miércoles, 29 de agosto de 2018


SOBRE LA FORMA Y EL TAMAÑO DEL UNIVERSO



UNA GEOMETRÍA DE VELOCIDADES MUY ALTAS


Patricio Valdés Marín
 

Es posible decir algo significativo en relación a la forma y el tamaño del universo solo bajo el punto de vista de una geometría que considera velocidades muy altas. Esta geometría es comprensible como la síntesis de la teoría de la relatividad y el principio del Hubble de la expansión del universo, en el que ambos han sido modificados por la adición de un corolario a cada uno de ellos. Con el fin de mantener la simetría, en el mismo grado que el objeto que se aleja del observador cercano a la velocidad de la luz, que de acuerdo con la contracción de FitzGerald se acorta en el eje común entre objeto y observador, el plano transversal del objeto a este eje debe recíprocamente agrandarse. El corolario de la teoría de Hubble es que a la afirmación "mientras más rápido, más lejano" hay que añadir "y más joven." Esta geometría bien puede dar cuenta tanto de muchas preguntas, tales como la gravedad y el bosón de Higgs, como de las contradicciones planteadas por observaciones recientes del fondo del universo que han cuestionado tanto los conocimientos que aceptamos y que han dado lugar a explicaciones extrañas, tales como la aceleración de la expansión del universo, la inflación cósmica, la energía oscura y la materia oscura.


Las interpretaciones que se presentan aquí para desentrañar los descubrimientos recientes realizados por la cosmología moderna tienen el propósito de abrir caminos nuevos para superar las diversas contradicciones, explicaciones irreales, y trampas de la cosmología actual. El resultado esperado es permitir que todas las piezas de este rompecabezas encajen entre sí para conformar una concepción coherente y consistente del universo. Para probar estas polémicas afirmaciones, empecemos con la siguiente imagen: siéntate cómodo en algún lugar en el espacio, como un moderno observatorio astronómico en el planeta Tierra, y mira a tu entorno distante a través de un telescopio muy potente. Donde quiera que dirijas tu telescopio verás estrellas y, más lejos aún, galaxias. Tal como hacen los astrónomos, tú puedes sacar sus mismas conclusiones a tus observaciones, de que estás rodeado de estrellas y galaxias por todas partes.

Algunos milenios atrás, los caldeos imaginaron que las estrellas fueron colocadas en una bóveda celeste que cubre la tierra conocida como una tapa. Esa bóveda como imagen fue reemplazada por una esfera vacía tan pronto como alguien se imaginó que la Tierra es una esfera relativamente pequeña situada en el centro del universo. La imagen de este universo no cambió mucho cuando Copérnico puso en vez el Sol en el centro del universo. Por la astronomía moderna hoy sabemos que las estrellas y también las galaxias no brillan fijas en una bóveda o en la periferia de una esfera, sino que están a diferentes distancias de nosotros, y que las distancias son tan grandes que se miden en "años luz." También sabemos que un año luz es la distancia que la luz viaja por el espacio en un año y que la velocidad de la luz es alrededor de 300.000 kilómetros por segundo.

Para ti, como cualquier otro observador, tal como algún extraterrestre que pueda existir en alguna galaxia distante, el universo tendría aparentemente la forma de una esfera que contiene un sinnúmero de estrellas y, más lejos, de galaxias, las que cada una puede a su vez contener cientos de millones de estrellas. Donde quiera que dirijas tu telescopio por encima del horizonte terrestre en una noche clara, podrás ver estrellas y más estrellas. Y más lejos y por medio de un telescopio muy grande, serías capaz de ver cientos de miles de galaxias distribuidas por todas partes dentro de este gigantesco volumen. Los cuerpos más cercanos estarían próximos a ti, mientras que los más lejanos estarían casi en el confín del universo.

Ahora trata de imaginar el universo como todo lo que está contenido dentro de una esfera muy, muy grande y tú como el punto que está justo en el centro de esta esfera. Puesto que las estrellas y las galaxias se distribuyen en todo el espacio que abarca el universo, es posible imaginar separaciones dentro de este ámbito. Imagina estas separaciones como esferas internas y homocéntricas contigo en su centro. Luego imagina que la esfera más cercana tiene un radio de un año luz y contiene todos los cuerpos celestes que están a esa distancia o más cerca de ti. La siguiente esfera homocéntrica tiene un radio de dos años luz y contiene los cuerpos celestes entre su propia periferia y la periferia de la anterior esfera, y así sucesivamente hasta que te imagines que hay algunas 13,7 miles de millones de esferas homocéntricas, cada una separada de la anterior por un año luz. Así, la Vía Láctea podría ocupar una gran parte de los primeros cientos de miles de esferas. Andrómeda ocuparía una pequeña zona en un grupo de decenas de miles de esferas próximas a la esfera número dos millones trescientos mil, y así sucesivamente para las galaxias más distantes. También imagina que todos los años una nueva esfera homocéntrica se intercala para dar cuenta de la expansión del universo a la velocidad de la luz.


Materia y energía, tiempo y espacio, causa y efecto


La imaginación en sí misma no tiene la capacidad para dar cuenta de todas nuestras posibilidades de pensamiento, ya que podemos elaborar imágenes en ideas y podemos ordenar las ideas en proposiciones de las que se pueden derivar conclusiones válidas si se ordenan de manera lógica. Estas conclusiones serán verdaderas si las proposiciones son verdaderas. Además, podemos relacionar las relaciones causales que observamos y experimentamos y obtener leyes universales, ya que el universo se comporta de maneras muy distintivas. Finalmente, podemos sintetizar las ideas en conceptos más abstractos. Los conceptos de materia y energía son muy abstractos, así como los de tiempo y espacio.

Filosofando acerca de los conceptos de materia y energía estos conceptos abstractos podemos afirmar que la energía no existe por sí misma, ya que no jamás tal cosa ​​ha sido observada alguna vez. La energía debe ser contenida, y la energía del universo está contenida en la materia. Más precisamente, podemos afirmar que la materia es la especificación de la energía y que la materia se relaciona entre sí por medio de la energía. Para ser totalmente funcional, ya sea como una causa y / o un efecto, la materia es la concreción de la energía. Los cuerpos son concentraciones de la materia a causa de las fuerzas fundamentales. Su materia se manifiesta como causas y efectos, porque los cuerpos, que son hechos de materia, afectan a otros cuerpos cuando les transmiten energía.

