DE LAS VIBRACIONES... A LA TEORIA DEL TODO

Ensayos sobre el Simbolismo Masónico

en las Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales  (11)

DE LAS VIBRACIONES…… A LA TEORIA DEL TODO

Q:. H:. C:. F:. M:. Antonio J. Salvá Pando

F:. C:. R:. L:. S:. Luis Heysen Incháustegui Nº 3

GRAN LOGIA CONSTITUCIONAL DEL PERU

«Nada descansa; todo se mueve; todo vibra.»

El Kybalion.

Todo masón debe conocer las siete artes liberales que se enseñaban en la antiguedad, las cuales estaban comprendidas en dos grupos de estudio:

El trivium. La Gramática, La Dialéctica y La Retórica; y el quadrivium, del latín, que significa cuatro caminos, el cual proviene de la secta de los Pitagóricos (Ensayo 4). Ellos daban gran importancia a la educación, con el objeto de conseguir la moderación y el dominio de uno mismo, imitando el orden y armonía del universo. Las cuatro ciencias que enseñaban eran La Aritmética, La Geometría, La Astronomía y La Música.

Inspirado en el cuadrivium y las Leyes Herméticas, en el presente Ensayo les proporcionará a nuestros HH:. MM:. una visión de nuestro universo según los conocimientos científicos de frontera, en pleno siglo XXI

LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA

La Teoría del Todo (TOE en Inglés) debería poder unificar todas las interacciones fundamentales de la naturaleza, que son cuatro: gravitación, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y la electromagnética. Además de las cuatro fuerzas mencionadas, la moderna cosmología requiere una fuerza inflacionaria también llamada Energía Oscura, responsable de la aceleración de la expansión del universo y la Materia Oscura compuesta de partículas elementales no considerada en el Modelo Estándar, que es la responsable del ensamblaje del universo a gran escala.

La Gravedad: La gravitación universal, descubierta por Newton, implica que la Tierra no sólo atrae a los objetos que están en su superficie, sino también a la Luna y a cualquier cuerpo en su cercanía. Además, el Sol atrae a la Tierra y a todos los demás planetas, las estrellas se atraen entre sí, las galaxias también, y así toda la materia en el Universo, es decir Newton unificó el cielo y la tierra en su famosa ley. (se puede notar claramente el Principio Hermético de Correspondencia “Como es arriba, es abajo, como es abajo, es arriba”).

En la  Teoría de la Relatividad General, Einstein (Ensayo 6) para explicar el origen de la gravitación postuló que la fuerza gravitacional se debe a una curvatura del espacio-tiempo producida por la masa de los cuerpos. El espacio y el tiempo ya no son conceptos independientes, sino que están estrechamente vinculados (Principio Hermético de la Dualidad) y forman un espacio-tiempo de cuatro dimensiones; tres dimensiones geométricas, largo, ancho y altura y el tiempo es la cuarta dimensión. Con la Relatividad General, el problema de la acción a distancia fue resuelto a favor de un nuevo concepto: la geometría del espacio-tiempo. La física se redujo a geometría.

La Fuerza electromagnética: La electricidad y el magnetismo empezaron a cobrar importancia en el siglo XIX cuando Europa vivía en plena revolución industrial gracias a la invención de la máquina de vapor. James Clerk Maxwell fue quien plasmó de manera matemática todas las leyes que se conocían en su época acerca de los fenómenos eléctricos y magnéticos, y demostró que estos son dos manifestaciones de una misma fuerza fundamental de la naturaleza, la fuerza electromagnética (Ensayo 7). Esta fuerza ha permitido el desarrollo tecnológico de la humanidad.

Maxwell logró de este modo la primera unificación en la historia de dos fuerzas aparentemente distintas (Principio Hermético de la Dualidad). Las moléculas y los átomos están unidos gracias a las fuerzas electromagnéticas, Así como la fuerza de la gravitación es el cemento del Universo a escala cósmica, la fuerza electromagnética es el cemento de la naturaleza a escala atómica, siendo esta última mucho más intensa que la primera.

