¿Qué pasa con la física teórica? (II)

Habían pasado alrededor de tres siglos de la primera revolución científica, tomando como base el descubrimiento de la gravitación universal de Isaac Newton como punto final del cambio de paradigma científico iniciado por Copérnico con la formulación de su famosa teoría heliocéntrica, que rompía claramente con la creencia de que la Tierra era el centro del universo, cuando Albert Einstein a principios del siglo XX, formulaba unas nuevas teorías que rompían de nuevo con la creencia generalizada de que el universo era estático e infinito y el espacio-tiempo, absoluto. 

Las cosas que Einstein decía en sus teorías resultaban tan increíbles y extraordinarias, incluso para la mayoría de físicos teóricos de principios de siglo, como pudieran haberlo sido las que explicaron Copérnico, Kepler y Galileo en su tiempo. Tal era el caso de su teoría de la relatividad la cual afirma que el espacio y el tiempo no son absolutos, sino relativos, tanto respecto al objeto observado, como al observador. Por otro lado, Max Planck desarrollaba un modelo subatómico de la estructura del átomo con sus fuerzas y movimientos internos, pero imposibles de ser observadas correctamente por culpa de los instrumentos y substancias utilizadas en su medición.

Se había llegado a dos formas de ver el milagro de «la creación». La teoría general de la relatividad que describe la fuerza de gravedad y la estructura del universo a gran escala, donde los millones de quilómetros no representan nada y las mediciones del espacio y del tiempo se han de hacer con otras medidas como los años luz, teniendo en cuenta que la luz se mueve a 300.000 Km por segundo. La mecánica cuántica, por el contrario, trata de observar un mundo microscópico a escala muy pequeña, como por ejemplo billonésimas de milímetros. Así se encontraba la cuestión de la física teórica a principios del siglo XX, con dos teorías generales que deseaban analizar el universo de dos formas muy distintas: una a escala macro y otra a escala micro. Sin embargo, los físicos teóricos de la época tenían un verdadero rompecabezas, pues si creían que la formación del universo no era arbitraria y había unas leyes que lo gobernaban, lo primero que deberían resolver era la fuerte incoherencia existente entre una y otra teoría, encontrando una nueva teoría que unificara y ajustara ambas teorías en una teoría unificada completa que explicara todos los fenómenos del universo.

Sombra de Clío

En tal sentido, el mismísimo Einstein, que había demostrado cosas como la equivalencia entre masa y energía resumida en su célebre ecuación E = mc2 (energía es igual a masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado) demostraba con claridad la incapacidad de los humanos de alcanzar otros planetas fuera del sistema solar, pues a medida que un objeto se aproxima a la velocidad de la luz, su masa aumentaría de tal forma que llegaría a ser infinita. Por esta razón cualquier objeto o artilugio del cosmos ha de moverse a velocidades inferiores a las de la luz; aunque ello suponga un hándicap insalvable a los viajes interplanetarios, tan representados en películas de ciencia ficción del momento, como a los sueños “vernianos” de muchos.

Otro de los descubrimientos del gran genio alemán, que rompe en mil pedazos la teoría newtoniana de la gravedad, es su descubrimiento de que la fuerza de gravedad y por lo tanto la gravitación universal, no se debe a una fuerza gravitatoria, sino a la aceleración producida como consecuencia de que el espacio-tiempo es curvo. En palabras del gran físico teórico inglés Stephen Hawking (1942-2018), “los objetos como la Tierra no se mueven en órbitas curvadas a causa de una fuerza llamada gravedad, sino porque siguen una trayectoria lo más próxima posible a una línea recta en un espacio curvado a la que se denomina una geodésica. En términos técnicos, una geodésica se define como el camino más corto (o más largo) entre dos puntos dados”. Pero aún hay algo más que ha dejado perpleja a la sociedad de las primeras décadas del siglo XX y a la mayoría de la del siglo XXI: el tiempo se ralentiza en las proximidades de cuerpos con una gran masa como puede suceder en la Tierra. Y ahora viene lo gordo: supongamos dos individuos gemelos, uno desea hacer un viaje espacial y alejarse de la Tierra en una nave espacial que genera una velocidad cercana a la de la luz. El otro quiere quedarse en tierra y esperar a su hermano que le ha prometido regresar muy pronto. Así lo hace el hermano viajero, pero cuál sería su sorpresa al encontrar a su hermano calvo, encorvado y caminando con bastón ¿qué había pasado? ¿Se había producido un milagro pues él solo había viajado por el espacio unos pocos días? Pero todo ello se podía entender y explicar por medio de la relatividad general de Einstein al afirmar que el tiempo transcurre de forma diferente para observadores en campos gravitatorios diferentes.