Podemos observar los engranajes de un reloj y a continuación concluir que a través del movimiento el tiempo se relaciona con el espacio. Podemos pensar no sólo que el tiempo y el espacio miden y pueden ser medidos por el movimiento de un objeto en relación a otro, sino que  su misma existencia tiene que ver con el cambio. El tiempo y el espacio son recíprocamente las mediciones de la duración y la extensión de un proceso. Vienen a existir cuando una causa se ​​relaciona con su efecto.

Es imposible que podamos pensar que el tiempo o el espacio preexistan a las cosas. Si afirmamos que la materia y la energía se identifican con todas las cosas en el universo, entonces el tiempo y el espacio no puede existir independientemente, sino que su existencia depende de la existencia de la materia y la energía. Se puede imaginar que el espacio no es un vacío, pero es el medio para hacer pasar la energía desde una causa a su efecto, y el tiempo es la velocidad a la cual la energía se transmite. La teoría del Big Bang nos enseña que en su origen primigenio la energía infinita estaba contenida en un no-espacio. Podemos derivar la teoría de que su evolución en el transcurso del tiempo ha seguido el curso de un proceso de estructuración continuo y cada vez más complejo, que ha ido desarrollando el espacio desde entonces.

La magnitud del movimiento máximo posible en el universo tiene un límite absoluto, que es la velocidad del fotón. Einstein justamente concluyó que el tiempo y el espacio son relativos, es decir, ambos parámetros son correlativos con respecto a este movimiento con valor absoluto. Él introdujo el concepto de “espacio-tiempo”, como dos parámetros relativos que se relacionan el uno al otro, teniendo la velocidad de la luz como referencia absoluta.

La velocidad de la luz impone un límite a la propagación de la relación causal, donde los mismos efectos no se pueden observar simultáneamente por dos observadores diferentes. La cosmología debe referirse a “el observador” como uno de los infinitos puntos de vista posibles. Una vez más, el concepto de observador es crucial para entender el universo y sus propiedades, como el espacio-tiempo, el tiempo presente, y la relación causa-efecto.

En el otro extremo de la escala, la distancia mínima posible entre los dos más pequeños cuerpos existentes es el número de Planck, que se refiere al paquete mínimo de energía, llamado cuanto. Podemos concluir que el tiempo y el espacio no son infinitamente pequeños. Comienzan a existir a partir de este número. En el universo un límite inferior y un límite superior existen para la acción de la causalidad. El límite inferior es la dimensión de la energía cuántica, dado por la constante de Planck, que determina la escala más pequeña de la existencia de una relación causal. El límite superior para una relación causal se refiere a la velocidad máxima que puede alcanzar el movimiento, que es la velocidad de la luz.


Tiempo presente


Partiendo de la idea de la correlación mutua de tiempo y espacio, y que la velocidad máxima de propagación de una causa es la velocidad de la luz, podemos ser capaces de deducir que el único límite del universo no es una dimensión espacial, sino que es el momento presente. Para llegar a esta conclusión, diremos que: 1. Sólo en su presente un ser es sujeto (activo o pasivo, inteligente o insensible) de causas y objeto de efectos. 2. Si desde el punto de vista de cada ser en particular el tiempo presente le pertenece exclusivamente, todo el resto de los seres del universo existe para él en su pasado. 3. Cada ser existe en el centro de su universo. 4. Esta realidad es cierta para cualquier otro ser del universo.

Como observador, tú existes en tu propio presente. El momento actual es la actualización de la relación causal. En tu propio presente se actualiza toda causa que ha tenido un espacio-tiempo para llegar a tu propia existencia desde su origen en el pasado. En tu propio presente, percibes las causas que vienen del pasado. Puedes apreciar que desde el presente se origina toda causa que tendrá un efecto en un futuro y que para ti será pasado. La existencia pertenece exclusivamente a tu tiempo presente, que es el momento del tiempo en el que tú eres realmente sujeto de causas y objeto de efectos. La relación causal enlaza los momentos del tiempo en tu propio presente.

El observador en un automóvil, no se desplaza avanzando por la carretera, pues, estando aquél en su propio presente, es la carretera que viene de su futuro y se dirige hacia su pasado. Igualmente, en un universo en expansión, las galaxias que rodean a un observador generalmente se dirigen hacia el pasado de éste y, mientras más distantes y más en el pasado del observador, se alejan con mayor rapidez. El límite es el pasado absoluto del observador, aquél que se desplaza a una velocidad de alejamiento igual a la velocidad de la luz y ya en el mismo confín del universo. Lo interesante es que hacia donde el observador dirija su mirada con un potente telescopio verá galaxias en distintos grados de alejamiento, rodeando por entero al observador. Podemos hacer aquí un par de reflexiones. 1º Para un observador la periferia del universo se expande a la velocidad de la luz, por lo que éste nunca podrá observar su confín, pues, a tal velocidad no habrá luz que le llegue. 2º La periferia es en realidad el Big-Bang, de modo que siendo sólo un punto, el observador lo ve abrazando la totalidad del universo.

Absolutamente todo lo que tú observas, en tu calidad de observador, estaría necesariamente para ti desde tu pasado inmediato hasta tu pasado remoto. Cuanto más lejos está el objeto de ti, más lejos existirá en el pasado. Y lo que es válido para ti es válido para cualquier otro observador –o cosa– en el universo en tu propia perspectiva. Lo que tú observas en tu presente existencial son los efectos de los acontecimientos que sucedieron hace algún tiempo, ya sea en tu pasado reciente o en tu pasado remoto.

Al principio de Hubble: “cuanto más lejos está el objeto del observador, más rápido estará alejándose de él,” podemos añadir un corolario. Dicho corolario es más simple y probablemente muy conocido, aunque no es bien entendido. A la afirmación de “mientras más rápido, más lejos”, podemos añadir “y más joven.” Mientras más lejanos están los objetos en nuestro pasado, éstos estarán por el contrario más cercanos al Big Bang. El concepto de Big Bang se hará más real en la medida que nuestra imaginería y pensamiento sean más elaborados.

