Monthly Archives: December 2016

Vera Rubin trabajando en 1965, foto de la Fundación Carnegie.

Vera Rubin, la mujer que el Premio Nobel olvidó.


Esta es una traducción por mi cuenta -y de mi diccionario inglés/castellano- del reportaje publicado por la revista “Popular Science” escrito por Rachel Feltman con motivo del fallecimiento de Vera Rubin, la astrofísica que nunca fue galardonada con el Premio Nobel -aunque ella en vida sabía que en ningún ámbito, tiempo y lugar la reconocían por el simple hecho de ser mujer-.

A nuestro parecer ella es como Aquiles en la Guerra de Troya: se le recuerda más por sus actos que por ser hijo de dioses o reconocido por reyes, ambos en sus afamadas labores serán inmortales en el conocimiento e historia de la humanidad.


Vera Rubin, quien esencialmente creó un nuevo campo en la astronomía al realizar el descubrimiento de la materia oscura, era una favorita, por años, a ganar el premio Nobel de Física. Pero ella nunca recibió su llamada telefónica madrugadora desde Estocolmo, Suecia. El domingo ella falleció a la edad de 88 años.

La muerte de Rubin debería entristecer a la comunidad científica en el mejor de las circunstancias. Incontables científicos fueron inspiradas por su trabajo. Muchísimos científicos están investigando las preguntas que no pudieran existir sin su trabajo. Pero su paso por este mundo supone otro soplo: el premio Nobel no puede ser galardonado de manera póstuma. El más prestigioso reconocimiento en el campo de la física nunca se otorgará a una mujer que, indiscutiblemente, era quien más lo merecía.

En las décadas de los 60 y 70 del siglo XX, Rubin y su colega Kent Ford encontraron que las estrellas dentro de las galaxias en espiral no se comportaban como las leyes de la física dictan que deberían hacerlo. Este extraño giro le llevó a ella y otros a concluir que alguna masa aún no vista debería influenciar la rotación galáctica. Esta materia desconocida -ahora llamada materia oscura- sobrepasaba a la masa común en una relación de 5 a 1. Esta era una gran apuesta. Tal como publicó Phil Plait en su pizarra electrónica:

«¿Pueden ver la importancia de esto? La mayor parte del universo que Rubin descubrió es invisible para nosotros aún cuando este material ha tenido un profundo efecto en, literalmente, todas las cosas».

Vera Rubin trabajando en 1965, foto de la Fundación Carnegie.

Vera Rubin trabajando en 1965, foto de la Fundación Carnegie.

Un argumento frecuentemente escuchado contra el merecimiento del Nobel para Rubin es que la materia oscura es aún técnicamente teórica. Algunos científicos están aún trabajando en alzarse con teorías alternas para explicar el comportamiento de el universo. Dejemos que alguien lo detecte, dicen los opositores, y entonces aquellos que sentaron las bases podrán tener su reconocimiento. Esto pudiera ser un gran argumento, si no fuera por el hecho que los hombres que descubrieron la energía oscura -no menos importante que la materia oscura y no mucho menos teórica- fue recompensada con el galardón en el año 2011. Y sus observaciones tuvieron lugar unos buenos 20 años después de que Rubin hiciera su trabajo.

“La existencia de la materia oscura ha revolucionado completamente nuestro concepto de el Universo y nuestro campo de estudio” dijo Emily Levesque -Universidad de Washington- en una reciente entrevista a la revista “Astronomía”. “El creciente esfuerzo para entender el papel de la materia oscura básicamente se ha multiplicado en subcampos enteros de la astrofísica y la física de partículas”.

Mientras seguía una prolífica carrera científica, Rubin también lideró las causas de otras mujeres en la ciencia. Ella fue una astrofísica rompedora de moldes en un tiempo cuando pocas mujeres trabajan en este campo. Fue la única graduada con honores de entre sus compañeras en el colegio Vassar en 1948, y fue desdeñada en la Universidad de Princeton por razones de género. Obtuvo su Doctorado en la Universidad de Georgetwon con apenas 23 años de edad y siendo madre de dos hijos.

“A la edad de doce años prefería estar despierta observando las estrellas que en estar durmiendo y descansando. Comencé a aprender. Empecé a ir a la biblioteca a leer. Pero solo fue en mi dormitorio viendo a las estrellas lo que realmente me enseñó.No había nada más interesante en mi vida que observar las estrellas cada noche”.

Vera Rubin.

Cuando Rubin vino a ser la primera mujer en ganar aprobación oficial para usar el Observatorio del Monte Palomar del sur de California en 1964, tuvo prohibido usar un baño porque no existían facilidades para mujeres en el edificio.

