DOCUMENTAL: El Universo de Stephen Hawking's Desde Tholomeo al Big Bang

Stephen Hawking, el gran científico de nuestra era, el sucesor de la cátedra de Newton nos explica en sus propias palabras la estructura del Universo. Stephen Hawking: "debemos colonizar otros planetas o estamos condenados a la extinción", físico teórico británico, es conocido por sus intentos de aunar la relatividad general con la teoría cuántica y por sus aportaciones íntegramente relacionadas con la cosmología. Hawking tiene un cerebro privilegiado, como pocos. Stephen William Hawking nació el 8 de enero de 1942 en Oxford, Inglaterra.Ha escrito Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros (1988) y otras obras que se han convertido en best-sellers. Hawking ha hecho importantes aportaciones a la ciencia mientras lucha contra la esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad incurable del sistema nervioso. En 1989 le fue concedido el Premio Príncipe de Asturias de la Concordia. El Profesor Hawking tiene doce doctorados honoríficos, ha ganado el CBE en 1982 y fue designado Compañero de Honor en 1989. Es el receptor de numerosos premios, galardones y medallas y es Miembro de Honor de la Royal Society y de la US National Academy of Sciencies. Stephen Hawking combina la vida en familia y su investigación en física teórica, junto con un extenso programa de viajes y conferencias.Alrededor del año 2004 propuso su nueva teoría acerca de las "simas o agujeros negros" un término que por lo general se aplica a los restos de estrellas que sufrieron un colapso gravitacional después de agotar todo su combustible nuclear. Según Hawking, el universo está prácticamente lleno de "pequeños agujeros negros" y considera que estos se formaron del material original del universo. Ha declarado también acerca del origen del universo: "En la teoría clásica de la relatividad general [...] el principio del universo tiene que ser una singularidad de densidad y curvatura del espacio-tiempo infinitas. En esas circunstancias dejarían de regir todas las leyes conocidas de la física (...) Mientras más examinamos el universo, descubrimos que de ninguna manera es arbitrario, sino que obedece ciertas leyes bien definidas que funcionan en diferentes campos. Parece muy razonable suponer que haya principios unificadores, de modo que todas las leyes sean parte de alguna ley mayor".

DOCUMENTAL: Universos Paralelos

Universos Paralelos

Los universos paralelos son una concepción mental, en la que entran en juego la existencia de varios universos o realidades más o menos independientes. El desarrollo de la física cuántica, y la búsqueda de una teoría unificada (teoría cuántica de la gravedad), conjuntamente con el desarrollo de la teoría de cuerdas, han hecho entrever la posibilidad de la existencia de múltiples dimensiones y universos paralelos.

Documental: Y Tú que Sabes? Dentro de la madriguera versión extendida

Documental sobre la Fisica Cuántica,es muy interesante la investigacion y los descubrimientos.

Después del éxito cosechado por "¿Y tú qué sabes?" y tras una gira interminable de conferencias y proyecciones de la película siempre acompañadas de coloquios maratonianos, los directores de la película se dieron cuenta de que la gente, básicamente, quería más. "¿Y tú qué sabes? Dentro de la madriguera" es una versión extendida de 2 horas y media de duración en la que por fin sus creadores pudieron incluir todos los temas que querían aportar desde el principio: 20 minutos de una nueva animación, nuevas entrevistas y nuevos conceptos para añadir más leña al fuego de la física cuántica y sus posibilidades.

El gato de Schrödinger o la paradoja de Schrödinger (Física Cuántica)

El mundo de la mecánica cuántica obedece a leyes bastante extrañas, en comparación a las que observamos en nuestro “macro-mundo”. Una muestra de esto es un experimento de Erwin Schrödinger: un físico austraco que hizo importantes aportes a la mecánica cuántica. En 1945 Schrödinger planteo un experimento mental en el cual creaba una paradoja a partir de la física cuántica, el experimento es llamado “El gato de Schrödinger” o “La paradoja de Schrödinger”.



El experimento se basa en la posibilidad física de una partícula de estar en dos lugares al mismo tiempo y de tomar todas las posibles soluciones a un problema,  para llevar a cabo el experimento se debe introducir un gato en una caja la cual no ofrezca visibilidad hacia adentro, se ubica un detector de electrones en la parte superior de la caja la cual activará un martillo dentro de esta que golpeará un frasco de veneno y eventualmente matará al gato. Se dispara un electrón al sistema el cual posee dos rutas, una pasa por el detector de electrones y la otra no, sin embargo gracias a las extrañas leyes de la mecánica cuántica se dan las dos posibilidades y el electrón pasa por las dos rutas simultáneamente, de igual manera al abrir la caja el resultado del experimento provocará las dos soluciones posibles: ¡El gato muere y el gato vive SIMULTÁNEAMENTE!. 

