Capítulo 1

CAPÍTULO 1 - I – FÍSICA FUNDAMENTAL (I): UBICUIDAD, TANGIBILIDAD E NTERACCIONABILIDAD DEL UNIVERSO. 

1. La ubicuidad del Universo : El espacio y el tiempo.

1.1 Espacio (dimensiones 4ª,5ª, y 6ª). © pg 20

a) El punto matemático y el punto físico (dimensión 0).

El espacio es el escenario físico donde potencialmente pueden extenderse los elementos tangibles del Universo (la materia y la radiación) y es una extensión absolutamente uniforme (no se distinguen zonas distintas ni microscópica ni macroscópicamente ) e isótropa (dado un punto de referencia, todas las direcciones son equivalentes). Está constituido por infinitos puntos infinitésimos. El espacio en estado de “vacío” no distingue microscópicamente unidades mínimas y en este estado, los puntos del espacio son más cercanos al concepto de punto matemático de dimensión cero (según este estado, entre cada dos puntos arbitrarios, siempre cabe la posición de un punto intermedio: densidad infinita de puntos). Sin embargo, dichos puntos al adquirir masa/energía (o, en términos de elementos tangibles, partículas de materia o radiación) reciben la condición de puntos físicos dotados de tales propiedades físicas y dan al Universo carácter de existencia y, paralelamente, con la interacción mutua, de interpresencia entre sus partes. Dichos puntos físicos albergan en el espacio a las partículas físicas que denominaremos partículas elementales. Como el Universo, en su conjunto o cualquier parte del mismo, posee valores concretos “no infinitos ni nulos” de las propiedades fundamentales de la masa o de la carga eléctrica (aquí incluimos el valor nulo), debemos admitir que cada partícula en un punto físico tiene una masa y una carga no nula(o nula) y mínima (siendo dichos mínimos no nulos los denominados “cuantos de masa” y “cuantos de carga eléctrica”). Cada punto físico ocupado por una partícula física tiene una extensión mínima en el espacio donde experiencialmente no tiene dimensión espacial o indistinguibilidad dentro de ese cuanto esférico de espacio pero, como punto, posee coordenadas de posición respecto a otro punto externo en las tres dimensiones del espacio. Además, en forma isótropa, tiene forma esférica puntual pero de extensión inobservable e indistinguible pero finita y mínima que evita una densidad infinita de masa/energía o carga eléctrica. Este argumento que limita física y geométricamente a un mínimo a las partículas físicas se basa en antiguos postulados expuestos por Demócrito y más tarde por Dalton : La materia está formada por una partícula mínima que la forma, con una masa mínima,…. Pero aquí se añade, “con un tamaño geométrico mínimo que alberga todas las propiedades físicas (energía, masa carga eléctrica y spín).

b) Las tres dimensiones del espacio físico. Carácter vectorial.

Un punto físico solitario constituye un sistema físico mínimo de dimensión “cero” no necesitando especificar ninguna coordenada para su posición espacial ni temporal (punto y referencia coincidiría al ser único y no sufriría cambios por lo que sus coordenadas espacio-temporales serían eternamente (0,0,0,0) respecto a sí mismo en dicho Universo unicorpuscular). Si tenemos dos puntos físicos, el sistema físico es de dimensión 1 respecto al espacio más el tiempo pues ahora sí puede cambiar) necesitando un número para situar un punto frente al otro. La finitud del punto físico no implica la necesidad de distinguir alguna parte de dicha esferilla mínima porque su extensión es físicamente indistinguible y a todos los efectos físicos funciona como un punto matemático adimensional. Si colocamos un tercer punto fuera de la línea de unión de los dos primeros, tenemos un sistema físico plano de dimensión 2 necesitando dos coordenadas para situarlos. Si colocamos un cuarto punto fuera del plano anterior, tenemos un sistema físico tridimensional en el espacio. La experiencia muestra que cualquier otro punto situado en el espacio puede ser definido por tres coordenadas determinadas a partir de un sistema de referencia construido con los cuatro puntos anteriores. Por ello, cualquier otro punto ya se encuentra dentro del mismo espacio que los anteriores : Por tanto, ya no encontramos más dimensiones espaciales (el espacio es tridimensional) .Desde el punto de vista matemático y físico, ya todos los puntos objeto de experiencia física se encuentran en el mismo espacio, no existe otro espacio físico distinto. Caminando con la suficiente energía, podemos visitar todos los rincones del Universo hasta llegar a sus fronteras interiores o exteriores. Más allá tendríamos el infinito vacío absoluto e incluso este pertenecería al mismo escenario espacial (y temporal) que todo el Universo tangible.

c) Propiedades del espacio físico: --Prop. Geométricas (vacío o materia-radiación).

El espacio físico es el ente físico donde reside o se ubica el lado tangible de la esencia física que es la materia y la radiación. Sin la materia o la radiación el espacio no manifiesta existencia o presencia ya que estas dos características están unidas a la materia , la radiación y las interacciones entre ellas para que ambas existan y se manifiesten mutuamente al poseer energía/masa. El espacio solamente aporta a la esencia física propiedades “potenciales”, a priori, hasta que los entes tangibles las hace “reales” (debido a las interacciones, ente interactivo). De entre las propiedades a priori que posee el espacio, tenemos las propiedades geométricas y las propiedades físicas. Las propiedades geométricas responden a las relaciones de las distancias entre puntos (elemento geométrico más elemental o individual sin extensión en ninguna dimensión )o conjuntos de puntos (líneas o curvas de una dimensión , planos o superficies alabeadas de dos dimensiones y regiones tridimensionales como los cuerpos tridimensionales, curvas tridimensionales que poseen extensión lineal, superficial o volúmica). La Geometría General se encarga del estudio de todas las leyes que nos describen las posiciones , direcciones, distancias, longitudes, áreas y volúmenes de todos estos elementos geométricos (el punto matemático solamente posee “posición”) : Son las leyes matemáticas geométricas. Pero al dotar a un punto matemático (composición de tres números o coordenadas espaciales ) con una dimensión másica (o masa/energía) y otra dimensión de carga eléctrica, da carácter interactivo a todo el espacio infinito que le rodea (potencialmente) y afecta a todos los demás puntos que estén dotados de esas dos dimensiones tangibles (interaccionabilidad, efecto real): Dicho espacio matemático adquiere el estado de “espacio físico estático” .Además, junto a la dimensión temporal que permite el cambio y lo ordena, tendríamos finalmente un Universo Físico dinámico o fenomenológico (con las seis dimensiones: 1 temporal y 2 dimensiones tangibles ,la masa y la carga eléctrica y las 3 dimensiones espaciales).

-Propiedades físicas (potenciales) del espacio físico :  Elasticidad  ,  potencial inercial (campo y fuentes nulas)  y máxima compresión espacio-temporal cuántica.

El espacio en sí mismo no tiene propiedades físicas reales pues el espacio no muestra fenomenología alguna (ni estructura espacial detectable o cambios en dichas estructuras que podamos detectar)a no ser que insertemos en él a los agentes físicos o entes tangibles de la radiación y la materia. No obstante, tiene propiedades “potenciales” a priori que adquieren realidad física en cuanto coloquemos en él a tales entes tangibles.

La primera propiedad física del espacio (conjuntamente con el tiempo) es su “elasticidad cinemática” de tal manera que elegidos al azar un par de fermiones (partículas materiales: móvil y referencia) la relación espacio / tiempo entre los mismos (distancias de separación o acercamiento entre tiempo invertido en dicho movimiento, desde cualquier sistema de referencia ) es inferior a la conocida constante universal “C” : X / t menor que C. El límite máximo lo cumplen unas partículas especiales denominadas “bosones” (partículas de radiación) : X/t = C , que no tienen masa propia o de reposo y solamente tienen una única velocidad que es la misma para todas y para todos los sistemas de referencia. No es posible encontrar dos partículas dotadas de masa (bien de reposo o de movimiento) que superen este ritmo de movimiento relativo. A las hipotéticas partículas que superen esa velocidad limite “C” se las denomina “taquiones” cuya existencia no ha sido detectada experimentalmente ni está justificada teóricamente dando lugar a contradicciones serias dentro del conjunto de la Física. La única manera de encajar a los taquiones dentro del esquema de las ciencias físicas es admitir la existencia de una velocidad máxima que es mayor que la conocida “C” para los fotones y ahora las partículas más rápidas serían tales taquiones a la velocidad “T” . En tal caso, la formulación de la relatividad sería la misma pero sustituyendo “C” por “T”. En este hipotético caso, ahora sí podremos calcular la masa de reposo del fotón por la fórmula M= Mo/Raiz(1-V2/ T2) y para fotones V=C , M=Mo/Raiz(1-C2/T2) de manera que sí tendría sentido fotones con masa Mo en reposo y poder encontrar luz en reposo como pretendía Einstein en su experimento mental de joven. En la expresión anterior, si el denominador es no nulo, al ser C menor que T, para que M no sea nulo, Mo debería ser no nulo, teniendo fotones en reposo. Contrariamente, nunca hemos encontrado luz en reposo en ningún sistema de referencia (otra cosa es luz absorbida por la materia que algunos interpretan como luz en reposo, que no es el caso, sino que sería luz que se transforma en energías internas del cuerpo) y por lo tanto, ante este hecho crucial, no podemos admitir como partículas más veloces a tales taquiones sino a nuestros fotones de siempre y por añadidura tales taquiones no existen. La velocidad es una medida de lo rápidamente que una parte del universo se puede mover respecto a otra parte indicándonos cierto valor de lo que se puede estirar el espacio entre cada par de partículas aunque en el fondo no es más que velocidad máxima relativa. Otra explicación de este límite de elasticidad o velocidad máxima de alejamiento mutuo es el hecho de que al ser la energía y la masa dos aspectos de una misma superpropiedad (¿masergia?), una se transforma en la otra y viceversa , por lo que, al aplicar energía de interacción a una partícula tal energía se invierta paralelamente en energía cinética tanto en su factor de velocidad como en masa, de tal forma que al aumentar la energía cinética aumenta la masa y la velocidad adquirida , y ambas se acercan asintóticamente a la conocida velocidad límite de la luz “C”, tendiendo una al infinito y la otra a dicha velocidad. Como el infinito no es una cuantificación real tampoco encontraremos a una partícula material viajando a la velocidad límite “C”.Ese límite se reserva a las partículas de radiación o bosones. Por analogía al muelle que se estira debido a la fuerza que se le aplica y esta puede generar un límite de deformación para dicho muelle, se puede decir que la velocidad entre dos partículas materiales puede aumentar hasta el conocido límite “c” al darles cada vez más energías a dichas partículas, por ello , la velocidad C funciona como un límite de elasticidad cinemático (potencial, independiente de las partículas , de fondo) del espacio.

