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Quantum Fracture, Uno de los Principios Más Importantes del Universo

Uno de los Principios Más Importantes del Universo

Queridos suscriptores, hoy os voy a enseñar uno de los principios mas elementales e importantes

que existen en el universo: el principio de mínima acción. Antes de entender que nos

dice este poderoso (y un tanto siniestro) principio, os voy a presentar a dos viejas

amigas: la energía cinética y la energía potencial.

La energía cinética es propia de las cosas que se mueven. Es decir, un objeto quieto

no tiene energía cinética, pero uno que se está movimiento si. La energía, entre

otras cosas, depende de la velocidad. Cuanto mayor es, mayor es la energía cinética,

lógico!. La energía potencial aparece cuando sometemos

a nuestro cuerpo a una o varias fuerzas. Tomemos el caso de la gravedad terrestre. Si cogemos

un cuerpo y lo soltamos este adquirirá una velocidad cada vez mayor, lo que quiere decir

que su energía cinética ira aumentando a medida que cae. Esta energía, llegará a

su valor máximo justo antes de rozar el suelo. Este valor, es el valor de la energía potencial

justo al soltar el cuerpo. Es decir, la energía potencial refleja la energía cinética máxima

que podría alcanzar un cuerpo si se lo libera en un instante concreto. En nuestro caso,

la energía potencial aumenta con la altura, pues a mayor altura mayor energía cinética

se alcanzaría. Veamos como cambian estas dos energías con

el paso del tiempo. Las gráficas nos ayudaran a verlo. Al principio el cuerpo solo tiene

energía potencial y, puesto que esta parado, su energía cinética es cero. Pero con el

transcurso del tiempo los papeles se invierten, la energía potencial decae porque la altura

decrece, y la energía cinética aumenta pues la velocidad es cada vez mayor. Como hemos

visto antes, al final la energía cinética se hace máxima, y, puesto que el cuerpo está

a una altura nula, la energía potencial es cero.

Aunque no tiene relación con el principio de mínima acción, no puedo evitar haceros

notar lo siguiente. Si cojo el valor de la energía cinética y el valor de la energía

potencial en varios momentos de la caída y los sumo, puedo ver que siempre da el mismo

valor. Dicho de otro modo, si sumo la energía cinética con la potencial, obtengo una entidad

nueva llamada energía total, o simplemente energía. Cuando tenemos una situación como

esta en la que la energía no cambia con el paso del tiempo, decimos que la energía se

conserva. Pero que pasaría si en vez sumar ambas energías,

le restáramos la potencial a la cinética. Entonces tendríamos una entidad nueva. Llamémosla

lagrangiano. El lagrangiano también cambia con el tiempo,

así que vamos representarlo. Lo que nos interesa del lagrangiano no es la curva en si, sino

el área que encierra debajo. Al valor de esta superficie la llamamos Acción.

Y aquí viene lo bueno de la acción. Imaginémonos que nunca hemos probado a soltar la pelota:

no sabemos que trayectoria va a recorrer. Podríamos imaginarnos todas las distintas

maneras con las que podría recorrer la distancia entre el suelo y arriba. Cada una de estas

trayectorias que hemos supuesto trae consigo unas energías cinéticas y potenciales distintas,

que cambian de forma diferente con el paso del tiempo. Lo curioso es que si obtenemos

el lagrangiano de cada trayectoria, y de ahí obtenemos la acción de cada una, observamos

que la trayectoria verdadera, la que ocurre en el mundo real, es la que tiene la acción

mas pequeña. Lo que quiero decir es que si tomo otra situación,

como un péndulo, puedo comprobar que, de todas las formas de moverse que tiene la masa

del péndulo, lo que observare en la realidad es que la trayectoria que sigue la masa es

la que tiene menor acción. En pocas palabras, lo que dice el principio

de mínima acción es que todo cuerpo sigue una trayectoria que minimiza la acción, cuya

acción es la menor de todas las posibles. Todo el universo, obviando a la mecánica

cuántica, se mueve con la menor acción posible, es lo que hemos estado observando durante

siglos. De hecho cuando un físico tiene que enfrentarse a un problema, puede utilizar

esto como ventaja. Tenemos un doble péndulo enganchado a una polea: ¿qué trayectoria

describe esta masa? Solo tenemos que buscar cual es la trayectoria que minimiza la acción,

utilizando ciertas herramientas matemáticas, y tendremos nuestra solución real. Esta forma

de trabajar dio lugar a una reformulación en la física: la mecánica analítica, una

forma alternativa (y a veces mejor) a la mecánica newtoniana de abordar los problemas.