Publicidad Ataraxia magazine

Y ahora vienen mis humildes reflexiones y preguntas que con toda seguridad se harán y probablemente ampliarán muchos de los lectores. Por ejemplo: comparando la época de la primera revolución (Copérnico, Kepler, Galileo y Newton), con los descubrimientos de la física teórica de las primeras décadas del siglo XX, desde el punto de vista de la razón ¿es menos excepcional aceptar que el espacio es curvo, que la materia se puede transformar en energía y viceversa o que la gravedad puede afectar al tiempo? Seguramente que todos pensarán que, con toda seguridad, en los tiempos de la primera revolución científica, debería haber muchos pensadores que intuían que sería demasiado pretencioso pensar que la Tierra era el centro del universo, aunque nadie se atreviera a manifestarlo públicamente por miedo a la Iglesia, la Comunidad Científica y la sociedad de su tiempo.

Por el contrario, es difícil suponer que alguien del siglo XX, incluso de la actualidad, entienda con facilidad muchas de las cosas que Albert Einstein descubrió sobre el universo, y, sin embargo, la Comunidad Científica no creyó oportuno o no se atrevió a manifestar abiertamente que había llegado el momento de pregonar a los cuatro vientos la llegada de la segunda revolución científica. ¿Cómo se puede entender? Los expertos en psicología de las sociedades o estudiosos de las revoluciones científicas como el estadounidense Thomas S. Kuhn (1922-1996) nos dirán que no será suficiente la aparición de teorías revolucionarias contrastadas como fueron las de Albert Einstein para considerar el cambio de paradigma de toda una sociedad y que es necesario la permeabilidad casi total de la sociedad con esos nuevos descubrimientos revolucionarios. Pero, es difícil entender que esa sea la razón fundamental con los avances de todo tipo que ha experimentado la sociedad, cuando es casi imposible encontrar a alguien que no sepa a grandes rasgos cuales fueron los descubrimientos de Albert Einstein. Por lo tanto, bajo mi opinión, la Comunidad Científica creyendo que el descubrimiento de la teoría unificada del universo estaba a punto de aparecer, decidió esperar unos años para proclamar la nueva revolución científica. El propio Einstein estaba convencido de que lo conseguiría, para lo cual dedicó los últimos dieciséis años de su vida, sin ningún resultado trascendente. Tampoco lo han conseguido otros muchos físicos teóricos y expertos de la mecánica cuántica, lo que sugiere reflexiones como las realizadas por el físico teórico norteamericano Lee Smolin, que a pesar de ser un entusiasta defensor de la teoría de cuerdas en que se encuentra encasillado el progreso de la actual física teórica y de partículas y se atreve a escribir un libro titulado Las dudas de la física en el siglo XXI. ¿es la teoría de cuerdas un callejón sin salida? En el que explica con mucha claridad que, desde los trabajos de Einstein y Max Planck de principios del siglo XX, apenas se ha avanzado en la búsqueda del santo grial de la teoría unificada empezada por el mismísimo descubridor de la relatividad general y especial sin ningún resultado esperanzador. 

Síguenos en Twitter

Aunque la mayoría de cosas que el físico neoyorquino expone son bien conocidas por estudiantes, profesores y seguidores de la física teórica y de partículas, bueno es citarlo como un referente de calidad y prestigio, nada sospechoso de ir contra el encasillamiento de ambas disciplinas. Según este físico de la actualidad, a partir del gran físico judío, apenas se avanzó en encontrar una teoría unificadora. Los nuevos físicos que iban saliendo se encasillaban en encontrar una salida al dilema de las dos teorías y en vez de buscar nuevos caminos, la mayoría de sus tesis (seguramente recomendados por sus directores), acababan versando sobre una nueva teoría de cuerdas. Nada menos que se llegaron a calcular la existencia de 10 elevado a 500 teorías de cuerdas. A grandes rasgos conviene recordar lo que sería una teoría de cuerdas y hay que agarrarse que vienen curvas. Postula que el mundo que conocemos, no se parecería en nada al real: si la teoría de cuerdas fuera correcta, el mundo estaría formado por muchas dimensiones, incluso más partículas y fuerzas de las conocidas lo que significaría que la naturaleza nos ha creado en un mundo que apenas es reconocible para nuestros sentidos y si eso fuera así ¿cómo podríamos acceder a la otra visión? Quizás experimentalmente o quizás el hombre necesita seguir evolucionando para observar el universo de otra forma, cosa que nos parece de ciencia ficción. El físico neerlandés, Gerardus ‘t Hooft, premio Nobel de Física en el año 1999 por sus estudios sobre la física de partículas ha escrito lo siguiente sobre la teoría de cuerdas: “En realidad, no estoy preparado para llamar teorías de cuerdas a una “teoría”, o mejor, un modelo, o ni siquiera eso, tan solo una intuición”. Y el norteamericano David Gross, premio Nobel en el 2004 y gran defensor de la teoría de cuerdas, clausuró un congreso diciendo: “No sabemos de lo que estamos hablando… el estado de la física hoy en día es el mismo que cuando estábamos perplejos ante la radiactividad”.