Si seguimos el principio de Hubble, el límite absoluto de la velocidad de alejamiento es la de la luz. La periferia de la esfera del universo en la que tú eres su centro se aleja de ti a la velocidad de la luz. Desde tu perspectiva, la distancia entre la periferia del universo y tu propia posición en el universo te pone a la mayor distancia posible de la periferia, teniendo en cuenta que tú eres el único ser existiendo en tu presente –tu propio presente– y el ser más antiguo posible (en relación al Big Bang), mientras todos los demás están en tu pasado, siendo más jóvenes que tú.

Si el parámetro absoluto del universo es la velocidad de la luz, el espacio que media entre el Big Bang y tu aquí y ahora es el resultado de multiplicar esta velocidad por el tiempo que la luz ha estado viajando desde el Big Bang. El espacio que abarca no tiene una existencia permanente, porque un rayo de luz no puede viajar de vuelta al Big Bang. Le faltaría tiempo. Este espacio existió y fue real sólo mientras una causa en la forma de una energía distintiva viajó y lo generó. En otras palabras, este espacio fue construido por esta energía para unir dos cuerpos de la materia, la causa y su efecto. Nuestra experiencia cotidiana nos hace concebir el espacio como algo dado, anterior a la existencia de la materia y la energía. Diariamente viajamos por el mismo espacio para ir de casa al trabajo y viceversa. Sin embargo, en la escala cósmica el viaje entre dos galaxias sigue un camino que es bueno sólo para esta ocasión.

Todo el espacio-tiempo en el universo ocurre entre dos polos: el Big Bang, como el origen único del universo y su absoluto pasado, y cada observador en su propio tiempo presente, como los efectos de las causas que necesariamente se encuentran en este pasado. El universo tiene dos puntos de referencia absoluto: el Big Bang como la referencia absoluta para todos en el universo, y tú, el observador, como la referencia absoluta para ti mismo.

Una de las dos funciones de la masa es la inercia. La inercia está relacionada con el tiempo. La energía cinética aparece cuando un cuerpo que contiene masa viene de nuestro pasado a nuestro presente a una cierta velocidad. Cuanto más rápido su acercamiento, mayor será su energía cinética. A la inversa, la energía potencial se relaciona con un cuerpo que contiene la masa que está en el pasado del observador, pero que puede ser llevado a tu momento presente.


La expansión a la velocidad de la luz


Una esfera es un cuerpo geométrico que posee un volumen en medio de un espacio, pero el universo no puede existir con un espacio exterior fuera de sí mismo. La mayoría de los cosmólogos están de acuerdo de que el tiempo y el espacio se desarrollan con la expansión del universo. Como un observador que existe en el universo, él no puede observarlo desde “fuera.” Como podemos deducir, cualquier observador es necesariamente parte del universo. Si la periferia de la esfera en la que él se encuentra en su mismo centro se aleja de él a la velocidad de la luz, entonces la tasa de expansión del universo tiene tal velocidad. Podemos razonar que debe ser constante, ya que esta velocidad es absoluta.

De ninguna manera podemos pensar que la velocidad de un cuerpo que se aleja del Big Bang puede tener una velocidad superior a la de la expansión del universo, que es el de la velocidad de la luz. Si el observador estuviera a una distancia mayor del Big Bang que la permitida por el movimiento a la velocidad de la luz desde la gran explosión, significaría que él estaría viajando a una velocidad mayor que la luz, y los efectos de la gran explosión o no habría sido capaz de llegarle o él seguiría estando en el futuro, lo que es imposible.

Por otro lado, no podemos afirmar que los cuerpos puedan alejarse de la gran explosión a una velocidad menor que el de la velocidad de la luz. Si tú o cualquier otra parte del universo estuviera viajando a una velocidad más lenta, no habrías en absoluto sufrido algún efecto desde el Big Bang, ya que su acción, que viaja a la velocidad de la luz, se hubieran adelantado, creando un universo diferente. Si el universo se expande a una velocidad menor que la de la velocidad de la luz, no seríamos capaces de explicar, por ejemplo, la enorme velocidad de alejamiento de distantes quásares observados. Una vez más, si fuera posible para ti observar el principio del universo, la energía que viene de allí te seguiría afectando una y otra vez o de forma continua.

Además, como cualquier otro observador en el universo, tú jamás podrás ser testigo del Big Bang, ya que esta primordial explosión está a una distancia de ti de velocidad de la luz. Tampoco sería posible que tú puedas observar el comienzo del universo, si pudieras enfocar tu potente telescopio hacia el supuesto punto original. Y si fuera posible para ti observar el principio del universo, la energía que proviene de allí te seguiría siendo afectando, así como también al resto del universo, en un acto permanente de la creación que no tendría fin.

Podemos deducir que más lejos, a una distancia de alrededor de 13,7 mil millones de años luz, lo que sería la frontera del universo desde tu propio punto de vista en tu calidad de observador, cualquier objeto allí se alejaría de ti a la velocidad de la luz. La conclusión de que el universo se expande a la velocidad constante de la luz debe poner fin a la discusión cosmológica si esta expansión se está acelerando o se está desacelerando. Además, un espacio-tiempo continuo, pre-existente, permanente, que está curvado debido a la presencia de masa no tiene ningún sentido para un universo que se expande a la velocidad de la luz. Básicamente, diremos que la inercia y la gravedad son dos funciones distintas de la masa y no pueden ser identificados entre sí, ya que ambas funciones, aunque tienen los mismos efectos en algunas circunstancias, son originadas por diferentes fuentes de energía.

Si tú y otro cuerpo de la aparente esfera del universo con el Big Bang como su centro ocupan los extremos de uno de sus diámetros, el otro cuerpo no podría estar alejándose de ti al doble de la velocidad de la luz. No sólo no serías capaz de ver al otro cuerpo, pero tu masa en relación a la masa del otro cuerpo tendría una energía doble infinito, algo que es imposible. Esta contradicción puede explicarse por nuestro corolario al principio de Hubble. Tal como “cuanto más distante, más rápido” está el principio de “cuanto más distante, más joven.” Este cuerpo diametralmente opuesto en el espacio es perceptible para ti, sólo porque es casi tan joven como el propio Big Bang. El espacio-tiempo prefiere alterar su propia relación, alargando el espacio y disminuyendo el tiempo, para que el valor absoluto de la velocidad de la luz deba ser mantenido. En consecuencia, hay dos conclusiones que podemos deducir de esto: en primer lugar, en teoría, tú puedes ser observador de todo el universo, en cualquier momento, y, en segundo lugar, lo que puedes observar en cualquier momento es una imagen instantánea del universo, pero donde la edad de cada cuerpo depende de su distancia en relación contigo.