Aunque os he definido la acción dentro de la física clásica, lo cierto es que este

principio también es válido dentro de la relatividad general y las teóricas clásicas

de campos, como el electromagnetismo. En ellos, el lagrangiano y la acción toman formas muy

distintas, pero el concepto sigue siendo el mismo: la acción debe ser mínima.

Parece que el principio de mínima acción es un elemento esencial, común en la mayoría

de nuestros modelos. Algo importante que nos quiere decir el universo, sin duda.

En la mecánica cuántica este principio no tiene validez, pero las entidades que surgieron

de la mecánica analítica jugaron un papel clave en su nacimiento, aunque esto lo veremos

en otro video. Y recuerda que si quieres más ciencia, suscríbete…. y gracias por vernos.

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Uno de los Principios Más Importantes del Universo Un|||Principes|les plus|importants||univers Eines der wichtigsten Prinzipien des Universums One of the Most Important Principles of the Universe L'un des principes les plus importants de l'univers Een van de belangrijkste principes van het universum Jedna z najważniejszych zasad wszechświata Um dos princípios mais importantes do universo Один из важнейших принципов мироздания Evrenin En Önemli İlkelerinden Biri Один з найважливіших принципів Всесвіту

Queridos suscriptores, hoy os voy a enseñar uno de los principios mas elementales e importantes Chers|chers abonnés||vous|||enseigner|||||les|élémentaires|et| ||||||||||||elementary|| Dear subscribers, today I am going to teach you one of the most basic and important principles Değerli abonelerimiz, bugün size en temel ve en önemli ilkelerden birini öğreteceğim

que existen en el universo: el principio de mínima acción. Antes de entender que nos |existent||||||||action|avant||comprendre que||nous that exist in the universe: the principle of least action. Before understanding that we En az eylem ilkesi. Bunu anlayabilmemiz için önce evrende var olan

dice este poderoso (y un tanto siniestro) principio, os voy a presentar a dos viejas |ce|||||sinistre|||||présenter||deux|vieilles ||||||sinister|||||||| ||||||korkutucu|||||||| ||||||||||||a|| says this powerful (and somewhat sinister) principle, I am going to introduce you to two old Bu güçlü (ve biraz da uğursuz) ilkeyi anlatmak için sizi iki yaşlı hanımla tanıştıracağım

amigas: la energía cinética y la energía potencial. les amies||||||énergie|potentielle |||kinetic|||| ||||||potencial| friends: kinetic energy and potential energy.

La energía cinética es propia de las cosas que se mueven. Es decir, un objeto quieto |||est|propre||||||se déplacent|est|c'est-à-dire||objet|immobile ||kinetik enerji||||||||||||| Kinetic energy is typical of things that move. That is, a stationary object Kinetik enerji, hareket eden şeylerin, yani durağan bir nesnenin enerjisidir

no tiene energía cinética, pero uno que se está movimiento si. La energía, entre |n'a pas|||||||est en|mouvement|||| It has no kinetic energy, but one that is moving does. The energy, between kinetik enerjisi yoktur, ancak hareket halinde olanın vardır.

otras cosas, depende de la velocidad. Cuanto mayor es, mayor es la energía cinética, autres||dépend||||plus|||plus grande|||| other things, it depends on the speed. The larger it is, the greater the kinetic energy, Hız ne kadar yüksek olursa kinetik enerji de o kadar yüksek olur,

lógico!. La energía potencial aparece cuando sometemos ||||apparaît||nous soumettons ||||||we subject ||||||uyguladığımızda logical!. Potential energy appears when we submit Potansiyel enerjiyi, potansiyel enerjiye gönderdiğimizde ortaya çıkar.

a nuestro cuerpo a una o varias fuerzas. Tomemos el caso de la gravedad terrestre. Si cogemos ||||||plusieurs|forces|Prenons||cas de|||gravité|terrestre||nous prenons our body to one or several forces. Take the case of Earth's gravity. if we catch Vücudumuzu bir veya daha fazla kuvvete maruz bırakırsak, dünyanın yerçekimi durumunu ele alalım.

