A través del tiempo, las investigaciones en física han puesto en claro que el universo está compuesto por un continuo de espacio y tiempo, un tejido espacio-temporal curvado por objetos masivos como estrellas y agujeros negros que hace que la materia sea tal como la conocemos.
La existencia de las ondas
gravitacionales postuladas por Einstein en 1916 y fueron confirmadas justo 100 años después, en 2016. Se tratan de vibraciones en el espacio-tiempo, en nuestra dimensión tridimensional, es el
material del que está hecho el universo. Debe saberse que la tela espacio-temporal cambia constantemente, aunque desde la física se desconoce cómo ocurre.
Sin embargo, atendiendo la investigación de The Royal Society Publishing, acaban de encontrar un nuevo modelo matemático que explicaría cómo las perturbaciones se mueven a través de un tejido dinámico espacio-tiempo
- un concepto conocido como "patrones de campo".
La materia juega ajedrez en el tablero del espacio-tiempo.
La idea fundamental del movimiento de los patrones de campo, se explica gráficamente en la siguiente animación. Los cuadrados
negros representan materia, y los cuadrados blancos representan materia con diferentes propiedades. La dimensión horizontal del tablero de
ajedrez representa el espacio, y la dimensión vertical representa el tiempo:
En la animación, la perturbación se representan como un pulso de láser, que se mueve hacia
adelante en el tiempo (comenzando en la parte inferior del tablero de ajedrez)
y se extiende en el espacio a través de los límites de cada cuadrado de tablero
de ajedrez. Lo que la teoría de patrones de
campo pretende describir es la propagación de ese pulso, y donde terminará.
¿Cuál es la relevancia de ésto?, la importancia consiste en que los patrones de campo combinan características
tanto de ondas propagadoras como de partículas localizadas, lo que este
nuevo marco matemático podría responder a algunas de las preguntas más importantes
de la mecánica cuántica, donde los objetos borran la delgada línea entre
partículas y ondas, es decir, de toda la materia existente en nuestra dimensión.
El investigador Graeme Milton de la
Universidad de Utah asegura que los patrones de campo podrían incluso describir la existencia de algunos componentes fundamentales de la materia en el universo.
"Esto abren las puertas a una nueva zona de investigación", explica
Milton, y añade, "tal vez una más útil es pensar en un árbol
ramificado. Pensar en las raíces del árbol como la perturbación inicial, y el
suelo como el punto de tiempo inicial. A medida que el tiempo progresa
(moviéndose hacia arriba del árbol), la perturbación se divide y se ramifica
cuando encuentra fronteras diferentes. Una vez que se llega a la parte superior
del árbol, hay una compleja red de ramas que se puede describir como el patrón
de campo. Si miras un árbol, el patrón de campo puede parecer caótico, pero
mira bastante árboles durante bastante tiempo, y puedes ver que el patrón se
repite, como un tablero de ajedrez".
"La
idea de un patrón de campo es un poco como una onda en un árbol, pero una onda
separada en un árbol diferente", explica Milton. Repercusiones en la mecánica cuántica.
Una de las preguntas persistentes que tenemos acerca de la mecánica cuántica es exactamente cómo es que las partículas subatómicas de los objetos se comportan como partículas y ondas - en la mecánica cuántica, las partículas no tienen una ubicación específica hasta que se miden.
En cambio, su probable ubicación se representa como nubes. Pero tan pronto como un observador mide la posición de un objeto, el comportamiento ondulatorio se colapsa en un solo punto de localización, como una partícula. Esto se conoce como dualidad onda-partícula.
Así, los patrones de campo pueden tender un puente sobre esta dualidad, porque las perturbaciones se representan como puntos y líneas discretas, como una partícula, pero luego también se difunden como una onda.
Este documento es sólo un primer paso en la idea. Ahora que esta
investigación ha sido publicada, otros matemáticos pueden comenzar a conducir
sus propias investigaciones sobre patrones de campo, y sólo el tiempo dirá dónde
termina el trabajo. "Algo puede surgir de esto", dijo Milton.
"Lo que es realmente fundamental, sin embargo, va en una dirección
completamente nueva".
Tomado de Lasnuevas matemáticas podrían finalmente explicar cómo se propagan las perturbacionesa través del espacio-tiempo rubricado por Fiona Macdonald el 15 feb 2017, publicado en ScienceAlert.com
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