Cuanto más cerca se encuentra un cuerpo del Big Bang, según lo ves en tu calidad de un observador particular, más joven es realmente. El límite de juventud es el propio Big Bang, al no tener absolutamente ninguna edad, siempre que te fuera posible poder verlo. Sabemos, sin embargo, que esta búsqueda es imposible. No sólo la alta radiación oscurece completamente el universo primigenio, donde se oculta el Big Bang en su centro, cubriendo más de la mitad del universo de nuestra mirada, lo que es igualmente importante es que la frecuencia de la onda luminosa del Big Bang sería igual a cero y su longitud de onda sería igual al radio del universo.

Si Copérnico desplazó a la Tierra como el centro del universo, esta teoría sitúa a cada uno de nosotros en su mismo centro una vez más, siendo el otro centro la misma gran explosión. Todo el espacio-tiempo en el universo ocurre entre dos polos: el Big Bang, como el único origen del universo y su pasado absoluto, y cada observador en su propio tiempo presente, como efecto de las causas que necesariamente se encuentran en su pasado. El espacio es un compuesto de tres dimensiones. El espacio local newtoniano con tres dimensiones está enmarcado por el observador (o cualquier cosa particular), existiendo en el centro de una aparente esfera que está contenida por el Big Bang. Podemos concluir con la afirmación de que se trata de la esfera cuyo centro está ocupado por ti, siendo su periferia la esfera última o externa, identificada con el Big Bang.


La principal paradoja de la cosmología


Hemos llegado a la paradoja central de la cosmología: “dado que el universo tuvo su origen en el Big Bang, que fue un punto único sin tiempo ni espacio, pero con una energía infinita, la pregunta es, ¿cómo es posible que este peculiar punto, esta “singularidad” como algunos cosmólogos lo llaman, se extendiera a lo largo de toda la periferia aparente de la esfera celeste en cuyo centro tú, en tu calidad de observador, te sientas observando a través de un telescopio?” En otras palabras, si el Big Bang comenzó a partir de un único punto sin espacio-tiempo, ¿cómo es que desde su propio punto de vista el punto original del universo pueda ser identificado con la periferia de una esfera que abarca todo el universo? Es decir, la paradoja es que la periferia de la esfera más gigantesca posible deba ser identificada con la singularidad de donde se originó el universo, teniendo que aceptar que el ínfimo punto de la gran explosión envuelve toda la periferia del universo del observador.

La geometría es la ciencia apropiada para visualizar y medir la forma de cualquier cosa, porque su objeto de estudio es la extensión. Pero en el caso del universo, la geometría conocida no es suficiente, ya que el tiempo también debe ser considerado. Es por ello que la cosmología es tan compleja y el universo es tan difícil de entender. La geometría conocida puede funcionar bastante bien para las esferas más cercanas al observador. Pero esta geometría es una medida de espacio, no de tiempo. Cuando la velocidad de la luz se trae a colación, ninguna geometría conocida puede describir la realidad.

Cuando la velocidad de la luz es tomada en cuenta como un parámetro absoluto de la realidad, una simetría de espacio-tiempo aparece por el cual ambos parámetros pasan a ser inversamente proporcionales, alterando toda la geometría conocida. Hubble diría que mientras más lejanas las esferas se encuentren de ti, el observador, más rápido viajarán de ti. De acuerdo con esta nueva geometría, la esfera número 12,12 mil millones se aleja de ti a 259.800 kilómetros por segundo. Pero de acuerdo a la ecuación de la contracción de Fitzgerald –que Einstein integró en su Teoría de la Relatividad Especial–, desde tu perspectiva la distancia entre esta esfera y la siguiente no sería 9,46 billones de kilómetros, que es la distancia que recorre un fotón en un año, sino que habría disminuido a sólo mitad de esa distancia. De la misma manera, según la Relatividad Especial, la duración del año se habría incrementado al doble, desde tu propio punto de vista. La esfera número 370.000, contando hacia atrás desde la última esfera, que es la esfera del Big Bang, es el límite absoluto de nuestro universo.

Siendo esta idea la explicación de la paradoja principal de la cosmología, es necesario cambiar la conclusión de la contracción de FitzGerald que “a la velocidad de la luz se acorta el espacio a cero” con la siguiente idea: "desde el punto de vista tuyo, el observador, la extensión de un objeto que se desplaza alejándose de ti a una velocidad cercana a la de la luz se acorta, que es sólo una de sus tres dimensiones, específicamente la que pertenece al eje que se traza entre el observador y el objeto mismo, mientras que las otras dos dimensiones se ensanchan. Con el propósito de mantener la simetría, en el mismo grado que el objeto que se aleja a una alta velocidad desde el observador se hace más corto a él en su eje común, el plano transverso a este eje del objeto se vuelve recíprocamente más ancho. Si una de las dimensiones del objeto aparece más corto para el observador, las otras dos dimensiones deben aparecer más largas a él, lo que hace que el objeto parezca más grande en estas otras dimensiones de lo que es realmente. Esta simetría se explica por el efecto hiperbólico que ocurre a un área que se aleja perpendicularmente del observador a velocidades muy altas como resultado recíproco de la contracción de FitzGerald. 

La ecuación para la contracción de FitzGerald es = L 'L (1-v ² / c ²) ^ (1/2) donde L es la longitud del cuerpo que se aleja, v es su velocidad de alejamiento, y c es la velocidad de la luz. La expresión matemática de este corolario se refiere al hecho de que esta ecuación es una de las tres dimensiones de una extensión o volumen, que es V = LHW, y donde V es el volumen, H es la altura, y W es el ancho.