Otra propiedad del espacio( respecto a la propiedad tangible de la masa y la energía) es el potencial inercial del mismo , valor a priori, independiente de cualquier ente tangible y de valor único o uniforme en todo el Universo , constante en todo el tiempo e independiente de los sistemas de referencia, descubierta por Albert Einstein. Se trata de que en cada punto del espacio y en cada momento del tiempo, la relación entre la Energía total de la partícula y su masa relativista es una constante propia del espacio de valor Et/M= C2 . Cada punto del espacio es capaz de albergar una energía Et por cada kilogramo de valor 9 exp16 julios/kg . Es un valor uniforme en todo el espacio y, por tanto, este campo de potenciales inerciales Vi = Et/M= C2 no posee campo vectorial interactivo ya que C= GradVi = 0 y por ello, no tiene fuentes ni simas ni se propaga. Es un campo que nos mide la densidad de energía por masa en cada punto del espacio o la relación entre los dos aspectos o caras que posee toda radiación o materia (dualidad masa y energía),relación entre su grado de existencia (masa) y su nivel de presencia (energía). 

La tercera propiedad del espacio es su densidad de energía por partícula o por punto físico y concretamente su valor máximo. Un punto espacial puede no estar ocupado por ninguna partícula ni estática ni viajera ( en tal caso, se trataría de un punto vacío de energía cero). En todo caso, se cumple como ya se anotó ,que la relación entre su energía y su masa contenida internamente o su energía total (incluyendo e. cinética o potenciales de interacción) es Et/M= C2 . Para una partícula tipo bosón de longitud de onda L (intervalo donde es más probable encontrar a dicha partícula en tal onda de probablidad) , la energía que posee es E = h C/L . La máxima energía que puede poseer un bosón ( en general, cualquier partícula) es aquella donde la longitud de onda sea la mínima distinguible físicamente y esta longitud mínima(el cuanto de longitud del punto físico) corresponde a la “longitud de Planck, que será calculada en un próximo apartado y de valor L=Raiz(G h/C3) dando un valor de “Máxima energía por partícula o energía de Planck” de Ep = h C /L = = h C/(Raiz(Gh/C3) , es decir, Ep = Raiz(C3 h/G) que se estima en un valor de 3 exp19 GeV por punto , que es la máxima energía que puede estar concentrada en una sola partícula individual . Se conoce como “Escala de Planck” a la relación de todas las energías por partícula posibles desde el valor 0 que corresponde al punto vacío hasta el “Bosón de Planck” cuya energía es la anotada anteriormente. En medio se desarrollan todas las partículas físicas que se conocen desde las más pequeñas (neutrinos), las estables, las menos estables o fantásticamente inestables por su altísima energía, así como toda clase de fotones y bosones que existen en el Universo o que potencialmente puedan existir. En medio de esta escala entre las partículas estables (como el protón o el electrón) o las inestables (como los hiperones o los tauones) y el Bosón de Planck, hay un enorme vacío energético cuyas partículas desconocemos aún. Esta región fantasma corresponde a la fantástica variedad de partículas cada vez más inestables ( con tiempo de desintegración cada vez menor, de rango hasta el tiempo de Planck ,cuanto de tiempo o tiempo de desintegración del bosón de Planck) que pueden ser descubiertas en los laboratorios a las energías enormes con las que se formaron (acordes con sus fantásticas masas aunque se desintegran en tiempos cada vez más efímeros ) o en los inicios del Universo en la explosión original y que tras larguísimas series de desintegraciones donde repartieron partículas por todo el espacio, desembocaron en las actuales partículas estables del protón, electrón, neutrinos y sus antipartículas. Otra propiedad del espacio dotado de campo interactivo es su límite de continuidad en los valores energéticos. La energía ligada al espacio-tiempo como la energía cinética y las ligadas al espacio invadido por partículas físicas con masa y/o cargas como las energías potenciales arrojan una energía total o mecánica que se conserva en las interacciones entre partículas. Sin embargo, en condiciones de gran intensidad de campos en intervalos espaciales muy reducidos y en intervalos cortos de tiempo (en escalones bruscos de potencial interactivo), esa continuidad se quiebra de manera que parte de esa energía mecánica que se mantenía constante en condiciones suaves ahora se transforma en partículas radiativas : Un fenómeno continuo se ha transformado en un fenómeno cuántico. El espacio debe poseer un límite que delimite lo continuo de lo cuántico y tal límite es una propiedad física fundamental del espacio (o del espacio-tiempo-masa-carga fundamentales) como la existencia de escalones de potenciales energéticos alrededor de las partículas.

d) Cuanto de espacio físico: Interior y exterior, longitud de Planck.

Un punto de espacio vacío tiene sus dimensiones internas nulas al no poseer ni masa ni carga ni energía por lo que su “extensión” es la de un punto matemático, es decir, cero. Pero al dotarse de masa/energía el punto adquiere una determinada extensión ya que no es concebible en física que la densidad de masa o energía sea infinita. Por otra parte, el punto físico conserva la misma simetría espacial que un punto que es una simetría radial, es decir, el punto físico es de geometría esférica otorgando isotropía a sus posibles propiedades en el espacio. La cuestión ahora es determinar el tipo de esfericidad y el tamaño mínimo de ese cuanto esférico mínimo o partícula fundamental. Si se tratara de una esfera sólida donde se distribuye uniformemente la masa o la carga, no sería un verdadero punto físico fundamental ya que este debe ser uniforme en su interior y una distribución de masa o carga así varía sus valores en dicho interior con respecto a la distancia al centro de tal esfera. Sin embargo, si el cuanto físico con masa y carga fuese una superficie esférica, el campo en su interior sería nulo y el potencial tanto gravitatorio como eléctrico sería constante o uniforme, modelo más acorde con una partícula fundamental que no distingue partes en su interior. Por ello, la partícula fundamental que ocupa el cuanto de espacio físico tiene su masa y su carga distribuidas por su superficie esférica. En su exterior, sigue cumpliéndose que sus campos eléctricos y gravitatorios son inversos al cuadrado de la distancia y directamente proporcionales a la masa y carga de la propia partícula. Tenemos pues que en cuanto a la forma de la partícula física fundamental es una superficie esférica ( que corresponde a las características de uniformidad interna respecto al espacio y estabilidad temporal respecto al tiempo, esto es el concepto de “partícula fundamental”) dotada de masa/energía y/o carga eléctrica , que posee un interior vacío (con campos eléctricos/gravitatorios nulos por lo que no se autoafecta no produciéndose autofuerzas (prohibidas en la mecánica del movimiento) y campos de potenciales gravitatorios y eléctricos uniformes en toda la esfera interna e igual al potencial de la superficie) , una superficie esférica con propiedades tangibles que proyecta una influencia hacia el exterior que es , en realidad , una prolongación de la propia partícula ya que extiende su campo interactivo hasta el infinito donde la partícula manifiesta su existencia a través de su presencia por medio de su influencia interactiva hacia otras partículas. Se trata del modelo de “pompa de jabón” para la partícula física individual o fundamental. Figura nº 4

A continuación, debemos determinar el tamaño geométrico o radio de dicho punto físico o partícula fundamental. La propiedad básica de un punto de estas microdimensiones para partícula “fundamental o no compuesta” es que su interior sea indistinguible en sus partes. Recurramos al sistema físico donde la masa está concentrada de tal manera que no puede obtenerse del mismo ninguna información distinguible de su interior: El agujero negro cuántico. Para un agujero negro puntual, tendremos como radio el radio de Schwarzschild que es R= GM/C2 (como se verá más adelante) , donde R es el radio de la partícula, M su masa , G la cte gravitatoria y C, la velocidad de la luz. Por otra parte, la masa contenida en esa partícula está relacionada con su energía y con la longitud de onda de la misma : M= E/C2 y E=hC/L . Nuestra partícula física de dimensiones mínimas corresponderá a una partícula radiativa de radio mínimo (aspecto corpuscular)y a la vez es una onda de mínima longitud de onda (aspecto ondulatorio ) donde radio como partícula coincide con la longitud de onda como onda, sea el radio de la partícula L=R , tenemos combinando estas relaciones, R=G (E/C2)/C2 =G (hC/R)/C4 ,es decir, R=GhC/(RC4) ,finalmente, R= Raiz(Gh/C3) .

Tal radio se denomina “distancia o cuanto de longitud de Planck” y es la mínima distancia distinguible en la naturaleza y corresponde al radio y longitud de onda de la partícula física puntual. Cualquier otra distancia menor es indistinguible y , por tanto, equivalente e ella. El valor estimado es de Rmínima o Lmínima o Xp = Raiz(Gh/C3) = 4,05 exp(-35) metros . Así pues la existencia de un punto físico divide el espacio infinito en dos regiones : El interior con radio de Xp (Planck) que es puntual visto desde el exterior (no tiene puntos internos distinguibles) y el exterior que es infinito en espacio y finita la región ocupada por el resto del Universo físico. La superficie indistinguible o frontera de la partícula separa el interior (partícula sin campo) del exterior (campo sin partícula). El interior es inaccesible (principio de exclusión de Pauli para fermiones, salvo aniquilación) y dicha partícula es afectada por el resto de todo el Universo, mientras que el exterior lo puebla el resto del Universo que es afectado por nuestra partícula (simetría espacio-interactiva).

e)La medida del espacio físico (posiciones y longitudes)  y la presencia de masa/energía.

