¿Qué pasa con la física teórica? (I)

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Física teórica

Para podernos situar en el contexto de la cuestión, en primer lugar vamos a recordar el momento y como se gestó la Revolución Científica, que lo hizo entre los siglos XVI -XVII gracias al impulso de tres grandes hombres de ciencia o si queremos sabios: Copérnico, Kepler y Galileo, que por separado llegan a la conclusión común de que no son el Sol y demás cuerpos celestes los que giran alrededor de la Tierra, sino que era la Tierra y la Luna las que giraban alrededor del Sol, rompiendo en mil pedazos la idea geocéntrica del mundo defendida por la Iglesia, la Biblia y todos los documentos sagrados al asegurar que la Tierra era el centro del universo.

Dicha idea no procedía solo de la poderosa institución eclesiástica, sino que era una idea básica que se había enraizado en todos los estamentos político-sociales de su tiempo, lo cual dificultaba idear una teoría que se atreviera abiertamente a tirar por tierra esa unánime idea que iba contra la esencia de la doctrina cristiana y sus libros sagrados que afirmaban con rotundidad que el universo lo había creado Dios empezando por la Tierra como el lugar más importante del mismo.

Esa revolución científica, también llamada copernicana, representó el final de una época, en la cual el mito, la religión y el razonamiento naturalista se habían dado la mano en muchas ocasiones y acostumbraban a jugar juntos. No es que siempre lo hicieran amigablemente, pero en general, cuando los mitos eran rechazados por la razón, siempre aparecía la religión para dar sentido o soporte a lo inexplicable. 

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Por otro lado, la importancia y calado de esa idea de geocentrismo era tan grande que fue necesario cerca de milenio y medio para desterrarla pues, aparte de la Iglesia, la defendían también importantes hombres de ciencia como el astrónomo y matemático egipcio Ptolomeo (siglo 1 a. Cristo) y cuyas ideas sobre el mundo y universo son recogidas en una ingente obra de trece volúmenes llamada Almagesto, que llegó a Occidente traducida al árabe y luego vuelta a traducir al latín por el italiano Gerardo de Cremona, perteneciente a la escuela toledana del rey cristiano Alfonso VI.

A partir de Copérnico, la idea de que la Tierra se encontraba en el centro del universo fue perdiendo adeptos, la sociedad de aquel tiempo comenzó a darse cuenta de que algunas de las ideas más intocables y dogmáticas del conocimiento del mundo se resquebrajaban y ya era posible todo. Los estudiosos de finales del siglo XVI  y principios del XVII se iban convenciendo de que el universo, el mundo y la vida, escondían muchos secretos que era necesario encontrar sin cortapisas religiosas  ni de otro tipo, pese a que la Iglesia católica seguía controlando y persiguiendo todo lo que contradijera el Génesis o libro del origen del mundo y de la Biblia hebrea o Antiguo Testamento, que narra literalmente -según su interpretación- que la Tierra había sido creada “en un principio” o sea “en el primer día”, mientras que el Sol y la Luna lo habían sido  en el “cuarto día”, que aunque esos días se han de interpretar con una duración que nada tiene que ver con el día astronómico, una cosa dejaban muy clara: el Sol y demás astros habían sido creados o habían aparecido después de la Tierra.

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La pregunta que podemos hacernos en la actualidad es si la revolución científica se inició antes de Copérnico y culminó con sus teorías, las de Kepler y Galileo, o por el contrario, sus teorías formaron parte de la revolución que culminó con los trabajos de Isaac Newton publicados en  1687 en su obra Principia Mathemática al establecer matemáticamente la existencia de una fuerza denominada fuerza de gravedad o gravitación universal entre todos los cuerpos del universo como planetas, soles y estrellas que les permite existir como un todo sin desviarse de sus órbitas?

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En la actualidad, son muchos los que piensan que esa revolución terminó con Newton pues, aunque los trabajos de Copérnico, Kepler y Galileo habían supuesto un giro de 180º en la visión del universo, la sociedad normal todavía no había podido asimilar el nuevo orden científico que comenzaba a aparecer. En otras palabras, la sociedad medieval del que partían aún no se había permeabilizado de las nuevas percepciones y puntos de vista que se suponen verdaderos. Como diría Thomas S. Kuhn al analizar el concepto de paradigma, la sociedad del momento necesitaba tiempo para adaptarse a las nuevas circunstancias y poder cambiar el anterior paradigma y para ello se precisaba el desarrollo de la ciencia normal por medio de los libros de texto avalados por la comunidad científica que llega a esa conclusión a través los enfrentamientos dialécticos, la comparación de disciplinas, experimentos, observaciones; todo ello avalado por unas matemáticas, donde la geometría y el cálculo infinitesimal tenían la última palabra.

