Durante la inflación, el espacio se expandió más rápido que la luz. He oído decir que está bien porque no se transmitió información más rápido que la luz. ¿Pueden los patrones en la radiación de fondo de microondas considerarse información?

Sí, pero esto no rompe la regla de la Relatividad de que nada puede viajar más rápido que la luz, que se ha revisado para que nada que lleve información pueda viajar más rápido que la luz.

En un giro irónico del destino, similar a la declaración de Einstein de su factor dulce, la llamada Constante Cosmológica, el error más grande de su carrera, mientras que treinta años después de su muerte se dio cuenta de que Einstein no estaba ridículamente equivocado acerca de la necesidad de esta constante dentro del estructura de la ciencia de la cosomología, pero justo en el dinero, por lo que su constante cosmológica fue “resucitada”. Del mismo modo, Einstein, Podolsky y Rosen publicaron un artículo con un experimento mental (llamado “La paradoja de EPR”) que pretendía anular algunas de las predicciones de la mecánica cuántica, mostrando que la QM es incompleta en el mejor de los casos, o simplemente errónea, en el peor, porque, aunque abogó por QM, usar la idea de quanta en un artículo de física por el que ganó el Premio Nobel, en realidad, en lugar de refutar (falsificar) QM, demostró que la predicción de QM del enredo cuántico era real. La naturaleza es siempre el último árbitro final de la verdad. En el momento en que se presentó, la paradoja de EPR no podía ser probada, la tecnología no estaba disponible para poder realizarla, pero décadas después el experimento (que la paradoja de EPR propuso, solo como un experimento mental) se realizó “de verdad , “por Alain Aspect y John Bell (ver” Desigualdad de Bell “), y demostró que QM era correcto. Por lo tanto, Einstein, al concebir brillantemente una idea para refutar QM, que desaprobó debido a su “rareza”, ¡demostró que QM era correcto!

Tanto la constante cosmológica como el experimento EPR muestran algo raro y maravilloso en cualquier genio imponente que rehace nuestra imagen de la naturaleza, desde lo pequeño a lo cosmológico (infinito). El ámbito de las cosas más pequeñas que conocemos en la naturaleza es tratado por la mecánica cuántica, en la que Einstein inicialmente creyó y avanzó como una teoría buena y adecuada en física, y que utilizó en su “año milagroso” de 1905, en uno de cuatro documentos que cambiaron el mundo escritos por el joven Einstein, y publicados ese año (1905) en la revista de física más importante de Alemania en ese momento, la “Annalen der Physik” – Así Einstein era un físico tan (y Planck también), tan perspicaz y brillante, que ni siquiera podía estar equivocado! Su constante cosmológica no fue un error; y QM, que inicialmente demostró ser válido y en el que creía, solo más tarde se negó, después de la aceptación de la “Interpretación de Copenhague” de Bohr y Heisenberg, donde QM se volvió demasiado extraño para Einstein, el último gran “físico clásico”. Los físicos más jóvenes no tuvieron problemas con la QM. Esta es la naturaleza humana típica. La física es un juego ganado principalmente por los jóvenes, cuando uno no ha aprendido demasiado para volverse inflexible y dogmático.

En aproximadamente 100 años de intentos de refutar (falsificar) la teoría de la relatividad, nadie ha demostrado que esté equivocada, ni una sola parte de ella. Ahora se acepta provisionalmente, lo que está tan cerca de ser un “hecho” como lo permite la metodología científica. Todas las teorías tienen una vida útil. Einstein no refutó la teoría de la gravedad de Newton, pero la modificó tanto que la reemplazó, modificando lo que Newton se equivocó (en su cálculo de la órbita excéntrica del planeta mercurio, por ejemplo, lo que las leyes de Newton no podían explicar. Relativy de Einstein (La relatividad general, (no la relatividad especial) en la que se encuentra la teoría de la gravedad de Einstein) explicó la extraña órbita similar al tapete de Mercurio alrededor del Sol, así como también extendió la mecánica para incluir la energía de la materia moviéndose a través del espacio-tiempo en alguna fracción del tiempo velocidad de la luz.

Kip Thorne, un físico vivo que propuso la idea de que tuvo que haber habido un período “inflacionario” en el nacimiento de los universos cuando se expandió en tamaño muchas veces más rápido que la velocidad de la luz. Su idea de inflación predijo que habría una radiación de fondo de microondas que sería prácticamente completamente suave en todo el espacio. Thorne tenía razón, hay una suave radiación de fondo de mw que infunde todo el espacio, y Thorne ganó un premio Nobel por ello. La idea de Thorne del origen del universo que tiene un período inflacionario fortalece la aceptación del Big Bang.