Para medir la posición de un punto respecto a un sistema de referencia o para medir la longitud o distancia entre dos puntos tenemos que recibir información de la presencia de tales puntos. La señal utilizada es la señal óptica o electromagnética o luminosa. Cuando la longitud a determinar está en reposo tales medidas son universales, es decir, son las mismas para todos los sistemas de referencia denominándose “longitud propia” siendo esta la clásica longitud. Sin embargo, si el par de puntos distanciados esa longitud están en movimiento, las señales que parten de sus extremos para cuantificar dicha longitud muestran una distorsión derivada de la limitación física de la señal (velocidad máxima y limitada de la luz) y origina valores relativos de dicha longitud :Relatividad de la medida de la longitud. Según nos mostró Lorentz y posteriormente Einstein, la relación entre la longitud en reposo o propia Lo , la longitud medida desde un sistema de referencia L y la velocidad del cuerpo que posee esa longitud “V” es : L = Lo Raiz(1-V2/C2) . Esta interpretación de la relatividad de la longitud es equivalente si tenemos el cuerpo de longitud Lo en reposo respecto a un sistema de referencia y este sist. Referencia en movimiento a “V” respecto a otro sistema de referencia que mide L. Así pues, las medidas de la longitud desde dos sistemas de referencia con velocidad relativa “V” están relacionadas y también se cumple la situación inversa y simétrica. Por otra parte, la presencia de masas/energías en el espacio generan un campo de aceleraciones gravitatorias que a su vez modifican las medidas de la longitud de los cuerpos. Idénticamente, si estamos midiendo desde un sistema de referencia acelerado (tanto acelerado tangencial como centrípetamente), también se altera la medida de las longitudes. En resumen, entre sistemas de referencia en reposo relativo las medidas de la longitud coinciden siendo tal medida el valor auténtico , propio o clásico de la longitud. Si los sistemas de referencia se mueven bien a velocidad constante (efecto relativista especial) o con aceleración relativa o presencia de masas creando aceleraciones gravitatorias (efecto relativista general), la longitud es relativa y tenemos una longitud para cada sist. Referencia , o también, en base a un único sistema de referencia, si el cuerpo se mueve a gran velocidad o aceleración, la medida de la longitud se ve alterada

1.2.El Tiempo (dimensión 1ª).

a)El intervalo puntual matemático y el instante físico (dimensión 0).

El tiempo es un parámetro físico fundamental que ordena los estados físicos de una parte del Universo o el Universo en su conjunto de tal manera que a cada estado (conjunto de los entes con sus características físicas a lo largo de toda la extensión del espacio) le hace corresponder un número denominado “tiempo cronológico”. Las propiedades físicas no se encuentran determinadas de forma continua sino cuantizadas, así pues, las masas-energías internas de las partículas están ubicadas en puntos físicos espaciales y los cambios en sus propiedades internas o externas se producen en instantes cuánticos o “cuantos de tiempo” cuya duración se denomina “tiempo de Planck” que es el menor tiempo distinguible entre dos sucesos y corresponde al tiempo que separa la entrada y salida de un bosón (a la máxima velocidad natural C) en un punto físico de extensión espacial la distancia de Planck o separación física mínimamente distinguible, de manera que Tp = Xp/C y según se vió en un apartado anterior, Xp = Raiz (Gh/C3) y , por tanto, Tp=Raiz (Gh/C5) =1,35exp(-43) seg. La evolución del Universo consiste en una hilera de estados separados por valores cuánticos de tiempo de tal manera que tal discretización permite determinar la causa (en punto espacial e instante temporal) del efecto (otro punto, otro instante). En la ubicación de los entes tangibles, disponemos de tres números para la localización espacial que puede “cambiar” de posiciones relativas teniendo una “cuarta dimensión” que nos ordena dichas posiciones (individuales) o conjuntas (estados físicos del sistema de partículas) :Es la coordenada del tiempo (tiempo fenomenológico que nos ordena los cambios en un sistema físico).En términos familiares, podemos definir la posición de un punto a lo ancho , a lo largo y a lo alto, y en qué momento se encuentran tales posiciones. Al definirse la posición por tres números, se dice que la posición es una magnitud “vectorial” (siguiendo todas las propiedades geométrica-algebraicas de los vectores) mientras que el tiempo, con un solo número es una magnitud escalar (siguiendo todas las propiedades aritméticas de los números ).En un Universo en estado de Nada (antes de nacimiento del mismo), la ausencia de entes tangibles implica la ausencia de cambios y, por ello, no existía el tiempo, ni el espacio, ni materia, ni radiación ni interacciones, o bien, teníamos un pretiempo o no tiempo de dimensión cero.

b) El Tiempo Absoluto unidimensional: El No Tiempo (de dimensión cero) y el Tiempo Cósmico o Fenomenológico o Cronológico.

El Universo no solo es una estructura en el presente sino también un conjunto de estados (configuraciones distintas de la estructura a lo largo del tiempo) que se suceden ordenadamente según las relaciones causa-efecto dictadas por las leyes físicas. El tiempo es la ordenación de la sucesión de tales estados universales (de alguna parte del mismo o de alguna partícula concreta)de tal manera que a cada estado del universo se le hace corresponder un nº denominado “tiempo cronológico” que corresponde al instante de tal estado medido a partir de otro estado en otro instante de referencia denominado tiempo cero. Este tiempo ordena estados del Universo que pueden cambiar en alguna propiedad o en alguna parte del mismo. El tiempo, en el sentido físico de ordenación de estados, solamente tiene sentido si existen entes tangibles (materia y radiación) que cambian alguna propiedad (corpuscular e intrínsecamente como la masa y la carga ; corpuscular y extrínsecamente como la posición, velocidad, etc; colectivamente como los sistemas de partículas diversos en la distinta gama de propiedades físicas ) . Por ello, el tiempo cósmico o fenomenológico tiene sentido si existe materia y radiación y si ambas sufren cambios en alguna de sus propiedades. Por ello, el tiempo cronológico (mide y ordena la sucesión de acontecimientos) que es cósmico y fenomenológico ( cambios en las propiedades de los cuerpos o “fenómenos físicos”) se originó con el propio Universo cuando apareció la materia y la radiación en el espacio. La condición para que exista el tiempo cósmico es doble: Existan los protagonistas o entes tangibles (materia y radiación) y que estos sufran cambios globales (macroscópicos o cosmológicos) o microscópicos (a nivel de partículas elementales). El tiempo “se congela” o no existe solamente en la imaginación cuando pensamos en el estado del Universo en un instante ; realmente, el tiempo fluye continuamente porque existe materia y radiación y nunca cesan de cambiar en sus propiedades. Si tenemos que una parte del Universo está constituido por partículas en reposo donde no se experimenta cambio alguno, decimos que esa zona está en equilibrio absoluto pero el tiempo sigue fluyendo porque el resto del Universo sigue cambiando. Solamente si la totalidad del Universo no cambia más , se dice que el tiempo ha parado y no existe, con lo cual nada puede ser observado y ni tan siquiera existe un observador que observe ya que la observación (y con ello la detección de que algo existe) es consustancial al cambio (una señal en movimiento desde el objeto al observador ; una mente que registre un cambio fuera de ella y se contraste con un cambio dentro de ella ,la apreciación de lo observado).Por ello, jamás pertenecerá a la experiencia la cancelación del fluir del tiempo ya que este es inherente a la observación de la fenomenología de la naturaleza. No obstante, antes del nacimiento del Universo, no existía ni la materia ni la radiación, ni el espacio ni el tiempo entendido aquí como cósmico o fenomenológico porque no había nada que dé lugar a cambio alguno. Sin embargo, denominaremos No Tiempo, a ese imposible e inescrutable estado anterior al nacimiento del Universo. El Tiempo es monodimensional pues un número (tiempo cronológico) basta para designar el instante de un estado universal. Al No tiempo le asignamos la dimensión cero pues no existen instantes porque no existen estados universales salvo el estado continuo de “vacío o nada”,todos equivalentes y ,por ello , sin cambios, sin tiempo que ordene distintos estados universales evolucionando , hasta el nacimiento del Todo , del Universo actual, que es el primer fenómeno en el primer pulso del tiempo y , además, dicho nacimiento es simultáneo y universal.

c)Propiedades del Tiempo físico: El principio del carácter escalar y creciente del Tiempo Fenomenológico (el sentido desde el estado inicial al estado final). Orden causa-efecto. Tiempo en vacío, a altas velocidades o relativista especial y en materia-radiación o relativista general.

