Doctor en Física y Licenciado en Física y Matemáticas, Alberto Fernández Soto (Gijón, 1969) es científico titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y miembro de la Unidad Asociada del Observatori Astronòmic de València y del Instituto de Física de Cantabria. Este investigador es miembro del Proyecto de Investigación de Excelencia Prometeo de la Generalitat Valenciana: “Pruebas Observacionales del Modelo Cosmológico Estándar”, es experto en la formación y evolución de las galaxias, así como en las observaciones de los inicios del Universo, y ha publicado más de setenta trabajos de investigación a nivel internacional. Es miembro del equipo científico de la Cámara Osiris (Gran Telescopio de Canarias), del telescopio robótico italiano REM en Chile y de los proyectos internacionales Alhambra (mapeo galáctico de profundidad), Mistici (observación de explosiones de rayos gamma cósmicos) y J-PAS (estudio de la energía oscura del universo).
Todos nos hemos planteado alguna vez si el espacio es infinito o, por el contrario, tiene límites.
El Universo tal y como lo entendemos es realmente infinito en todos los sentidos, abierto y no cerrado, pero también es finito por el tiempo, porque es más grande que la distancia que ha recorrido la luz desde el “Big Bang” hasta hoy. De ahí que todo lo que esté fuera de esa distancia sea aún inaccesible.
P. ¿Puede haber más Universo fuera del espacio que podemos observar?
R. Más allá del espacio observable para nosotros puede haber más Universo y de hecho seguro que lo hay. Desde el punto de vista de un astrónomo o de un físico, seguramente el Universo es infinito en el espacio, pues no tenemos paredes ni nada parecido, pero el que nosotros podemos ver o aspirar a ver siempre es finito porque siempre es una esfera a nuestro alrededor.
P. Al igual que lo tiene la Tierra, ¿tiene también horizonte el Cosmos?
R. Como hubo un inicio y como la luz viaja a una velocidad finita, el trozo de Universo que podemos ver está limitado, pues solo es observable la parte cuya luz ha tenido tiempo de llegar a la Tierra. Si el Universo nació hace unos catorce mil millones de años, la luz solo ha podido viajar durante unos catorce mil millones de años y todo cuanto haya más allá de esa distancia aún no es posible observarlo. Ese es nuestro horizonte cósmico y lo que existe dentro es el universo observable.
P. ¿Cómo podría ser esa parte del mundo que es inaccesible porque su luz aún no ha llegado a nuestro planeta?
R. A través de los telescopios en el espacio o con los telescopios de microondas, estamos viendo hasta el borde del Universo observable, seguimos “entendiéndolo” y no aparece en nuestras observaciones nada que de repente nos haga afirmar que hay algo muy distinto que no encaja con lo que conocemos. Desde el punto de vista físico-matemático, lo lógico es que ese trozo del Universo sea igual que el que vemos, tenga los mismos componentes, la misma materia, las mismas partículas y las mismas leyes de la Física, pero en realidad no lo sabemos y nada obliga a que sea así.
P. ¿Ese desconocimiento explicaría las teorías sobre que algunas constantes de la Física podrían variar ligeramente y hacerse más grandes o más pequeñas con el tiempo?
R. Para todas esas constantes como las que rigen la interacción de las partículas elementales, la velocidad de la luz o, incluso, la constante de la gravedad, tenemos límites muy sólidos y sabemos que no pueden cambiar más que una parte en diez mil millones o una parte en cien mil millones. No es descartable que sean constantes desde nuestro punto de vista, pero realmente a distancias muy grandes pueden comportarse de otra manera.
P. A nivel divulgativo usted suele explicar la formación del cosmos comparándola con el funcionamiento de un reactor nuclear.
