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Interestelar: un viaje hacia la astrofísica moderna.


Interestelar

Inspirada en la teoría del experto en relatividad Kip Stepehen Thorne sobre la existencia de los agujeros de gusano, y su función como canal para llevar a cabo los viajes en el tiempo. La historia gira en torno a un grupo de intrépidos exploradores que se adentran por uno de esos agujeros y viajan a través del mismo, encontrándose en otra dimensión. Un mundo desconocido se abre ante ellos y deberán luchar por mantenerse unidos si quieren volver de una pieza.
El físico teórico Kip Thorne fue asesor científico de la película para garantizar que las representaciones de los agujeros de gusano y de la relatividad fueran tan precisas como fuese posible. «Para las representaciones de los agujeros de gusano y el agujero negro», dijo, «hablamos sobre cómo hacerlo, y luego me puse a trabajar en las ecuaciones que permitían el rastreo de los rayos de luz, ya que viajaban a través de un agujero de gusano o alrededor de un agujero negro, así que lo que ves está basado en las ecuaciones de la relatividad general de Einstein».
En la creación del agujero de gusano y de un agujero negro supermasivo en rotación (que posee una ergosfera, a diferencia de un agujero negro que no gira), Thorne colaboró con el supervisor de efectos visuales Paul Franklin y un equipo de treinta artistas de efectos de ordenador en Double Negative. Thorne proporcionó páginas de ecuaciones teóricas a los artistas, quienes escribieron un nuevo software de representación infográfica basado en estas ecuaciones para crear simulaciones informáticas precisas de la lente gravitacional causada por estos fenómenos. Algunos fotogramas individuales tomaron hasta 100 horas de «render» y resultaron en 800 terabytes de datos. El efecto visual resultante proporcionó a Thorne una nueva visión de los efectos de las lentes gravitacionales y sobre los discos de acreción que rodean a los agujeros negros y dará lugar a la creación de dos artículos científicos, uno para la comunidad astrofísica y otro para la comunidad de gráficos por ordenador.
Christopher Nolan estuvo inicialmente preocupado de que una representación científicamente exacta de un agujero negro no sería visualmente comprensible para el público y requeriría que el equipo de efectos alterara su apariencia haciéndola un poco menos realista. Sin embargo, Nolan encontró el efecto final comprensible, siempre que mantuviera perspectivas de cámara consistentes. «Lo que encontramos fue que siempre y cuando no cambiáramos el punto de vista demasiado, la posición de la cámara, pudimos conseguir algo muy comprensible».
Debido a que el agujero negro es supermasivo, esto permitiría también al personaje cruzar el horizonte de sucesos sin experimentar espaguetización.
Si bien es normalmente imposible salir de un agujero negro, podría en teoría hacerlo mediante la introducción de un universo de cinco dimensiones.
Además, la interpretación de cómo se vería un agujero de gusano se considera científicamente correcta. En lugar de un agujero de dos dimensiones en el espacio, este se representa como una esfera, mostrando una visión distorsionada de la galaxia de destino.
El disco de acreción es descrito por Thorne como «anémico y de baja temperatura, aproximadamente de la temperatura del Sol», con una emisión de rayos X tan baja que los astronautas en su interior tendrían una oportunidad de sobrevivir.

Al principio del proceso, Thorne estableció dos directrices: en primer lugar, que nada violaría leyes físicas establecidas. En segundo lugar, que todas las especulaciones salvajes... surgirían a partir de la ciencia y no de la mente fértil de un guionista. Nolan aceptó estos términos, siempre y cuando no se interpusieran en el camino de la realización de la película. En un momento dado, Thorne pasó dos semanas tratando de hacer desistir a Nolan de una idea de un personaje que viajara más rápido que la luz, hasta que Nolan finalmente se rindió.
Resultado de imagen para interstellarSegún Thorne, el elemento que tiene el más alto grado de libertad artística son las nubes de hielo en uno de los planetas que visitan, que son estructuras que probablemente van más allá de la resistencia material que el hielo sería capaz de soportar.
El astrobiólogo David Grinspoon señaló que incluso con una plaga voraz habrían tomado millones de años para descender el contenido de oxígeno de la atmósfera. También señaló que las nubes de hielo deberían haber caído por la gravedad y que el planeta en órbita alrededor del agujero negro tenía luz del sol en la película cuando no debería haber tenido.
El astrofísico Neil deGrasse Tyson ha explorado la ciencia detrás del final de Interstellar. Concluye que teóricamente es posible interactuar con el pasado y que "no sabemos realmente lo que hay en un agujero negro, así que tómalo y corre con él".3​ El físico teórico Michio Kaku elogió la película por su precisión científica y ha dicho que Interestelar "podría establecer el estándar de oro para las películas de ciencia ficción para los próximos años". Del mismo modo, Timothy Reyes, ex ingeniero de software de la NASA, dijo: "La contabilidad de Thorne y Nolan de agujeros negros y agujeros de gusano y el uso de la gravedad es excelente".