El tiempo físico, parámetro ordenador de acontecimientos o de estados físicos del Universo, asigna un nº secuenciador de estados denominado “tiempo cronológico”, tiene una única dimensión o un único número para todo el estado o configuración espacial del Universo en cada instante (el tiempo es único en cada punto del Universo y en todas direcciones ) siendo pues una magnitud fundamental escalar. Es un propiedad o dimensión fundamental cuya misión en el conjunto de la Cosmología del Universo es el de ordenar estados en su evolución o de cambios locales o globales, siendo tal ordenación una secuenciación en un solo sentido ( el tiempo es escalar unidireccional o monodimensional creciente) , siendo su evaluación cuantitativa siempre creciente e independiente de las circunstancias físicas de los entes físicos respecto a los cuales se ordenan sus estados por lo que transcurre de forma regular. Otro tema es el de su medición, que se verá afectada por la limitación de las velocidades en las señales que nos ayudan a determinarlo (efecto relativista especial ) y por la presencia de grandes campos gravitatorios o sistemas acelerados (efecto relativista gravitoinercial) que afectan a dicha señal .En todo caso, en cualquier sistema de referencia poblado o no de masas, el tiempo nos debe llevar desde estados del Universo que son causas hasta los futuros efectos en el siguiente estado universal. La medida del tiempo, al realizarse con agentes físicos (relojes, rayos de luz, movimientos de partículas) presenta distorsiones pero nunca altera su unidireccionalidad que va desde un estado inicial que como causa prepara la consecución de un estado final que es la consecuencia. Tales relaciones de causa-efecto están cuantitativamente condicionadas por la limitación de la velocidad del conector entre ellos (conectores ópticos, electromagnéticos o gravitatorios, que se extienden desde un punto a otro del Universo a la velocidad máxima de C ) pero cualitativamente siempre respeta el orden entre dicha causa y dicho efecto.Los seres humanos no podemos ver el Universo desde el exterior tomando información instantánea de todas sus partes y determinando el estado del Universo junto a su indicador cronológico simultáneamente. Para ello, necesitaríamos una información que viajara a velocidad infinita que proviniera de todas las partes del Universo para coger una “foto” del “estado del Universo” en su conjunto. Así asignaríamos al cuadro del estado espacial de todas las partes del Universo ese nº (tiempo cronológico absoluto ) y, posteriormente, a todos los futuros cuadros o “fotos” para tener nuestra colección de fotos numeradas con el nº del mencionado tiempo cronológico:Tendríamos la historia o evolución completa del Universo entre esos dos instantes. No podemos medir el tiempo de forma absoluta sino ,más bien, de forma relativa pues disponemos de una señal óptica muy valiosa que parte de toda la materia obteniendo tan solo imágenes (impactos de fotones en nuestra retina o aparatos ópticos) con una velocidad limitada aunque la máxima posible para que llegue antes la información óptica que el propio objeto visualizado (principio antrópico pero que es ,además, un hecho real de la realidad física del Universo). Esta limitación en la velocidad de la luz que pretende darnos información del Universo y ,de camino, “medir espacios y tiempos de sucesos” relativiza las medidas del espacio y del tiempo. Con este instrumento ( el mejor que tenemos) las medidas de espacios y tiempos ( y con ello, toda la física), no van a ser valores absolutos para todo el Universo sino que van a ser valores relativos : Las medidas del espacio y del tiempo van a depender del sistema de referencia elegido , y concretamente, de su velocidad . Sin embargo, hay algo de absoluto en las medidas temporales (intervalos de tiempo) y espaciales (longitudes). El tiempo y las longitudes en cuerpos físicos en reposo , son los mismos para todos los sistemas de referencia universales (se denominan longitud y tiempo propios) siempre y cuando lo medido esté en reposo. La distorsión (mejor denominada, la relativización ) en las medidas aparece cuando los cuerpos se mueven y, entonces, las señales ópticas con su limitación en su velocidad C(aunque sea la misma para todos los sistemas de referencia) produce medidas del tiempo y del espacio distintas de las medidas en el reposo. La Física de la Relatividad desarrollada por Albert Einstein nos muestra la relación entre las longitudes de reposo o propias y los tiempos de reposo o propios, con las medidas en pleno movimiento a una determinada velocidad. Esto se trata en el capítulo sobre las leyes físicas y la relatividad especial . La relación entre el tiempo medido en cuerpos en reposo y en movimiento es T = To /Raiz (1-V2/C2) siendo la medida del tiempo relativa, pero si C= infinita, quedaría T = To la medida del tiempo sería absoluta. Tenemos noción del tiempo que transcurre en otros sistemas de referencia o en otros cuerpos gracias al envío de señales desde el lugar donde se produce el cambio hasta el lugar donde lo observamos pero tales señales están sustentadas por partículas físicas que “existen “ y ,por tanto , poseen energía/masa que no pueden viajar a infinita velocidad porque en tal caso poseerían infinita energía cinética y tendrían más energía que el propio Universo limitado lo que sería una contradicción. Las partículas portadoras de señal (luminosa o electromagnética ) tienen velocidad limitada y masa limitada , dando lugar a una de las propiedades fundamentales de los entes tangibles (materia y radiación) , en el escenario espacio-temporal : La Relatividad Einsteniana. De todas las partículas físicas que existen, los bosones libres o fotones son los de máxima velocidad y son los utilizados para portar información de un sistema físico que, al ser las más rápidas, evitan la paradoja de invertir la información de causa-efecto a efecto-causa (si la información se basara en la emisión de sonido o de ráfagas de partículas cualesquiera, si el observador viajara a mayor velocidad que estas partículas, captaría la información en evolución inversa a la realmente realizada; si llegara la piedra antes que la luz informativa nos daría el golpe sin saber qué ha pasado ;sería un principio antrópico el hecho de que la luz fuese la partícula más rápida de la naturaleza). Otra circunstancia que altera la medida del tiempo es la presencia de masas que dotan al espacio de campos gravitatorios y, por tanto, de aceleraciones (y también, en sistemas de referencia acelerados),tratado en la relatividad general. Sin embargo, aunque se alteren los ritmos medidos de tiempo en unos sistemas de referencia en movimiento, tanto por la velocidad como por la aceleración, el orden de los acontecimientos registrados (causa-efecto) no se altera ya que queda garantizado por la supremacía de la velocidad de la luz respecto a los objetos materiales en todas las circunstancias físicamente posibles, que son las reales.    
                                                  

d)Cuanto de tiempo físico : El estado físico y tiempo de Planck . Cuantificación de fondo de todas las propiedades físicas.

Como ya se ha visto en un apartado anterior,el estado físico del Universo es la descripción de la posición, velocidad, etc , de todos los puntos físicos que forman el Universo así como su contenido en masa/energía/carga y todo ese conjunto de datos referidos a un nº cronológico (a cada estado del Universo, un nº ordenador). Pero estos nº temporales no son continuos sino que se desarrollan a saltos cuánticos de tiempo de valor el tiempo de Planck visto en el apartado anterior o tiempo mínimo de Planck. Al estar cuantizados el espacio y el tiempo, entonces , la materia y la radiación que se distribuyen por el primero y cambia en el segundo, también está cuantizado en masa/energía y en carga eléctrica. Al final, toda la física está cuantizada. La extrema pequeñez de los valores cuánticos y lo supernumeroso de sus puntos, superpuestos en la experiencia macroscópica cotidiana, aparecen en nuestra realidad física como valores aparentemente continuos(es como caer en una sábana y no llegar a la experiencia de colarte entre sus hilos). Si admitimos intervalos de tiempos nulos, en el límite de tiempo nulo, las variaciones de las magnitudes variables tienden a nulidad teniendo una indeterminación 0/0 , para los ritmos de cambio determinados como la fuerza, la potencia, la velocidad, etc, etc, y los estados del Universo evolucionarían de forma continua donde no se puede distinguir el estado del Universo del siguiente y, por ello, las causas de los efectos. Un espacio-tiempo cuantificado distingue un estado Universal (espacialmente, con la identificación de una partícula frente a otra aunque manteniendo la indistinguibilidad interna dentro de una misma partícula) de otro estado Universal cuando las partículas del Universo objeto de cambio han adquirido verdaderas y claras distintas posiciones (en la condición de Universo continuo las partículas vecinas se podrían acercan indefinidamente hasta perder la identidad espacial y una misma partícula que intenta moverse no logra adquirir la nueva posición mientras no se visualiza ningún cambio). La diferencia entre un punto físico y un punto matemático ( o en el mundo físico punto vacío ) , es que el punto matemático o vacío no tiene interior y el espacio externo infinito es todo, mientras que en el punto físico dotado de energía/masa/carga, tiene un interior indistinguible y un exterior, el resto del infinito espacio hacia donde extiende su influencia (al menos potencialmente)afectando a otras partículas que en él se encuentren. Cuantizado el tiempo, el espacio y las propiedades tangibles de las partículas (masa/energía/carga) , todas las magnitudes también están cuantizadas cuya discretización se experimentaría a niveles microscópicos pero la superposición de las influencias de incontables partículas a nivel macroscópico resulta una experiencia aparentemente continua ,mejor, realmente continua ,dada la abundancia de las partículas físicas tanto materiales como radiativas y las limitaciones de nuestros sentidos y aparatos de medida.

e)La medida del tiempo (instantes e intervalos) : El tiempo matemático y el tiempo físico ( efectos relativistas especial y general).

En el apartado anterior se ha tratado el aspecto discreto del espacio y el tiempo de manera que un punto físico tiene internamente la dimensión de la distancia de Planck Xp y un instante, el más fugaz posible tiene un intervalo Tp (de Planck).Pero las medidas de intervalos espaciales y temporales mayores están sujetas a condicionantes físicos: El tiempo es la separación cronológica entre dos sucesos o cambios que han experimentado las partículas o los cuerpos. Si el Universo estuviera “fenomenológicamente congelado” , es decir, todas sus partículas estuvieran en reposo y , en general, todo lo valorable físicamente no cambiara, se puede decir que no existiría tiempo fenomenológico. Pero la probabilidad de encontrar al Universo así es absolutamente nula (salvo que no haya nada que cambiar, como le ocurría en su estado de Nada , antes del nacimiento como Universo de Todo , cuando el Tiempo Cósmico o total estaba en su fase de No Tiempo, nada cambiaba porque nada había que cambie). Una vez tenemos elementos tangibles susceptibles de que cambia en algo, el problema ahora es cómo registrar el tiempo de un cambio :La partícula o el objeto que cambia no siempre está a mi lado donde detectaría el cambio por mis sentidos (los cinco sentidos)automáticamente. Contrariamente, el objeto está a una distancia y necesito un medio intermedio para registrar sus cambios : Utilizo la señal más rápida y que además se propaga por el vacío amén de muchos materiales , es decir, la luz o las ondas electromagnéticas en general (allá donde la materia cambia, esta envía fotones a modo de mensajeros). El Universo es Cósmico y Uno, todos sus elementos están íntimamente relacionados y siguen todos las leyes físicas. Al utilizar la luz como informadores de los fenómenos físicos que acaecen en la materia y ,como partículas o fotones que están formados de energía con su equivalencia en masa (inercial y gravitatoria), resulta que su propagación queda afectada por campos gravitatorios (efecto gravitatorio sobre la luz, experimento de Eddington, efecto gravitatorio Einstein). Por otra parte, la luz o radiación , tiene un comportamiento límite respecto a su velocidad: Viaja a la velocidad máxima de la naturaleza , límite de las velocidades materiales y única para toda clase de radiaciones y sistemas de referencia(experimentos de Michelson-Morley , de Bertozzi ,confirman el 2º principio de la Relatividad Especial de Einstein). De nuevo, la propagación de nuestra señal informativa queda limitada. La luz que parte de los centros de información inicial y llega a los destinos receptivos finales, mide intervalos de tiempo hasta que la luz nos llegue dependiendo de los movimientos de los cuerpos y de nuestros movimientos (en resumen, del movimiento relativo cuerpo observado-cuerpo observador) aunque la velocidad lumínica viaje a la misma velocidad sin que nada le perturbe. Utilizando señales luminosas, la medida del tiempo queda alterada (relatividad einsteniana del tiempo) a la vez que la del espacio. Lo único que se mantiene fijo es la propia velocidad de la luz como constante universal y propiedad a priori del espacio. Si la velocidad de la luz ,portadora de información, viajase a velocidad infinita , al estar físicamente representada en partículas con energía, supondría tener energía infinita, extremo que no es físicamente aceptable. Por otra parte, ignorando el aspecto energético anterior, si la luz llegara de todas las partes del Universo a velocidad infinita, llegaría información simultánea de todo el Universo a la vez, suponiendo una superposición demasiado amplia de señales que se anularían mutuamente (es como si quisieras una información total de todos los rincones del planeta Tierra desde un lugar del espacio y veríamos lo que ya sabemos :Un insignificante punto de luz. Se perdería la rica información de todo cuanto sucede en cada rincón puntual de este dinámico planeta).Por tanto, desde el punto de vista antrópico, la realidad física nos muestra un Universo con tales reglas de juego que permita ser auto reconocido con los ojos de criaturas conscientes y con la mente de dichos seres inquietos. Hay que tener en cuenta que el punto de vista antrópico no es una condición débil para construir las teorías físicas sino que debe ser una condición a posteriori fuerte y que toda teoría física debe diseñarse para que se cumplan los hechos experimentales que vivimos (entre ellos los detalles de la forma en la que vive el depositario de la consciencia más evolucionada en este planeta pero sin caer en egocentrismos innecesarios, claro).