La fuerza nuclear fuerte: Cuando se descubrió que el núcleo de los átomos contiene protones, los físicos se preguntaron cómo podían esas partículas, que se encuentran  cargadas positivamente permanecer unidas, si las cargas eléctricas del mismo signo se repelen. Debería existir otro tipo de fuerza en la naturaleza que permitiera tanto a los protones como a los neutrones atraerse entre sí. Esa fuerza de la naturaleza, recién descubierta en el siglo XX, es la fuerza nuclear (Ensayo 10). Es mucho más intensa que la electromagnética y, a la vez, es de muy corto alcance; actúa únicamente en el núcleo, razón por la cual no forma parte de nuestra experiencia diaria. La fuerza nuclear sólo se manifiesta en una distancia comparable con el tamaño de un núcleo atómico y su liberación violenta es producida en las bombas nucleares y es la fuente de energía de las estrellas.

La fuerza nuclear débil: La fuerza débil o fuerza nuclear débil actúa entre partículas elementales (Ensayo 10), causando un tipo de desintegración radiactiva llamada "desintegración beta". Un ejemplo de desintegración beta es la desintegración del neutrón cuando se convierte en 1 protón + 1 electrón + 1 neutrino. Es una fuerza de corto alcance, menos de una billonésima de milímetro. a una distancia mayor, la intensidad de esta fuerza ya es despreciable. En el núcleo del átomo, si la fuerza débil tuviera un valor de 1, la fuerza electromagnética tendría un valor de 1.000  y la fuerza nuclear fuerte tendría un valor de 100.000.000.000. Aunque es muchísimo más débil que las otras dos fuerzas, la fuerza débil es aplicada en el famoso método de datación de fósiles del carbono 14, tan ampliamente usado hoy en día.

LA UNIFICACIÓN

Einstein, hasta sus últimos días de vida, trató de unificar su Teoría General de la Relatividad con la Teoría Electromagnética de  Maxwell, en lo que denominó La Teoría del Campo Unificado, lo que fue infructuoso. En 1919, el matemático alemán Theodor Kaluza propuso un nuevo método para unificar la gravedad y el electromagnetismo. Demostró que, considerando 5 dimensiones (cuatro espaciales y una temporal) se puede agrupar en forma elegante las ecuaciones del electromagnetismo y la gravitación en una sola teoría. En la figura se puede observar un hipercubo de cuatro dimensiones, en el cual sus lados deben ser iguales y mutuamente perpendiculares, como en la escuadra. En 1926 Oskar Klein combinó las ideas de Kaluza con algunas ideas de la mecánica cuántica y pudo dar una estimación cuantitativa tanto de la cuantización de la carga eléctrica, como de la pequeñez e inobservabilidad práctica de la dimensión adicional.

La idea original de Kaluza es que el espacio-tiempo cada geodésica o curva del espacio-tiempo en realidad podía ser vista como un pequeño tubo o cilindro enrollado alrededor de dicha geodésica, la pequeñez de la dimensión de enrollado podía explicar que la quinta dimensión no fuera visible ordinariamente. Por ejemplo si observáramos un alambre desde lejos nos parecería de una sola dimensión, es decir la longitud, al acercarnos podríamos ver hormigas caminando alrededor de la superficie cilíndrica bidimensional, que sería la dimensión enrollada a lo largo de todo el alambre. Lamentablemente los valores numéricos que predecía la nueva teoría de kaluza – Klein no coincidían con los valores experimentales. Esta idea fue retomada posteriormente, para elaborar la Teoría de las Cuerdas.

