La Importancia de la Simetría en Física

Amalie Emmy Noether (se pronuncia "Niurer") fue una matemática considerada como "la madre del Álgebra Abstracta" (también llamada Álgebra Moderna). El famoso matemático David Hilbert abogó para que Emmy Noether (1882-1935) fuera admitida en la Universidad de Göttingen, Alemania, que era la "Meca de las Matemáticas", y es que en su época las mujeres no eran bien vistas en las universidades.

Las aportaciones de Emmy a la Física consistieron básicamente en su descubrimiento de que los problemas simétricos son los más fáciles de resolver. De hecho, los únicos que se resuelven sin la necesidad de computadoras. Por ejemplo:

• la conservación del momento lineal se deduce de la simetría traslacional
• la conservación del momento angular se deduce de la simetría rotacional
• la conservación de la energía se deduce de la simetría bajo "traslación temporal" 

Tales simetrías son comunes y relativamente sencillas, pero existen otras más complejas.

Las implicaciones que esto tiene en Física son importantes, pues esencialmente los físicos únicamente pueden resolver problemas que tengan suficientes simetrías.

Aves Migratorias y el Campo Magnético Terrestre

Muchas aves migratorias llegan a su destino con una precisión impecable tras recorrer largas distancias y bajo todo tipo de condiciones climáticas. ¿Cómo lo logran?

Los científicos han descubierto que esas criaturas perciben el campo magnético de la Tierra. Pero, como indica la revista Science, "las líneas del campo magnético varían de un lugar a otro y no siempre señalan el verdadero norte". ¿Qué impide que las aves migratorias se desvíen de su rumbo?

Al parecer, ajustan a diario su brújula interna de acuerdo con el punto por donde se pone el Sol. Pero como dicho punto cambia según la latitud y la estación del año, los investigadores creen que seguramente las aves compensan tales cambios con un "reloj biológico que les indica el momento del año en que se hallan".

Las Hormigas y la Geometría

¿Cómo encuentran las hormigas el camino de regreso al nido cuando salen a buscar comida?

Un grupo de investigadores británicos descubrió que algunas especies, además de dejar un rastro oloroso, se valen de principios geométricos para trazar senderos que las ayuden a volver a casa.

Por ejemplo, en el caso de las hormigas faraón, "las rutas que parten de la colonia se bifurcan en un ángulo de entre 50° y 60°", señala la revista New Scientist.

¿Qué tiene esto de particular? Cuando la hormiga regresa al nido llega a una bifurcación, toma por instinto el camino que la obliga a desviarse menos, lo cual inevitablemente la conduce al hormiguero. El mismo artículo dice que "el ángulo en que se bifurcan los senderos les facilita a las hormigas el tránsito por la red de caminos (sobre todo cuando circulan en dos direcciones) y evita que desperdicien energía al equivocarse de camino".

Energía Oscura y Materia Oscura

En 1998, un equipo de investigadores que analizaba la luz procedente Supernovas Tipo Ia, llegó a la conclusión de que la expansión del universo en realidad se está acelerando.

Lógicamente, los científicos quisieron averiguar qué tipo de energía estaba causando ese efecto. En primer lugar, tal energía parecía contrarrestar la gravedad y, en segundo lugar, las teorías actuales no la contemplaban. Por ello, no es de extrañar que a esta misteriosa forma de energía (la cual constituye un 74% del universo) se le llame energía oscura.

Ahora bien, la energía oscura no es la única "rareza" oscura descubierta en las últimos años. En la década de 1980, se confirmó la existencia de otra rareza cuando los astrónomos estudiaban varias galaxias. Estas, al igual que la Vía Láctea, daban la impresión de que no podían mantenerse unidas, pues su velocidad de rotación era muy rápida. De modo que, debía existir algún tipo de materia que les proporcionara la cohesión gravitatoria necesaria. ¿Qué tipo de materia? Como no se sabe qué es y no absorbe ni emite ni refleja cantidades detectables de radiación, los físicos la llaman materia oscura, la cual representa al menos el 22% de la masa del universo.

Nótese que, según los cálculos, la materia ordinaria sólo comprende el 4% de la masa del universo. En otras palabras, el 96% del universo es aún un misterio.