Una de esperanza...
Llevo solo tres paginas y ya me ha enganchado. Hay veces en que un libro te absorbe de esa manera pero lo que lo hace extrañisimo es que sea un libro de divulgacion cientifica. He leido algunos, tampoco muchos, tanto sobre relatividad como sobre cuantica y altas energias y creo que con una base teorica no muy extensa ni profunda se pueden llegar a entender o vislumbrar los principales aspectos de los grandes conceptos y teorias de este ultimo siglo. Es mas importante contar con una imaginacion en plena forma que con un bagaje matematico. Me ha impregnado la sensación de que la naturaleza de los conceptos (lo muy grande y lo muy pequeño, en escala antropica) brinda la posibilidad de que la complejidad sea relativamente simple de explicar. Es posible recorrer gran parte del camino con una pequeña mochilita matematica lo cual no es cierto en muchas otras areas cientificas, en las cuales, enseguida que te pones en marcha te encuentras hundido hasta la cintura en un terreno enfangado e imposible de continuar sin meter ecuaciones de por medio. La naturaleza de los conceptos, entendibles por casi todos, hace esto posible. Al fin es mas facil entender, como conceptos sin profundizar, lo que es un quasar o una supernova o un agujero negro o un atomo o un proton o un quark o un gluon que explicar que es la turbulencia (otra cosa seria entrar a fondo en por ejemplo la turbulencia que aparece en las supernovas). Seguramente que esto se deba a la distancia que nos separa de esos fenomenos. La distancia simplifica (los hace borrosos) o borra los detalles de las cosas lejanas. Pero lo que tenemos cerca....
El libro en particular que trae la atencion se titula Hiperespacio (de Michio Kaku) y tras el prefacio (tengo la mania de leer los prefacios de todos los libros, ya ven ustedes) vienen un par de citas de Einstein que no conocia. Ambas son demoledoras y muy a proposito con el marco general del tema central del libro. Pondre una: “Quiero saber como creo Dios el mundo. No estoy interesado en tal o cual fenomeno. Quiero conocer Sus pensamientos; lo demas son detalles”. A la mayoria podra pareceros arrogante y pretencioso sin limites este Albertito. Espero que tras leer esto cambieis de idea.
Comienza el libro con un par de experiencias personales del autor. Relata que, como muchos de nosotros, de pequeño se quedaba embobado viendo las carpas de un estanque cerca de su casa. Pensaba que las carpas creerian que su “universo” todo seria el estanque sin ser conscientes de la existencia del mundo “real”; el suyo, el nuestro. Hago un inciso aquí para recomendar otro libro que viene pintiparado sobre esta misma idea. Flatland: a romance in many dimensions que lei hace tiempo y que podeis bajar de la red. Seguramente este en español tambien. Es muy entretenido y “abridor de mentes”. Por no extenderme en este os dejo un link http://en.wikipedia.org/wiki/Flatland en el que comenta algo de él. No es de divulgacion ni de ciencia ni de nada raro.
Continuo. El pequeño Michio pensaba lo extraño que era que las carpas y el habitasen en universos tan cercanos y tan lejanos, y separados solamente por la superficie del agua. Tambien imaginaba que dentro de las carpas existirian una clase especial de carpas “cientificas”, a la manera de Santo Tomas, que no creen si no ven. Estas viviran una experiencia “mistica” mas adelante.
Con ocasión de una lluvia intensa, las gotas agitaban la superficie de tal forma que los nenufares se movian enloquecidamente brincando de un lado a otro. ¿que pensarian las carpas de eso? Para ellas los nenufares se movian sin causa aparente y sus “cientificos” propondrian curiosos conceptos que llamarian “fuerzas” que lo explicasen y a la vez escondieran su ignorancia, incapaces de comprender que existian olas en la superficie.