La búsqueda de la unificación fue interrumpida por el descubrimiento de las fuerzas nucleares débil y fuerte, que no podían ser agregadas dentro de la gravedad o el electromagnetismo. Por esta razón el trabajo de unificación en el siglo XX se focalizó en entender las tres fuerzas "cuánticas" o sea el mundo subatómico. El Modelo Estándar de la física de partículas (Ensayo 10) describe la interacción electromagnética y la interacción débil como dos aspectos diferentes de una única interacción electrodébil. Esta teoría fue desarrollada en 1968 por Sheldon Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg. Todos ellos ganaron el Nobel de Física de 1979 por este trabajo. Las fuerzas nucleares fuerte y la electrodébil coexisten en el Modelo Estándar de partículas, pero se mantienen distintas. En este mundo subatómico cada partícula tiene su antipartícula (Principio Hermético de la Dualidad). Con el descubrimiento en Julio del presente año 2012, del Bosón de Higgs, también llamado “Partícula Divina” (Ensayo 10), el Modelo Estándar ha sido plenamente validado

LA TEORÍA DE CUERDAS

Michael Green y John Schwarz en 1984 fueron los iniciadores de la Teoría de las Cuerdas. Esta teoría es un modelo que permite explicar todas las partículas y fuerzas fundamentales de la naturaleza, incluida la gravedad, en una sola teoría, uniendo finalmente la Teoría General de la Relatividad y la Mecánica Cuántica que estaban separadas. Mientras que la Relatividad predice un espacio – tiempo ordenado y predecible, la Mecánica Cuántica es de naturaleza probabilística (Ensayo 1). En este modelo de Cuerdas las partículas y campos físicos son vibraciones de delgadas cuerdas de energía unidimensionales supersimétricas, las cuales se mueven en un espacio-tiempo de más de 4 dimensiones. Estas cuerdas tienen la longitud de Planck (cercano a 10⁻³⁵ m) (Ensayo 8) y vibran a frecuencias de resonancia. Esta longitud es tan pequeña que si una cuerda fuera del tamaño de un árbol, el átomo sería como el Sistema Solar.

La idea de las dimensiones adicionales a las tres que todos conocemos, largo, ancho y altura, proviene de la teoría de Kaluza-Kein descrita anteriormente, Con las nuevas dimensiones adicionales se logra considerar también a las fuerzas nucleares fuerte y débil. Es muy difícil visualizar las dimensiones enrolladlas sobre sí mismas, sin embargo se ha sugerido que la hipergeometría denominada Espacio de Calaby-Yau (ver figura) podría ser la respuesta. En todo caso la teoría nos dice que, el modo como estas dimensiones enrolladas actúan sobre las Cuerdas determinarían todas las partículas existentes y las constantes (alrededor de 20) que hacen posible la existencia  de todo nuestro universo y también de la vida misma como la conocemos (Ensayo 8). De esta manera llegamos nuevamente al concepto de los Pitagóricos, de que en el universo existe una armonía de las esferas o música celestial.

Brandenberger y Vafa propusieron que en el inicio nuestro universo tenía el tamaño de las cuerdas y en ese instante todas las dimensiones se encontraban enrolladas, luego se inició la expansión del Big Bang (Ensayo 6) y solo tres de las dimensiones espaciales se desenrollaron junto con el tiempo, quedando las demás enrolladas. Simultáneamente las fuerzas nucleares y electromagnéticas se separaron, tal como las observamos hoy en día.    Andrei Linde ha sugerido que podría existir una infinidad de universos o Multiversos sumergidos en un archipiélago cosmológico, dependiendo de la forma como estas extra dimensiones de las cuerdas se compactan en los espacios de Calaby-Yau. El número estimado seria de 10⁵⁰⁰, es decir un uno seguido de 500 ceros. En este caso podrían existir universos cuyas leyes físicas son diferentes al nuestro e inclusive podrían ser diferentes su número de dimensiones.

