¿Cómo estamos seguros de que las leyes de la física son ciertas para TODO el universo y no solo para nuestra Tierra / sistema solar?

Esta es una gran pregunta porque habla de los supuestos fundamentales de la ciencia, así como de los procesos de toda la empresa científica. En resumen, no sabemos la respuesta. Pero como han dicho otros, nunca hemos visto ninguna evidencia de lo contrario, mientras que hay una enorme cantidad de evidencia que lo respalda. Pero al igual que con toda la ciencia, si aparece alguna evidencia, alguna observación o experimento que viola esa suposición, entonces nuestra comprensión actual sería modificada.

Una de las grandes ideas que siempre he sentido que Isaac Newton tenía cuando sintetizaba las observaciones que lo llevaron a deducir que la fuerza gravitacional entre dos masas era proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado del La separación entre sus centros era que sentía que este era un resultado universal . Es decir, no solo tenía que ver con la gravedad de la Tierra, o cómo cayeron las manzanas, o cómo orbitaba la luna, sino que estaba formando una ley que se aplicaba a cada par de masas en el universo. Eso, creo, fue un salto intelectual gigante. ¿Sabía si era verdad? El no lo hizo.

Pero en base a esa relación, lo que ahora llamamos la “Ley Universal de la Gravitación” y asumiendo que la constante de proporcionalidad (que no se determinó en otro siglo) también era universal, es decir, no dependía de las masas involucradas, continuó. para mostrar que las órbitas planetarias eran, en general, elípticas y que los períodos de esas órbitas eran función de sus distancias medias al sol. Y las observaciones planetarias han sido perfectamente consistentes con la relación que derivó de su ley de gravitación, incluso para los planetas, asteroides, cometas, lunas, satélites, …, que se han descubierto desde entonces. La misma ley de gravitación se ha verificado fuera de nuestro sistema solar al observar los movimientos de las estrellas binarias y luego nuevamente con los descubrimientos de los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas, etc.

Ese es un gran ejemplo, creo, del proceso de la ciencia. Las observaciones conducen a ideas que conducen a hipótesis que conducen a predicciones que promueven más experimentos y observaciones. Con un cuerpo suficiente de evidencia en apoyo de las hipótesis, los honramos con el término “teoría” o “ley”. Y si se descubre que algún experimento u observación está en conflicto con esa teoría o ley, es la teoría la que se modifica de tal manera que respalde lo que ya se conoce y los nuevos hallazgos. De esa manera, la ciencia se “autocorrige”, como solía decir Carl Sagan.

¿Son válidas las leyes fundamentales de la física en todo el Universo? Creo que sí. Y si tuviéramos que encontrar evidencia de que no, entonces las leyes fundamentales serían modificadas.

Todo lo que medimos es independiente del lugar en nuestro Sistema Solar que medimos, por lo que los Voyager 1 y 2 y los Pioneros 10 y 11 muestran los efectos gravitacionales esperados.

Tenemos la posición 3D precisa de alrededor de dos mil millones de estrellas en la galaxia, determinada por paralaje. A partir de esto, podemos demostrar que la ley del cuadrado inverso se aplica a todas esas estrellas.

Sabemos que las velas estándar (estrellas cuyo brillo está exactamente determinado por parámetros que podemos medir de forma remota) entre estas obedecen las reglas de fusión que esperamos.

Sabemos que las velas estándar en toda la galaxia tienen un brillo que esperamos.

Podemos hacer que Tim esto pase de lo conocido a lo desconocido, siempre que lo desconocido siga las mismas leyes.

Tan cierto como es posible ser.

Cada medida astronómica realizada, cada espectrograma con líneas de absorción, cada cálculo de masas, velocidades, luminosidad de estrellas cercanas y lejanas lo ha confirmado. Decenas si miles de horas de pregrado muy año. Millones y millones de confirmaciones. La misma presencia de los mismos elementos en estrellas y galaxias. Todo , sin excepción, apunta de esa manera.

Podemos confiar al menos en nuestro Sistema Solar en base a datos medidos de los que podemos estar bastante seguros. Tales datos ayudan a confirmar, por ejemplo, que la gravedad hace que la base de la atmósfera de un planeta sea más cálida, no la radiación de los llamados gases de efecto invernadero. Vea la respuesta de Douglas Cotton a ¿Cuáles son los argumentos más convincentes a favor y en contra del calentamiento global?

Muchas leyes científicas no funcionan y fueron escritas para control. Déjame darte un ejemplo, la primera ley de la termodinámica:

‘La primera ley , también conocida como Ley de Conservación de Energía, establece que la energía no puede crearse ni destruirse en un sistema aislado’

pero esto es un montón de tonterías porque el movimiento perpetuo ha existido durante 80 años pero se ha suprimido con fines de lucro como si todos tuvieran estos en sus casas, no habría nadie a quien facturar

Bueno, no podemos saber sobre TODO el universo porque solo podemos observar la parte que está dentro del “universo observable”.

Pero cuando ideamos formas de probar las leyes de la física (como las conocemos) para lugares muy distantes, descubrimos que son ciertas.

Podemos ver objetos distantes moviéndose en caminos que solo pueden deberse a la gravedad “tal como la conocemos”. Podemos observar el espectro de luz de las estrellas y ver que la forma en que generan y absorben la luz es una combinación perfecta para lo que vemos en el sol y en los experimentos que podemos realizar aquí en la Tierra.

Por lo tanto, estamos bastante seguros de que las leyes que hemos encontrado localmente son una buena combinación para cosas que son muy antiguas y muy lejanas.

Parece que generalmente es seguro asumir que las leyes de la física no solo son las mismas a largas distancias, sino que también no han cambiado significativamente con el tiempo.

Más allá del universo observable, nunca podemos saberlo con certeza, pero parece abrumadoramente probable que la aparente universalidad de nuestras leyes físicas se aplique en todas partes.

Es uno de esos momentos en los que decimos en ciencias “Tenemos un alto grado de confianza en que la respuesta es sí”.

Hasta ahora hemos enviado tres naves espaciales más allá de la órbita de Plutón. Según todos los datos que nos han dado … la ciencia está funcionando exactamente de la misma manera que en la superficie de la Tierra. Las observaciones que obtenemos de galaxias distantes seguramente actúan como si encajaran en el modelo científico establecido.

Entonces, hasta que tengamos una razón para ver lo contrario. (y la primera persona que lo informa tiene garantizado un Nobel, por lo que hay un incentivo definitivo), la respuesta es sí … con un alto grado de confianza.

Bastante seguro, pero eso no significa que sea imposible.

¿Están cambiando las constantes fundamentales?

No estamos seguros. Es una hipótesis llamada principio cosmológico que dice que el universo es homogéneo e isotrópico.

Principio cosmológico – Wikipedia

No estamos seguros Sin embargo, las pruebas que hemos podido hacer hasta la fecha son consistentes con las leyes de la física que son invariablemente traslacionales.

Quizás también sea una situación de huevo y gallina, pero muchas de nuestras teorías y modelos matemáticos apuntan a la misma conclusión.

En ausencia de cualquier otra evidencia, parece una hipótesis sólida para adoptar.

No creo que podamos decir esto con seguridad.

Parece probable que esto sea cierto, es decir, las mismas leyes de la física se aplican en todo el universo conocido.

Cuando se observan objetos distantes, parece que obedecen las mismas leyes.