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FISICA Y BIOLOGIA EN UN UNIVERSO ABIERTO J. ALFARO FACULTAD DE FISICA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE Foro-Panel: SOBRE EL FIN DEL UNIVERSO Diálogo entre ciencia y fe
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Misa sobre el mundo, Teilhard de Chardin Ya que, una vez más, Señor, ahora ya no en los bosques del Aisne, sino en las estepas de Asia, no tengo ni pan, ni vino, ni altar, me elevaré por encima de los símbolos hasta la pura majestad de lo Real, y te ofreceré, yo, que soy tu sacerdote, sobre el altar de la tierra entera, el trabajo y el dolor del mundo... Porque a falta del celo espiritual y de la sublime pureza de tus santos, tu me has dado, Dios mío, una simpatía irresistible por todo lo que se mueve en la materia oscura - porque, irresistiblemente, reconozco en mí más que a un hijo del Cielo a un hijo de la Tierra -, subiré esta mañana, con mi pensamiento, a los lugares altos, cargado con las esperanzas y las miserias de mi madre, y allí - fuerte, con un sacerdocio que sólo tú has podido darme, estoy seguro - invocaré al fuego sobre todo lo que, en la carne humana, está pronto para nacer o para perecer bajo el sol caliente.
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SUPUESTOS ● La expansión del Universo está acelerando. Posible explicación: Energía Oscura(constante cosmológica). ● De acuerdo a las leyes de la Termodinámica, el universo se enfría progresivamente. ● Todas las fuentes de energía se van apagando ● HIPOTESIS DE TRABAJO: LAS LEYES DE LA FISICA SE PUEDEN EXTRAPOLAR AL FUTURO LEJANO.
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El Pasado ● UNIDAD DE TIEMPO log 10 ( año ● El Big Bang infinito ● Nucleosíntesis -6 ● Dominio de la materia 4 ● Primeras estrellas 6 ● Formación de la galaxia 9 ● Formación del Sistema Solar 9.5 ● Hoy 10
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Evolución estelar ● Por atracción gravitacional la materia se densifica, logrando temperaturas de 10^6 grados, produciendo reacciones termonucleares. ● Las estrellas de la secuencia principal transforman H en He. ● La línea roja ilustra una evolución estelar.
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El Futuro I ● Muerte del Sol 10.2 ● Choque con Andrómeda 10.2 ● Fin de la formación de estrellas14 ● Los planetas se separan de las estrellas 15 ● Las estrellas se evaporan de la Galaxia 19 ● Orbitas planetarias decaen por emisión de ondas gravitacionales 20 ● Orbitas estelares decaen por emisión de ondas gravitacionales 24
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Evaporación de planetas y estrellas ● Debido a choques al azar entre las partículas (planetas,estrellas) del medio existe una pequeña proporción de partículas que alcanza la velocidad de escape gravitacional y abandona el sistema solar o la galaxia.
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Radiación gravitacional ● Pérdida de energía por radiación implica un acercamiento y colapso final entre las dos masas. ● En una galaxia las estrellas caen hacia el centro donde las espera un agujero negro.
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Los protones no son eternos ● Teorías de Gran- Unificación predicen la inestabilidad del protón. ● Su vida media es enorme.Pero esperando suficiente tiempo...
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EL FUTURO II ● Agujeros negros ''devoran'' estrellas al interior de las galaxias 30 ● Agujeros negros ''devoran'' estrellas al interior de grupos de galaxias 33 ● Decaimiento de los protones 37 ● Decaimiento beta de las estrellas de neutrones 38 ● Los planetas desaparecen por inestabilidad del protón 38 ● Las enanas blancas desaparecen por inestabilidad del protón 39
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Evaporación de un agujero negro ● Debido a efectos cuánticos un agujero negro emite radiación de Hawking. Mientras más masivo es, más tiempo demora en evaporarse.
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EL FUTURO III ● Evaporación de agujeros negros de tamaño estelar 65 ● Evaporación de agujeros negros de masa=10^6 M M=masa del Sol 83 ● Evaporación de agujeros negros de tamaño galáctico 98 ● Evaporación de agujeros negros del tamaño del universo actual 131
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BIOLOGIA ● Si hay una constante cosmológica positiva y la expansión está acelerando: – El conocimiento del universo decrece con el tiempo:Las partes de éste cercanas al horizonte de eventos van desapareciendo y no es posible obtener información de ellas. – La energía disponible es finita
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Que es la vida (conciencia)? ● Contenido específico de materia(Hardware) – En este caso la vida debe mantenerse a la temperatura actual para siempre – No se puede mantener indefinidamente con recursos energéticos finitos ● Estructura(software) – Diferentes componentes materiales son posibles – La vida puede adaptarse a diferentes temperaturas
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La vida como estructura ● Bajo ciertas hipótesis se encuentra que para mantener el ser vivo a una temperatura estable debe haber un mínimo para la temperatura del ser ● Esto implica que la vida no puede mantenerse indefinidamente, dado que la temperatura del universo decrece continuamente. ● Una posible solución: Hibernación. ● Sin embargo esta estrategia falla si hay aceleración del Universo. ● La vida no sería eterna, pero su tiempo sería muy largo: 10^50-10^100 años.
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Escenarios alternativos ● La teoría de cuerdas predice que un espacio- tiempo de De Sitter (con constante cosmológica positiva) sería inestable. ● Decaería en un espacio-tiempo supersimétrico plano, abierto. La vida podría sostenerse por un tiempo indefinido, con una cantidad finita de energía disponible, pero a un ritmo progresivamente más lento...
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SIC DEUS DILEXIT MUNDUM Para quiénes aman al mundo P. Teilhard de Chardin "El medio Divino"
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