The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality (2004) [1] es el segundo libro sobre física teórica , cosmología y teoría de cuerdas escrito por Brian Greene , profesor y codirector delInstituto de Cuerdas de Columbia . Cosmología y Física de Astropartículas (ISCAP). [2]
Greene comienza con la pregunta clave: "¿qué es la realidad ?", o más específicamente, "¿qué es el espacio-tiempo ?" Se propone describir las características que considera interesantes y esenciales para formarse una imagen completa de la realidad pintada por la ciencia moderna . En casi todos los capítulos, Greene introduce conceptos básicos y luego, lentamente, llega a un clímax, generalmente un avance científico. Luego, Greene intenta conectarse con su lector planteando analogías simples para ayudar a explicar el significado de un concepto científico sin simplificar demasiado la teoría detrás de él.
En el prefacio, Greene reconoce que algunas partes del libro son controvertidas entre los científicos . Analiza los puntos de vista principales en el texto principal y los puntos de discordia en las notas finales. Las notas finales contienen explicaciones más completas de puntos que se simplifican en el texto principal.
El enfoque principal de la Parte I es el espacio y el tiempo .
El capítulo 1, " Caminos hacia la realidad ", presenta lo que vendrá más adelante en el libro, como las discusiones que giran en torno a la física clásica , la mecánica cuántica y la física cosmológica .
El capítulo 2, " El universo y el cubo ", presenta el espacio como punto clave. La pregunta planteada por Greene es la siguiente: "¿ Es el espacio una abstracción humana o es una entidad física ?" El experimento mental clave es un balde de agua que gira , diseñado para hacer pensar en qué crea la fuerza que se siente dentro del balde cuando gira. Se analizan en detalle las ideas de Isaac Newton , Ernst Mach y Gottfried Leibniz sobre este experimento mental.
El capítulo 3, " La relatividad y lo absoluto ", se centra en el espacio-tiempo . La pregunta ahora es: "¿Es el espacio-tiempo una abstracción einsteiniana o una entidad física?" En este capítulo se analizan conceptos tanto de la relatividad especial como de la relatividad general , así como su importancia para el significado del espacio-tiempo.
En el capítulo 4, " Entangling Space ", Greene explora la revolución de la era de la mecánica cuántica, centrándose en lo que significa que los objetos estén separados y distintos en un universo dictado por leyes cuánticas. Este capítulo estudia la mecánica cuántica, incluidos los conceptos de ondas de probabilidad y patrones de interferencia , el espín de las partículas , el experimento de la doble rendija del fotón y el principio de incertidumbre de Heisenberg . El lector también está informado de los desafíos que plantearon a la mecánica cuántica Albert Einstein , Boris Podolsky y Nathan Rosen .
La Parte II comienza abordando la cuestión de que el tiempo es un concepto muy familiar, pero es uno de los conceptos menos comprendidos por la humanidad .
El capítulo 5, " El río helado ", aborda la pregunta: "¿El tiempo fluye?" Un punto clave de este capítulo trata de la relatividad especial. Los observadores que se mueven entre sí tienen diferentes concepciones de lo que existe en un momento dado y, por tanto, tienen diferentes concepciones de la realidad. La conclusión es que el tiempo no fluye, ya que todas las cosas existen simultáneamente al mismo tiempo.
El capítulo 6, " El azar y la flecha ", pregunta: " ¿Tiene el tiempo una flecha ?" El lector descubre que las leyes de la física se aplican tanto hacia adelante como hacia atrás en el tiempo. Esta ley se llama simetría de inversión temporal . Uno de los temas principales de este capítulo es la entropía . Se dan varias analogías para ilustrar cómo funciona la entropía y sus aparentes paradojas . El clímax del capítulo es la correlación entre entropía y gravedad , y que el comienzo del Universo debe ser el estado de mínima entropía .
En los capítulos 5 y 6, el tiempo se ha explicado sólo en términos de la física premoderna. El capítulo 7, " El tiempo y lo cuántico ", ofrece información sobre la naturaleza del tiempo en el reino cuántico . La probabilidad juega un papel importante en este capítulo porque es una parte ineludible de la mecánica cuántica. Se revisa el experimento de la doble rendija para revelar cosas sobre el pasado. En este capítulo se presentan muchos otros experimentos, como el experimento del borrador cuántico de elección retardada . Se señalan a la atención del lector otras cuestiones importantes, como la mecánica cuántica y la experiencia, así como la mecánica cuántica y el problema de la medición . Finalmente, este capítulo aborda el importante tema de la decoherencia y su relevancia hacia el mundo macroscópico .
La Parte III trata del reino macroscópico del cosmos .
