2010/07/19

Tiempo, espacio-tiempo y paradigma holográfico (*)

Conforme avanza nuestro conocimiento sobre el universo aparecen más interrogantes, vuelven las eternas preguntas que se han hecho los filósofos de todos los tiempos, aunque la perspectiva ha cambiado sustancialmente. Los principios básicos que vislumbramos sobre la gravedad cuántica nos indican que el propio espacio-tiempo no es el fundamental, eterno e inmóvil referente que siempre hemos creído sino que emerge de una entidad fundamental discreta (no continua) y su propia geometría debe estar inextricablemente ligada a las relaciones causales entre sucesos.


El libro "The trouble with physics", titulado en español " Las dudas de la física en el siglo XXI. ¿Es la teoría de cuerdas un callejón sin salida?", escrito por un gran físico, Lee Smolin, me hizo pensar en su momento, cuando lo leí, en muchas cosas (es un libro crítico con la teoría de cuerdas y un buen libro de física) pero sobre todo en una de gran calado sobre la propia naturaleza del tiempo. Smolin, reflexionando sobre la futura teoría capaz de armonizar la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica (gravedad cuántica), habla de que tiene la sensación de que tanto una como la otra teoría están profundamente equivocadas sobre la naturaleza del tiempo. Piensa que estamos pasando por alto algo muy importante y esencial sobre el mismo.

¿Solución o problema? El tiempo.
Sitúa el arranque del problema a principios del siglo XVII, cuando Descartes y Galileo introdujeron, de forma realmente genial, el tiempo como una especie de otra dimensión nueva del espacio. En una gráfica situaban el espacio en el eje de las x y el tiempo en el eje de las y, de forma que el propio movimiento aparecía como una curva estática. El movimiento, en cierta forma, se congelaba y el cambio se presentaba estático e inmutable. Desde entonces esta forma de entender el tiempo, según Smolin, ha influido de forma notable en nuestra propia concepción del mismo y, posiblemente, nos ha desviado de su esencia que todavía desconocemos.

Esta reflexión me llevó a escribir el post sobre el ritmo justo del azar. A partir de un conjunto completamente aleatorio de números construimos un movimiento aleatorio browniano cuyo ritmo o velocidad de alejamiento de un punto arbitrario queda perfectamente determinado: cada NxN pasos que da el movimiento sólo lo alejan una distancia efectiva N. Tomemos como tomemos los números aleatorios para construir el movimiento obtendremos el mismo ritmo, una especie de velocidad de alejamiento, obtenida a partir de un conjunto amorfo de números. Establecemos una velocidad fundamental, un ritmo, a los que está ligada tiempo y distancia (pasos). Además este ritmo está directamente relacionado con una característica puramente geométrica, la dimensión fractal de la trayectoria del movimiento.


Universo conexo y paradigma holográfico
Para mi, fenómenos como la no-localidad y la coherencia cuántica nos dan una clave de lo que estamos pasando por alto. No sólo nos equivocamos con el tiempo sino con nuestra percepción de la realidad. La realidad formada por realidades completamente separadas nos ha ayudado a avanzar, a establecer y asentar nuestras verdades científicas, pero quizás ha llegado el momento de considerar que la única forma de seguir adelante sea descartar esa desconexión, si queremos de verdad profundizar en la esencia de nuestro mundo.

¿Es posible que el paradigma holográfico sea el nuevo camino? Personalmente creo que sí, pero no es es significativo porque yo lo crea, sino porque lo piensan así importantes físicos como Jacob D. Bekenstein, el Premio Nobel Gerard `t Hooft, de la Universidad de Utrech, Leonard Susskind, Juan Maldacena, de la Universidad de Harvard, o David Bohm.

Mucho antes de conocer los resultados que da la gravedad cuántica a la singularidad que representa un agujero negro, en base al paradigma holográfico deduje una solución similar (que por otra parte, no es difícil de deducir). De la misma forma que una parte de un holograma, separada del mismo, es capaz de reproducir (aunque con menor nitidez) el holograma completo, supuse que un agujero negro representaba esa misma separación o desconexión del total del universo. En base a esto pensé que en el interior de la singularidad que representa la materia vuelve a proyectarse hacia nuevas regiones del espacio-tiempo, en cierta forma, como un nuevo universo con sus propias características. Siempre siguiendo este hipotético paradigma, se podría suponer que su constante de acción de Planck sería bastante más grande que en el nuestro, lo que supondría una menor definición y mayor incertidumbre (se correspondería con la menor nitidez en la holografía).


