Diccionario de física

 

Imagen: rolscience

Este diccionario nace con la idea de poner al alcance de cualquiera todas las definiciones dentro del mundo de la física. Apto para profesores, alumnos de física e incluso aficionados. 
(Para encontrar una definición en concreto pulse ctrl + f e introduzca la palabra que desee).
El diccionario está en construcción, cada semana publicaré un nuevo término. De esta manera, lo podéis ver tal que, cada día aprenderéis nuevas definiciones.


¿Cambiará el nivel del agua?

 Un trozo de hielo por encima del nivel del agua se ha desprendido de un iceberg. Se sumerge y se derrite.

¿Cambiará el nivel del agua?

Respuesta:

Según el Principio de Arquímedes, el peso del trozo de hielo sumergido es igual al peso del fluido que es desplazado por el hielo. Al principio, el nivel del agua se redujo. Pero cuando el hielo se derritió, se convirtió en agua del mismo peso. Es por eso que el nivel del agua no cambiará.

Paradojas del tiempo: El hombre sin pasado

 


Esta paradoja implica sucesos sin ningún comienzo aparente. Supongamos que alguien está tratando de construir la primera máquina del tiempo, pero no tiene dinero suficiente para los materiales y necesita pulir algunas ideas, de repente, de no se sabe donde, aparece una persona mayor con dinero y le ofrece conocimiento y muchos fondos para que construya su máquina del tiempo. El inventor gracias a la ayuda del anciano desconocido se enriquece porque puede viajar al futuro para ver las bajadas y subidas de las acciones en bolsa, como los números de la lotería.

Décadas más tarde, el inventor de la máquina del tiempo es anciano y rico, y decide regresar al pasado para ayudar a su yo más joven a construir la máquina del tiempo.

La cuestión paradójica es: ¿De dónde procedía la idea de viajar en el tiempo?

Esta pregunta es un ciclo sin respuesta, donde no se puede saber en qué momento se ha la idea por primera vez.

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Paradoja del abuelo: ¿Se puede viajar al pasado?

 



Imagina que alguien viaja al pasado para matar a su abuelo antes de que pueda nacer su hijo (su padre), entonces, paradojicamente, esta persona no podría haber existido, por que su padre nunca nació, pero si no pudo haber nacido, tampoco podría viajar al pasado, algo que si pudo hacer.

Este es uno de los grandes dilemas de los viajes en el tiempo, donde nos lleva a pensar que viajar al pasado sea imposible, o viajar al pasado como meros visitantes de un museo, (observar sin tocar nada), es decir, podremos viajar al pasado y ver lo que pasó, pero no podremos interactuar con el pasado de ninguna manera. Como dice Stephen Hawking: 'Si existen los viajes en el tiempo, ¿Donde están los turistas del futuro que vienen a visitarnos?

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Paradoja de la información



Según un la mecánica cuántica la información física nunca puede desaparecer por completo, pero si extrapolamos esto a la relatividad general y en concreto a los agujeros negros, nos encontramos con una contradicción, puesto que, cualquier información física desaparece en un agujero negro. 

Esto enfrenta ambas teorías una vez más, relatividad vs física cuántica, pero, hay bastantes indicios y estudios que afirman que los agujeros negros no destruyen la información que devoran, pero nada demostrado, los agujeros negros son un gran misterio.

Pero lo que no cabe duda, es que los agujeros negros siguen desafiando nuestras actuales leyes de la física.

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Paradoja de Fermi

 Constantemente nos dicen que nuestra galaxia debe estar plagada de civilizaciones extraterrestres, pero parece haber una clara falta de pruebas sobre su paradero.


Esta contradicción es el núcleo de una paradoja conocida como la "paradoja de Fermi", un problema que fue destacado en la década de 1950 por el físico italiano Enrico Fermi.


Básicamente, la paradoja de Fermi es la contradicción entre la evidencia de las estimaciones que afirman que hay una alta probabilidad de que existan otras civilizaciones inteligentes en el universo observable, y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones.

¿Dónde están los aliens?

La paradoja de Fermi intenta comprender por qué no hemos encontrado extraterrestres teniendo en cuenta que vivimos en un Universo con una edad de 13,75 mil millones de años e inimaginablemente vasto. Dada la edad y la gran dimensión del espacio. ¿Por qué no hay evidencia de vida extraterrestre?

Incluso si limitamos el enfoque en la Vía Láctea, que se cree que alberga más de 300 mil millones de estrellas, entonces, si solo el 1 por ciento de esas estrellas posee planetas que alojan vida, y un número menor alberga vida inteligente, entonces debería haber millones, de civilizaciones por ahí. Por desgracia, parece que la evidencia sugiere que no hay vida.

Podríamos considerar la paradoja de otra manera y preguntarnos por qué no son solo los extraterrestres los que parecen ausentes, sino que también parece haber una clara falta de sus artefactos. Después de todo, el Universo ha existido por mucho tiempo y nuestro Sol es considerado una estrella de tercera generación, seguramente al menos las estrellas de segunda generación habrían producido suficientes elementos pesados ​​para facilitar la formación de la vida.

Esto significaría que debería haber habido suficiente tiempo para que lleguen extraterrestres aquí, incluso utilizando los métodos lentos de propulsión disponibles para nosotros hoy en día. Sin embargo, esperamos ... y nada. Incluso nuestros intentos de buscar las señales de radio de vida en el espacio exterior han fallado, hasta ahora.

Hay muchos intentos de proporcionar razones para esta falta de evidencia. Una es simple: la vida no es tan común como pensábamos, quizá, civilizaciones como la nuestra son increíblemente raras.

Este es un buen punto, explicaría por qué aún no hemos conocido a un extraterrestre. Sin embargo, el descubrimiento de planetas en órbita alrededor de otras estrellas, con condiciones para albergar vida, la detección de compuestos orgánicos en los cometas y la preponderancia del agua en nuestro sistema solar sugiere que las condiciones e ingredientes para la vida son de hecho comunes. Dado todo esto, es difícil entender por qué la vida no habría evolucionado en más de un lugar.

Pero si las civilizaciones alienígenas están allí, entonces las distancias y las escalas de tiempo que separan las estrellas pueden ser tan vastas que no permitan la comunicación entre nuestros vecinos alienígenas.

La estrella más cercana a la nuestra, Próxima Centuari, está a solo 4 años luz de distancia y con nuestra tecnología actual tomaría cientos de miles de años llegar a una nave espacial. Incluso un mensaje de radio que viaja a la velocidad de la luz tardaría más de 4 años en llegar, suponiendo que los "próximacentaurianos" estén escuchando en la frecuencia correcta y en la dirección correcta en primer lugar.

¡Tal vez hay una razón más siniestra! Con la inteligencia viene la tecnología avanzada, retoques con átomos, fusión, fisión y armas nucleares, y con esto viene el riesgo de autodestrucción, ya sea a través de la guerra o por accidentes en un nivel de extinción. Alternativamente, con la inteligencia superior viene el deseo de destruir otras civilizaciones menos inteligentes. Pero sea cual sea el motivo, una civilización superior que borre a todos los demás explicaría la ausencia de extraterrestres.

Todo esto es solo una conjetura, pero los hechos son simples, en resumen, el Universo es grande y viejo, las condiciones para la vida parecen comunes, sin embargo, los extraterrestres parecen algo elusivos. Tal vez la escala de las cosas hace que sea increíblemente poco probable para el contacto físico, por lo que tal vez la comunicación por radio sea el camino a seguir.

Por ahora, seguiremos confundidos en la paradoja de Fermi, nos preguntamos dónde están los extraterrestres, y tan solo podemos especular sobre su existencia, hasta que llegue el momento de hacer historia y establecer contacto con vida de otro planeta.

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Paradoja de la Luna

 Conversación entre un padre y su hija mientras observan a la Luna en el cielo:




Padre: ¿Sabes que la Luna además de girar alrededor de la Tierra, también gira sobre sí misma?

Hija: ¡Pero papá! ¿Cómo va a girar la Luna sobre sí misma? Si esto fuese cierto podríamos ver la Luna por todas sus partes y en cambio solo vemos una cara de la Luna.

Padre: Eso se debe al movimiento de traslación y de rotación de la Luna, que están sincronizados.
He aquí la explicación:

La Luna, satélite natural de la Tierra, gira sobre su propio eje y órbita alrededor de la Tierra en el mismo intervalo de tiempo (27 días 7 horas y 43 minutos).
Debido a que la Luna tarda el mismo tiempo en rotar sobre sí misma que en su movimiento de traslación alrededor de la Tierra, tan solo muestra hacia la Tierra uno de sus hemisferios, dejando un hemisferio completamente oculto a la vista terrestre.


A la izquierda el movimiento real de la Luna, a la derecha vemos a la Luna como sería si no rotase sobre sí misma.

Esto ocurre debido a la interacción mutua gravitatoria entre la Tierra y la Luna, donde después de millones de años, se han llegado a sincronizar ambos movimientos.

Nunca podremos ver la otra cara (hemisferio oculto) de la Luna a simple vista desde la Tierra, pero si se ha logrado fotografiar dicha parte de la Luna.

Esta es lacara oculta de la Luna. Fue fotografiada por primera vez el 7 de octubre de 1959, por la sonda soviética Luna 3, y este es su aspecto.

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Paradoja de los gemelos

 Imagina un coche en marcha por la carretera a una cierta velocidad, si lanzamos una pelota desde el coche en la misma dirección y sentido, la velocidad de la pelota será la velocidad de lanzamiento más la velocidad que llevase el coche. Pero con la luz no ocurre lo mismo, siempre viaja a la misma velocidad. (3·108 m/s)


La paradoja de los gemelos, propuesta por Einstein, es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento.

Explicación:

Como muestra el nombre de la paradoja, los protagonistas son dos hermanos gemelos, uno de ellos realiza un viaje por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, mientras tanto, el otro hermano gemelo, se queda en la Tierra. Cuando el hermano gemelo que viajó regresa a la Tierra, este es mucho más joven que el hermano gemelo que se quedó en la Tierra.



Esto sucede por que nuestra percepción del tiempo es distinta a velocidades diferentes, cuanto mayor sea la velocidad a la que nos movemos cercana a la luz, el tiempo correrá más lento.

Pero la paradoja surge cuando desde la perspectiva del gemelo que va dentro de la nave hacia el espacio, el que se está alejando, es el gemelo que está en la Tierra y, por tanto, su hermano en la Tierra sería quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz. Con lo cual, el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido.

Más tarde, cuando Einstein formuló la teoría de la relatividad general, demostró que es el gemelo de la Tierra quien envejece más deprisa.

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