R. El hecho de que el cosmos esté formado fundamentalmente de hidrógeno y helio puede entenderse conociendo cómo funcionan las reacciones nucleares de las estrellas o de nuestros reactores nucleares. Esto te permite realizar unos cálculos físicos y plantearte qué saldría como producto si tuvieras un reactor nuclear funcionando en unas determinadas condiciones, a partir de las partículas elementales disponibles en el origen. Pues sale hidrógeno, helio y trazas de algunos otros átomos, que es precisamente de lo que está hecho el mundo, lo que refuerza la idea de que en un inicio era extremadamente denso y caliente.
Para saber más
Otra opción es que aunque la velocidad de la luz es una constante. Pueden existir combinaciones Espacio-tiempo que superen los metros que recorre la luz en un periodo de tiempo
Explicable. y logico.
me encanta
El comun denominador Espacio/Tiempo. Antes de la formación del universo ya existia un espacio. La pregunta es si esta en expanción o no y solo determinado por la energia del big bang que lo hecho expandirse, como la liga cuando esta ante la presencia de una fuerza exterio que modifica su forma. Saludos desde la Ciudad de México.
Se llama materia a lo que existe y constituye de modo real y objetivo los cuerpos que generan el espacio inconmensurable.
La materia existe en la forma de átomos aún no bien conocidos, los cuales son las partículas primigenias portadoras de todas de todas las propiedades fundamentales de la materia. Esta proposición es una hipótesis de trabajo que deberá recibir confirmación experimental posterior.
La cuestión de las propiedades de la materia se aborda con el análisis de sus manifestaciones para encontrar las que tiene carácter general, en el sentido de que están presentes en toda la materia.
Lo que se observa es que todo está en movimiento (dinámica) y que en la mayor parte de la materia que se percibe, está la tendencia al reposo (estática). Esto es el punto de partida de este análisis.
Esta observación sugiere la existencia de materia con una de las dos propiedades mencionadas. La dinámica o la estática. Esta es una cuestión crítica ya que determina un cambio drástico en el concepto de lo que existe.
Según esta noción, la materia es no solo la masa, lo que pesa, si también los es, lo que genera el movimiento y es dinámico en todas sus manifestaciones.
Se propone, entonces, que esto que genera el movimiento, es algo a al o que legítimamente se puede llamar materia, una de cuyas propiedades es la energía, que ahora se mide con el trabajo realizado. Un vez que actúa. A esa materia con energía se le llamará MATERIA DINAMICA, en lo sucesivo. Se le concibe como lo que genera las fuerzas dinámicas y vitales de la naturaleza y como responsable o causa de la totalidad de los fenómenos energéticos y vitales, y de la constitución y comportamiento de los seres vivos dinámicos y los no vivos y del fenómeno evolutivo.
Si esto a lo que se propone ser materia con energía ha de ser materia, entonces también debe de poseer, por lo menos, la propiedad de ser extensa.
De la misma manera, se reconoce a la masa con la materia con inercia, por lo cual se opone al cambio de movimiento y al movimiento mismo. A esta materia con inercia se le llamará MATERIA ESTÁTICA, en lo sucesivo. Se le concibe como lo que genera las fuerzas estáticas y opuestas a la vida en la naturaleza y como responsable o causa de la totalidad de los fenómenos inertes y contrarios a la vida, y de la construcción y comportamiento de los seres antagónicos a la vida, y al fenómeno evolutivo. También posee la propiedad de ser extensa.
La observación del comportamiento de la materia que nos rodea, a la cual se reconoce en este trabajo, como la mezcla de las dos clases de materia que se han propuesto, lleva a proponer como propiedad de estas, las siguientes: Generación de espacio (Extensión), Generación de movimiento (energía), Generación de reposo (Inercia), Interacción entre átomos y Asociación integral entre átomos.
Esta proposición tiene múltiples consecuencias de gran alcance, que modifican en su esencia el concepto que se tenga del universo, si este se ve desde el presente punto de vista.
Considérese por ejemplo, la situación en relación con los principios de conservación de la energía y la masa.
Para físicos y químicos lo que importa, desde el punto de vista de sus intereses científicos, es que tales principios se cumplan, independientemente de sus implicaciones relativas a las mismas energía y masa. Por ello es convenientemente examinar de cerca esas implicaciones.