un cuerpo y lo soltamos este adquirirá una velocidad cada vez mayor, lo que quiere decir ||||||acquerra||||de plus en plus||||veut dire| ||||we release||will acquire||||||||| ||||serbest bırakırız||||||||||| a body and we release it, it will acquire an increasing speed, which means ve onu serbest bırakırsak, artan bir hız kazanacaktır, bu da şu anlama gelir

que su energía cinética ira aumentando a medida que cae. Esta energía, llegará a |||||augmentera||mesure||il tombe|Cette||arrivera à| that its kinetic energy will increase as it falls. This energy will reach Düştükçe kinetik enerjisi artacaktır. Bu enerji şu noktaya ulaşacaktır

su valor máximo justo antes de rozar el suelo. Este valor, es el valor de la energía potencial ||||||닿기 직전||||||||||| |valeur|||||toucher||sol||valeur||||||| ||||||to graze||||||||||| ||||||değmek||||||||||| ||||antes||||||||||||| its maximum value just before grazing the ground. This value is the value of the potential energy. Bu değer, potansiyel enerjinin değeri olan potansiyel enerjinin değeridir

justo al soltar el cuerpo. Es decir, la energía potencial refleja la energía cinética máxima ||||||||||reflète||||maximale ||release||||||||reflects||||maximum right when you drop the body. That is, the potential energy reflects the maximum kinetic energy Potansiyel enerji, serbest bırakıldığında cismin maksimum kinetik enerjisini yansıtır, yani potansiyel enerji, serbest bırakıldığında cismin maksimum kinetik enerjisini yansıtır.

que podría alcanzar un cuerpo si se lo libera en un instante concreto. En nuestro caso, ||||||||libère|||instantané|concret||| that could reach a body if released at a specific instant. In our case, bir cismin belirli bir anda serbest bırakılması halinde ulaşabileceği en yüksek değerdir,

la energía potencial aumenta con la altura, pues a mayor altura mayor energía cinética ||||||hauteur||||||| potential energy increases with height, because the higher the height, the higher the kinetic energy. potansiyel enerji yükseklikle birlikte artar, çünkü yükseklik arttıkça kinetik enerji de artar.

se alcanzaría. Veamos como cambian estas dos energías con ||voyons|||||énergies| |would reach||||||| would be reached. Let's see how these two energies change with Şimdi bu iki enerjinin aşağıdakilerle nasıl değiştiğine bakalım

el paso del tiempo. Las gráficas nos ayudaran a verlo. Al principio el cuerpo solo tiene |||||graphes||||le voir|||||seulement| |||||graphs||will help|||||||| Over time. The graphs will help us to see it. At first the body has only Grafikler bunu görmemize yardımcı olacaktır. Başlangıçta, vücutta sadece

energía potencial y, puesto que esta parado, su energía cinética es cero. Pero con el |||étant donné que|||reposo|||||zéro||| potential energy and, since it is stationary, its kinetic energy is zero. But with the potansiyel enerji ve durağan olduğu için kinetik enerjisi sıfırdır.

transcurso del tiempo los papeles se invierten, la energía potencial decae porque la altura le cours||||les rôles||s'inversent||||décroît|parce que|| passage||||||||||declines||| Over time the roles are reversed, the potential energy decays because the height Zamanla roller tersine döner, potansiyel enerji azalır çünkü irtifa

decrece, y la energía cinética aumenta pues la velocidad es cada vez mayor. Como hemos decreases, and the kinetic energy increases because the speed is increasing. As we have azalır ve hız arttıkça kinetik enerji artar. Daha önce gördüğümüz gibi

visto antes, al final la energía cinética se hace máxima, y, puesto que el cuerpo está seen before, in the end the kinetic energy becomes maximum, and, since the body is Daha önce de görüldüğü gibi, sonunda kinetik enerji maksimum olur ve cisim

a una altura nula, la energía potencial es cero. |a|height|zero||||| at zero height, the potential energy is zero. sıfır yükseklikte potansiyel enerji sıfırdır.