En definitiva, al utilizar un elemento físico para medir el tiempo físico (y las distancias físicas entre entes físicos), obligado a ser “físico”, seguir las leyes físicas, las medidas ya no son independientes o lineales, sino que sus expresiones matemáticas se adaptan para que cumpla la ley física de la constancia de “C”, dando lugar a un tiempo y espacio relativos, según se verá en el capítulo de la Relatividad. También, la presencia de masas genera campos de aceleraciones que , manteniendo la velocidad lumínica en “C”, bajo cualquier aceleración (tangencial), distorsiona la medición del tiempo y del espacio (efectos relativistas generales o gravitatorios einstenianos). Solamente el reposo relativo cuerpo observado-observador (V=0) y la ausencia de masas importantes, nos garantizan la medida de un tiempo (y espacio) , denominado “propio” (que coincide con el correspondiente clásico) que es absoluto para todo el Universo, pero en esas condiciones de estaticidad.

f)El Tiempo , los procesos microscópicos y los procesos macroscópicos (reversibilidad e irreversibilidad microscópica y macroscópica, dispersión- concentración de la materia y la radiación , la entropía).

El tiempo nos ordena los sucesos físicos siendo un valor que siempre es creciente y debe ser medido por algún fenómeno cíclico  y regular como por ejemplo, los movimientos orbitales de astros o los movimientos de las agujas de relojes o péndulos oscilantes, etc. Aun así no podemos garantizar la regularidad de ningún proceso cíclico. Si construimos una serie de relojes lo más idénticos posible y observamos que funcionan con una regularidad que arroja errores despreciables frente a los tiempos medidos (cosa que se ha conseguido con una perfección asombrosa en la tecnología de la medida del tiempo actual) podemos considerarlos adecuados para la medida del tiempo. Respecto al sentido del tiempo, el tiempo solo varía positivamente. Si asignamos un valor negativo al tiempo simplemente significa que es un suceso acaecido antes que el suceso de referencia asignado con tiempo t=0. Si tiene un valor positivo , tal suceso es acaecido en un momento posterior al de referencia, pero el tiempo siempre avanza en el mismo sentido. Aunque observemos regresar una partícula después de haberse alejado, es el movimiento el que varía de sentido pero el tiempo permanece avanzando imperturbablemente ,el tiempo como 1º dimensiòn física, no está en función de ningún elemento físico, es el único valor o dimensión que es “absolutamente independiente”. Otro asunto es la relatividad de su medida. Al tratar de medir el tiempo, necesitamos tener información del suceso acaecido (ejemplo, el eclipse de un satélite, la ocultación y la emergencia).Como la señal de información es física , es la luz, esta viaja a una velocidad fija C limitada, que es la misma para todos los sistemas de referencia pero como los distintos sistemas de referencia están en movimiento relativo (ejem. a velocidad V), las medidas también son relativas y relacionadas por T=ToRaiz(1-V2/C2), siendo To el tiempo del eclipse en el propio astro y T, el tiempo del eclipse visto desde la Tierra a V. Si la luz tuviera velocidad infinita, T=To, estaríamos todos de acuerdo en la medida del tiempo del eclipse o de cualquier suceso físico. Pero como la señal que nos ayuda a obtener información del mundo es real, es física, la luz, esta no puede tener velocidad infinita que supondría infinita energía, inviable en la realidad física. Las leyes físicas proponen mejor una velocidad límite universal para la señal informativa sustentada en la realidad física (energía, partículas fotones),con las consecuentes mediciones relativas de espacios, tiempos, etc, antes que una señal ficticia ,no física, irreal,o aún siendo física y real, que posea infinita velocidad con infinita energía.  Además, la velocidad de la señal informativa es la máxima alcanzable, garantizando con ello que al recibirla ante nuestros detectores (ojos o aparatos auxiliares) captaremos antes la información que el impacto del objeto origen de la información. También recibiremos información del orden de los  acontecimientos desde el suceso causa en primer lugar al suceso consecuencia posteriormente, obteniéndose información correcta sobre  el orden causa-efecto sobre cualquier proceso físico. Otro aspecto del tiempo y los sucesos físicos es la “reversibilidad e irreversibilidad de los fenómenos físicos”.A nivel microscópico, las partículas van y vienen, se unen, se separan, colisionan ,etc. Mientras que tales transformaciones sean elásticas pueden producirse en un sentido y en el opuesto y se dice que son procesos reversibles. Una transformación es elástica cuando se conserva la energía mecánica del sistema de las partículas en consideración. Ejemplo, cuando un sistema de partículas cambia de manera que las energías cinéticas más las potenciales se transforman entre sí (fenómeno continuo y mecánico),conservándose la energía mecánica, dicho proceso puede evolucionar en el sentido que lo hace o en el sentido inverso, pero en todo caso, el tiempo avanza imperturbablemente e independiente de los mismos. Un sencillo ejemplo es el bote elástico (ideal) de una pelota en el suelo la cual baja y luego sube. Este movimiento puede ser eternamente periódico repitiéndose pero el tiempo que transcurre no es periódico sino lineal creciente (una cosa es que el tiempo pueda ser medido por un fenómeno periódico o un reloj periódico y otra cosa es que el tiempo avanza crecientemente ).No obstante, los fenómenos no son tan reversibles pues parte de la energía mecánica en el bote se transforma en ondas sonoras y en calor y el fenómeno sigue siendo continuo (porque las energías se conservan, ahora parte de la energía mecánica se ha transformado en otras energías mecánicas microscópicas) y ahora térmico (parte de la energía mecánica original de la pelota se ha distribuido, repartido o dispersado en energías mecánicas individuales de las moléculas),siendo ya un proceso inelástico. A nivel molecular o de partículas fundamentales, las energías mecánicas individuales podrían conservarse en colisiones denominadas elásticas. Sin embargo, cuando las proximidades son suficientemente reducidas, los campos, las fuerzas y las energías suficientemente altas, se cruzan escalones de potenciales energéticos,  la naturaleza reserva una última dispersión o distribución espacial más efectiva de la masa-energía: Es el fenómeno cuántico o la emergencia de partículas que se forman allí donde se produce un brusco descenso de la energía mecánica de las partículas en colisión. Son los bosones sin masa interna pero con masa de movimiento (es energía cinética pura) con velocidad límite universal C (e incluso con capacidad de generar partículas materiales nuevas en un proceso denominado “materialización”). Este último mecanismo natural para dispersar energías muy concentradas en un punto en procesos inelásticos individuales, partícula a partícula, provoca la propagación de la masa-energía en todas las direcciones del espacio y para grandes cantidades, de forma radial, constituyendo el segundo ente físico tangible del mundo físico :La radiación.   Regresemos al tiempo, la materia y la radiación. Los fenómenos físicos  de los sistemas de partículas tienden a transformar parte de  sus energías mecánicas macroscópicas en energías mecánicas microscópicas individuales  denominadas “energía térmica” que tienden a dispersar esa energía por dichos sistemas materiales (calor), por el espacio. También, en colisiones de partículas individuales, parte de sus energías mecánicas se transforman en partículas de radiación (bosones como los fotones) dispersándose por el espacio. En todo caso, se conserva la energía total de los sistemas físicos (conservación de este aspecto cuantitativo) y la energía se reparte o dispersa en todas las direcciones del espacio (dispersión, aspecto cualitativo).Estas dos leyes físicas responden a los nombres de 1º ley de la Termodinámica y 2º ley de la Termodinámica, aunque en la Termología están aplicadas a sistemas termodinámicos o de sistemas de partículas. La primera ley no es más que la universal ley de conservación de la energía y la segunda ley no es más que la ley del crecimiento de la entropía. La primera ley es clara en lo que hemos visto antes y en la segunda ley, la entropía es una medida de la uniformidad/densidad del reparto de la energía en el espacio (a mayor concentración o densidad de la energía/masa, menor entropía y , contrariamente). En todos los fenómenos vistos, la energía se concentra en los cuerpos implicados y cuando se produce el fenómeno inelástico (ya sea el fenómeno de dispersión de energía térmica o el fenómeno cuántico con la dispersión de fotones) la energía ubicada en los cuerpos o las partículas iniciales, se evacua en todas direcciones para “tender” a uniformar de energía a todo el espacio físico. “Los fenómenos naturales tienden a uniformar el reparto de energía en los cuerpos y en general en el espacio físico, de manera que inicialmente está concentrada en poco espacio con poca entropía y finalmente en mucho más espacio, con más uniformidad, menos concentración, más entropía;  la entropía va creciendo al crecer la uniformidad bajando la concentración”. El fundamento de esta tendencia al reparto de la energía en todas las direcciones del espacio con el consecuente descenso de su densidad (y de aumento de la entropía, tanto en energía como en masa) en un determinado momento y posición originales, es que las partículas tienen la posibilidad de dirigirse equitativamente en las infinitas direcciones espaciales(degeneración estadística en las infinitas direcciones  isótropas de propagación  del reparto espacial de la energía/masa).Un símil es el siguiente: En el lanzamiento de un dado, se tiene la degeneración o diversidad de posibilidades de sacar 6 direcciones, y en muchísimas tiradas, se reparte casi equitativamente y no se concentran en una única cara de manera que con mucha más razón, estadísticamente, con cuatrillones de partículas o de fotones, estos se dispersan equitativamente en todas direcciones (dispersión radial térmica o radiante, aunque individualmente, la partícula física sigue una única dirección cumpliendo las leyes de conservación de la energía y la cantidad de movimiento). Esta ley tiene una contrapartida, pues la gravedad y las interacciones atractivas electromagnéticas provocan justamente lo contrario: La concentración (formación de astros), las estructuras materiales (más sencillas, más complejas e hipercomplejas como la materia viva) y el enracimamiento, que estudiaremos más adelante. Los procesos reversibles (al igual que el movimiento uniforme) son los más raros en la naturaleza siendo los irreversibles los más comunes. El Universo evoluciona en procesos irreversibles aumentando la entropía, salvo impacto de las fuerzas atractivas, sirviendo tal indicativo (el de la tendencia al aumento de la entropía o uniformidad de la materia-energía en el espacio) como “el sentido más probable de las evoluciones naturales y sentido de la flecha del tiempo”.