El capítulo 8, " De los copos de nieve y el espacio-tiempo ", le dice al lector que la historia del universo es, de hecho, la historia de la simetría . La simetría y su importancia para la evolución cósmica se convierte en el foco de este capítulo. Una vez más, se aborda la relatividad general como un tejido expansivo del espacio-tiempo. La cosmología, la simetría y la forma del espacio se combinan de una manera nueva.
El capítulo 9, " Vaporización del vacío ", presenta la idea teórica del bosón de Higgs . Este capítulo se centra en la primera fracción de segundo crítica después del Big Bang , cuando se pensaba que la cantidad de simetría en el universo había cambiado abruptamente mediante un proceso conocido como ruptura de simetría . Este capítulo también pone en juego la teoría de la gran unificación y la entropía.
El capítulo 10, " Deconstrucción de la explosión ", hace de la cosmología inflacionaria el punto principal. Se tiene en cuenta la relatividad general y el descubrimiento de la energía oscura (gravedad repulsiva), así como la constante cosmológica . Se abordan ciertos problemas que surgen debido a la teoría estándar del Big Bang y se dan nuevas respuestas utilizando la cosmología inflacionaria. Tales problemas incluyen el problema del horizonte y el problema de la planitud . También se analiza la distribución de la materia en todo el cosmos, incluidos los conceptos de materia oscura y energía oscura.
El capítulo 11, " Cuantos en el cielo con diamantes ", continúa con el tema de la inflación, y también se vuelve a tratar la flecha del tiempo. El capítulo aborda tres desarrollos principales: la formación de estructuras como las galaxias , la cantidad de energía necesaria para generar el universo que ahora vemos y el origen de la flecha del tiempo.
La Parte IV trata de nuevos aspectos teóricos de la física, particularmente en el campo del autor.
El capítulo 12, " El mundo en una cuerda ", informa al lector sobre la estructura del tejido del espacio según la teoría de cuerdas . Se introducen nuevos conceptos, incluida la longitud de Planck y el tiempo de Planck , y se revisan ideas de El universo elegante . El lector aprenderá cómo la teoría de cuerdas podría llenar los vacíos entre la relatividad general y la mecánica cuántica.
El capítulo 13, " El universo en una brana ", amplía las ideas del capítulo 12, particularmente sobre la teoría M , de la cual la teoría de cuerdas es una rama. Este capítulo está dedicado a las especulaciones sobre el espacio y el tiempo. Se presentan las ideas de varios físicos, incluidos Edward Witten y Paul Dirac . El foco del capítulo se convierte en la gravedad y su implicación con dimensiones adicionales. Cerca del final del capítulo, se dedica una breve sección al modelo cíclico .
La Parte V trata muchos conceptos teóricos, incluidos los viajes en el espacio y el tiempo .
El capítulo 14, " Arriba en los cielos y abajo en la Tierra ", trata sobre varios experimentos con el espacio y el tiempo. Las teorías anteriores se recuperan de capítulos anteriores, como la teoría de Higgs, la supersimetría y la teoría de cuerdas. Se describen futuros experimentos planificados en un intento de verificar muchos de los conceptos teóricos discutidos, incluidos los constituyentes de la materia y la energía oscuras, la existencia del bosón de Higgs y la verificación de dimensiones extraespaciales.
El capítulo 15, " Teletransportadores y máquinas del tiempo ", trata sobre viajar a través del espacio y el tiempo utilizando métodos intrigantes. La mecánica cuántica vuelve a entrar en escena cuando el lector se encuentra con la teletransportación . Se plantean acertijos sobre los viajes en el tiempo, como la idea de que el viaje en el tiempo al pasado sea una posibilidad. El final del capítulo se centra en los agujeros de gusano y la teoría detrás de ellos.
El capítulo 16, " El futuro de una alusión ", se centra en los agujeros negros y su relación con la entropía. La idea principal de este capítulo es que el espacio-tiempo puede no ser la composición fundamental de la estructura del universo.
The Fabric of the Cosmos se convirtió en el libro de ciencia más popular entre los clientes de Amazon.com en 2005 y estuvo en la lista de los más vendidos del New York Times ; desde su publicación el 10 de febrero de 2004, apareció 10 veces en el top 15 de no ficción. alcanzando el puesto número 3 el 4 de abril, antes de abandonar la lista el 9 de mayo. [3] Con una primera impresión de 125.000 ejemplares y como selección principal del Club del Libro del Mes , Knopf esperaba que le fuera bien. [4]
NOVA realizó una secuela documental de la popular adaptación de Elegant Universe basada en este libro The Fabric of the Cosmos y del mismo nombre. La serie está presentada por Greene e incluye comentarios de muchos otros físicos de renombre, como Max Tegmark y otros.
Esta serie documental está compuesta por 4 episodios (5-8 de la temporada 39 , 2011-2012) de la serie de televisión Nova: [5]
Lynn Elber de Associated Press lo llamó "TV alucinante". [7]