Aunque no tiene relación con el principio de mínima acción, no puedo evitar haceros |||||||||||||to do Although it has nothing to do with the principle of least action, I cannot help but ask you En az eylem ilkesiyle hiçbir ilgisi olmamasına rağmen, size yardım edemem ama

notar lo siguiente. Si cojo el valor de la energía cinética y el valor de la energía ||||I take|||||||||||| notice the following. If I take the value of kinetic energy and the value of energy Aşağıdakilere dikkat edin: Eğer kinetik enerjinin değerini ve enerjinin değerini alırsam

potencial en varios momentos de la caída y los sumo, puedo ver que siempre da el mismo potential at various moments of the fall and I add them up, I can see that it always gives the same Sonbaharın çeşitli noktalarındaki potansiyel ve bunları topladığımda, her zaman aynı sonucu verdiğini görebiliyorum

valor. Dicho de otro modo, si sumo la energía cinética con la potencial, obtengo una entidad |||||||||||||I get|| |||||||||||||bulurum|| worth. In other words, if I add the kinetic energy to the potential energy, I get an entity Başka bir deyişle, kinetik enerjiyi potansiyel enerjiye eklersem, bir varlık elde ederim

nueva llamada energía total, o simplemente energía. Cuando tenemos una situación como new call total energy, or simply energy. When we have a situation like Böyle bir durum söz konusu olduğunda, buna toplam enerji ya da sadece enerji denir.

esta en la que la energía no cambia con el paso del tiempo, decimos que la energía se is in which the energy does not change with the passage of time, we say that the energy is Enerjinin zaman içinde değişmediği bu durumda, enerjinin şu şekilde olduğunu söyleriz

conserva. Pero que pasaría si en vez sumar ambas energías, preserves. But what if instead of adding both energies, Peki, iki enerjiyi birbirine eklemek yerine ne olurdu?

le restáramos la potencial a la cinética. Entonces tendríamos una entidad nueva. Llamémosla |we would subtract|||||||||||Let's call it ||||||||||||onu adlandıralım das Potenzial von der Kinetik subtrahieren. Dann hätten wir eine neue Einheit. Nennen wir sie we subtract the potential from the kinetics. Then we would have a new entity. Let's call Eğer potansiyeli kinetikten çıkarırsak, yeni bir varlık elde ederiz.

lagrangiano. El lagrangiano también cambia con el tiempo, Lagrangian||||||| lagrangian||||||| ||lagrangiano. O lagrangiano||||| Lagrangian. The Lagrangian also changes over time, Lagrangian da zaman içinde değişir,

así que vamos representarlo. Lo que nos interesa del lagrangiano no es la curva en si, sino |||||||||Lagrangian||||||| |||||||||lagrangian||||eğri||| so let's represent it. What interests us about the Lagrangian is not the curve itself, but Lagrangian hakkında bizi ilgilendiren şey eğrinin kendisi değil, daha ziyade

el área que encierra debajo. Al valor de esta superficie la llamamos Acción. |||it encloses|under|||||||| the area it encloses below. We call the value of this surface Action. Bu yüzey alanının değeri Eylem olarak adlandırılır.

Y aquí viene lo bueno de la acción. Imaginémonos que nunca hemos probado a soltar la pelota: ||||||||Let's imagine|||||||| And here comes the good of the action. Let's imagine that we have never tried to drop the ball: Ve işte eylemin güzelliği: topu hiç serbest bırakmaya çalışmadığımızı hayal edelim:

no sabemos que trayectoria va a recorrer. Podríamos imaginarnos todas las distintas ||||||||to imagine ourselves||| We do not know what path it will travel. We could imagine all the different nasıl bir yörünge izleyeceğini bilmiyoruz.

maneras con las que podría recorrer la distancia entre el suelo y arriba. Cada una de estas |||||to travel||||||||||| ways you could travel the distance between the ground and above. Each of these

trayectorias que hemos supuesto trae consigo unas energías cinéticas y potenciales distintas, ||||||||kinetic||| ||||||||kinetik||| trajectories that we have assumed bring with them different kinetic and potential energies,

que cambian de forma diferente con el paso del tiempo. Lo curioso es que si obtenemos that change differently over time. The curious thing is that if we get

el lagrangiano de cada trayectoria, y de ahí obtenemos la acción de cada una, observamos o|||||||||||||| the Lagrangian of each trajectory, and from there we obtain the action of each one, we observe

que la trayectoria verdadera, la que ocurre en el mundo real, es la que tiene la acción that the true trajectory, the one that occurs in the real world, is the one with the action

mas pequeña. Lo que quiero decir es que si tomo otra situación, smaller. What I mean is that if I take another situation,

como un péndulo, puedo comprobar que, de todas las formas de moverse que tiene la masa ||||to check||||||||||| like a pendulum, I can verify that, of all the ways of moving that has the mass

del péndulo, lo que observare en la realidad es que la trayectoria que sigue la masa es ||||will observe|||||||||||| ||||gözlemleye|||||||||||| of the pendulum, what I will observe in reality is that the trajectory followed by the mass is

la que tiene menor acción. En pocas palabras, lo que dice el principio the one with the least action. In a nutshell, what the principle says

de mínima acción es que todo cuerpo sigue una trayectoria que minimiza la acción, cuya of least action is that every body follows a path that minimizes the action, whose

acción es la menor de todas las posibles. Todo el universo, obviando a la mecánica |||||||||||제외하고||| |||||||||||ignoring||| |||||||||||hariç tutarak||| action is the smallest of all possible. The whole universe, ignoring mechanics Mekaniği bir kenara bırakırsak, evrenin tamamı mümkün olan tüm eylemlerin en küçüğüdür.

cuántica, se mueve con la menor acción posible, es lo que hemos estado observando durante quantum|||||||||||||| quantum, it moves with the least possible action, is what we have been observing for kuantum, mümkün olduğunca az hareketle hareket eder, gözlemlediğimiz şey

siglos. De hecho cuando un físico tiene que enfrentarse a un problema, puede utilizar ||||||||to face||||| centuries. In fact when a physicist has to face a problem, he can use Aslında, bir fizikçi bir problemle karşılaştığında

esto como ventaja. Tenemos un doble péndulo enganchado a una polea: ¿qué trayectoria |||||||hooked|||pulley|| ||||||||||도르래|| |||||||preso||||| this as an advantage. We have a double pendulum hooked to a pulley: what trajectory Bir makaraya bağlı çift sarkacımız var: sarkacın yörüngesi nedir?

describe esta masa? Solo tenemos que buscar cual es la trayectoria que minimiza la acción, describe this dough? We only have to find which is the trajectory that minimizes the action,

utilizando ciertas herramientas matemáticas, y tendremos nuestra solución real. Esta forma using certain mathematical tools, and we will have our real solution. This form

de trabajar dio lugar a una reformulación en la física: la mecánica analítica, una ||||||reformulation||||||analytical| ||||||yeniden formülasyon||||||| to work gave rise to a reformulation in physics: analytic mechanics, a

forma alternativa (y a veces mejor) a la mecánica newtoniana de abordar los problemas. |||||||||Newtonian||to approach|| |||||||||Newton mekaniği|||| alternative (and sometimes better) way to Newtonian mechanics of approaching problems.

Aunque os he definido la acción dentro de la física clásica, lo cierto es que este Embora||||||||||||||| Although I have defined the action within classical physics, the truth is that this

principio también es válido dentro de la relatividad general y las teóricas clásicas |||||||relativity||||| principle is also valid within general relativity and classical theorists

de campos, como el electromagnetismo. En ellos, el lagrangiano y la acción toman formas muy |fields|||electromagnetism|||||||||| of fields, such as electromagnetism. In them, the Lagrangian and the action take very different forms.

distintas, pero el concepto sigue siendo el mismo: la acción debe ser mínima. different, but the concept remains the same: the action must be minimal.

Parece que el principio de mínima acción es un elemento esencial, común en la mayoría It seems that the principle of least action is an essential element, common in most

de nuestros modelos. Algo importante que nos quiere decir el universo, sin duda. of our models. Something important that the universe wants to tell us, without a doubt.

En la mecánica cuántica este principio no tiene validez, pero las entidades que surgieron ||||||||validity|||entities|| ||||||||geçerliliği||||| In quantum mechanics this principle has no validity, but the entities that arose Kuantum mekaniğinde bu ilke geçerli değildir, ancak kuantum mekaniğinden ortaya çıkan varlıklar

de la mecánica analítica jugaron un papel clave en su nacimiento, aunque esto lo veremos ||||역할을 했다|하나의||||||||| of analytic mechanics played a key role in its birth, although we will see this analitik mekaniğin doğuşunda kilit bir rol oynamıştır, ancak bu aşağıda daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

en otro video. Y recuerda que si quieres más ciencia, suscríbete…. y gracias por vernos. in another video. And remember that if you want more science, subscribe…. and thanks for watching us.