Respuestas A Los Mayores Desafíos De La Ciencia: ¿Hasta Dónde Hemos Llegado? - Vista Alternativa

Tabla de contenido:

Respuestas A Los Mayores Desafíos De La Ciencia: ¿Hasta Dónde Hemos Llegado? - Vista Alternativa
Respuestas A Los Mayores Desafíos De La Ciencia: ¿Hasta Dónde Hemos Llegado? - Vista Alternativa

Vídeo: Respuestas A Los Mayores Desafíos De La Ciencia: ¿Hasta Dónde Hemos Llegado? - Vista Alternativa

Vídeo: Respuestas A Los Mayores Desafíos De La Ciencia: ¿Hasta Dónde Hemos Llegado? - Vista Alternativa
Vídeo: PSICONEUROINMUNOLOGÍA CLÍNICA EN TIEMPOS DE INCERTIDUMBRE 2024, Marzo
Anonim

Se desconoce mucho sobre la naturaleza del propio universo. Es la curiosidad inherente a los humanos, que lleva a la búsqueda de respuestas a estas preguntas, lo que impulsa la ciencia. Ya hemos acumulado una cantidad increíble de conocimiento, y los éxitos de nuestras dos teorías principales, la teoría cuántica de campos, que describe el modelo estándar, y la relatividad general, que describe la gravedad, demuestran lo lejos que hemos llegado en la comprensión de la realidad misma.

Mucha gente es pesimista sobre nuestros esfuerzos actuales y planes futuros para resolver los grandes misterios cósmicos que nos desconciertan hoy. Nuestras mejores hipótesis para la nueva física, incluida la supersimetría, las dimensiones extra, el tecnicolor, la teoría de cuerdas y otras, no han podido obtener ninguna confirmación experimental hasta ahora. Pero esto no significa que la física esté en crisis. Esto significa que todo es exactamente como debería ser: la física dice la verdad sobre el universo. Nuestros próximos pasos nos mostrarán lo bien que escuchamos.

Los mayores misterios del universo

norte

Hace un siglo, las preguntas más importantes que podíamos hacer incluían algunos acertijos existenciales extremadamente importantes como:

  • ¿Cuáles son los componentes más pequeños de la materia?
  • ¿Son nuestras teorías de las fuerzas de la naturaleza verdaderamente fundamentales o se necesita una comprensión más profunda?
  • ¿Cuán grande es el universo?
  • ¿Nuestro Universo ha existido siempre o apareció en un momento determinado del pasado?
  • ¿Cómo brillan las estrellas?

En ese momento, estos misterios ocuparon las mentes de las personas más grandes. Muchos ni siquiera pensaron que se les podría responder. En particular, exigieron una inversión de recursos aparentemente tan enormes que se propuso simplemente contentarnos con lo que sabíamos en ese momento y utilizar este conocimiento para el desarrollo de la sociedad.

Por supuesto, no hicimos eso. Invertir en la sociedad es extremadamente importante, pero es igualmente importante traspasar los límites de lo conocido. Gracias a nuevos descubrimientos y métodos de investigación, pudimos obtener las siguientes respuestas:

  • Los átomos están formados por partículas subatómicas, muchas de las cuales se subdividen en componentes aún más pequeños; ahora conocemos el modelo estándar completo.
  • Nuestras teorías clásicas han sido reemplazadas por las cuánticas, que combinan cuatro fuerzas fundamentales: fuerzas nucleares fuertes, electromagnéticas, nucleares débiles y gravitacionales.
  • El universo observable se extiende por 46,1 mil millones de años luz en todas las direcciones; el universo observable puede ser mucho más grande o infinito.
  • Han pasado 13.800 millones de años desde el evento conocido como Big Bang que dio origen al universo que conocemos. Fue precedida por una era inflacionaria de duración indefinida.
  • Las estrellas brillan gracias a la física de la fusión nuclear, convirtiendo la materia en energía según la fórmula de Einstein E = mc2.

Y, sin embargo, solo profundizó los misterios científicos que nos rodean. Con todo lo que sabemos sobre las partículas fundamentales, estamos seguros de que debe haber muchas otras cosas en el Universo que aún desconocemos. No podemos explicar la aparente presencia de materia oscura, no entendemos la energía oscura y no sabemos por qué el universo se está expandiendo de esta manera y no de otra manera.

Video promocional:

No sabemos por qué las partículas son tan masivas como son; por qué el Universo está abrumado por la materia, no por la antimateria; por qué los neutrinos tienen masa. No sabemos si el protón es estable, si alguna vez se desintegrará o si la gravedad es una fuerza cuántica de la naturaleza. Y aunque sabemos que la inflación fue precedida por el Big Bang, no sabemos si la inflación misma comenzó o fue eterna.

¿Pueden los humanos resolver estos acertijos? ¿Podrían los experimentos que podemos hacer con la tecnología actual o futura arrojar luz sobre estos misterios fundamentales?