“Vivo y trabajo bajo tres premisas básicas”, escribió Rubin en una oportunidad, “Una: En la ciencia no hay un problema que pueda ser resuelto por un hombre y no por una mujer. Dos: en el mundo entero la mitad de todos los cerebros son de mujeres. Tres: Todos necesitamos permiso para hacer ciencia, pero, por razones que están profundamente arraigadas en la historia, este permiso se da con más frecuencia a los hombres que a las mujeres”.

Han pasado 53 años desde que una mujer ganara el Premio Nobel de Física. De acuerdo en expertos en el área, hay gran cantidad de mujeres merecedoras de asetimiento, pero el desaire de 2016 fue la última oportunidad de Rubin.
Podemos obtener consuel en el hecho de que Rubin, mujer de mala leche como era, le hubiera condedido mayor importancia.

“La fama es fugaz”, dijo Rubin a la revista «Discover» en 1990. “Mis números significan más para mí que mi nombre, si los astrónomos siguen usando mis datos a partir de ahora, ese es mi mayor cumplido”.

El problema del tiempo de la gravedad cuántica.


Este artículo es una traducción al castellano del publicado por  Natalie Wolchover y llamado “Quantum Gravity’s Time Problem” donde se intenta explicar cómo influye la fuerza de la gravedad en el transcurso del tiempo. Por todos es sabido que a mayor gravedad el tiempo transcurre “más lentamente” en relación a como transcurre el tiempo con otros objetos y personas situados más lejos de los objetos masivos. Se han hecho experimentos con relojes atómicos de cesio sincronizados y luego colocado uno en altas montañas de la Tierra y luego comparado contra el “reloj testigo” -y considerando que dichos relojes tienen un error de un segundo cada 52 millones de años– la diferencia de tiempo observada entra ambas máquinas supera con creces el error del instrumento por lo que se comprueba la teoría señalada (otra cosa es la velocidad con que uno se desplaza y es objeto de otras comprobaciones experimentales aplicadas, por ejemplo, a los satélites que mantienen el Sistema de Posicionamiento Global -GPS-). Os invito a leer y comprender este interesante artículo.


Los físicos teóricos que se esfuerzan por unificar la mecánica cuántica y la relatividad general en una teoría omnipresente de la gravedad cuántica se enfrentan a lo que se llama el “problema del tiempo”.

En la mecánica cuántica, el tiempo es universal y absoluto; sus señales constantes dictan los enredos evolutivos entre las partículas. Pero en la relatividad general (teoría de la gravedad de Albert Einstein), el tiempo es relativo y dinámico, una dimensión que está inextricablemente entretejida con las direcciones X, Y y Z en un tejido “espacio-tiempo” de cuatro dimensiones. El tejido se deforma bajo el peso de la materia, haciendo que la materia cercana caiga hacia ella (esta es la gravedad), y ralentiza el paso del tiempo en relación con los relojes lejanos. Si salta en un cohete y utiliza el combustible para contrarrestar la gravedad y acelerar a través del espacio el tiempo se dilatará y usted envejecerá menos que cualquiera que se quedó en casa.

Unificar la mecánica cuántica y la relatividad general requiere reconciliar sus nociones absolutas y relativas del tiempo. Recientemente, un prometedor estallido de la investigación sobre la gravedad cuántica ha proporcionado un esbozo de lo que podría ser la reconciliación, así como ideas sobre la verdadera naturaleza del tiempo.

Como describí en un artículo de esta semana sobre un nuevo intento teórico de explicar la materia oscura, muchos físicos consideran ahora el espacio-tiempo y la gravedad como fenómenos “emergentes”: el espacio-tiempo curvo y la materia dentro de él son un holograma que surge de una red de qubits enredados (bits cuánticos de información), así como el entorno tridimensional de un juego de ordenador está codificado en los bits clásicos de un chip de silicio. “Creo que ahora entendemos que el espacio-tiempo es realmente sólo una representación geométrica de la estructura enredada de estos sistemas cuánticos subyacentes”, dijo Mark Van Raamsdonk, físico teórico de la Universidad de Columbia Británica.