Vale la pena hacer las siguientes reflexiones sobre la contracción de FitzGerald: 1º La velocidad de un cuerpo está siempre relacionada con otro cuerpo. 2º Si este otro cuerpo es un observador, entonces se puede hablar de contracción tan como la percibiría el observador. 3º Se trata de una contracción referida al movimiento axial (aunque sea el cateto de un movimiento angular) del primer cuerpo referido al observador, es decir del eje que une tanto el cuerpo con el observador. 4º Pero no es tanto un cuerpo el que se contrae a causa de su velocidad, sino que es precisamente una de las tres dimensiones de un volumen, aquella que se aleja del observador. 5º No es el cuerpo lo que fundamentalmente se contrae, sino que es el espacio que circunscribe el referido cuerpo, incluyéndolo. 6º Respecto al observador, en la misma medida que esta dimensión se contrae, las otras dos dimensiones se dilatan tangencialmente. 7º No hay espacio vacío, el espacio es producto de la cuantificación de la energía.

Incidentalmente, a partir de la ecuación para la contracción de George Francis FitzGerald (1851-1901) Hendrick Antoon Lorentz (1853-1928) elaboró una ecuación, m’ = m/√-3, que describe que la masa de una partícula con una carga dada es inversamente proporcional a su radio, es decir, cuanto más pequeño es el volumen en que una partícula concentra su carga, mayor es su masa. Debemos entender aquí que  mientras más cercana a la velocidad de la luz, la partícula adquiere mayor energía respecto al observador. También, según la ecuación de Lorentz no es la masa la que se contrae con la velocidad de alejamiento en el sentido axial del observador, sino que es la energía la que se densifica. Esto quiere decir que la masa de una partícula está en función de la velocidad, la energía y el observador. Incidentalmente, tanto la teoría de FitzGerald como la de Lorentz (1853-1928) parten de las mediciones de la luz efectuadas por Michelson y Morley en 1887. Posteriormente, Albert Einstein (1879-1955) dedujo una de las consecuencias de la ecuación de Lorentz acerca del incremento de masa debido al movimiento, indicando que la masa es una forma de energía y demostrando que la ecuación puede aplicarse, no sólo al incremento de masa debido a la dirección del movimiento respecto al observador, sino a todas las masas. En 1905, Einstein daría a conocer su ecuación, que es la famosa E = m·c², y constituiría el fundamento de su teoría de la relatividad especial.

Cuando la contracción llega a ser cero porque la velocidad de alejamiento del objeto es la velocidad de la luz, entonces el producto de las otras dos dimensiones –alto y ancho– se hacen infinitas. Nuestra experiencia cotidiana nos enseña que sin duda cuanto más lejano se encuentra un objeto, más pequeño nos parece. Pero esta conclusión es errónea cuando este objeto se aleja de ti, en tu calidad de observador, a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Un efecto muy importante para las observaciones astronómicas es que los objetos distantes te parecen con dimensiones más amplificados, en términos relativos, como si la distancia fuera una lente de aumento gigantesco cuya propiedad de amplificación aumenta de manera exponencial. El límite absoluto relacionado con aumento de la imagen sería el propio Big Bang. Habiendo sido sólo un punto adimensional, en nuestra realidad de observadores aparece igual a toda la superficie de la última esfera del universo, es decir, como la periferia de todo el universo.

La geometría de velocidades muy altas hace que los objetos muy lejanos aparezcan más grandes de lo que realmente son. Este fenómeno se debe al hecho de que estos objetos pertenecen a un área que está cercana al cero del Big Bang que necesita cubrir la periferia de la aparente esfera que envuelve todo el universo. Así que para ti o cualquier otro observador no hay necesidad de recurrir a ciertas fuerzas gravitacionales causadas ​​por algunos objetos masivos que puedan distorsionar y amplificar la imagen de objetos lejanos, mientras la luz que emiten llegue a tus propios ojos. Por ejemplo, un objeto a una distancia de 13 mil millones de años luz tendría una velocidad de alejamiento de 284.672 kilómetros por segundo, su longitud aparente sería 0,316, y su aparente plano transversal sería 3,17.

Pero ¿qué es el universo? La respuesta se encuentra en que es energía.  La energía es naturalmente anterior al universo y así la podemos llamar primigenia; es una realización del poder de Dios, siendo emanación de Él; es el principio activo de todo; no es un fluido, ya que no posee ni tiempo ni espacio, tampoco volumen ni peso; no es amorfa, sino que contiene los códigos por los cuales se puede convertir en las partículas fundamentales, intervenir en la complejificación de la materia a partir de dichas partículas y evolucionar; según el primer principio de la termodinámica, no se crea ni se destruye, solo se transforma; no puede existir por sí misma y debe consecuentemente estar contenida o en dependencia de algo. En el Big Bang la energía se transformó de primigenia a cuántica en un instante y se convirtió en materia. Entonces el universo comenzó a expandirse a la velocidad de la luz desde un punto infinitesimal que contenía una infinita energía primigenia y en dicho instante la energía se granuló. En el universo la energía está presente cuando un cuerpo o partícula inicia, cambia o detiene su movimiento; realiza trabajo cuando es mayor que el nivel de energía del medio. Su efectividad está relacionada con su intensidad y la funcionalidad del receptor; ella era y sigue siendo infinita en relación a su expansión y su evolución; se transforma en materia y es usada en la interacción de sus componentes.