Ahora, la razón por la que sí, el fondo de mw (MBR) es información y no, la predicción de la relatividad (Relatividad especial aquí) de que ninguna información puede viajar más rápido que la velocidad de la luz no fue falsificada al encontrar el MBR (radiación de fondo de microondas sobrante del Big Bang.) Según Thorne, fue el espacio-tiempo mismo, no cualquier forma de materia o energía o información, lo que se expandió muchas veces más rápido que la velocidad de la luz. Esto no es lo mismo que decir información que contiene materia-energía, que es el MBR, viajó más rápido que la luz, solo que el espacio-tiempo lo hizo. El MBR es radiación. Es una parte bien definida del espectro electromagnético que incluye ondas de radio, infrarrojos, luz visible en todos sus colores, ultravioleta, rayos X y rayos gamma, que van desde la mayor longitud de onda a la más corta.

Entonces, de nuevo, sí, se predijo que el MBR estaría en todas partes en el cielo, más o menos uniformemente, ya que como la radiación, originalmente de una longitud de onda mucho más corta, ocurrió en un momento en que el universo era lo suficientemente pequeño como para que esta energía de relleno de radiación se extendiera en todo momento, y cada “lado del universo” estaba en comunicación con el otro, a la velocidad de la luz.

No podemos viajar hacia atrás en el tiempo y de alguna manera ver este evento, ver el Big Bang (¡¡si solo !!). Pero es la inferencia más lógica sobre el universo, ya que ahora sabemos que el universo se está expandiendo a una velocidad exponencial (cuanto más lejos está una fuente de luz, más rápido se mueve esa fuente y más desplazado hacia el rojo es el espectro visible de la fuente de luz (una estrella, por ejemplo). Esto es exactamente lo que uno esperaría ver si uno fuera 1 de, digamos, 100 puntos dibujados en la piel de un globo desinflado, que luego comenzó a explotar: cada parte del universo, cada punto dibujado en la piel en expansión del globo, se ve a sí mismo como estacionario y todo lo demás (todos los otros “puntos”) se alejan exponencialmente más rápido con la distancia del observador.

No podemos ver más allá de unos 400,000 años después del Big Bang. Antes de eso, el universo era una densa sopa de energía y radiación, estaba tan lleno de materia (quarks) y radiación que era opaco. Aproximadamente 400,000 años después del Big Bang, toda la materia y la radiación se dispersaron lo suficiente como para que el espacio se volviera “negro” como lo es ahora.

Sobre la formación de moléculas: la mayor parte del universo visible está formado por gas hidrógeno, todas las estrellas son conglomerados gigantes de gas hidrógeno. El hidrógeno también es la molécula más simple, que tiene un protón y un electrón en círculo. Cuando todo pasó de opaco a translúcido, es probable que todas las partículas subatómicas se unieran para formar el elemento más simple posible, el hidrógeno. Todo encaja. Un universo en expansión implica, ejecutar la expansión “hacia atrás” en un momento en que todo estaba contenido en una singularidad de algún tipo. Todo el shebang se conoce como el modelo estándar. Si bien el modelo estándar aún no unifica todas las fuerzas de la naturaleza (tanto la QM como la relatividad son incompatibles; hasta ahora no han sido unificadas en una “fuerza” por ninguna teoría. Recientemente se pensó que la teoría de cuerdas haría el truco. Pero la teoría de cuerdas no se puede mostrar, de hecho, en una sola imagen coherente matemáticamente hablando; y no unifica las cuatro fuerzas (la gravedad sigue siendo la fuerza extraña según el modelo estándar, mientras que la QM y la relatividad están locamente en el dinero en sus predicciones de cómo se comporta la naturaleza dentro de sus dominios (lo muy pequeño y lo infinito).

Sí, los patrones en el fondo del microondas son información. Y su suavidad es parte de la razón para creer en la inflación. Partes del universo originalmente lo suficientemente juntas como para intercambiar información (suavizarse) luego se separaron lo suficiente como para que la suavidad se extendiera sobre escalas que, sin inflación, no podrían haberse comunicado.

Pero tenga en cuenta que cuando el espacio se expande, nada viaja en absoluto . Todo permanece atascado en los pedazos de espacio en el que comenzó, solo apareció más espacio entre cada bit. El hecho de que el número matemático que representa la distancia entre dos puntos aumente más rápido que la velocidad de la luz no significa que esas cosas viajen más rápido que la luz. Ese número ni siquiera es información, es solo una medición que solo un observador puede hacer más tarde, cuando la luz ha tenido tiempo de recorrer los diversos caminos del sistema.

Sí, pero estos patrones no se pueden transmitir más rápido que la velocidad de la luz. El espacio desde el que se emitieron nunca se movía más rápido que la velocidad de la luz en relación con nosotros. La luz no puede llegar a nosotros desde ninguna parte del universo en el que el espacio se aleja de nosotros más rápido que la velocidad de la luz. La luz se mueve hacia nosotros en el espacio, pero el espacio también se mueve en la dirección opuesta, y eso crea un tipo de horizonte más allá del cual nunca podemos ver nada.

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