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Nueva propuesta para la extraña simetría de las galaxias

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La ciencia moderna no ha dejado de plantear esta cuestión: todas las galaxias espirales que existen. 
Pueden tener medio millón de años luz de diámetro, pero aún conservan su simetría. ¿Por qué?

 Se ha demostrado que la información y la "entropía"(una medida del desorden de un sistema), están vinculadas entre sí ("info-entropía"), de la misma manera en que se relacionan entre si los campos eléctricos y magnéticos ("electromagnetismo").




Las corrientes eléctricas producen campos magnéticos, mientras que los campos magnéticos cambiantes producen corrientes eléctricas.
De igual forma, la información y la entropía se influyen entre si.

¿Cómo funciona la física en este ámbito? 
Gracias a que la entropía nunca puede disminuir (el desorden siempre aumenta), puede convertir un huevo en omelette, pero no a la inversa. 
La información debe obedecer las leyes de la física al mostrar su estrecha relación con el concepto de entropía.

La entropía y la información pueden tratarse como un campo y que están relacionadas con la geometría. 
Piense en las 2 cadenas de la doble hélice del ADN que se enrollan entre sí.

Las ondas de luz tienen la misma estructura, donde las 2 cadenas son los campos eléctrico y magnético.
Matemáticamente, la relación entre la información y la entropía se puede ver usando la misma geometría.

Los físicos Chris Jeynes y Michael Parker querían ver si esta teoría podía aplicarse en el mundo real, y decidieron tratar de calcular cuánta energía se necesitaría para convertir una forma de ADN en otra. 
Después de todo, el ADN es una espiral y una forma de información.
En realidad, esto se hizo en mediciones muy precisas en 2003.
 Los investigadores tiraron de una molécula de ADN en línea recta (al ADN le gusta enroscarse) y la retorcieron a 4 mil 800 vueltas al mismo tiempo que sostenían los extremos con ayuda de unas pinzas ópticas microscópicas.


El ADN cambió de una forma a otra, como en la imagen de arriba. 
Los investigadores podrían calcular la diferencia de energía entre las dos formas.

Pero la teoría de la "info-entropía" también podría calcular esta diferencia de energía. 
Se conocía la entropía de cada una de las 2 versiones de esta molécula de ADN, y la energía es simplemente el producto de la entropía y la temperatura.
 El resultado fue acertado: la teoría parecía mantenerse.

Lo que las galaxias espirales y el ADN tienen en común es que tienen espirales dobles, o sea que matemáticamente hablando, tienen geometrías similares.
La teoría de la info-entropía muestra directamente por qué los 2 brazos de las galaxias espirales son simétricos, es porque los campos de información-entropía generan fuerzas (como otros campos). 
Las estrellas en la galaxia son sencillamente organizadas, (como si de una coreografía se tratase) por una fuerza entrópica para alinearse 2 de tales espirales para maximizar la entropía.

Pero también se quería conseguir números reales.
 Por esa razón, se calculó la masa de nuestra galaxia a partir de la teoría que hoy nos ocupa.
 Se sabe lo pesada que es la Vía Láctea por lo rápido que se mueven las estrellas cerca del borde galáctico: son aproximadamente 1.3 trillones de masas solares.



Resulta curioso que esta cifra es en realidad mucho mayor que la masa de todas las estrellas visibles en la galaxia. 

Para poder explicar esta discrepancia y explicar por qué las estrellas se mueven mucho más rápido de lo esperado, los astrónomos dedujeron la existencia de la " materia oscura ", una masa invisible que acecha en la galaxia, aumentando su atracción gravitacional sobre las estrellas.



Se necesitaba saber la entropía de la galaxia para los cálculos.
 Entonces, el físico matemático Roger Penrose demostró que esta entropía está dominada por la entropía de su aguero negro supermasivo central.
Se conoce la masa de este agujero negro (4,3 millones de masas solares). 
Y cuando conoces la masa de un agujero negro, hay una ecuación, descubierta por el físico Stephen Hawking, que calcula su entropía.
 Hawking también descubrió cómo calcular la temperatura en su superficie, u horizonte de sucesos.

Por lo tanto, si se puede calcular la temperatura de un agujero negro, ¿porqué no la de una galaxia?

Así que los físicos emplearon las ecuaciones de información-entropía para calcular la temperatura holográfica de la galaxia.

Sabemos que la energía galáctica viene dada por el producto de su entropía y temperatura.
 Y cuando conocemos la energía podemos descubrir la masa gracias a E = mc 2.
Esta vez, el resultado no fue exacto, pero fue razonablemente cercano.

 La geometría infoentrópica de una galaxia no solo explica cómo las fuerzas entrópicas crean la hermosa forma simétrica y la mantienen, sino que también explica toda la masa que parece ser evidente en ella.

Los autores de esta teoría reconocen que es necesario un trabajo más detallado para verificar que la verdadera complejidad de las observaciones también se pueda modelar con éxito y a la vez, que se logre compaginar con la materia oscura.
Aunque no deja de ser muy interesante la pasión del ser humano por investigar más acerca de lo que no conocemos del universo.



Fuente: https://www.sciencealert.com/why-are-spiral-galaxies-so-symmetrical-we-re-finally-closer-to-an-answer








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