Recapitularemos la cosmología desde la perspectiva del observador que mira al entorno lejano con un potente telescopio en algún lugar del universo. 1º El observador eres tú mismo y, haciendo girar el telescopio en las tres direcciones, comprobarás que te encuentras rodeado de galaxias, cien mil millones de ellas. 2º Tal como Edwin Hubble, tú observarás que la coloración de las galaxias va desde un amarillento blanquecino hasta un rojo intenso y que su coloración llega hasta desaparecer en el infrarrojo, deduciendo que por el efecto doppler fizeau todas las galaxias se están alejando de ti a diferentes velocidades, las más cercanas a relativa poca velocidad, mientras que las más lejanas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; puedes deducir además que la periferia del universo que tú disciernes, cuyo radio es la velocidad de la luz por el tiempo de existencia del universo, se aleja de ti a la misma velocidad de la luz, no pudiendo alejarse a mayor velocidad por ser esta velocidad la máxima permisible para la materia; consecuentemente, puedes teorizar que la velocidad de expansión del universo es y ha sido constante y es igual a la velocidad de la luz, no existiendo “inflación”; en fin, puedes concluir en consecuencia que tú te encuentras efectivamente en el centro del universo. 3º Puedes colegir que tú eres el único ser del universo que está en el presente, que es cuando se actualiza la causalidad, y observas que todo lo demás se encuentra de ti desde el más próximo hasta el más remoto pasado en el confín del universo; el pasado se va retrayendo a mayor velocidad a medida que está más remoto, siendo el pasado máximo la misma edad del universo. 4º La edad de los cuerpos del universo será relativa a ti; así, mientras un objeto se encuentre más alejado en el pasado, será para ti más joven, pues estará más próximo al Big Bang, mientras que si estuviere más cercano a ti, se encontraría en tu pasado más próximo y por tanto casi tan viejo como los neutrones que constituyen tu propio cuerpo, los corpúsculos más viejos del universo. 5º Según nuestro corolario a la contracción de FitzGerald que dice: “desde tu punto de vista un objeto que se desplazara alejándose de ti cercano a la velocidad de la luz se te parecería que no es sólo su extensión la que se acorta, sino que se te parecería simétrica y recíprocamente más ancho de lo que es”, llegando a una anchura infinita para aquellos objetos que se alejan a la velocidad de la luz, que es el caso del Big Bang y que cubre la periferia del universo que tú observas; es decir puedes deducir, haciendo un cierto esfuerzo de imaginación, que dicha periferia es el Big Bang, que es el punto del comienzo del universo pero que no lo puedes observar, ya que si fuera así, te estaría afectando nuevamente; entonces ¡el punto adimensional del Big Bang se te aparece como la periferia del universo! 6º Este universo del cual tú estás en su centro y en cual tú existes en el presente es el mismo para cualquier otro cuerpo allí, el que está en su propio centro y en el cual existe en su propio presente, subrayando la relatividad de todo; es imposible que tú o cualquier otro observador pueda imaginar y describir el universo desde su exterior, ya que más allá de esta frontera, que es infranqueable, no hay ni tiempo ni espacio. 7º El universo espacial tridimensional está realmente en expansión cuando está referido al pasado inmediato, pero está implosionando hacia el futuro, precisamente en el renovado presente de cada observador como tú, en un horizonte de energía y causalidad; la paradoja cosmológica es que tú, como observador, identificas un Big Bang como un punto adimensional al inicio del universo y como periferia del universo en el presente; esta paradoja la puedes explicar cuando consideres que en su inicio el universo estaba contenido “dentro” del punto infinitesimal y que al implosionar éste permaneció “dentro” de una periferia cuyo origen fue dicho punto; así, cuando tú quieras observar el confín del universo que se aleja a la velocidad de la luz de ti, sólo intuirás que es su periferia.


Explicaciones a los recientes descubrimientos de la astronomía


En estos últimos años, nuevos descubrimientos se han sido efectuados al buscar en el espacio profundo del cosmos con instrumentos muy avanzados y todo el mundo se ha maravillado de ellos. Sin embargo, la geometría de velocidades muy altas ofrece explicaciones a estos descubrimientos, sin contradecir las bien fundamentadas teorías físicas. En consecuencia, estos fenómenos no deben ser explicados por extrañas teorías, tales como “gravedad repelente” causada por una entidad como “la energía oscura.”

La geometría de velocidades muy altas es suficiente para explicar estos fenómenos, tal como las imágenes de luz altamente polarizadas de la RFCM (radiación del fondo cósmico de microondas), que mostró detalles muy finos, tales como ondas. La RFCM se detectó por primera vez en 1964 por Arno Penzias y Robert Wilson. Posteriormente fue medida por el famoso satélite COBE, y se midió recientemente por la CBI, y más tarde por el WMAP, un satélite de la NASA. Esta geometría puede explicar por qué la RFCM viene de todas partes del espacio. Esta radiación no es un eco que sigue rebotando, como se supone, sino que viene desde el universo poco después del Big Bang. Anisotropía de la RFCM se puede explicar por el hecho de que el universo entonces, a una edad de 370.000 años, no envolvía por completo nuestro universo, como el Big Bang sí lo hace. La razón de tal diferencia es que el radio de la esfera de la RFCM es 370.000 años luz más corto que el radio de la esfera de la gran explosión.

Y la razón por la cual la longitud de onda de la RFCM se ha extendido a la región de las microondas se explica por la relatividad especial. Debido a las velocidades de alejamiento cercanas a la velocidad de la luz, el tiempo se retrasa y las ondas de luz se alargan. La RFCM promedio, que es similar a la radiación de un cuerpo negro a 2,735 K, no significa que se haya enfriado debido a la expansión universo, ya que la radiación simplemente no se enfría y la materia en el espacio no funciona como un tipo de gas. Así, el Big Bang debe emitir una radiación equivalente a un cuerpo negro a 0 K. La RFCM acompañará al universo para siempre, cada vez enfriándose en su destino sin fin para alcanzar el asintótico límite de 0 K.

Entre los descubrimientos más recientes, en 1998, midiendo la intensidad de la luz de las supernovas, los investigadores del Proyecto Cosmológico de Supernovas encontró que luz de las supernovas muy distantes aparecían 25 por ciento más débil que lo que se supone que debía. La explicación al hecho descubierto por estos investigadores que la luz de las supernovas más lejanas es más débil que la de supernovas más cercanas es bastante simple y no tiene nada que ver con la explicación que se dio en base de una supuesta expansión del universo que se acelera. Más bien, tiene que ver con el tiempo. Según el principio de Hubble, las supernovas más lejanas se alejan a velocidades mucho más altas que las supernovas más cercanas. De acuerdo con la teoría de Einstein de la relatividad especial, el desarrollo de la explosión de las supernovas más lejanas parecen al observador ser mucho más lento de lo que realmente es, ya que sus velocidades de alejamiento están más cerca de la velocidad de la luz de las supernovas más cercanas. A la distancia de la gran explosión, el tiempo simplemente se detiene. El flujo de fotones procedentes de estas supernovas más distantes se hace más escaso, de manera que su luminosidad aparece más débil para el observador. Este efecto dio a los investigadores la impresión de que la expansión del universo se está acelerando. Sin embargo, se puede sugerir que la duración de explosión, además de la intensidad de la luminosidad, debería ser de importancia para estos investigadores. Además, la teoría de la inflación cósmica, relacionada con una supuestamente velocidad  de expansión extremadamente rápida de los inicios del universo, puede ser perfectamente explicada por la contracción modificada de FitzGerald.