La solución a esta paradoja se encuentra en la decoherencia cuántica la cual afirma que el comportamiento cuántico es totalmente valido para partículas individuales, sin embargo la unión masiva de partículas conforman cuerpos mucho mas grandes y complejos los cuales obedecerán a las leyes de la física mecánica (a las leyes que estamos acostumbrados a ver). Gracias a la decoherencia cuántica, observaremos un único resultado al abrir la caja, el gato estará vivo o muerto, aún así es valido aclarar que teóricamente antes de abrir la caja el gato esta vivo y muerto a la vez.

La física cuántica le dice adios a la realidad

Algunos físicos no se sienten cómodos con la idea de que todos los sucesos cuánticos individuales sean aleatorios de manera innata. Esta es la razón por la cual muchos han propuesto teorías más completas, que sugieran que los eventos están (al menos parcialmente) gobernados por “variables ocultas” extras. Ahora físicos austriacos afirman haber realizado un experimento que descarta a una clase amplia de teorías sobre variables ocultas que se centran en el realismo; lo cual da lugar a la consecuencia nada sencilla de que la realidad no existe cuando no la estamos observando (Nature 446 871).

 

Hace unos 40 años, el físico John Bell predijo que muchas teorías basadas en variables ocultas podrían ser descartadas si cierta inequidad experimental (conocida como la “desigualdad de Bell”) se violase. En este experimento por él ideado, una fuente lanza pares enlazados de fotones polarizados linealmente en direcciones opuestas hacia dos polarizadores, los cuales pueden variar en orientación. La mecánica cuántica dice que debería existir una alta correlación entre los resultados en los polarizadores, porque los fotones “deciden” juntos instantáneamente que polarización asumen en el momento de la medición, incluso aunque estén separados en el espacio. Las variables ocultas, sin embargo, dicen que estas decisiones instantáneas no nos necesarias, porque la misma correlación fuerte podría lograrse si los fotones recibieran de antemano (de algún modo) información acerca de la orientación de los polarizadores.

El truco de Bell, por consiguiente, era decidir como orientar los polarizadores solo después de que los fotones abandonasen la fuente. Si las variables ocultas existiesen, serían incapaces de conocer la orientación, y por tanto los resultados solo estarían correlacionados la mitad de las veces. Por otro lado, si la mecánica cuántica era correcta, los resultados tendrían que estar mucho más correlacionados – en otras palabras, se violaría la desigualdad de Bell.

Muchas realizaciones de este experimento planificado por Bell han ciertamente verificado la violación de su desigualdad. Por ello, todas las teorías basadas en variables-ocultas han sido descartadas en base a la suposición colectiva del realismo, lo cual significa que la realidad existe cuando no la estamos obervando; y a la locadad, lo cual significa que dos sucesos separados no pueden influirse instantáneamente. Pero una violación de la desigualdad de Bell no nos dice específicamente cual de las suposiciones – realismo, localidad o ambas – es discordante con la mecánica cuántica.

Markus Aspelmeyer, Anton Zeilinger y sus colegas de la Universidad de Viena, han demostrado ahora sin embargo que el realismo es un problema mayor que el de la localidad en el mundo cuántico. Para demostrarlo han ideado un experimento que viola una desigualdad diferente propuesta por el físico Anthony Leggett en el año 2003 y que se basa solo en el realismo, lo cual relaja la dependencia en la localida. Para hacer esto, en lugar de tomar medidas a lo largo de solo un plano de polarización, el equipo austriaco tomó medidas en planos adicionales perpendiculares, para de este modo comprobar la polarización elíptica.

Descubrieron que, al igual que en las realizaciones del experimento ideado por Bell, la desigualdad de Leggett también se viola – enfatizando la afirmación de la mecánica cuántica que sostiene que la realidad no existe cuando no la observamos. “Nuestro estudio demuestra que solo con renunciar al concepto de localidad no sería suficiente para obtener una descripción más completa de la mecánica cuántica”, comentó Aspelmeyer a Physics Web. “También se debería renunciar a unos cuantos rasgos intuitivos del realismo”.