1.3. La geometría del espacio-tiempo o Cinemática. © pg 36a)

a) El suceso físico y el estado de un sistema (Universo). 

La ubicación de un ente tangible (partículas materiales o partículas de radiación) queda determinada con la definición de sus tres coordenadas en el espacio dentro del estado espacial de todo el Universo más la coordenada temporal dentro de la historia de la evolución del mismo. Estas cuatro coordenadas espacio-temporales que determinan la ubicación de la partícula se denomina “suceso físico” que responde a las preguntas mentales de “dónde” y “cuando” están dichas partículas. La medida de tales valores se realizan para una partícula observada denominada “móvil” respecto a otra partícula de referencia denominada “sistema de referencia” siendo pues el movimiento un fenómeno relativo del cambio de posición de una respecto a otra. De dichos sucesos se extraen otros valores o relaciones que nos determinan otros aspectos derivados como son “el ritmo con que la posición varía o velocidad”, “el ritmo con que la velocidad varía o aceleración” y el “ritmo con que la aceleración varía o superaceleración”,denominadas relaciones de 1º,2º y 3º órdenes espacio-temporales. Tanto la posición, la velocidad como la aceleración son valores que dependen del punto de referencia tomado por lo que son “relativas” y “externas a las partículas”. Esta relatividad, denominada “clásica”, mantiene la medida del tiempo como absoluta o independiente del sistema de referencia elegido o de la velocidad del móvil. Einstein , al comprender que la velocidad de la luz era el límite de las velocidades para cualquier partícula y para cualquier sistema de referencia, propuso consecuentemente que esa velocidad límite lo era “para todo sistema de referencia ” obligándose a admitir también la relatividad en la medida del tiempo y del espacio. En resumen, todo estado del Universo o de una parte de él (sistema físico) tiene 4 valores fundamentales que son las 3+1 coordenadas espacio-temporales que en conjunto recibe el nombre de suceso físico y son valores externos y relativos a las partículas físicas. También son valores externos las velocidades, aceleraciones y cambios de aceleraciones junto a las energías externas (cinéticas y potenciales). La partícula física y ,más concretamente, las materiales (fermiones) poseen valores internos que son la masa de reposo, su energía de reposo y la carga eléctrica, que son absolutas.

b) Relación de primer orden o velocidad (límite físico, 2º postulado de la Relatividad  Especial de Einstein). Su constancia : 1º principio de la dinámica de Newton.

Las partículas físicas adquieren distintas posiciones respecto a otras mientras la coordenada temporal avanza: Se define velocidad a la relación entre la variación en la posición y el tiempo contestando al aspecto del movimiento sobre ¿Cuál es el ritmo con que se mueven o cambian de posición las partículas?. En el Universo sus elementos están interrelacionados conceptual y realmente : La energía aplicada a una partícula tiene una doble y paralela transformación, por un lado tal partícula adquiere mayores velocidades y por otro lado tal energía se transforma en masa inercial mientras que la respuesta cinemática en el espacio- tiempo es la de aumentar la velocidad pero con el límite asintótico máximo de la velocidad lumínica (Einstein elevó este argumento como 2º postulado de la Relatividad Especial). Para las partículas radiativas como la propia luz, de masa inercial de reposo nula ( no existen en reposo), su comportamiento está determinado a moverse a la única velocidad máxima de la naturaleza siendo las partículas de radiación las que tienen el papel de llevar información (óptica) del estado de las otras partículas materiales objeto de observación. La velocidad es un valor constante en dichas partículas de radiación pero también puede ser constante para las partículas materiales bajo ciertas condiciones especiales descritas por el 1º principio de la dinámica (Newton) : Si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula es cero, entonces, la aceleración es nula, viajando dicha partícula con velocidad constante en módulo y en dirección. F = M a , si F=0 , entonces, a=0 y vector V= cte.

La partícula material se puede mover en el rango de velocidades desde el reposo V=0 hasta la máxima velocidad permitida V menor que C , velocidad reservada a otro tipo de partícula denominada partícula de radiación. Tanto las partículas materiales como las de radiación pueden adquirir energías ilimitadas (naturalmente no infinitas pues el Universo en su totalidad tiene una energía máxima limitada), de manera que las partículas materiales aumentan su masa sin límites (no infinitos) pero su velocidad se va aproximando asintóticamente a V=C, mientras que las partículas de radiación pueden adquirir muchísima energía aumentando sus masas de movimiento pero conservando su velocidad V=C (tanto para partículas de baja energía como de muy altas, recorriendo el conjunto de todas ellas denominado “espectro electromagnético”).Las partículas materiales pueden variar su masa relativista pero mantienen constante su masa de reposo propia. Aquí podemos visualizar el carácter complementario de las partículas materiales y las partículas de radiación, en esta dualidad materia-radiación, donde las primeras tienen masa interna absoluta (para todos los sistemas de referencia) y la segunda no tienen masa interna ; las primeras no superan “C”, las segundas poseen esa velocidad absoluta para todos los sistemas de referencia. La energía cinética de ambas clases de partículas puede variar , como ya veremos, al cambiar de sistema de referencia o estar sometidas a campos interactivos, pero las partículas materiales solo cambian su velocidad teniendo como límite infranqueable “C” y las partículas radiativas solo cambia su masa teniendo como límite infranqueable la conocida como energía máxima por punto físico de Planck, que veremos. Para mayor complementariedad, las partículas materiales pueden transformarse en radiativas (aniquilación) y viceversa (materialización).

c) Relación de segundo orden o aceleración (límite físico,  postulados de la Física Cuántica de Planck). Su constancia : 2º principio dinámico y campos constantes.

En el movimiento de una partícula la velocidad puede experimentar variaciones de manera que el ritmo de tal variación nos la mide la aceleración. Se mide como el cociente entre la variación de la velocidad entre la variación del tiempo. Las partículas materiales sufren variaciones del módulo de la velocidad (aceleración tangencial) o de su dirección (aceleración centrípeta) pero las partículas de radiación por su propia naturaleza de moverse al módulo V= C , límite fijo, solamente puede experimentar desviaciones en la dirección (son las desviaciones de los rayos luminosos en campos de fuerzas gravitatorias porque estas partículas poseen masa de movimiento, pero no se ven afectadas por fuerzas electromagnéticas, porque no poseen carga eléctrica). Las partículas dotadas de masa-energía en su movimiento en el espacio-tiempo, pueden adquirir aceleraciones cuyo valor está íntimamente relacionado con las interacciones con las restantes partículas del Universo (las denominadas fuerzas físicas o causas reales en el cambio de la velocidad) y también con un factor interno que es la masa inercial de dicha partícula protagonista. La consecuencia o efecto del cambio de la velocidad en una partícula tiene una doble causa : Una debido a la presencia del resto del Universo de esa partícula representada realmente en la “fuerza total” que todo el Universo le ejecuta y otra debida a la propia existencia de dicha partícula representada realmente en el factor de su propia “masa inercial”. La relación entre estos tres aspectos la expresó el genial Newton en su “2º principio dinámico”: La fuerza total aplicada sobre una partícula es directamente proporcional a la aceleración adquirida con constante de proporcionalidad dependiente de dicha partícula denominada masa inercial (la masa inercial es una medida del grado de existencia de dicha partícula en el Universo mientras que su “otro lado” dual, la masa gravitatoria es una medida del grado de presencia frente al resto del Universo, afectando a todos gravitatoriamente y dejándose afectar por todos). Ft = M a . Para que la aceleración fuese nula, recurrimos al apartado anterior que ya se ha dado. Para que la aceleración sea constante, la fuerza total debe ser constante y dado que en la naturaleza las fuerzas entre las partículas son normalmente variables con el espacio (campos de fuerzas variables), este hecho es más bien excepcional y se produce cuando en un momento o intervalo de tiempo, todas las fuerzas se suman para dar una fuerza constante (un caso sencillo, es el visto anteriormente, donde la fuerza fuese constantemente nula con velocidad constante, también es bastante excepcional; no obstante el reposo es un estado de movimiento bastante común por el “agarre o enlazado mutuo” de los cuerpos, como podemos comprobar). Otra forma de encontrar partículas con aceleración prácticamente nula son las partículas de altísimas velocidades próximas a la luz donde al no poder traspasar dicho límite, no experimentan grandes aceleraciones sino que en tales circunstancias sus movimientos son prácticamente uniformes. Llegamos al límite en las partículas de radiación donde , por su naturaleza, al viajar a V=C constante no poseen aceleración tangencial de tal forma que ninguna fuerza por intensa que sea lograrán variar tal velocidad y tan solamente podrá variar su dirección (curvando sus trayectorias) , o bien variando su masa (las partículas de radiación cambian sus contenidos másico-energéticos, recorriendo el espectro EM). De la misma manera que la naturaleza presenta un límite de velocidad por la cual la energía se transforma en masa también presenta un límite en las energías por la cual la energía mecánica contenida en un sistema de partículas se transforma en energía radiante que se expulsa en forma de partículas de radiación siguiendo las leyes cuánticas de Planck : Cuando un sistema de partículas (dotadas de masa y/o cargas) experimenta un cambio en su contenido energético, entonces, expulsa/absorbe la diferencia de energías en paquetes o cuantos (fotones) discretos que son proporcionales a las frecuencias de la radiación (1º postulado de Planck) ; la energía total emitida o absorbida es un múltiplo entero de este cuanto elemental (2º postulado de Planck).