Y por último pero no menos importante, la materia oscura es un componente teórico que se ha postulado para añadir masa a la masa calculada de acuerdo con el brillo de las galaxias. En primer lugar, los astrónomos han evaluado la masa de los cúmulos de varios miles de galaxias, añadiendo la masa estimada de acuerdo con el brillo de las galaxias individuales. Luego se han calculado la velocidad de escape que permite que alguna galaxia pueda dejar el campo gravitatorio del cúmulo, desapareciendo del espacio intergaláctico. Al mismo tiempo, se ha medido la velocidad de las galaxias en este cúmulo. Pero lo que realmente han encontrado es que las velocidades medidas son muy superiores a las velocidades de escape calculados. La conclusión a la que han llegado es que el clúster o cúmulo debe dispersarse en un tiempo relativamente corto.

Su solución postula una masa extraña que estos astrónomos han llamado “materia oscura”, ya que no se la puede ver, y que el clúster debería contener para aumentar su masa en relación a la masa observada, puesto que sólo una mayor masa podría teóricamente retener todas las galaxias dentro del propio clúster. Precisamente, este componente oscuro, diez o veinte veces más masivo que el componente luminoso, es visto como suficiente para restablecer la situación. Las nuevas velocidades de escape, calculadas teniendo en cuenta este componente teórico, ahora serían superiores a las velocidades medidas. Por lo tanto, el clúster ya no sufriría el riesgo de dispersarse a través del espacio.

Una vez más la geometría de velocidades muy altas puede explicar las enormes velocidades de las galaxias en relación a su masa observable. En primer lugar, su brillo aparente resulta ser menor de lo que realmente es debido al efecto explicado más arriba en relación con supernovas. En segundo lugar, el aumento del tamaño aparente de galaxias distantes en relación con su tamaño real se explica por el efecto “lente” de la geometría, el cual también distorsiona las velocidades reales dentro de su clúster. Y en tercer lugar, el origen de la gravedad es claramente diferente al origen de la luz. Estos tres efectos son suficientes para explicar los fenómenos observados, sin necesidad de recurrir a dicha entidad extraña como es la materia oscura.

Estas son las consecuencias de la teoría de la relatividad especial, del principio de Hubble, y de sus corolarios. Para un observador, a velocidades cercanas a la luz, la masa tiende a aumentar hasta el infinito, el tiempo tiende a detener, y la longitud del espacio tiende a reducirse a cero, mientras su otras dos dimensiones tienden a agrandarse hasta abarcar todo el universo. De hecho, estos fenómenos se acentúan de manera exponencial para las esferas más lejanas del observador, y se darían por completo para la última esfera, que pertenece a la gran explosión. Por consiguiente, la dimensión de esta última esfera sería un punto sin espacio. Además su masa sería infinita, y el tiempo se habría detenido, convirtiéndose en una eternidad.


El Big Bang como el centro del universo


En el siglo XV, el monje alemán Nicolás de Cusa (1401-1464) describió alegóricamente el universo como una esfera cuyo centro está en todas partes y su periferia en ninguna. Nosotros pensamos por el contrario que existen solo dos puntos de vista válidos y complementarios para describir el universo. Ya describimos el punto de vista que concibe el universo como una esfera cuyo centro está ocupado por el observador en particular. Ahora veremos el otro punto de vista, el de una esfera aparente cuyo centro está ocupado por el propio Big Bang y cuya periferia, generada por la materia en expansión, es lo que toda unidad de materia ocupa en su propio presente, apuntando al Big Bang como causa última de su existencia.

La noción de “Big Bang” significa que el universo tuvo un origen en un punto infinitamente pequeño colmado de infinita energía. Entonces ni el tiempo ni el espacio existían, ya que la energía entonces no se había condensado en materia. Si el universo se expande a la velocidad de la luz, por cada segundo que transcurre el radio del universo se expande otros trescientos mil kilómetros. De ahí que la longitud del radio del universo sea igual a la velocidad de la luz multiplicada por el tiempo que ha transcurrido entre el Big Bang al momento actual.

Nadie puede suponer que el universo, concebido como una esfera cuyo centro es el Big Bang, tendría la misma apariencia que el universo que tú ni nadie observan. Uno puede concebir esta geometría como una metáfora, porque es imposible de imaginar, menos describir, ya que esta aparente esfera no tiene un límite de espacio, pero un temporal. Esta concepción sería la de una esfera cuya periferia sería el único lugar donde la materia se extiende. Se podría parecerse a un globo inflado, cuyo radio se alarga a la velocidad de la luz. En esta concepción toda la materia del universo se encontraría, estaría contemporáneamente en el presente, desde el punto de vista de Big Bang, y sería el plano redondo de la periferia del globo Esta periferia comprendería dos de las dimensiones espaciales. Sería como membrana de látex del globo, excepto que no podía tener ningún espesor en absoluto, ya que todos sus puntos estarían en la misma y exacta distancia de su centro común en el Big Bang. No podría dar cuenta de cuerpos que orbitan entre sí, tal como los observamos, ya que esta membrana no podría contener las tres dimensiones espaciales. La otra dimensión espacial sería el radio del globo, cuya longitud crece cada año en un año luz.

Aunque la concepción de una esfera cuyo centro es el Big Bang no es imaginable, explica la gravedad y el campo de Higgs. La periferia de la esfera cuyo centro es el Big Bang es el campo de Higgs. Su superficie es 4πr ². Sin embargo el radio de la esfera aumenta a la velocidad de la luz. Por lo tanto, el área de dicha membrana se expande proporcionalmente. Esta área abarca el campo de Higgs, donde la masa existe en distintas densidades, dependiendo de la magnitud del correspondiente cuerpo masivo. A raíz de la famosa fórmula de Einstein, E = mc ², la masa sería la condensación de la energía infinita que estalló con el Big Bang y se aleja en la velocidad de la luz desde el centro de la esfera en todas las direcciones, la generación de dicha área, donde el bosón de Higgs reina para formar todos las partículas clasificas del Modelo Estándar, y la generación de la gravedad.