Image
Image

La respuesta a la primera pregunta es posible; no sabemos qué secretos guarda la naturaleza hasta que lo vemos. La respuesta a la segunda pregunta es inequívocamente sí. Incluso si todas las teorías que hemos planteado sobre lo que está más allá de los límites de lo conocido, el modelo estándar y la relatividad general, son 100% incorrectas, hay una gran cantidad de información que se puede obtener realizando experimentos que planeamos ejecutar a continuación. Generacion. No construir todas estas instalaciones sería una locura, incluso si confirman el escenario de pesadilla que los físicos de partículas han temido durante muchos años.

norte

Cuando escuche hablar de un acelerador de partículas, probablemente se imagina todos estos nuevos descubrimientos que nos esperan a energías superiores. La promesa de nuevas partículas, nuevas fuerzas, nuevas interacciones o incluso sectores completamente nuevos de la física es lo que les gusta cometer a los teóricos, incluso si experimento tras experimento sale mal y no cumple esas promesas.

Hay una buena razón para esto: la mayoría de las ideas que se pueden presentar en física ya han sido excluidas o severamente limitadas por los datos que ya tenemos. Si quieres descubrir una nueva partícula, campo, interacción o fenómeno, no debes postular algo que sea incompatible con lo que ya sabemos con certeza. Por supuesto, podríamos hacer suposiciones que luego resultarían erróneas, pero los datos en sí deben estar de acuerdo con cualquier teoría nueva.

Por eso, el mayor esfuerzo en física no se dirige a nuevas teorías o nuevas ideas, sino a experimentos que nos permitirán ir más allá de lo que ya hemos explorado. Claro, encontrar el bosón de Higgs podría ser un gran revuelo, pero ¿qué tan fuertemente está relacionado el Higgs con el bosón Z? ¿Cuáles son todas estas conexiones entre estas dos partículas y otras en el Modelo Estándar? ¿Qué tan fácil es crearlos? Una vez creado, ¿habrá desintegraciones mutuas que difieran de la desintegración del Higgs estándar más el bosón Z estándar?

Existe una técnica que se puede utilizar para investigar esto: crear una colisión electrón-positrón con la masa exacta del Higgs y el bosón Z. En lugar de unas pocas decenas o cientos de eventos que crean los bosones de Higgs y Z, como lo hace el LHC, puede crear miles, cientos de miles o incluso millones de ellos.

Por supuesto, el público en general estará más emocionado por encontrar una nueva partícula que cualquier otra cosa, pero no todos los experimentos están diseñados para crear nuevas partículas, y no es necesario que sea así. Algunas están destinadas a investigar la materia que ya conocemos y estudiar en detalle sus propiedades. El Gran Colisionador de Electrones y Positrones, el precursor del LHC, nunca ha encontrado una sola partícula fundamental nueva. Como el experimento DESY, que colisionó electrones con protones. Y también lo hace el colisionador relativista de iones pesados.

Image
Image

Y esto era de esperar; el propósito de estos tres colisionadores era diferente. Consistió en explorar la materia que realmente existe con una precisión sin precedentes.

No parece que estos experimentos solo hayan confirmado el Modelo Estándar, aunque todo lo que encontraron fue consistente con el Modelo Estándar. Crearon nuevas partículas compuestas y midieron los enlaces entre ellas. Se descubrieron relaciones de descomposición y ramificación, así como sutiles diferencias entre materia y antimateria. Algunas partículas se comportaron de manera diferente a sus contrapartes espejadas. Otros parecían romper la simetría de inversión del tiempo. Sin embargo, se ha encontrado que otros se mezclan, creando estados ligados de los que ni siquiera éramos conscientes.

El propósito del próximo gran experimento científico no es simplemente buscar una cosa o probar una nueva teoría. Necesitamos recopilar un gran conjunto de datos que de otro modo no estarían disponibles y dejar que esos datos guíen a la industria.

Por supuesto, podemos diseñar y construir experimentos u observatorios basados en lo que esperamos encontrar. Pero la mejor opción para el futuro de la ciencia será una máquina multipropósito que pueda recopilar grandes y variadas cantidades de datos que no hubieran sido posibles sin inversiones tan enormes. Esta es la razón por la que Hubble ha tenido tanto éxito, por qué Fermilab y el LHC han empujado los límites más allá que nunca y por qué futuras misiones como el Telescopio Espacial James Webb, futuros observatorios de clase de 30 metros o futuros colisionadores serán necesarios si queremos responder a los más fundamentales. preguntas de todos.

Hay un viejo adagio en los negocios que también se aplica a la ciencia: “Más rápido. Es mejor. Más barato. Elige dos. El mundo se mueve más rápido que nunca. Si empezamos a ahorrar y no invertimos en lo “mejor”, será como darnos por vencidos.

Ilya Khel

Recomendado: