15 November 2014

IS IT POSSIBLE TO TRAVEL THROUGH A WORMHOLE?

The article that  we reproduce here has been recently published by the Smithsonian magazine, triggered by the film Interstellar.
Written in a clear language, it is our hope that you would take advantage of it.

Would Astronauts Survive an Interstellar Trip Through a Wormhole?

Well, it depends on your definition of "wormhole" …

smithsonian.com
In the space opera Interstellar, astronauts seeking to save humanity have found a lifeline: a wormhole that has mysteriously appeared next to Saturn. The tunnel through spacetime leads to a distant galaxy and the chance to find habitable planets that humans can colonize. The movie's wormhole is based on real physics from retired CalTech professor Kip Thorne, an astrophysics pioneer who also helped Carl Sagan design his wormhole for the novel Contact. The visualizations are stunning and are being hailed as some of the most accurate simulations of wormholes and black holes in film. But there is one aspect of plunging into an interstellar express that the film doesn't address: How do you survive the trip?
Although they didn't call it such, the original wormhole was the brainchild of Albert Einstein and his assistant Nathan Rosen. They were trying to solve Einstein's equations for general relativity in a way that would ultimately lead to a purely mathematical model of the entire universe, including gravity and the particles that make up matter. Their attempt involved describing space as two geometric sheets connected by "bridges," which we perceive as particles.
Another physicist, Ludwig Flamm, had independently discovered such bridges in 1916 in his solution to Einstein's equations. Unfortunately for all of them, this "theory of everything" didn't work out, because the theoretical bridges did not ultimately behave like real particles. But Einstein and Rosen's 1935 paper popularized the concept of a tunnel through the fabric of spacetime and got other physicists thinking seriously about the implications.
Princeton physicist John Wheeler coined the term "wormhole" in the 1960s when he was exploring the models of Einstein-Rosen bridges. He noted that the bridges are akin to the holes that worms bore through apples. An ant crawling from one side of the apple to another can either plod all the way around its curved surface, or take a shortcut through the worm's tunnel. Now imagine our three-dimensional spacetime is the skin of an apple that curves around a higher dimension called "the bulk." An Einstein-Rosen bridge is a tunnel through the bulk that lets travelers take a fast lane between two points in space. It sounds strange, but it is a legit mathematical solution to general relativity.
Wheeler realized that the mouths of Einstein-Rosen bridges handily match descriptions of what's known as a Schwarzschild black hole, a simple sphere of matter so dense that not even light can escape its gravitational pull. Ah-ha! Astronomers believe that black holes exist and are formed when the cores of exceedingly massive stars collapse in on themselves. So could black holes also be wormholes and thus gateways to interstellar travel? Mathematically speaking, maybe—but no one would survive the trip.
In the Schwarzschild model, the dark heart of a black hole is a singularity, a neutral, unmoving sphere with infinite density. Wheeler calculated what would happen if a wormhole is born when two singularities in far-flung parts of the universe merge in the bulk, creating a tunnel between Schwarzschild black holes. He found that such a wormhole is inherently unstable: the tunnel forms, but then it contracts and pinches off, leaving you once more with just two singularities. This process of growth and contraction happens so fast that not even light makes it through the tunnel, and an astronaut trying to pass through would encounter a singularity. That's sudden death, as the immense gravitational forces would rip the traveler apart.
"Anything or anyone that attempts the trip will get destroyed in the pinch-off!" Thorne writes in his companion book to the movie, The Science of Interstellar.
There is an alternative: a rotating Kerr black hole, which is another possibility in general relativity. The singularity inside a Kerr black hole is a ring as opposed to a sphere, and some models suggest that a person could survive the trip if they pass neatly through the center of this ring like a basketball through a hoop. Thorne, however, has a number of objections to this notion. In a 1987 paper about travel via wormhole, he notes that the throat of a Kerr wormhole contains a region called a Cauchy horizon that is very unstable. The math says that as soon as anything, even light, tries to pass this horizon, the tunnel collapses. Even if the wormhole could somehow be stabilized, quantum theory tells us that the inside should be flooded with high-energy particles. Set foot in a Kerr wormhole, and you will be fried to a crisp.
The trick is that physics has yet to marry the classical rules of gravity with the quantum world, an elusive bit of mathematics that many researchers are trying to pin down. In one twist on the picture, Juan Maldacena at Princeton and Leonard Susskind at Stanford proposed that wormholes may be like the physical manifestations of entanglement, when quantum objects are linked no matter how far apart they are.
Einstein famously described entanglement as "spooky action at a distance" and resisted the notion. But plenty of experiments tell us that entanglement is real—it's already being used commercially to protect online communications, such as bank transactions. According to Maldacena and Susskind, large amounts on entanglement change the geometry of spacetime and can give rise to wormholes in the form of entangled black holes. But their version is no interstellar gateway.
"They are wormholes which do not allow you to travel faster than light," says Maldacena. "However, they can allow you to meet somebody inside, with the small caveat that they would both then die at a gravitational singularity."
OK, so black holes are a problem. What, then, can a wormhole possibly be? Avi Loeb at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics says our options are wide open: "Since we do not yet have a theory that reliably unifies general relativity with quantum mechanics, we do not know of the entire zoo of possible spacetime structures that could accommodate wormholes."

There's still a hitch. Thorne found in his 1987 work that any type of wormhole that is consistent with general relativity will collapse unless it is propped open by what he calls "exotic matter" with negative energy. He argues that we have evidence of exotic matter thanks to experiments showing how quantum fluctuations in a vacuum seem to create negative pressure between two mirrors placed very close together. And Loeb thinks our observations of dark energy are further hints that exotic matter may exist.
"We observe that over recent cosmic history, galaxies have been running away from us at a speed that increases with time, as if they were acted upon by repulsive gravity," says Loeb. "This accelerated expansion of the universe can be explained if the universe is filled with a substance that has a negative pressure … just like the material needed to create a wormhole." Both physicists agree, though, that you'd need too much exotic matter for a wormhole to ever form naturally, and only a highly advanced civilization could ever hope to gather enough of the stuff to stabilize a wormhole.
But other physicists are not convinced. "I think that a stable, traversable wormhole would be very confusing and seems inconsistent with the laws of physics that we know," says Maldacena. Sabine Hossenfelder at the Nordic Institute for Theoretical Physics in Sweden is even more skeptical: "We have absolutely zero indication that this exists. Indeed it is widely believed that it cannot exist, for if it did the vacuum would be unstable." Even if exotic matter was available, traveling through it may not be pretty. The exact effects would depend on the curvature of spacetime around the wormhole and the density of the energy inside, she says. "It is pretty much as with black holes: too much tidal forces and you get ripped apart."
Despite his ties to the film, Thorne is also pessimistic that a traversable wormhole is even possible, much less survivable. "If they can exist, I doubt very much that they can form naturally in the astrophysical universe," he writes in the book. But Thorne appreciates that Christopher and Jonah Nolan, who wrote Interstellar, were so keen to tell a story that is grounded in science.
“The story is now essentially all Chris and Jonah's,” Thorne told Wired in an exclusive interview. “But the spirit of it, the goal of having a movie in which science is embedded in the fabric from the beginning—and it's great science—that was preserved.”

 Source : http://www.smithsonianmag.com/science-nature/would-astronauts-survive-interstellar-trip-through-wormhole-180953269/?no-ist

10 November 2014

MENTE ABIERTA….¡A LA CIENCIA!




No es infrecuente escuchar de personas que creen en el mito alienígena, que es necesario tener la mente abierta, ser capaz de admitir cosas nuevas, etc.

Y ciertamente podemos estar de acuerdo en tener la menta abierta, pero la pregunta es: ¿a qué?. ¿A suposiciones, fantasías, relatos increíbles, fabricaciones, visiones conspirativas o paranoicas?; a desconfiar de la investigación y exploraciones y búsqueda de la ciencia pero a dar crédito a charlatanes y comerciantes?

¡De ninguna manera!

Tenemos la mente abierta a extraordinarias novedades que tienen que ver con la misma textura del universo.

Ciertamente tenemos mente abierta…¡para la ciencia!

Es por eso que aquí y ahora damos información sobre un nuevo enfoque científico de la realidad, y la posibilidad de universos paralelos y su interrelación.

Aquí están el Resumen y las Conclusiones de un muy importante y reciente trabajo científico sobre el tema, en traduccion exclusiva para este blog,  y la referencia a un texto publicado en ABC.com que comenta sobre el tema.

Nos permitimos añadir otras referencias a textos temáticamente afines, publicados también en la página de divulgación científica del ABC de Madrid, por considerarlos relevantes.

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EL FENÓMENO CUÁNTICO MODELADO POR INTERACCIONES ENTRE MUCHOS MUNDOS CLÁSICOS
Michael J.W.Hall, Dirk-André Deckert y Howard M. Wiseman
Cemtro para Dinámica Cuántica, Universidad Griffith, Brisbane, QLD 4111, Australia
Departamento de Matemáticas, Universidad de California en Davis, One Shiels Avenue,
Davis, California 95616, USA
(Recibido el 26 de Marzo de 2014; publicado el 23 de Octubre de 2014)

RESUMEN

Investigamos si la teoría cuántica se puede entender como el límite contínuo de una teoría mecánica, en la cual hay una enorme, pero finita cantidad de clásicos “mundos” y los efectos cuánticos surgen solamente de un interacción universal entre estos mundos, sin referencia a ninguna función de onda. Aquí, un “mundo” significa un universo completo con propiedades bien definidas, determinadas por la clásica configuración de partículas y campos. En nuestro enfoque, cada mundo evoluciona determinísticamente, las probabilidades surgen debido a la ignorancia respecto a qué mundo ocupa un observador dado, y argumentamos que en el límite de infinidad de mundos se puede recuperar la función de onda (como un objeto secundario) a partir del movimiento de esos mundos. Presentamos un modelo simple de tal enfoque de “muchos mundos interactuando” y demostramos que se pueden reproducir algunos fenómenos cuánticos genéricos –tales como el teorema de Ehrenfest, la diseminación de un paquete de ondas, barrera de túnel, y energía de punto cero –como directa consecuencia de la mutua repulsión entre mundos. Finalmente realizamos simulacros numéricos usando nuestro enfoque. Demostramos, primero, que se puede usar para calcular estados cuánticos básicos, y segundo, que es capaz de reproducir, al menos cualitativamente, el fenómeno de interferencia de hendidura doble.

---Trece páginas después y luego de múltiples ecuaciones, los autores llegan a las siguientes 

