13 octubre 2022

Menudencias del jueves 13 octubre 2022

Por qué el tiempo es una dimensión
Entiendo apenas y muy superficialmente las ideas de la Relatividad General. Algo que siempre me molestó y nunca entendí fue eso de que el tiempo es la "cuarta dimensión" ¿qué diablos puede tener que ver el tiempo con el alto, ancho y largo? A primera vista son cosas de naturaleza muy distinta, he leído algunas explicaciones pero todas me han parecido mula, incomprensibles o me remiten a que, para que el modelo matemático funcione, hay que agregarle la variable tiempo, lo que me deja igual porque no tengo idea de cálculo tensorial y -a estas alturas- la ecuación diferencial más básica se me va en collera.

Hoy estaba tumbado al sol en el sillón del patio, como cada día, pensando en la inmortalidad del cangrejo y me preguntaba ¿cómo no va a haber una explicación intuitiva y sencilla que relacione las dimensiones del espacio con el tiempo?

Bueno, se me ocurrió lo siguiente: Como entender el tiempo parece muy difícil podríamos pensar cómo sería el mundo si no hubiese tiempo. La única forma que no exista el tiempo es que no haya cambio. O sea que hay una relación estrecha entre tiempo y cambio. Pero ¿que diablos es el cambio? Bueno, parece que los únicos cambios que existen son los movimientos, en al mundo físico al menos solo cambia lo que se mueve.

Imaginemos entonces un mundo donde nada se mueve y todo permanece congelado ¡entonces no existe el tiempo! Como el movimiento son los desplazamientos en el espacio, entonces allí podría estar la relación íntima entre las tres dimensiones espaciales y el tiempo.

Bueno, bueno, esta pintoresca idea fruto de mi irremediable fiaca, tiene dos posibles problemas (a) que haya algo que yo no he tomado en cuenta y el argumento esté mal, o bien (b) que sea una obviedad, algo que todo el mundo lo sabe y se ha repetido muchas veces, pero yo con mi ignorancia supina creí haber inventado la rueda. Eso me ha pasado un montón de veces y creo que es lo más probable.

Lo chiquitito
Pero sigamos con las obviedades menudas y raras. Sabemos que la Relatividad General funciona muy bien para explicar por qué y cómo se mueven los "objetos" en el universo: es como las leyes del movimiento de Newton pero mejor, porque también explica cosas que para don Isaac eran un completo misterio. Como la naturaleza de "fuerza" o "atracción", frente a lo cual Newton simplemente se encogió de hombros y escribió "hipotesis non figo" o algo así (no haré hipótesis sobre eso, porque no tengo idea)

Bueno, de lo muy poco que sé sobre la Relatividad General es que no existen ni las fuerza ni la atracción, sino que las cosas se mueven por el camino más corto o del menor esfuerzo, que en un espacio esférico o similar son curvas cerradas, los cuerpos con masa alteran el espacio y eso hace que los de menor masa orbiten alrededor de los más masivos tal como cae una piedra por la pendiente. Hasta ahí todo un poco enredado pero medianamente entendible.

Pero ¿qué pasa con lo más chiquitito? Es decir los electrones y los elementos que los componen. Mi duda es que si esos enanitos deforman o no al espacio, porque la verdad es que esos también se mueven y muy rápido. Ya se, he leído cientos de veces que los modelos atómicos y los modelos de los planetas no son lo mismo, que obedecen a leyes diferentes, los átomos no son sistemas solares en miniatura y todo eso. Está bien pero ¿las partículas subatómicas curvan o no al espacio? ¿Lo que hace moverse a un electrón es lo mismo que hace moverse a un planeta o es algo distinto?  

Le voy a preguntar a mi amigo Tito que es físico la próxima vez que nos juntemos, pero me aseguraré de estar bien borracho cuando le pregunte, porque sano y bueno seguro que no le entendería ni una palabra.

Por qué las matemáticas son exactas
Las matemáticas gozan de muy buena reputación por ser "exactas", es decir 2+2=4 es algo que siempre se cumple y eso no significa que las matemáticas sean perfectas ni mucho menos. La verdad es que son exactas porque son arbitrarias, su exactitud no se basa en nada natural sino que es un simple juego de reglas, algo así como "porque lo digo YO" y nada más.