Materia-energía e información
No sabemos con total seguridad si todavía existe un nivel de estructuración de la materia aún oculto para nosotros. En este caso los quarks y leptones serían formaciones compuestas de partículas todavía más elementales, pero, independientemente de ese nivel de elementalidad, del estudio de las propiedades de los agujeros negros se han deducido los límites absolutos que acotan la información que cabe en una región determinada del espacio. Teniendo en cuenta que esos límites dependen de la materia y energía contenida en ese espacio es asombroso que se pueda deducir un límite sin conocer ni siquiera, con absoluta certeza, el último componente de la materia.
Sea cual sea el último componente de la materia existe un límite en la información que es capaz de soportar una región determinada del espacio y curiosamente ese límite depende directamente de la superficie capaz de englobar esa región. Si esa superficie la consideramos como el área del horizonte de sucesos de un agujero negro, es como si la información estuviese escrita sobre esta superficie, de suerte que cada bit (cada 0 ó 1 de la codificación digital) correspondiera a 4 áreas de Planck (10 –66 centímetros cuadrados), como en una especie de holograma.

(*)Nueva edición de la entrada del 6 de mayo de 2009 sobre el interesante tema del paradigma holográfico. Podéis seguirlo también en otras dos entradas: Teoría holográfica y gravitación o ¿Universo holográfico?.

Felices vacaciones amigos.

6 comentarios:

Sergio Meza C. dijo...

Ha pasado un par de años desde que sigo este blog, y me veo en la obligación de expresarle a su(s) autor(es) mis más sinceras felicitaciones por aportar inmensamente con quienes buscamos el sustrato científico necesario, desde el cual iniciar aventuras creativas de índole artística.

Aunque parezca paradojal, en mi caso necesito preferentemente de información objetiva "cierta" y demostrable para poder zarpar hacia mis aventuras poéticas con nuevos intentos de manifestar maneras nuevas, abstractas y experimentales de ver el mundo (por lo menos es lo que intento).

Varios de mis textos han nacido de revisar posts de este blog, por lo que me encuentro agradecido de verdad.

Un abrazo y mucha suerte en el futuro.

Y siga(n) en esto, que existen pocos buenos sitios científicos en internet desde los cuales zarpar. Hay muchos en general, pero sumamente pocos realizan la transcripción a buen nivel del estado del conocimiento actual en estas materias.

Plataformas; son pocas las plataformas de despegue; "La Bella Teoría" es una de ellas...

Salvador dijo...

Muchas gracias Sergio. Un fuerte abrazo desde España.

carlos dijo...

Felices vacaciones, Salvador. Muchas gracias por tus excelentes artículos.

Saludos cordiales,
Carlos

Sergio Merchan G. dijo...

Bueno, he leído el articulo y me pareció muy interesante, no soy físico pero me gusta mucho este tema y quisiera compartir una idea que me a estado rondando hace un tiempo, sabemos que el espacio se deforma por la acción de la gravedad, la tierra ejerce un efecto como tirar una pelota sobre una tela tensa, pero ninguna teoría me ofrece la explicación de el porque un planeta, estrella o cualquier otro objeto en el espacio se crea en un lugar especifico, es decir ¿por que un objeto esta en ese lugar y no en otro? ¿que hace que una parte del espacio atraiga mas masa que otra? yo opino lo siguiente: el espacio se deforma porque "pienso yo" esta siendo halado por algo del lado opuesto, el hoyo en el espacio es producido por la interacción,(me atrevería a decir)con otro universo. Dependiendo de la fuerza de atracción en diferentes sitios así mismo se deformara el espacio, y las partículas serán atraídas en el hoyo para formar por acción de la gravedad un cuerpo.......esta es mi idea pero des-afortunadamente no tengo los conocimientos necesarios para desarrollarla.
Gracias.

María Adoración García López dijo...

DOS DEFINICIONES DE MENTE
"Mente no es solamente el resultado de la interacción del organismo con el ambiente, desde el útero hasta la muerte, sino también el reflejo de la organización básica del universo: la holokinesis, que desde el orden implícito del cosmos, se explicita como materia, mente y energía cósmicos".

Dr. Rubén Feldman González.
Iniciador de la Psicología Holokinética.
Candidato al Premio Nobel de la Paz

http://www.percepcionunitaria.org

Carles Avila Magriñá dijo...

Hola Salvador
Conoces a Dan Winter? Para mi es uno de los físicos más estimulantes acerca de la fractalidad. Puedes entrar en www.fractalfield.com. Saludos.