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No obstante lo anterior, en la actualidad se cree firmemente que fue a partir de Newton cuando comienza lentamente la verdadera revolución de la física que podría situarse hacia 1900 con las demostraciones y descubrimientos del físico alemán Max Planck (1858-1947), quien logró demostrar matemática y experimentalmente algo realmente asombroso y maravilloso como que, la luz no viaja de forma continua, sino agrupada en una especie de ínfimos paquetes que denominó “cuantos” y se basaba en un espectro de radiación térmica, lo que le llevó a pensar que los rayos de luz están formados por infinidad de esos corpúsculos que se mueven como ondas o fotones. Todo lo cual tuvo una enorme repercusión en los siguientes trabajos desarrollados por Albert Einstein, (1879-1955) en el “efecto fotoeléctrico” de la luz y Niels Bohr (1885-1962), en su modelo “atómico cuántico del átomo”, en el que los electrones de carga negativa giran alrededor de un núcleo, de manera parecida como lo hacen los astros del universo; sin olvidarnos que se trataba de un modelo idealizado, muy útil para comprender y explicar la estructura atómica, pero que no reflejaba la realidad del átomo. Posteriormente, esa idea de dualidad que ofrece la partícula-fotón le sirvió de base al físico alemán Erwin Schrödinger (1887-1961) para formular la ecuación fundamental de la mecánica cuántica, llamada ecuación de Schrödinger al desarrollar un modelo atómico coherente y por cuyo trabajo obtuvo el premio Nobel de física en 1933. Por cierto, la explicación conceptual que el físico realiza es de lo más imaginativo y se ha dado en llamar la paradoja del gato de Schrödinger. En ella propone un sistema imaginativo formado por una caja cerrada y opaca, una botella de gas venenoso y una partícula radiactiva donde se pueden dar varias probabilidades dentro de un escenario límite en el que, si la partícula se desintegra, se rompe la botella de gas venenoso y el gato muere.

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¿Ha llegado el momento en que la física teórica continuará avanzando por dos caminos distintos? Si, con rotundidad; pero con la idea de encontrar una teoría integrada que resuelva de un plumazo la dicotomía existente entre ambas teorías sobre la realidad de un universo enorme, que desarrolló Einstein principalmente con su teoría de la relatividad y su demostración de que la fuerza de gravedad no existe como tal, sino que los cuerpos celestes se mantienen en equilibrio por la fuerza de aceleración que produce un espacio curvo, y la física cuántica a la que se dedicó y dedica un ingente número de grandes físicos como el alemán Werner Heisenberg (1901-1976) con su principio de incertidumbre, donde al intentar medir o posicionar una partícula se perturba su estructura y los datos ya no son fiables. Sin olvidarnos de Max Planck (1858-1947) que dio los primeros pasos al detectar y medir la energía de los fotones que depende de la frecuencia de la radiación. Antes el inglés Ernest Rutherford (1871-1937) había conseguido romper la idea de que los átomos se regían por un modelo parecido al de los astros del universo en los modelos solares, donde los planetas giran alrededor del sol con velocidad uniforme. La aportación del físico inglés consistió en demostrar que los átomos tienen un núcleo, de dimensiones ínfimas, pero increíblemente denso, al contener la mayor parte de la masa atómica, formado por protones y neutrones, con unos electrones que solo son cargas negativas que no se parecen en nada a los planetas que giran alrededor del Sol, que más tarde sugirió una gran aportación al demostrarse que su parecido era a las aspas de un ventilador que gira a tal velocidad que logra llenar los “pedacitos de espacio” de sus órbitas simultáneamente, aunque sea de forma aparente, pero no real; y en cambio los electrones si cubren esos espacios de forma real. Las dudas plantadas por estos descubrimientos fueron enormes e incomprensibles. Una de ellas plantaba la incongruencia de ¿cómo era posible que los electrones orbitasen un núcleo sin caer en él, o cómo los protones, con sus cargas positivas, podían apilarse en el núcleo sin estallar el propio átomo.

Así pues, a la que los grandes físicos del siglo XX empezaron a profundizar en la cuestión se dieron cuenta que el mundo subatómico no solo no era parecido a la dinámica del mundo cósmico, sino que era totalmente diferente, y aquí comienzan los problemas de la física teórica: o se encontraba pronto una ecuación integradora que ligara el grave problema, o habría que buscar nuevos caminos o desandar los anteriores.

Alberto Vázquez-Firma

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Alberto Vázquez Bragado. Residente en Barcelona. Licenciado en historia, UB 2007; Máster en Historia de la ciencia, UAB 2008; estudios de literatura, UB 2015.
Puedes seguir a Alberto Vázquez Bragado en Twitter como @BragVazquez

 

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