Esto quiere decir que la matemática jamás podrá ser una ciencia, ya que es solo un juego de definiciones, reglas y prodecimientos, algo totalmente artificial. Aunque los modelos matemáticos pueden ser sumamente útiles, a las conjeturas matemáticas -aunque se cumplan en millones de casos particulares- no les sirve para que se conviertan en teoremas, No son "verdades" hasta que no se demuestre por deducción que la conjetura es consistente con el sistema arbitrario de reglas que lo define.

La ciencia en cambio es todo lo contrario, basta que una cantidad suficientemente grande de experimentos cumplan con la hipótesis para que esa se convierta en ley. El método científico es pura inducción. La ciencia solo busca regularidades, mientras que la matemática busca ausencia de contradicciones. El método científico y el matemático son completamente opuestos, algo que habría que tener en cuenta cuando usamos herramientas matemáticas para cosas de la ciencia.   

Solo podemos ver el pasado
Como la velocidad de la luz no es infinita, nunca podemos ver el presente. Solo podemos ver el pasado pero no el presente, aunque sea una menudencia increíble de zillionésimas de segundos atrás, siempre estamos mirando al pasado, tal como vemos a una estrella que está a un millón de años luz, la vemos como era hace un millón de años, no ahora. Estamos convencido que existe el "ahora" y estar viviendo en ese preciso instante, sin embargo el ahora nunca llegaremos a percibirlo, no se puede.

Ya se que es una idea ociosa y tal vez trivial, pero si nos basamos solo en eso vemos que jamás podremos hacer una sola observación exacta porque no podemos registrar el presente. En fin, que cantidad de tonteras y cabezas de pescado he escrito hoy, se nota que me falta trago, trataré de cerrar esta entrada con algo importante y trascendental.

Pocas veces nos fijamos en el alcance inmenso que tiene nuestra vista. Podemos ver a ojo descubierto a Marte, Venus y estrellas que están a millones de kilómetros de distancia. Si la tierra fuera plana, en un día despejado tal vez podríamos ver el Everest a ojo descubierto. Bah, esto tampoco es importante, y menos trascendental.

6 comentarios:

  1. En la mecanica clasica tambien hay 4 dimensiones, las tres espaciales y una temporal (x, y, z y t) que es lo minimo indispensable para describir el estado de un objeto. Eso es lo que se llama dimensiones (o mas bien coordenadas). Existen otros sistemas que a veces son mas utiles para otros casos, como agregar coordenadas de momentos, etc.

    La diferencia es que con en la relatividad general esas coordenadas no son rigidas (se curvan) y no existe un punto de referencia que sea universal. Todo esto es concecuencia de la velocidad finita y constante de la luz (relatividad especial).

    Una manera de imaginarse es el encuentro de dos particulas en el espacio. En la mecanica clasica esas particulas comparten su posicion y sus tiempos por un instante. En la relatividad, no. Al estar moviendose tienen relojes distintos, lo cual es indistinguible a que pasen por la vereda del frente. Sus estados son diferentes!

    La curvatura del espacio-tiempo descrita en la relatividad general tambien es concecuencia de otro postulado de la relatividad especial que dice que no puedes distinguir un campo gravitatorio de uno acelerado. Basicamente la relatividad general hace un "mapeo" de esto.

    Ahora lo que nosotros entendemos por tiempo (los cambios que mencionas) es en lo basico termodinamica, aumento de entropia. Por que las flecha de tiempo cosmologica y termodinamica coinciden? Nadie lo sabe. Son propiedades emergentes de la materia. Los atomos no responden a eso. No se "cansan".

    Si. Las particulas subatomicas al tener masa curvan el espacio-tiempo. Pero eso no esta incorporado en la teoria de particulas. Uno de los grandes enigmas actuales.