Los investigadores han trajado con la matemática mostrando cómo el holograma surge en los universos de juguete que poseen una geometría de espacio-tiempo de ojo de pez conocida como espacio “anti-de Sitter” (AdS). En estos mundos deformados, los incrementos espaciales se hacen más y más cortos a medida que se aleja del centro. Eventualmente, la dimensión espacial que se extiende desde el centro se encoge a nada, golpeando un límite. La existencia de este límite – que tiene una dimensión espacial menos que el espacio-tiempo interior, o “volumen” – ayuda a los cálculos proporcionando una etapa rígida sobre la cual modelar los qubits enredados que proyectan el holograma dentro. “Dentro de la masa, el tiempo empieza a doblarse y curvarse con el espacio de manera dramática”, dijo Brian Swingle de las universidades de Harvard y Brandeis. “Tenemos una comprensión de cómo describir eso en términos de ‘lodo’ en el límite”, agregó, refiriéndose a los qubits enredados.

Los estados de los qubits evolucionan de acuerdo con el tiempo universal como si ejecutaran pasos en un código informático, dando lugar a un tiempo deformado y relativista en la mayor parte del espacio AdS. Lo único es que no es así como funciona en nuestro universo.

Aquí, el tejido del espacio-tiempo tiene una geometría de “de Sitter”, estirandose a medida que se pierde la vista en la distancia. La tela se extiende hasta que el universo golpea un tipo muy diferente de frontera de la del espacio AdS: el fin de los tiempos. En ese momento, en un evento conocido como “muerte por calor”, el espacio-tiempo se habrá estirado tanto que todo en él se verá causalmente desconectado de todo lo demás, de modo que ninguna señal pueda volver a viajar entre ellos. La noción familiar del tiempo se rompe. A partir de entonces, no pasa nada.

En el límite intemporal de nuestra burbuja espacio-tiempo, los enredos que unen a los qubits (y que codifican el interior dinámico del universo) presumiblemente permanecerían intactos, ya que estas correlaciones cuánticas no requieren que las señales sean enviadas de un lado a otro. Pero el estado de los qubits debe ser estático y eterno. Esta línea de razonamiento sugiere que de alguna manera, al igual que los qubits en el límite del espacio de AdS dan lugar a un interior con una dimensión espacial extra, los qubits en el límite intemporal del espacio de Sitter deben dar lugar a un universo con tiempo – tiempo dinámico, en particular. Los investigadores aún no han descubierto cómo hacer estos cálculos. “En el espacio de Sitter”, dijo Swingle, “no tenemos una buena idea de cómo entender el surgimiento del tiempo”.

Una pista proviene de las ideas teóricas que llegaron a Don Page y William Wootters en los años ochenta. Page, ahora en la Universidad de Alberta, y Wootters, ahora en Williams, descubrieron que un sistema enredado que es globalmente estático puede contener un subsistema que parece evolucionar desde el punto de vista de un observador dentro de él. Llamado un “estado de historia”, el sistema consiste en un subsistema enredado con lo que podrías llamar un reloj. El estado del subsistema difiere dependiendo de si el reloj está en un estado en el que su manecilla de hora apunta a uno, dos, tres y así sucesivamente. “Pero todo el estado del sistema-más-reloj no cambia con el tiempo”, explicó Swingle. “No hay tiempo. Es sólo el estado – no cambia nunca “. En otras palabras, el tiempo no existe a nivel global, pero una noción efectiva de tiempo emerge para el subsistema.

Un equipo de investigadores italianos demostró experimentalmente este fenómeno en 2013. Al resumir su trabajo, el grupo escribió: “Mostramos cómo un estado estático y enredado de dos fotones puede ser visto como evolucionando por un observador que usa uno de los dos fotones como reloj para medir la evolución del tiempo del otro fotón. Sin embargo, un observador externo puede demostrar que el estado enredado global no evoluciona “.

Otros trabajos teóricos han llevado a conclusiones similares. Los patrones geométricos, como el amplituedro, que describen los resultados de las interacciones de las partículas también sugieren que la realidad emerge de algo intemporal y puramente matemático. Todavía no está claro, sin embargo, cómo el amplituedro y la holografía se relacionan entre sí.

El resultado final, en palabras de Swingle, es que “de alguna manera, puedes salir del tiempo de los grados de libertad intemporales usando enredos”.

El tiempo dirá.


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Natalie Wolchover es una escritora senior en la revista “Quanta” que cubre las ciencias físicas. Anteriormente, escribió para “Popular Science”, “LiveScience” y otras publicaciones. Tiene una licenciatura en física de la Universidad de Tufts, estudió física de posgrado en la Universidad de California en Berkeley y fue coautora de varios trabajos académicos en óptica no lineal. Su escritura fue presentada en “The Best Writing on Mathematics” 2015. Ella es la ganadora del Premio 2016 de Excelencia en Informes Estadísticos y el Premio 2015 “Evert Clark / Seth Payne” para jóvenes periodistas científicos.


 

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