Desde luego, una idea ya contenida en los principios de conservación es la de que la energía se transforma, y que adopta formas distintas entre sí, en cuanto a su manifestación observable. No obstante, este proceso de transformación siempre resulta obscuro, se consideran ser asuntos de la filosofía, más que de la física o la química; pero en realidad resultan ser del mismo tipo de problema que el del origen del universo.
Por otra parte, es necesario notar que la relación entre la materia y sus propiedades, en cuanto se consideran como tales a la energía y a la masa, no es la misma en ambos casos, en el esquema de pensamiento que se desarrolla, ya que la energía se considera una propiedad de la materia dinámica, y la masa es la materia estática en un estado evolutivo determinado, una de cuyas propiedades es la inercia, que resulta ser la propiedad correspondiente, de la materia estática, opuesta a la energía. Se ve entonces que el concepto de materia dinámica no existe en el conocimiento científico contemporáneo, se debe hacer mención de la situación, para introducir el orden necesario en cuanto al uso de los temimos que se tratan.
Así, en este trabajo, en lo sucesivo, se hablará de materia dinámica al referirse a la energía y materia estática cuando se hable de la masa.
Los principios de conservación implican las propiedades de no creación y de no destrucción del ente físico a que se aplican. Estas propiedades se mencionan de otro modo, afirmando que la energía y la masa carácter increado y son destructibles, lo que implica que no tuvieron principio y no tendrán fin. A lo que tienen estas cualidades, por llamarles de alguna manera, se le califica con el adjetivo “eterno”.
Pero se sabe ahora, y se menciona de esta manera por requerirlo el razonamiento, que la masa participa en la constitución de la materia cuyas características podemos medir o ponderar, con nuestros sentidos o con instrumentos en las porciones finitas, bien definidas y pequeñas, que se llaman partículas elementales y de las cuales algunas, se manifiestan durante tiempos extremadamente cortos.
De la misma manera, la sustancia dinámica participa en la constitución de la materia que podemos medir o ponderar, también en porciones finitas, bien definidas y pequeñas, en forma que ha hecho que no se le reconozca como constituyente de esa materia ponderable. Una manifestación conspicua de la materia dinámica es el fotón, del cual la propiedad que mejor conocemos, es la energía que posee, cuyo carácter cuantizado sugiere que la sustancia dinámica está constituida de componentes elementales discretos, a los que en su momento se les asignará el nombre de átomos dinámicos. Desde luego el fotón no es una entidad elemental, sin componentes. Esto sugiere su interacción con las partículas con masa (efecto Compton), en la que se intercambia parte de sí mismo.
Se ha afirmado entonces, que tanto la energía como la inercia son propiedades de las respectivas clases de materia, la que se mueve por sí misma y la que tiende al reposo por sí misma.
Por tanto, en relación con los principios de conservación mencionados y puesto que están aplicados, el de la energía a una propiedad de la materia dinámica, y el de la masa a la propia materia estática, lo cual hace una diferencia importante, se debe reconocer que la materia dinámica tiene el mismo carácter no creado e indestructible de la energía y que por ello, el principio de conservación debe ser aplicado a aquella, de la misma manera que como lo es a la materia estática, que es reconocida con el nombre de masa.
Los principios de conservación considerados, para la materia con energía y la que tiene inercia, ahora deben formularse de la siguiente manera:
La materia dinámica y la materia estática no se crean ni se destruyen.
Estas dos clases de materia interaccionan entre si y se combinan transitoriamente. En sus combinaciones ambas se conservan y cambian su modo de manifestación, lo cual generó la idea que se transforman.
Por su parte, ambas clases de materia constituyen respectivamente, unidades materiales puras, de la respectiva naturaleza, en las que también se conservan.
La idea de transformación de la energía y la masa durante los procesos en que se conservan, debe de referirse ahora al hecho de que en los procesos de interacción y asociación entre las componentes de las dos clases de materia, estas conservan su individualidad en términos de su cacater indestructible y las manifestaciones que dan, son regidos por las respectivas propiedades de los componentes participantes.
