Capítulo V - Espacio y tiempo

 

Tema: Las propiedades asombrosas de la materia 

(Ver capítulos anteriores de este tema)

 

Después de examinar la luz, los colores y las imágenes que nuestro cerebro confecciona con todo ello volvamos al tema de como percibimos la realidad en otros campos fundamentales, y las dificultades que producen en nuestra comprensión de la misma cuando se aparta de nuestro entorno habitual. Comenzaremos por el espacio, dada su importancia.

Tema difícil que ha traído en jaque largo tiempo a pensadores y filósofos. Nuestros sentidos no perciben directamente el espacio y si miramos donde no hay objetos nada vemos, es pues una construcción de nuestra mente como las imágenes, y como ellas imprescindible en la vida y la mejor representación posible de la realidad en nuestro entorno. El problema aparece cuando extendemos este concepto más allá y nos preguntamos por ejemplo que hay en cualquier dirección pasado el último objeto, surge el incomprensible e insatisfactorio infinito.

Lo que nuestros sentidos nos dan es la distancia y dirección entre cada dos objetos, algo que sería en su conjunto caótico e imposible de manejar si el cerebro no creara el concepto de espacio, situando en él los objetos debidamente ordenados. Le llamamos tridimensional (no siempre lo hemos hecho) porque para mejor orientarnos hemos decidido que hay tres direcciones privilegiadas que se cortan entre si en ángulos de noventa grados, delante-detras, derecha-izquierda y alto-bajo. Esto es puramente arbitrario, en el plano horizontal en lugar de dos ejes con ángulo entre si de noventa grados podíamos haber decidido que hay cuatro con ángulo de separación de cuarenta y cinco grados, y otro tanto podríamos decir de los planos verticales.

Para los científicos estos imaginarios ejes, y el centro imaginario en que se cortan son la manera de situar numéricamente la posición de cualquier objeto mediante tan sólo tres números, su distancia en ángulo recto a los ejes. El sistema no es único, hay otro mucho menos usado y se podrían construir infinidad de ellos igualmente válidos.

Ahora vayamos al problema del infinito. Reflexionando un poco podemos comprender que más allá del último objeto el espacio simplemente no existe y por tanto tampoco es real el infinito.

En cuanto al tiempo podemos aplicar el mismo razonamiento, lo que existe en la realidad es el movimiento o sea el cambio en las distancias entre objetos o partes de los mismos, y si este cesara por completo el tiempo ya no tendría sentido.

 

Las Dimensiones

Otro concepto que parece incomprensible más allá de la tercera y que crea las mayores confusiones. Y del que se aprovechan abundantemente los que explotan la seudociencia dándolas un sentido místico y arbitrario para justificar los mayores desatinos.

Afortunadamente su explicación es sencilla. Se trata de un concepto matemático. En los cálculos y ecuaciones es necesario frecuentemente utilizar grupos de dos, tres o más valores que van ligados entre sí. Por ejemplo para situar un punto dentro de un plano necesitamos conjuntamente su distancia a cada uno de los ejes, decimos que el plano tiene dimensión dos. Para situarle en el espacio, y dado el cómodo convencionalismo de los tres ejes, necesitamos conjuntamente tres números y decimos que el espacio tiene dimensión tres.

Pero estas dimensiones no tienen porqué referirse exclusivamente a distancias, en la evolución de la fiebre de un enfermo tenemos dos dimensiones, tiempo y temperatura.

Einstein necesitó en sus cálculos situar la posición de un punto en el espacio y en el tiempo simultáneamente, para simplificar utilizó conjuntos de cuatro cifras inventando el espacio-tiempo cuatridimensional. Hoy los científicos teóricos que trabajan casi exclusivamente con ecuaciones utilizan muchas más en sus hipótesis.

(continuará)

2 comentarios

[Dinosaurio - 28 de noviembre de 2006 - 16:35]

Yo me pierdo en el espacio y no digamos en el tiempo. Por eso no vengo para opinar, tan sólo vengo a saludarte y a decirte que me parece una bitácora muy interesante.
Abrazos.

[JMTT - 28 de noviembre de 2006 - 09:35]

En las matemáticas se utilizan las dimensiones para referirse al concepto general de matriz. Una matriz de dimensión cero, por ejemplo, sería un simple número, también denominado “escalar”. Curiosamente, el 99,9% de la población ajena a las ciencias no pasa de esta dimensión.

En una dimensión ya tenemos un vector, es decir, un conjunto de números. Por ejemplo {1,2}. En dos dimensiones, tenemos lo que empieza a llamar matriz, y que suele ser donde se paran la mayoría de los estudiantes de matemáticas de nivel medio. Por ejemplo, una matriz 2x2 sería algo así {(1,2),(3,4)}.

Cuando pasamos a las tres dimensiones, la cosa se complica, y ya hablamos del término más general, que es el tensor, o tensor en Rn, por hacer referencia al espacio n-dimensional.

Recuerdo una asignatura de cálculo tensorial, en la que hablábamos de tensores de hasta 10 dimensiones. Es un puro artificio matemático, sin nada que ver con las chorradas que aprovechan los “mágicos” para hablar de “otras dimensiones”.

Por lo general, los espacios n-dimensionales se utilizan para facilitar los cálculos de algunas ingenierías, sobre todo en hidráulica y cálculos de estructuras. En física se usan mucho en cosmología. Y poco más.