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INTRODUCCIÓN ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA

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La era de Planck y la inflación
La era de Planck
La era inflacionaria
La homogeneidad del Universo
La planitud del Universo
La aparición de la materia y la bariogénesis

La evolución de la materia
El confinamiento de los quarks y la era hadrónica
El desacoplamiento de los neutrinos y la era leptónica
La nucleosíntesis primordial
La recombinación y la radiación fósil
Las fluctuaciones de densidad primordiales

Algunas curiosidades
La dualidad onda-partícula
La paradoja EPR y la no separabilidad
El ajuste de las constantes fundamentales
El gato de Schrödinger
Los universos paralelos

 

 

 

Universe_expansion_es

Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad infinita matemáticamente paradójica. El universo se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros.

 

El gato de Schrödinger

La experiencia del gato de Schrödinger fue imaginada en 1935 por uno de los padres fundadores de la mecánica cuántica, Erwin Schrödinger, con el fin de poner en evidencia supuestas lagunas de esta descripción del mundo.

Una descripción probabilista

En mecánica cuántica, el mundo microscópico se describe en término de probabilidades, y el determinismo clásico ya no existe. No se puede hablar más de la posición de una partícula, sino solamente de su probabilidad de encontrarse en un lugar determinado. Este concepto es más bien extraño, en cualquier caso muy alejado de nuestra experiencia de la vida cotidiana, pero como la mecánica cuántica ha pasado con éxito todas las pruebas experimentales inventadas hasta ahora, nos vemos, pues, obligados a aceptarlo como descripción de la realidad.

El indeterminismo proyectado en el mundo macroscópico

Si es posible admitir que el mundo microscópico está regido por las leyes cuánticas, eso se vuelve más difícil cuando se habla de la vida diaria. La experiencia del gato de Schrödinger precisamente ha sido imaginada para hacer surgir el indeterminismo microscópico en el mundo macroscópico de nuestra vida cotidiana.

La idea de Schrödinger consiste en colocar un gato en una caja cerrada (se trata obviamente de una experiencia de pensamiento y cualquier animal la haría). Esta caja está provista de un sistema destinado a matar el gato. Este sistema está constituido de un frasco de veneno, de una pequeña cantidad de materia radioactiva y de un contador Geiger. Cuando se produce la primera desintegración de un núcleo radioactivo, el contador Geiger reacciona poniendo en marcha un mecanismo que rompe el frasco y libera el veneno mortal. Así pues, la desintegración de un núcleo radioactivo, un proceso microscópico, se traduce por la muerte del gato en un acontecimiento macroscópico.

La desintegración de un núcleo radioactivo es un proceso puramente cuántico que se describe en términos de probabilidades. Es imposible prever qué núcleo se transformará en primero, o bien cuando se producirá la primera desintegración. La única cosa que podemos calcular es la probabilidad de que un cierto número de núcleos se haya desintegrado después de un tiempo determinado. Podemos, por ejemplo, elegir una sustancia radioactiva de tal forma que después de cinco minutos haya el 50 por ciento de posibilidades de que un núcleo se haya desintegrado y el 50 por ciento de posibilidades de que nada se haya producido.

 

 

Schrodinger

 

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (Erdberg, Viena, Imperio austrohúngaro, 12 de agosto de 1887 – id., 4 de enero de 1961) fue un físico austríaco, naturalizado irlandés, que realizó importantes contribuciones en los campos de la mecánica cuántica y la termodinámica. Recibió el Premio Nobel de Física en 1933 por haber desarrollado la ecuación de Schrödinger. Tras mantener una larga correspondencia con Albert Einstein propuso el experimento mental del gato de Schrödinger que mostraba las paradojas e interrogantes a los que abocaba la física cuántica. Crédito: Nobelprize.org

Interpretación de la experiencia

Cerremos, pues, lo caja y esperemos durante cinco minutos. Puesto que la desintegración radioactiva se expresa en términos de probabilidades, la suerte del gato sólo puede describirse en términos similares. Después cinco minutos, hay, pues, el 50 por ciento de posibilidades de que el gato esté muerto y el 50 por ciento de posibilidades de que esté vivo.

En la interpretación tradicional de la mecánica cuántica, el gato no está entonces ni muerto ni vivo. Se encuentra en una superposición de estos dos Estados. Es sólo cuando abrimos finalmente la caja que uno de los dos estados posibles se convierte en la realidad. El gato está entonces vivo o muerto.

La interpretación tradicional de la mecánica cuántica plantea, pues, un problema. Es posible imaginar que una partícula se encuentra en una superposición de estados, cada uno afectado de una cierta probabilidad. Esto se vuelve en cambio muy difícil cuando se considera un objeto macroscópico, como el gato en cuestión. La idea de un animal ni muerto ni vivo, pero en una superposición de estos estados, es más bien difícil de aceptar. Es a este problema que la teoría de los universos paralelos viene a aportar una solución elegante.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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