A la substancia que tiene masa (materia estática) y energía (materia dinámica), de la que nuestro cuerpo está hecho, y que hiere nuestros sentidos, se llama aquí, materia ponderable y es una mezcla de las dos clases de materia definidas, en estado evolutivo determinado. Puede estar en cualquiera de los estados conocidos como sólido, liquido, gaseoso e ionizados.
La radiación electromagnética se considera ser materia preponderantemente dinámica, es decir, puede una porción estítica y la radiación constituida de partículas con masa, contiene la componente estática que proviene de la masa.
Por otra parte, la totalidad de los átomos que existen, y que son número infinito, posee la propiedad de generar espacio.
La propiedad de generación de movimiento es exclusiva de la materia dinámica. Esta genera el movimiento, moviéndose ella misma y arrastrando consigo aquello que la rodea y que puede mover.
La propiedad de generación de reposo es exclusiva de la materia estática. Esta genera el reposo, poniéndose en reposo ella misma e impidiendo el movimiento de aquello que la rodea y que puede retener.
Estas dos últimas propiedades son contradictorias entre si y constituyen la raíz causal de la contradicción universal. No coexisten en el mismo átomo.
Cada átomo posee como atributo o propiedad una u otra de estas dos propiedades.
La totalidad de los átomos que existen, posee las propiedades de interacción y asociación entre ellos. La propiedad de interacción se da entre todos los átomos y la propiedad de interacción integral se da solo entre átomos de la misma esencia, dinámica o estática.
Esta formulación de las propiedades de la materia se desprende de los principios de conservación, en cuanto que siendo increada la materia, ha sido siempre como lo es actualmente. Es decir, que sus propiedades fundamentales deben tener la calidad de inmutables, o como se menciona en el lenguaje de la Física, son invariantes frente al tiempo y respecto de transformaciones de todo tipo, en caso de que se les describiera con respecto a un marco de referencia. En cambio, en su devenir temporal espacial, su manifestación cambia según el entorno, la circunstancia concreta en que se encuentran los átomos, y el nivel de integración evolutiva que haya alcanzado.
Los átomos de que se habla no han sido todavía concebidos por los físicos y por ello, tampoco han sido descubiertos, puesto que por lo menos, la materia dinámica no se concibe en cuanto tal.
Es necesario por tanto, buscar la comprobación experimental de su existencia, y la descripción teórica de su comportamiento.
La propiedad espacial de la materia consiste en que lo que se conoce como espacio, es propiamente su extensión. Se le reconoce como parte de la materia, y se propone como propiedad de ella.
Así la materia tiene dos propiedades fundamentales, la propiedad espacial y la propiedad de general movimiento, la materia dinámica o la propiedad de generar reposo la materia estática. El componente mínimo de la materia, el átomo, no el átomo del elemento químico, resulta ser una entidad impenetrable a muy cortas distancias y penetrable a grandes distancias, es capaz de ejercer fuerzas hacia fuera de sí mismo, y de asociarse con otros átomos bajo ciertas condiciones.
Las propiedades dinámica y estática de generar movimiento o reposo respectivamente, son la raíz causal de la esencia o naturaleza de los correspondientes átomos o de la correspondiente materia.
La propiedad de asociarse consiste en que los átomos de una misma naturaleza se pueden reunir entre sí, en virtud de fuerzas atractivas que les permiten constituir grupos atómicos que pueden crecer por asociación de nuevos átomos, que de una manera ordenada corresponden de acuerdo con sus propiedades, con los que ya se encuentran en el grupo.
Vázquez-Reyna, Mario (1998). Reflexiones en torno la materia, la energía y la masa. Anexo B. Cd. De México. ISBN 970-91797-1-3
Vazquez Reyna M. Reflections on Matter, Energy and Mass. Edited by Mario Vazquez
Reyna, 1999. ISBN 970 – 91797 – 2 – 1, Printed in Mexico.