Síguenos en Facebook

Como dice Lee Smolin, seguimos en una revolución inacabada, que está durando demasiado y, a lo mejor, las futuras generaciones de físicos teóricos y de partículas deberían hacer tabla rasa de conocimientos no contrastados y seguir avanzando por un camino que parece no tener fin… ¿Quién tiene la culpa de este estancamiento? Muchos dirán que la Comunidad Científica que sigue protegiendo y apoyando tesis doctorales fundamentadas en la teoría de cuerdas y probablemente tendrán parte de razón.

No obstante, para mi existe una poderosa razón que, a buen seguro, muchos tacharán de excéntrica. ¿Cuál es, de qué se trata? Simple y llanamente el trabajo en equipo de los actuales físicos investigadores, que en otras materias como la química y la medicina resultan imprescindibles, en la física teórica no funciona. ¡Alguien se imagina que la intuición de Einstein de que el espacio era curvo y la fuerza de gravedad de Isaac Newton no existía como tal! ¿Hubiera prosperado en el seno de un equipo de sesudos físicos? Dirían que se trataba de unas ideas geniales, pero acabarían convenciéndole de que no siguiera por ese camino. Por lo tanto, bajo mi opinión, ha llegado el momento en que las ideas teóricas sobre la física teórica y sobre la mecánica cuántica vuelvan a las manos de los físicos independientes, por lo menos en las primeras fases de desarrollo.

En el año 2012, cuando todo el mundo esperaba que el Premio Nobel de Física fuera a parar al descubridor del llamado bosón de Higgs, por su importante contribución a la aceleración de protones, fue a parar a Serge Haroche y David J. Wineland, dos físicos de física cuántica, por sus trabajos sobre la interacción entre luz y materia que pueden abrir la puerta a nuevas experimentaciones y demostraciones que permitan observar directamente partículas cuánticas individuales sin destruirlas o modificarlas. Ese es el camino a corto plazo: avanzar en el campo de la medición y experimentación y las interacciones entre la luz y la materia. O sea, la mismísima Real Academia Sueca de las Ciencias en su declaración en la entrega del Premio Nobel de Física MARCA EL FUTURO CAMINO: “Han abierto la puerta a una nueva era de la experimentación con la física cuántica, demostrando la observación directa de partículas cuánticas individuales sin destruirlas”. ¿Cambiarán las cosas, aparecerán genios valientes?…

Continuará…

ALBERTO VÁZQUEZ BRAGADO

Captura de pantalla 2020-04-26 a las 15.03.09
 
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

 

A Magazine
Franja Patrocinio Patreon & Paypal

1

Patrocina Ataraxia Magazine en PATREON desde 5$ (4,50€) al mes

https://www.patreon.com/ataraxiamagazine

Captura de pantalla 2020-05-12 a las 15.11.03

2

Patrocina Ataraxia Magazine mediante una donación por PayPal

Puedo donar 5 euros

No es necesario tener cuenta abierta en PayPal para utilizar PayPal como plataforma o vía de donación • Si quisieras donar 10 o 15 euros puedes especificar (en la casilla junto al botón) que la cantidad que donas es 2 o 3 veces 5 euros…

€5,00

Puedo donar 10 euros

No es necesario tener cuenta abierta en PayPal para utilizar PayPal como plataforma o vía de donación • Si quisieras donar 20 o 30 euros puedes especificar (en la casilla junto al botón) que la cantidad que donas es 2 o 3 veces 10 euros…

€10,00

Puedo donar 20 euros

No es necesario tener cuenta abierta en PayPal para utilizar PayPal como plataforma o vía de donación • Si quisieras donar 40 o 60 euros puedes especificar (en la casilla junto al botón) que la cantidad que donas es 2 o 3 veces 20 euros…

€20,00

Puedo donar 50 euros

No es necesario tener cuenta abierta en PayPal para utilizar PayPal como plataforma o vía de donación • Si quisieras donar 100 o 150 euros puedes especificar (en la casilla junto al botón) que la cantidad que donas es 2 o 3 veces 50 euros…

€50,00

3

Patrocina Ataraxia Magazine con 2€ por lectura mensual

Aportaré por la lectura de cada número 2 euros mensuales

Aportaré 2 euros mensuales por leer Ataraxia Magazine, mediante un micropago utilizando PAYPAL (no es necesario tener cuenta en PayPal para efectuar el pago).

€2,00

A Magazine

email de contacto: ataraxiamagazine@gmail.com

Patrocina AtaraxiaMagazine: https://www.patreon.com/ataraxiamagazine 

Síguenos en Twitter: https://twitter.com/ataraxiamag

Síguenos en Facebook:

Imagen de cierre de artículos