La teoría especial diría que para un observador situado justo en el Big Bang el tiempo habría sido tan grande que ni una fracción infinitesimal de segundo habría transcurrido. Una vez más, para este observador la distancia se habría reducido a cero, como si el Big Bang fuese la base de un tronco que sostiene la inmensidad del universo, dándole unidad a través de una inmensa relación causa-efecto. Dado que todo el universo tuvo un origen único y común, entonces las mismas leyes naturales gobiernan todas las relaciones de causa-efecto entre sus cosas. Para la causa del universo entronizada en el Big Bang, a pesar de estar a alrededor de 13,7 mil millones de años de distancia en el pasado, todo el universo estaría en su propio tiempo presente, mientras que la manifestación de causalidad estaría recíprocamente presente en todo el universo.


La gravedad.


Se puede afirmar que el Big Bang disparó radialmente materia en todas direcciones a la velocidad constante de la luz, expandiéndose para siempre, y obligando a la generación de un espacio tridimensional como un medio para la interacción de sus partes. En este punto de vista, ninguna de las partes de la materia puede aparentemente alejarse de su centro común original en el Big Bang a una velocidad superior a la de la luz, que es la máxima velocidad posible.

En el instante del nacimiento del universo la energía contenida en el Big Bang fue entregado a cada unidad de la masa que fue disparada fuera en la velocidad de la luz. En consecuencia, cada unidad de masa, de acuerdo con la teoría de la relatividad especial, contuvo energía infinita en relación con el Big Bang. Por otro lado, la masa en la periferia pierde densidad en tanto el universo se expande y crece su periferia. Estas dos ideas son especialmente relevantes para la explicación de la fuerza de la gravitación. La gravedad existe a expensas de la densidad de la materia con energía infinita. La gravedad y las fuerzas electromagnéticas son lo que causalmente relaciona todo con todas las cosas. La gravedad aparece mientras el campo de Higgs se extiende afuera y obliga la masa a aglomerarse en varios lugares, tales como estrellas, planetas o cualquier cuerpo mucho más pequeño, rompiendo la homogénea periferia inicial. En estos lugares la concentración de masa hace que la membrana sea más densa.

La gravedad es la fuerza que hace que los cuerpos se atraigan entre sí, manteniéndolos juntos para que no se desperdiguen fuera a través del espacio y conservando sus órbitas alrededor de otros cuerpos. La gravedad no es la distorsión del espacio-tiempo debido a la presencia de la masa, como la Relatividad General propone. La energía inagotable y constante que mantiene la fuerza de la gravitación universal sólo puede provenir de la energía que surge de la expansión del universo a la velocidad de la luz. La expansión universal del espacio-tiempo, que es generada por la masa mientras se impulsa a la velocidad de la luz desde el Big Bang produce recíprocamente una implosión de los cuerpos masivos. Según la ecuación de Lorentz, cada pedacito de la masa contiene energía cinética infinita en relación con el Big Bang, porque se mueve a la velocidad de la luz desde este centro original y común. Esta energía se transforma en la fuerza de gravedad en un espacio que esta masa va generando a la tercera potencia. Un Big Crunch sería entonces imposible, porque la fuerza de la gravitación, la cual debería ser la causa de la contracción del universo, es precisamente el efecto de su expansión.

La expansión del universo obliga a las unidades de masa a separarse unas de otras por efectos angulares, originando una fuerza recíproca de gravedad. En su Teoría de la Relatividad General Einstein identificó la fuerza de inercia con la fuerza de gravedad. En la presente teoría, la expansión de la fuerza de inercia produce fuerza de gravedad. La gravedad ejerce su fuerza a expensas de la densidad de masa. El primer principio de la termodinámica se mantiene a través de la simetría entre la gravedad y la densidad de la masa, sin necesidad de ningún tipo de energía exógena.

Dado que el universo se expande radialmente lejos del Big Bang en una misma proporción, sus partes forman ángulos entre sí que se mantienen fijos en el tiempo, y por lo que la misma fuerza de la gravitación gobierna todo el universo como una constante. Todas las unidades masivas se mueven alejándose del Big Bang hacia todas las direcciones. Por lo tanto, dos unidades de masa diferentes, siendo las dos vectores con un ángulo determinado y constante entre ellas, contando con un centro común en el Big Bang y con energía infinita en cuanto a su origen, generan la mutua atracción cuando de hecho están forzados a apartarse entre ellos. Newton ya determinó el valor de esta atracción mutua. Es una función de la masa y la distancia.

Así como la carga eléctrica transforma la energía en fuerza electromagnética, la masa tiene la capacidad de transformar la energía del universo en expansión en fuerza de gravitación. La energía derivada de la pérdida de densidad se convierte en fuerza de gravedad siendo mediada por la masa. Desde la perspectiva del espacio-tiempo, la implosión de la gravedad ocurre en un espacio que está continuamente llevado al tiempo presente, que es cuando la relación causa-efecto se actualiza. El tiempo y el espacio son funciones de la actividad de la carga eléctrica y la masa, que desarrollan un entorno de espacio-tiempo para ser capaces de interactuar y ser funcional, ya sea como una causa o como un efecto. El conjunto de estos espacios-tiempos es el espacio-tiempo que observamos y experimentamos como un conjunto, ya que todo está relacionado con el mismo origen en el Big Bang.

Por lo tanto el universo viene a ser como un motor inmenso, del tamaño del universo entero. Su energía primigenia produjo masa, carga eléctrica, e inercia infinita. Su fuerza de inercia continúa su transformación en fuerza de gravedad a través de la energía cinética de la masa que se mueve alejándose del Big Bang a la velocidad de la luz y que pierde densidad. El universo continúa evolucionando y estructurándose al tiempo que se expande y gradualmente usando la energía dada por el Big Bang para estructurar la materia en detrimento de la densidad. Si la densidad disminuye mientras genera gravedad mientras el universo sigue expandiéndose para siempre, desde el punto de vista tuyo o de cualquier otro observador, esta decreciente densidad no es directamente evidente. Lo que tú o cualquier otro observador observa en cambio es la permanente velocidad de alejamiento de los cuerpos cada vez más lejanos, como Hubble señaló.