de locos ...en el sentido de lo fascinante y misterioso que me resulta

La física cuántica explica el átomo, el enlace químico, las moléculas, la interacción de la luz con las partículas, la materia...

De no ser por su descubrimiento no se hubiese podido descubrir la electrónica (desde ordenadores a móviles), ni los láseres, ni los nuevos materiales dale por lo menos las gracias a la física cuántica que por lo menos tienes un ordenador donde escribir.

[Mr. NoBody]

Los extraterrestre se deben de estar riendo de gente que creen que la superficie de la Tierra es plana

Sí, eso al menos les causaría gracia, pero deben sentir mucha lástima al ver que en plena pandemia mundial haya algunos quienes creen que el COVID-19 salió de un laboratorio chino y de forma intencional, ejem, ejem.

En fin. Payasadas las justas, El_Andaluz, que por no ser moderador no voy a permitir que me toques los cojones sin venir a cuento, siempre con el mismo tema offtopic de la put@ tierra plana sin haberte dirigido la palabra ni haberme metido contigo, una y otra vez. No se que te ha pasado para ser siempre así conmigo, con alguien que te ha ayudado en muchas dudas informáticas a lo largo d elos años y sin meterme nunca contigo hasta ahora con esta advertencia. Ya veo como son algunas personas aquí en realidad.

Probablemente una parte de todos nosotros pueda ser motivo de burla para cualquier raza intergaláctica, pero si de algo me burlo yo es de lo absurdo de que el ser humano se crea en posesión de las verdades del universo solo por haber leido una explicación en un libro ...que fue escrito por otro ser humano, llámese Biblia, Corán, o un paper de Stephen Hawking. Todos somos igual de ignorantes en este aspecto, todos, así que no te sientas especial ni ofendido si te aludes con mi comentario, por que yo comparto la misma ignorancia.

Saludos.

[Serapis]

Los extraterrestres se deben estar riendo de estos patéticos humanos que no entendemos las reglas fundamentales del universo y el big-bang, y aun así discutimos sobre ello como si alguien de nosotros lo supiera de verdad...

Para mi la física cuantica no explica "nada" ni la nada, más bien sirve para demostrar nuestra absoluto descnocimiento e incomprensión de predicción y determinación ante las aparentes incongruencias del universo y la materia, como el famoso experimento ese de la rejilla, que por el mero hecho de observar la materia puede cambiar su comportamiento / trayectoria y así lo hará. Es de locos ...en el sentido de lo fascinante y misterioso que me resulta.

Opino muy similar...

La Ciencia, es más lo que ignora que lo que sabe, pero los científicos (a veces), son unos bocachanclas, y hablan como si fueran 'Dios' (si no lo sabemos, es que no existe y solo existe, lo que nosotros sabemos, porque nosotros lo decimos).

La teoría es algo completamente desmembrado de la Ciencia, aunque sea un pie fundamental de la misma. Ese abismo, al ser ninguneado, se presta a mucha confusión entre gente, que confunde teorías con leyes (demostraciones). Incluso entre ellos mismos, acaban seducidos, creyéndose que sus teorías son Ciencia...

[nosoy]

Nadie sabe lo que significa la frase "no haber nada". Y por tanto nadie puede transmitirle a los demás lo que significa o el concepto de lo que es "no haber nada". Y por tanto no tiene ningún sentido hablar de la frase "no haber nada" o su contraria "haber algo". Y por tanto no tiene ningún sentido hablar de ideas subsiguientes basadas en las ideas de que "existe algo" o "no existe nada"... No tienen ningún significado....

[Machacador]

La MATERIA OSCURA es algo... pero no se sabe que...