    MV

    ResponderBorrar
    Respuestas
    1. Muy buenas las aclaraciones, despejan varias de mis dudas hasta donde alcanzo a entender (que no es mucho).
      Dentro de mis delirios sobre lo que es el tiempo, estaba imaginando como sería si la velocidad de la luz fuese mucho más lenta, algo así como 1mm por segundo o menos ¡viviríamos mucho más notablemente en el pasado! Creo que a mi me pasa a veces, no es que sea lento sino que mi velocidad de la luz es más lenta jaja. Bueno, la cosa es que esa sensación de inmediatez que tenemos es cosa de percepción nomás porque a nuestra escala la luz se mueve muy rápido, en realidad siempre vivimos con retraso.
      Que el tiempo está relacionado con el movimiento tiene otra implicancia: cuando estiramos la pata se dice que "se nos acabó el tiempo" y es así literalmente jaja.
      La flecha del tiempo no parece muy fundamental porque todo podría funcionar igual con el tiempo en reversa: que a partir del desorden todo se vaya ordenando, los organismos parece que van en contra de la flecha del tiempo.
      La mecánica cuántica puede ser muy precisa y todo eso, pero la relatividad es más bonita, al menos lógica e intuitivamente: si un electrón curva el espacio-tiempo ¿porqué no va a seguir las mismas leyes de los cuerpos celestes? Hasta podría ser un problema de escala nada más, aunque vaya a saber uno. Ahora si que no tomo más.

      Borrar
  2. Es muy interesante lo del ojo.
    No importa cuán lejos está un objeto ni lo pequeño que sea. Si logra instalar un par de fotones en nuestro ojo, lo podemos ver. Hay trabajos que dicen que hasta un solo fotón es visible.
    El objeto mas lejano que logra instalar unos pocos fotones en nuestro ojo desnudó a pesar de la distancia es la galaxia de Andromeda a 2,5 millones de años luz.

    ResponderBorrar
    Respuestas
    1. Marcelo es extraordinario lo que dices. Si podemos ver a simple vista hasta 2.5 millones de años luz es una maravilla de la que ni nos damos cuenta.
      Otra cosa maravillosa sería si nuestros ojos pudiesen percibir frecuencias más bajas ¡podríamos ver a través de las paredes y de los vestidos de las señoritas! Bueno, no veríamos nada en realidad porque lo que vemos es el rebote de la luz y las frecuencias bajas atraviesan los objetos, no rebotan

      Borrar
  3. Llegué a la relatividad especial. A la general la aprecio por sus generalidades divulgadas, no es que todo eso de los tensores lo haya estudiado jamás. De la cuántica llegue al quantum, al principio de incertidumbre y hasta a la ecuación de shrodinger, pero ahí a la selva de partículas y a los efectos de "saltos" ya me perdí.
    Después viré, en mero interés lector se entienda, a la biología - leí Darwin a los 30 y tantos y me consideré un ignorante por no haberlo hecho antes - y los fundamentos de la genética. Desde ese entonces son dos temas que me gustan, sobre todo la biología evolutiva.
    Por último las teoría sobre la evolución de ha cultura, la tecnología y la Historia me están interesando más. Teorías como la "larga duración" de Braudel . En el medio las leyes de la economía, también.
    Lo digo porque puede ser una secuencia natural, que le pasa a muchos tipos que empezaron con ciencia aplicada y tecnología. Primero ciencias duras y física, después el gran escenario, la biología, al final la cultura. La matemática cada vez cuesta más o es árida y en cambio los otros tipos de razonamiento se aprecian más. Uls

    ResponderBorrar
    Respuestas
    1. Ulschmidt, yo como soy lector de solapas he avanzado mucho menos. Nunca fui bueno para las matemáticas, aunque con enorme esfuerzo llegué a manejar algo y hasta fui ayudante, pero perdí mis escasas habilidades antes de titularme, todas (como sabes, los últimos cursos de ingeniería son de especialidad profesional y en eso se usan puras recetas de cocina, lo duro son los dos primeros años).
      Hoy solo entiendo de matemáticas a nivel de divulgación, pero si entiendo bien (creo) la parte cualitativa, en operatoria ya soy doble cero a la izquierda.
      "El Origen de las Especies" es una de las enormes lagunas que tengo, nunca lo he leído pese a que todos los que lo han leído me hablan maravillas de eso. En química y biología soy muy ignorante.
      Con los años descubrí que la historia es lo que más me gusta, es útil y sencilla, saber historia sirve para un montón de cosas prácticas de todos los días.
      He tenido amigos que fueron verdaderos genios en matemáticas, dos de ellos muertos por cirrosis (no es chiste), así es que por el bien de la salud de mi hígado prefiero mantenerme alejado de las ecuaciones y teoremas de cualquier tipo

      Borrar

"Send me a postcard, drop me a line
Stating point of view
Indicate precisely what you mean to say
Yours sincerely, wasting away
Give me your answer, fill in a form
Mine for evermore
Will you still need me, will you still feed me
When I'm sixty-four"