Sin embargo, Alain Aspect, uno de los físicos que realizó el primer experimento tipo Bell en la década de 1980, cree que las conclusiones filosóficas del equipo no son objetivas. “Existen otros tipos de modelos no-locales que no son abordados ni por las desigualdades de Leggett ni por el experimento”, comenta. “Pero también comparto el punto de vista de que esta clase de debates, acompañados por experimentos como los realizados por el equipo austriaco, nos permite profundizar en los misterios de la mecánica cuántica”.

Documental que trata sobre la velocidad de la luz, la teoría de la relatividad de Einstein sus postulados, la mecánica quantica y la Teoria del todo(supercuerdas):

El Principio de Incertidumbre

En Mecánica Cuántica, establece el límite más allá del cual los conceptos de la física clásica no pueden ser empleados. Sucintamente, afirma que no se puede determinar, en términos de la física clásica, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de movimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Esto implica que las partículas, en su movimiento, no tienen asociada una trayectoria definida como lo tienen en la física newtoniana. Este principio fue enunciado por Werner Heisenberg en 1927.

Documental del Principio de Incertidumbre y El Extraño Universo de la Mecánica Cuántica:

Mecánica Cuántica (El mundo no es como lo vemos)

Tras una serie de experimentos que no se pueden entender con la física clásica, en el siglo XX surgió una teoría llamada Mecánica Cuántica. A medida que la teoría se desarrolló, motivó la realización de más experimentos que a su vez llevó a desarrollar más la teoría. La Mecánica Cuántica que se presentará aquí en partes es solo una parte de la teoría completa, cosnstituida por la Teoría de Campo Cuántica y la Electrodinámica Cuántica. La teoría cuántica y los experimentos concuerdan con una precisión notable.
A diferencia de lo que pasa en otros campos de la física, no hay analogías conceptuales confortables para ayudarnos a entender la mecánica cuántica. Los sistemas cuánticos se comportan diferente a cualquier cosa con la que nuestros sentidos nos familiarizan en nuestra existencia ordinaria, y por eso pasaron décadas entre las primeras evidencias experimentales del comportamiento cuántico, y los primeros modelos teóricos exitosos. Esto es también la razón de que los libros de texto sobre mecánica cuántica tienden a leerse como libros de receta - no hay otra motivación para calcular cantidades en la forma en que lo hacemos, más que porque funciona. Cuando hacemos cálculos cuánticos según dictan Schrödinger, Heisenberg, y otros, obtenemos respuestas que concuerdan con mediciones.

Para muchas personas, las matemáticas representan una barrera para aprender ciencia. Estas (las matemáticas) han sido el lenguaje de la física por más de cuatro siglos, y es dificil lograr progresos en el entendimiento del mundo físico sin matemáticas. ¿Por qué?.  Una razón es que el mundo físico parece estar gobernado por las leyes causa - efecto (aunque esto, en algún sentido, ya no ocurre en el contexto cuántico). Las matemáticas se utilizan comúnmente para analizar estas relaciones causales. Como un ejemplo muy simple, la sentencia matemática "dos más dos es igual a cuatro", implica que si tomamos dos objetos físicos y los combinamos con otros dos cualesquiera, terminaremos con cuatro objetos. Para ser un poco más sofisticado: si una manzana cae desde un árbol, caerá hacia el suelo, y usando matemáticas se puede calcular cuánto tiempo tarda en caer, si conocemos la altura desde la que cae, y la aceleración de la manzana debido a la fuerza de gravedad. Esto ejemplifica la importancia que tienen las matemáticas para la ciencia, dado su objetivo de predecir el comportamiento futuro de un sistema físico  y comparar estas predicciones  con los resultados  de mediciones. Nuestra confianza en la teoría se confirma, o se refuta, por la concordancia, o desacuerdo, entre la predicción y  la medición. Para poder hacer esa comparación, es necesario representar  tanto los resultados de los cálculos como los de las mediciones como números.

En física, la mecánica cuántica (conocida originalmente como mecánica ondulatoria) es una de las ramas principales de la física, explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores que se usan más que nada en la computación. La mecánica cuántica describe en su visión más ortodoxa, cómo cualquier sistema físico, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados los cuales, habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados autoestados de vector y valor propio. De esta forma la mecánica cuántica explica y revela la existencia del átomo y los misterios de la estructura atómica; lo que por otra parte, la física clásica, y más propiamente todavía la mecánica clásica, no podía explicar debidamente.