CONCLUSIONES

Presentamos una aproximación al fenómeno cuántico en la cual todos los efectos cuánticos se deben a interacciones entre un gran pero finito número de N mundos, y surgen las probabilidades de asignar una igual ponderación a cada mundo. Una cantidad de efectos cuánticos genéricos, incluyendo la diseminación del paquete de ondas, la tunelización, las energías de punto cero, e interferencia, muestran ser consecuencias de la mutua repulsión entre los mundos. Esta interpretación realista alternativa del fenómeno cuántico también es de interés en el hecho de que no requiere el concepto de función de onda. La función de onda no existe más que como un epifenómeno en el límite teórico de la distribución inicial de la aproximación de los mundos ψ 0 (x) 2  y en la velocidad inicial de cada aproximación de los mundos. Eq. (3) como N g ∞.
Para finitos N nuestro enfoque de MIW (Many Interacting Worlds – Muchos Mundos Interactuando) sólo puede dar una aproximación a la mecánica cuántica, pero dado que la mecánica cuántica es una teoría muy precisa para nuestras observaciones, requerimos que nuestro enfoque sea muy bueno. En este contexto, vale la pena revisitar la interrogante planteada en la Sec. II C: ¿Qué restricciones se deben poner en la inicial distribución de configuraciones y velocidades del mundo, de modo que una conducta casi cuántica (esto es, observaciones consistentes con la mecánica cuántica para alguna función de onda) se experimentarán por observadores macroscópicos en casi todos los mundos?
La respuesta puede depender de los detalles del potencial entre mundos, pero podemos sugerir direcciones para explorar.
Como se discutió en la Sec. IIC, puede que sea necesario imponer la condición de velocidad cuántica de las ecuaciones (3) y (4) usando cierta suave variante (en la escala de separación entre mundos cercanos) variando la única valiosa función compleja ψ al configurar el espacio.  Sin embargo, es concebible que otras condiciones iniciales (quizás aún muchas más, por cierta medida de tipicalidad)  puedan relajarse, bajo nuestra dinámica de interacción entre mundos, a condiciones que se aproximen a una conducta cuántica, por lo menos en la escala en que puede ser demostrada por un observador macroscópico. Esta es una de las grandes interrogantes que queda por ser investigada. Uno puede pensar que esta idea jamás funcionaría, porque las velocidades van a descansar en cierto tipo de distribución Maxwelliana al azar. Sin embargo es bien posible que este no sea el caso, porque  los potenciales y fuerzas de interacción en los muchos cuerpos en nuestro enfoque MIW –que genéricamente reproduce varios fenómenos cuánticos como se establece en las Secs. IV-VI—son muy diferentes de los supuestos en la estadística de la mecánica clásica.(ver también el ejemplo del “gas” discutido en Sec. IA).
Otros temas para una futura investigación incluyen cómo los fenómenos de rotación (spin) e interacción (entanglement) tales como la teleportación y la violación de la desigualdad de Bell son modelados en el enfoque MIW. Este último requerirá estudiar el caso de mundos con espacio de configuración de por lo menos dos dimensiones (correspondiendo a dos sistemas unidimensionales), y también permitirá el análisis del problema de la medición cuántica (en la cual un sistema actúa como un “aparato” para el otro).  Esto puede ayudar a clarificar la ontología y epistemología de cualquier nueva teoría fundamental basada sobre el enfoque MIW respecto de la mecánica cuántica.
En el contexto de la interacción, vale la pena comparar nuestro enfoque MIW con los enfoques convencionales de muchos mundos. Estos últimos están a menudo motivados por el deseo, primero de restringir la realidad a solamente una función de onda, y segundo, para evitar la explícita no-localidad que surge de la interacción en otras versiones realistas de la mecánica cuántica. Nuestro enfoque está, por contraste, motivado por el deseo de eliminar la función de onda. Aún más, eleva la no-localidad de la mecánica cuántica a un tipo de “super no-localidad”: partículas en diferentes mundos están no-localmente conectadas a través de la propuesta interacción MIW, llevándonos por lo  tanto, indirectamente a interacciones no-locales entre partículas del mismo mundo.
Volviendo a las preguntas sobre los fundamentos e interpretaciones  respecto de la ciencia aplicada, el enfoque MIW provee una prometedora aproximación controlada para simular estados cuánticos básicos y la ecuación tiempo-dependiente de Schrödinger , como se discute en las Secs. V y VI. En particular, mostramos que es posible reproducir un fenómeno de interferencia cuántica, al menos cualitativamente. 
Las comparaciones cuantitativas con diferentes condiciones iniciales, la convergencia como una función del número N de mundos, y las generalizaciones hacia dimensiones más alas, son tema de un inmediato trabajo futuro.

Fuente: Physical Review X - http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.4.041013

Traducción especial y exclusiva para UAPSG-GEFAI de Milton W. Hourcade

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05 November 2014

Sobre Cosas que se Pueden Ver en el Cielo




Esta es una serie especial de cuatro videos que tratan sobre las tantas cosas naturales o artificiales que pueden dar lugar a denuncias de "OVNI".

El propósito de esta serie es educar al púbico en general. Los videos están producidos por "Evidencia X", un programa de Televisón por Internet  originado en México.

Extiendo mi enorme gratitud al periodista investigativo César Buenrostro, de la Ciudad de México, por el gran trabajo bien realizado.

La serie recién ha comenzado y se puede ver en:

https://www.youtube.com/watch?v=HpF5BmXIkGE

About things that could be seen in the sky




This is a special series of four videos dealing with the many natural and artificial things that could be seen in the sky and probably could cause "UFO" reports.

The purpose of this series is to educate the general public.
The videos are produced by "Evidencia X", a program of TV on line originated in México.

I extend my big thanks to the investigative journalist and good friend César Buenrostro, in México City, for the great job so well done.

The videos are in Spanish.

You can see them in:  https://www.youtube.com/watch?v=HpF5BmXIkGE