                                               

                                               Ei = h f           y       Etotal =  n Ei

Cuando las partículas más dinámicas (como son los electrones en la materia por ser mucho más pequeñas que los protones o núcleos) se mueven alrededor de los núcleos, experimentan aceleraciones (punto de vista cinemático) o cambios bruscos de energía, dicho sistema físico (el par protón-electrón o un átomo o una molécula, un cristal o un metal) emite o absorbe partículas de radiación que siguen tales leyes cuánticas. La cuestión ahora es determinar las condiciones para que un sistema físico evolucione conservando su energía mecánica total(conservación de la e. mecánica, proceso elástico) , o bien, para que su energía mecánica sufra una variación (no se conserva la e. mecánica, proceso inelástico) donde tal variación se transforme en una partícula de tal contenido que viaje “radialmente” hacia las afueras a la velocidad máxima natural llevándose energía que luego depositará en otro par protón-electrón, volviéndose a transformar en energía mecánica, produciéndose el fenómeno de la transmisión de energía por radiación y propagación de onda electromagnética y partícula radiativa. La experiencia nos muestra que la emisión de fotones se produce por el cambio brusco (en poco espacio y en poco tiempo) de energía mecánica en las partículas materiales (al cruzar un escalón brusco de potenciales energéticos como ocurre en las órbitas de Bohr o los orbitales atómicos o en el recinto confinado nuclear). Mientras las partículas materiales, que normalmente son los electrones , viajen a cualquier velocidad constante conservarán su energía cinética y dentro de los orbitales, su energía potencial, en definitiva, conservarán su energía mecánica (órbitas y orbitales estables). Si entran en campos eléctricos poco intensos (placas) con potenciales eléctricos continuos y suaves, sus energías mecánicas se conservarán transformándose a lo sumo energías cinéticas en energías potenciales electrostáticas y viceversa. Pero si las partículas colisionan en poco tiempo y espacio, cruzando escalones de potencial como en las interacciones electronucleares en recinto confinado o en interacciones EM en la corteza atómica, las energías mecánicas de las mismas sufren una pérdida (o saltos súbitos) que se transforma en fotones pero ¿Cuál es el límite físico hasta el cual el fenómeno es clásico con conservación de la energía mecánica y a partir del cual el fenómeno es cuántico con transformación de e. mecánica en energía en tránsito en otras partículas a la máxima evacuación de V=C y máxima dispersión en nuevas partículas o partículas de radiación?.

d) Relación de tercer orden o aceleración variable o superaceleración . Interacción cuántica y continua ( las ondas de radiación bosónicas) ). Aceleración  brusca: Absorción/emisión de bosones. Condiciones límites para la cuantización de la energía mecánica.

Como ya se ha indicado, el Universo en su conjunto afecta a cada una de sus partes, como por ejemplo en el caso más simple, a cada una de sus partículas. La superposición de las fuerzas individuales con que todas las partículas del Universo actúan sobre la partícula objeto en observación nos da la “fuerza total” que está íntimamente relacionada con su efecto y con la propia partícula , como sabemos, a través de Ft = M a , produciendo una aceleración en dicha partícula. Si esta Ft es constante, nuestra aceleración también lo será (para bajas velocidades o clásicas). Sin embargo, las fuerzas de interacción individuales , partícula a partícula, son fuerzas que dependen de la posición y lo hacen en razón inversa al cuadrado de las distancias de separación entre cada dos partículas. Por esto, las fuerzas constantes son fruto más bien de una casual composición de fuerzas variables en el espacio (ejemplo, placas plano-paralelas en su centro, para fuerzas eléctricas) y , en general, las fuerzas individuales y totales dependen de cada punto del espacio por donde pasa la partícula: Se dice que la partícula se mueve en un “campo de fuerzas” que raramente es constante. Si la fuerza no es constante las aceleraciones tampoco lo son, tanto a nivel clásico como a altas velocidades relativistas. La aceleración variable que posee una partícula en movimiento es fruto de la interacción con las demás partículas del Universo debido a que cada partícula del Universo crea a su alrededor su campo de fuerzas particular. La partícula al viajar por el Universo, va cambiando su aceleración a un ritmo que podríamos llamar “superaceleración” definida como la variación de la aceleración de la partícula entre el tiempo transcurrido. Para una partícula de masa “m” y carga “q” que cruza el espacio donde están implantados un campo gravitatorio “g” y un campo eléctromagnético , Eem= E + VxB , la aceleración sería Ft= m g + q (E + VxB) = ma , de manera que sería : a = g + (q/m) (E + VxB) , su movimiento tendría una aceleración definitivamente variable cuya “superaceleración” S , S=da/dt = =(da/dr)(dr/dt) .El primer término es el gradiente de aceleración cuyo valor es da/dr = dg/dr + (q/m)(dE/dr) + d(VxB)/dr ,en función de los “gradientes de los campos interactivos” .Para velocidades relativistas , la aceleración se va estancando en cero así como su derivada o superaceleración que se va haciendo también cero. Habría que determinar un criterio cuantitativo, un valor “límite” que separe el fenómeno clásico continuo de conservación de la energía mecánica (las e. cinéticas se transforme en potenciales) del fenómeno cuántico (el sistema o el Universo, salta el valor de su energía mecánica en otro valor menor, y la diferencia se la lleva una partícula radiativa huyendo a la máxima velocidad V=C, y nada ni nadie puede alcanzarla). Mientras el potencial interactivo (gravitatorio o electromagnético) sea continuo, también lo serán las transformaciones cinética-potenciales, manteniendo la energía mecánica constante. Pero si el potencial interactivo , ya a niveles espaciales muy reducidos, se escalona por cuantificación espacio-interactiva (escalón de los potenciales electronucleares fuerte y débil, en la distancia de confinamiento nuclear), entonces, las partículas que cruzan tales lugares sufren cambios bruscos en la energía potencial y en la energía cinética, dando lugar a la emisión de bosones (gluones, debilones o fotones) tanto como en la absorción de los mismos. El proceso ya no conserva la energía mecánica sino que cambia bruscamente perdiéndola el sistema de cargas para que la diferencia se evacue como partícula de energía cinética pura a la velocidad C conocida.   

1.4. La Estructura y Fenomenología del Universo. 

a)Fenómenos o cambios en el Universo: Algo permanece constante (principios de conservación o simetría temporal) y algo cambia ( principios de distribución ,dispersión o simetría y equivalencia espacial, degeneración) .

El Universo se extiende en el espacio a través de la estructura o distribución de sus elementos tangibles (la materia y la radiación) cuya descripción espacial se denomina “estado universal”. El Universo, en cada uno de sus puntos dotados de materia o radiación experimenta una evolución o historia , y conjuntamente, los estados del Universo ya sea globalmente o localmente, experimentan un proceso físico o fenómeno o cambio físico. Dada una parte aislada del Universo, cuando esta cambia o sufre un fenómeno físico, cuantitativamente permanecen constantes las propiedades extensivas como la masa-energía y la carga eléctrica, y cualitativamente cambia la configuración o distribución espacial de esas masas-energías-cargas, en nuevas partículas o nuevos sistemas de partículas. Es lo que sucede con la desintegración de partículas inestables, la desintegración de núcleos atómicos y las reacciones químicas, donde algo permanece y algo cambia. Los principios de conservación son leyes naturales que establecen las condiciones físicas para que ciertas propiedades de los entes tangibles permanezcan globalmente iguales antes y después o durante el fenómeno físico (se dice que son temporalmente simétricos, como la conservación de la masa, de la energía o de la masa-energía , de la carga, de la cantidad de movimiento o del momento cinético). Sin embargo, a pesar de esa conservación cuantitativa escalar o vectorial, se produce un cambio cualitativo en la distribución (antes y después ) de las partículas como es la transformación de una partícula inicial en varias partículas finales (dispersión de la masa-energía como la desintegración de partículas iniciales inestables exóticas en otras finales, el paso de unos núcleos iniciales a otros finales o de unas moléculas iniciales a otras finales) cumpliéndose el principio físico de la máxima y simétrica distribución de la masa/energía en el espacio (principio asimétrico en el tiempo del aumento de entropía pero simétrico en el espacio , según el segundo principio de la Termodinámica).En los cambios puede ocurrir que existan posibilidades distintas de estados finales a partir de un mismo estado inicial y se dice que el fenómeno está “degenerado”. Ejemplo: Cuando una partícula en vuelo se desintegra en dos partículas, respecto a ellas mismas se separan más o menos simétricamente, pero vistas desde el exterior, las direcciones que toman al final son bastante impredecibles. A pesar de que cumplan todas las leyes físicas (simétricas temporalmente o de conservación y asimétricas temporalmente pero simétricas espacialmente o de dispersión), puede ocurrir que existan posibilidades equivalentes que hagan inciertas sus estados finales. La degeneración es la propiedad de los fenómenos físicos consistente en que un estado del universo o una parte del mismo puede dar lugar a distintos estados finales (equienergéticos) equiprobables presentando sus medidas una indeterminación fundamental. Veamos un ejemplo: Cuando dos protones colisionan frontalmente pueden generar un par de fotones que se dirigen en un plano perpendicular a la línea de colisión pero solo sabemos que tales fotones se dirigen en direcciones opuestas dentro de ese plano pero no sabemos sus direcciones opuestas exactas. Sabemos mucho del punto donde colisiona pero poco de la dirección de sus velocidades (principio de Heisenberg). Inversamente, todo estado del Universo (o una de sus partes) es la consecuencia de la superposición de causas (en teoría, de la superposición de todo el resto del Universo) : Es el principio físico de la superposición (escalar o vectorial). Debemos ser conscientes de que el Universo es espacio-temporalmente, una sucesión de estados universales donde cuantitativamente se conservan la masa-energía y la carga así como la cantidad de movimiento y el momento cinético ; cualitativamente cambia la distribución de estas propiedades básicas de los entes tangibles. Toda la historia natural se rige por estas dos leyes físicas fundamentales, desde , durante y después de la mismísima formación u origen del Universo en su estado actual. El Universo está estructurado en materia y radiación que incluso se interconvierten mutuamente, por lo que la masa de reposo de la primera y la masa en movimiento de la segunda, a la vez que la energía de ambos entes, son intercambiables pues la masa se transforma en energía y esta en masa : Esto es la dualidad materia-radiación dotadas de la dualidad masa-energía para moverse en el espacio-tiempo como la dualidad onda-corpúsculo, la triple dualidad dotada de la triple signatura de la carga eléctrica (neutra, positiva y negativa).