El gato de Schrödinger




El gato de Schrödinger
De Dhatfield - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, Enlace
El gato de Schrödinger o la paradoja del gato de Schrödinger consiste en un celebre experimento imaginario ideado en 1935 por el físico austriaco  Erwin Schrödinger para ilustrar lo desconcertante que puede llegar a ser el mundo cuántico.
El experimento consiste en lo siguiente: primero imaginemos una caja cerrada de color opaco que contiene un gato en su interior, un mecanismo que acciona un martillo y justo debajo del martillo, un frasco de cristal con una dosis de veneno letal para el gato. El mecanismo posee una probabilidad del 50% de accionarse en un tiempo dado, de manera que si se acciona el martillo cae y rompe el frasco de cristal, el veneno se libera y el gato muere.

Por lo cual existe una probabilidad del 50% de que el gato permanezca con vida. La intuición nos dice que solo abriendo la caja averiguamos que le ha ocurrido al gato, pero para la mecánica cuántica antes de abrir la caja el gato esta "vivo y muerto a la vez" y ambos estados son igual de reales.
Pero se preguntaran ¿cómo es esto posible?, les mostraré otro ejemplo de una imagen viral en redes sociales que puede resultar útil para ilustrar esta situación , observen la imagen que aparece a continuación:
Plato Schrödinger

A partir de la imagen sabemos que existe una probabilidad de que el plato se rompa o no, así que solo sabremos el desenlace cuando se abra la puerta, pero para la mecánica cuántica el plato esta "roto y no roto a la vez" antes de abrir la puerta..
Estos ejemplos nos muestran la imposibilidad humana de comprender mediante la intuición el mundo cuántico y es una forma de expresar un concepto fundamental: la dualidad onda-partícula, que hace, por ejemplo, que el electrón sea partícula y onda a la vez hasta que lo observamos, ya que sucede que hay una propiedad que poseen los electrones, de poder estar en dos lugares distintos al mismo tiempo, pudiendo ser detectados por los dos receptores y dándonos a sospechar que el gato está vivo y muerto a la vez, lo que se llama Superposición. Pero cuando abramos la caja y queramos comprobar si el gato sigue vivo o no, perturbaremos este estado y veremos si el gato está vivo o muerto.
Ahí radica la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador, lo que no puede ser posible por el simple uso de la lógica. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema: solo la probabilidad de obtener cada resultado. La naturaleza del proceso sigue siendo una incógnita, que ha dado lugar a distintas interpretaciones de carácter especulativo.
Si no entiende nada de lo que se habló, no se preocupe uno de los padres de la cuántica Richard Feynman decía: " Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica es porque no la ha entendido"


Biografía de James Clerk Maxwell resumida y sus aportaciones


James Clerk Maxwell: el padre de la
Teoría Electromagnética
D. J. Polo-Ojito
  Programa de Física 
James Clerk Maxwell
James Clerk Maxwell
Introducción
Se presentará un breve resumen acerca de la biografía de James Clerk Maxwell y sus principales aportes al Electromagnetismo.
Biografía                                                                 
James Clerk Maxwell (Edimburgo, Escocia, 13 de junio de 1831 – Cambridge, Inglaterra, 5 de noviembre de 1879). Científico y Físico escocés, conocido como Maxwell, es considerado el físico del siglo XIX que más influencia tuvo en el siglo XX.  Su Teoría Electromagnética, expuesta en sus cuatro ecuaciones de Maxwell, basadas en el trabajo anterior de Michael Faraday, cambiaron el mundo de la Física para siempre, abonando el terreno para la Teoría de la Relatividad, la Teoría Cuántica, la Radiación calórica, así

GEOMETRÍA Y FÍSICA,¿CARA Y CRUZ DE UNA MISMA MONEDA?