El problema se generó cuando se desarrollaron cinco teorías de cuerdas diferentes, las cuales requerían de 10 a 26 dimensiones, lo que ocasionó que muchos físicos se sintieran desilusionados  y la abandonaran. Un argumento en contra de la Teoría de Cuerdas cuestiona el poder predictivo de la teoría, apuntando que la teoría de cuerdas no ha producido ninguna predicción "clara" (en el sentido de numérica) que se haya verificado en un experimento hasta el momento. La Teoría de las Supercuerdas aún se encuentra en pleno desarrollo, debido a su enorme complejidad matemática, pero es posible que el Gran Colisionador de Hadrones LHC (Ensayo 10) nos pueda dar una nueva sorpresa en el futuro, tal vez al encontrar experimentalmente las dimensiones escondidas o a las partículas y antipartículas supersimétricas, tal como ocurrió con el Bosón de Higgs, también llamada “Partícula Divina”.

LA TEORIA M

Entre 1994 y 1997 se produjo la denominada  Segunda Revolución de Supercuerdas que llevaron a la aceptación final de esta teoría por parte de la comunidad de físicos de partículas. Edward Witten, profesor de física matemática en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton ( el mismo lugar donde Einstein ejerció la cátedra) unificó las diversas versiones de la Teoría de Supercuerdas, según se esperaba desde hacía tiempo, en una sola teoría denominada Teoría M con 11 dimensiones, diez espaciales y una temporal. En la Teoría M aparecen nuevos objetos llamados branas que como veremos podrían explicar el origen de nuestro universo. De acuerdo con su creador, Ed Witten, como lo hiso notar en el documental de la PBS basado en el libro de Brian Greene "El Universo Elegante", la "M" en la teoría M "significa magia, misterio o membrana (este último término por el que originalmente nació la M) de acuerdo con el gusto de cada cual."

En la teoría M las membranas (branas) existen, y  se dice que cada membrana corresponde a un universo; por ejemplo a nuestro universo le corresponde una membrana y las otras membranas serían universos paralelos como en la figura. Las membranas podrían estar separadas por distancias pequeñísimas unas de otras, incluso,  a millonésimas de milímetro, en otra dimensión. Las membranas forman ondulaciones las cuales están en constante movimiento o vibración (Principio Hermético de la Vibración), se puede decir entonces  que estas membranas se mueven con forma de olas en una dimensión superior.

Al chocar las membranas inician el Big Bang (Ensayo 6); es decir, el Big Bang sería un fenómeno que ocurre una y otra vez. La materia y la energía sólo puede transmitirse a través de las cuatro primeras dimensiones, excepto la gravedad que puede difundirse en las once y por eso es la fuerza más débil. La materia de una brana puede alterar el espaciotiempo de otra brana  paralela. Este podría ser el mecanismo como opera la Materia Oscura, que es el aglutinante del universo a gran escala (Ensayo 6).

REFLEXIONES

QQ:.HH:. Como han podido observar, el hombre continua investigando para tratar de comprender las leyes del G:.A:.D:.U:. En estos tiempos en pleno siglo XXl se ha avocado a tratar de unificar estas leyes empleando la geometría, para su mejor comprensión y regocijo; sin embargo como siempre ha ocurrido en la historia y según lo estipula el Teorema de Godel (Ensayo 5), se encontrarán nuevos fenómenos que no podrán ser explicados por la teoría y tendrá que ser modificada o desechada.  Debemos pensar que así como el sol es una estrella más entre los 10 mil millones de estrellas que tiene nuestra galaxia y esta a su vez es una de las 10 mil millones de galaxias observables en nuestro universo; igualmente éste podría ser uno más entre una infinidad de universos isla. Esto nos recuerda claramente el Principio Hermético de Correspondencia: “Como es arriba es abajo, como es abajo, es arriba”

«Las Leyes Físicas son el pensamiento de Dios» Albert Einstein.

(*) Antonio Salva Pando es Maestro Masón de la RLS Heysen Nº 3 de la Gran Logia Constitucional del Perú.
Autor de varios ensayos cuya aceptación en grande debido a la sencillez en tratar temas complicados.