¿Qué clase de transformación fue la que originó nuestro Universo? Sea cual fuere esa transformación trascendental debe cumplir la conservación de las magnitudes ya enunciadas en forma global o total y solamente cambia la distribución de las mismas en el espacio-tiempo : El origen último de un Universo es la rotunda transformación del estado universal de Nada (infinitos puntos con energía/masa cero de distribución uniforme e isótropa ,es decir, punto respecto al resto de los puntos en la misma disposición y con cantidades de movimiento y momentos cinéticos nulos y carga eléctrica nula) hacia el estado universal de Todo con puntos finitos de energía/masa no nulas con distribución uniforme e isótropa (punto respecto al resto de puntos con misma disposición geométrica), con cantidades de movimiento y momentos cinéticos nulos y carga eléctrica nulas, globalmente. Del estado de Nada aparece un nuevo estado del Universo que alberga Todo que sigue cumpliendo los principios cuantitativos de conservación pero cambia en su distribución :Antes del nacimiento del Universo la energía nula está repartida por el infinito Universo de puntos vacíos(todo el espacio sin entes tangibles) e inmediatamente después, la energía nula está concentrada en una superficie esférica inmensa de puntos finitos (repartidos cuánticamente) donde tales puntos respeta la isotropía que posee todo punto frente a todo punto dentro de dicha superficie esférica. El valor nulo de la energía de cada uno de estos puntos es solo aparente pues cada punto, al existir y estar presente frente al inmenso resto de superficie, posee una energía positiva inercial E=mC2 y , en la misma cuantía, una energía negativa gravitatoria E=-GMm/R , donde “m” es la masa de cualquiera de esos puntos, M la masa del resto del Protouniverso esférico y R, el radio del mismo. El nacimiento del Universo no es más que una “fluctuación cuántica gravito-inercial, simultánea, masiva y universal”, paso de un estado de Nada a un actual estado de Todo (materia, radiación, espacio, tiempo e interacciones). Cuantitativamente no ha cambiado, siguiendo las leyes de conservación, y sí ha cambiado “cualitativamente” (ha cambiado su distribución a lo largo del espacio: ha pasado del” infinito X 0” hacia el “ Finito x Algo” ).

b)Estado de la estructura del Universo : Estado uniforme (principios de simetría espacial como isotropía y fractalidad) y estado no uniforme .Tendencia desde la concentración en el espacio hacia la dispersión.

La estructura del Universo es la descripción de la distribución de los entes tangibles de la materia y la radiación en el espacio tridimensional. Mientras que los valores cuantitativos de la masa , la energía y la carga eléctrica totales han permanecido constantes a lo largo de toda la historia natural , el aspecto cualitativo de la distribución de la materia (estructuras materiales más o menos microscópicas) y la energía(en toda la diversidad de formas) ha ido cambiando y por eso se dice que el Universo cambia de estado o configuración. Los cambios globales del Universo están regidos por leyes físicas o , en conjunto, leyes cósmicas o cosmológicas tales como las leyes fundamentales de conservación de la masa-energía o de la carga eléctrica. Estas tres propiedades fundamentales de la materia y la radiación actuales son cuantitativamente las mismas que las del primitivo Universo, que el Universo original y que el Universo anterior a su estado de materia y energía : Igual que en su estado de Nada. Es decir, masa y energía totales cero y carga eléctrica cero ; cantidad de movimiento y momento cinético globales nulos. El Universo antes del Universo era un espacio sin materia ni radiación, por tanto, sin masa ni energía ni carga eléctrica y, consecuentemente, sin interacciones ni cambios, y , por ello, sin tiempo. En el estado de Nada se tenía un espacio cuantitativamente nulo y cualitativamente formado por una distribución uniforme de puntos vacíos sin estructuras y ,por ello, sin espacio experimentable (un espacio es experimentable cuando al poseer puntos físicos de referencia puedes determinar distancias, áreas, volúmenes, densidades, etc). Al no existir puntos físicos distinguibles no existían cambios y, por ello, no existía tiempo experimentable o fenomenológico (se denomina tiempo fenomenológico al aspecto fundamental de un Universo físico por el cual se ordenan estados distinguibles por sus cambios en alguna propiedad como por ejemplo, las posiciones relativas de partículas físicas o la distribución de sus partículas). El único estado del Universo donde el tiempo no existe es el inmediatamente anterior al nacimiento del mismo (aparición de la materia y la radiación). Un Universo isótropo es aquel donde cualquier punto del mismo tiene la misma disposición respecto al resto de puntos de dicho Universo , o bien, si tal punto posee alguna propiedad interna (masa o carga) tal propiedad se manifiesta de la misma manera en todas las direcciones. El Universo en estado de Nada cumple dicha condición pero con puntos vacíos. Si debe aparecer un Universo de puntos físicos dotados de masa-energía-carga y deba seguir siendo isótropo ,entonces, dichos puntos físicos deberían poblar de partículas radiomateriales a todo el infinito espacio concediendo a dicho Universo el valor infinito en masa y energía, asunto que Olbers resolvió demostrando que el Universo no es infinito. La otra alternativa es un Universo finito de partículas de manera que ninguna de ellas, al menos en el nacimiento del Universo, tenga una disposición privilegiada : Hay dos alternativas, “el origen puntual del Universo” (singularidad) defendido por el clásico Big Bang con posterior inflación o “ el origen esférico-superficial “defendido en estos textos. La primera posibilidad muestra que en un punto se concentra toda la materia y la energía dispersándose radialmente en todas direcciones tras una explosión original y una inflación, siendo tal punto isótropo ; la segunda mostrará que una superficie esférica de partículas radiativas se transforma en una superficie de partículas materiales que explosiona a los espacios exteriores y otra superficie de antipartículas implosiona hacia el interior de dicha esfera superficial original. En ambas existe una explosión mientras que en la 1º teoría, para alcanzar las extensiones universales, se produjo una artificiosa hinchazón en tiempo-espacio inadmisibles para las leyes físicas y ,en la 2º teoría, el Universo ya nació con unas descomunales dimensiones en forma de superficie esférica de gran radio. La discusión de la comparación de ambas teorías se realizará más adelante. Ahora ,se adelanta que la superficie esférica original cumple que cualquiera de sus puntos tiene la misma disposición respecto a los restantes puntos que cualquiera de dichos puntos respecto a sus restantes respectivos y no hay punto privilegiado (simetría e isotropía).

El Universo debe nacer de una configuración simétrica e isótropa de puntos geométricamente indistinguibles porque un estado original o primero no debe tener estructura distinguible respecto a cada una de sus partes (de sus puntos).La mente nos pregunta ¿de qué sale esa estructura? Solamente cabe admitir que de la única estructura más uniforme, indistinguible y no proveniente de otra anterior: De la Nada. Una vez el espacio infinito de puntos vacíos da lugar a una superficie de puntos físicos comienza la evolución material y radiativa del Universo Cósmico que ya es Universo físico. Las leyes físicas potenciales antes de su nacimiento ahora son reales dando lugar al cambio (ahora tiene sentido el tiempo ), al espacio (ahora tiene sentido el espacio congruente o medible o experimentable) , a las estructuras complejas desde las microscópicas de los núcleos o átomos hasta las macroscópicas de los astros (porque las leyes de interacción actúan ya de forma real entre los entes tangibles). Comienza el enracimamiento de la materia y la expansión de la radiación : La uniformidad microscópica y macroscópica del inicio pasa a las distribuciones no uniformes debido a la dispersión de los entes tangibles. En todo momento de la historia natural la materia y la radiación se ha distribuido globalmente de forma uniforme (a grandes rasgos) aunque localmente no sea así. Microscópicamente también guarda bastante uniformidad. Solamente a niveles intermedios y locales podemos apreciar la falta de uniformidad en la distribución de la materia y la radiación. En toda la historia natural del Universo tanto a nivel microscópico como macroscópica se cumple el siguiente hecho recogido en dos grandes leyes físicas (Conservación de la energía y distribución de la energía ): Cuando una partícula tiene gran energía ,siendo inestable, rápidamente cambia transformándose en otras partículas de menor energía más estables pero se cumple que “cuantitativamente” la energía se conserva y “cualitativamente” la energía se dispersa en todas direcciones del espacio en igualdad de probabilidad. He aquí el germen según el cual la materia y la radiación van a poblar todo el espacio exterior e interior de esa superficie original esférica que dio lugar a la definitiva transformación del Universo Nada al Universo Todo físico que evolucionará hasta nuestros días configurado en forma de pequeñas asociaciones microscópicas de neutrones, núcleos, átomos, moléculas y cristales hasta los cuerpos que nos rodean y grandes asociaciones macroscópicas como astros, galaxias y el Universo en su conjunto. Finalmente, el Universo adquiere una “estructura fractal” desde las regiones microscópicas hasta las regiones cósmicas de mayores amplitudes. Los sistemas materiales sometidos a las interacciones electromagnéticas y gravitatorias atractivas, se mantiene estables gracias a una atracción interaccional que se ve equilibrada con los movimientos circulares estables (el electrón alrededor del protón microscópicamente a unos astros alrededor de otros más másicos macroscópicamente). El resultado es una repetición a distintos niveles de órdenes espaciales del mismo modelo cuya semejanza se denomina “simetría fractal”. 

c)El ritmo en el tiempo y el gradiente en el espacio , de una propiedad física.

Las propiedades de la materia y la radiación , pueden variar al avanzar el tiempo y también al avanzar en el espacio como puede ocurrir con la temperatura o la fuerza. Las variaciones de una propiedad de un cuerpo respecto del tiempo se determinan por el cociente entre la variación de dicha propiedad entre el intervalo de tiempo pasado y se denomina “ritmo” de variación de tal propiedad física que para cociente de variaciones es un “ritmo medio” y para cociente de diferenciales es un “ritmo instantáneo”.En un apartado anterior vimos ejemplos de ritmos : La velocidad , la aceleración y la superaceleración. También podemos definir el “ritmo de variación de la temperatura” y para ello debemos conocer en ese cuerpo la temperatura en función del tiempo (aplicaríamos la operación de la derivación). Otro ejemplo, “el ritmo de variación de una fuerza” donde debemos conocer la fuerza en función del tiempo (derivaríamos). Por otra parte, si conocemos el valor de una magnitud en función del espacio o de la posición, podemos calcular cómo varía esa magnitud al avanzar en el espacio. La relación entre la variación de la magnitud y el intervalo de espacio avanzado se denomina “gradiente”. Ejemplo: Si sabemos el valor de la temperatura a lo largo de un cuerpo, podemos calcular el desnivel de tal temperatura al cambiar de posición teniendo pues el “gradiente de temperaturas”(derivamos la temperatura respecto al espacio).Análogamente, si un cuerpo viaja por el espacio estando sometido a una fuerza en cada punto espacial , podemos medir el desnivel del valor de la fuerza a través del “gradiente de fuerzas” (derivamos la fuerza respecto al espacio). El ritmo y el gradiente son dos valores derivados de la medida de las variaciones de una propiedad física respecto a la variación del tiempo o del espacio. También podemos calcular el “ritmo del ritmo” (derivada segunda),” el gradiente del gradiente” o el ritmo del gradiente o el gradiente del ritmo, siendo todos ellos derivadas segundas con ciertos significados físicos.