geometria y fisicaLa física tiene por objeto el conocimiento del mundo exterior, vale decir, la comprensión de las leyes que rigen la naturaleza y sus fenómenos. La Geometría, como parte de la Matemática, pertenece mas al mundo de las ideas y puede crearse, ella misma, los objetos que luego va a estudiar. Sin embargo, sobre todo en sus comienzos, la Geometría tomó estos objetos a imagen y semejanza de los que se veían y observaban en la Naturaleza: por ello fue una ciencia "visual" y como tal, la parte más intuitiva de la Matemática. Geometría y Física crecieron observando la Naturaleza, prestando la primera más atención a la "forma" de los objetos y la segunda a su movimiento, pero como todo movimiento supone una trayectoria, una y otra ciencia estuvieron siempre imbricadas en una inseparable hermandad. Esto hizo que los grandes cambios en la historia de la Física fueran siempre acompañados, a veces con adelanto, a veces con retraso, pero siempre con una notoria influencia reciproca, con los grandes cambios en la historia de la Geometría.Desde  los  griegos  a  la actualidad,  a lo  largo  de  más  de veinticinco  siglos de historia,  nunca  se ha puesto  en duda que  la  ciencia  es  el  resultado  de  la  interrelación  de  tres elementos  básicos: la  realidad o conjunto  de  los denominados hechos objetivos;  la observación de los mismos
mediante  la  experimentación;  y  la  teoría, que  construida  a partir  del  más preciado  de  los dones del hombre,  el pensamiento, trata de proporcionar  una visión  racional de los hechos.  Sin  estos  tres  elementos  no  sólo  es  imposible  la ciencia, sino, más aún,  el que se pueda hablar  de algo externo a nosotros con sentido. Son dichos elementos  el implícito  punto  de  partida  de  toda  consideración  sobre  el mundo  que  nos  rodea,  siendo  su  explicación  en  cada parcela  concreta  del  saber  el  destino  último  del  conocimiento  científico.Bajo  esta  concepción,  la  matemática,  al  considerarse como un típico producto  del pensamiento,  independiente  de  toda  experiencia,  tal  y como  es entendida  desde  la visión axiomática, debería ser diferente  de  las demás ciencias,  por  cuanto  sus  conceptos,  proposiciones  y  resulta-dos  no  se refieren  a la realidad.  Sin  embargo, y esto  es lo que  a  lo  sumo  se admite  desde  esa visión,  al  estar  normalmente inspirados sus principios básicos en alguna parcela de la realidad,  esta disciplina tendría que tener algún tipo  de relación  con  las otras  ciencias, cuya aclaración  encada caso concreto  se presenta como  una cuestión  fundamental.
Libro completo aquí.

Geometry, topology and physic


  • Geometry and Physics" addresses mathematicians wanting to understand modern physics, and physicists wanting to learn geometry. It gives an introduction to modern quantum field theory and related areas of theoretical high-energy physics from the perspective of Riemannian geometry, and an introduction to modern geometry as needed and utilized in modern physics.
  • This  book  is  a  considerable  expansion  of lectures  I gave  at  the  School of Mathematical  and  Physical Sciences, University  of  Sussex  during  the winterterm of 1986. The audience included postgraduate students and faculty membersworking in particle physics, condensed matter physics and general relativity. The lectures were quite informal and I have tried to keep this informality as much aspossible in this book. The proof of a theorem is given only when it is instructiveand  not  very  technical; otherwise  examples  will  make  the theorem  plausible. Many figures will help the reader to obtain concrete images of the subjects.
  • In  spite  of  the  extensive use  of  the concepts of topology,  differential geometry and other areas of contemporary mathematics in recent developments intheoretical physics, it is rather difficult to find a self contained book that is easily accessible to postgraduate students in physics. This book is meant to fill the gap between highly advanced books or research papers and the many excellent intro-ductory books.  As a reader, I imagined a first-year postgraduate student in theo-retical physics who has some familiarity with quantum field theory and relativity.In this book, the reader will find many examples from physics, in which topo-logical and geometrical notions are very important.  These examples are eclecticcollections from particle physics, general relativity and condensed matter physics.Readers should feel free to  skip examples that are out of their direct concern. However, I believe these examples should be the theoretical minimato studentsin theoretical physics. Mathematicians who are interested in the application oftheir discipline to theoretical physics will also find this book interesting.
  • Complete book here