Imaginaba que sucederia si sacara una carpa “cientifica” del agua, de su “universo”. Para el resto de ellas habia desaparecido de repente, sin dejar huella y instantes mas tarde aparecia de nuevo a partir de la nada. Un milagro. Despues de serenarse la “cientifica” contaria que fue sacada del “universo” y arrojada a otro mundo extraño, con luces cegadoras y seres misteriosos. Esos seres no tenian aletas, pero se movian. No tenian branquias pero respiraban, pero ella en cambio no podia. Las leyes fisicas de su universo no valian fuera y de repente, otra vez aqui, sin saber como ni porque. Por supuesto esta historia “mistica” de un viaje mas alla del universo no la creeria nadie y caeria en descredito.
La otra historia es la del pequeño que, un dia en el colegio, se entera por sus profesores de que acababa de morir un gran cientifico, uno de los mayores de la historia. Los maestros hablaban de el con gran respeto y decian que pocas personas podian entender sus ideas pero que sus descubrimientos habian cambiado el mundo. Pero la mayor intriga era que habia muerto antes de que pudiera completar su mayor descubriminto. Dedico años a esta teoria pero murio con sus papeles inacabados sobre la mesa. Para un niño ese era un gran misterio. ¿que problema podia ser tan dificil que un genio tan grande le dedicase tantos años de su vida y aun estar inacabado? Esa persona genial era Albert Einstein.
Para la mayoria no es muy entendible esto. La teoria de la relatividad esta terminada y bien comprobada. ¿cual es ese trabajo inacabado, entonces? Se trata de una empresa personal que comenzo en los años 30 contracorriente de la comunidad cientifica. Tras su teoria de la relatividad general (1916) tuvo aportaciones esenciales tambien en mecanica cuantica (1920-27) pero empezo a darse cuenta de que algo no cuadraba con sus ideas filosoficas mas profundas que tenia de la estructura del universo. Iba muy por delante de sus contemporaneos y aquello de la “borrosidad”, indefinicion e incertidumbre que establecia la fisica cuantica en el mundo microscopico le causaba inquietud y escozor intelectual. En fin, esta es la historia de gran parte del libro en cuestion. La teoria del todo. La unificacion de las cuatro fuerzas y la globalizacion a nivel total. La teoria de supercuerdas o teoria M.
Lo que Einstein no pudo acabar cuando murio en 1955 lo han retomado una legion de fisicos encabezada por Weinberg tras darse cuenta de la vision preclara que tuvo Einstein, y que al fin y al cabo no andaba tan desencaminado. Pero a veces hace falta que pase tiempo para que entiendan las ideas de uno. Y de esto va el libro. De que ampliando el numero de dimensiones espaciales, imperceptibles a nuestros sentidos, en el papel de carpas, las diferentes fuerzas o interacciones conocidas y que rigen el universo toman el aspecto de una sola. Y de mucho mas que eso.
El concepto de fuerza, firmemente arraigado en la mayoria de nosotros por el peso de una cultura unanime, y que tiene un halo magico si lo pensamos bien, desaparece y es sustituido por algo asi como las gotas de lluvia provenientes de otras dimensiones. Las cosas no se mueven empujadas por un gradiente de un campo, un ente algo esoterico que ha funcionado muy bien, sino que al incluir mas dimensiones surge naturalmente. Si la tierra se mueve sin que exista fuerza alguna de atraccion gravitatoria por el sol en una trayectoria rectilinea en un espacio curvo el efecto seri el mismo que el que vemos ahora. Pero no es necesario meter una cosa llamada fuerza y que es muy dificil de explicar que es.
Tambien surge naturalmente de esta teoria el porque un proton pesa lo que pesa y porque tiene esa carga electrica y no otra y cosas similares. Estas cuestiones son primordiales para explicar porque el universo actual es como es ¿os habeis preguntado la casualidad que es que vivamos en uno de los escasisimos universos, con las constantes fisicas adecuadas, que permiten la vida y que permiten ser observados? Si la gravedad fuera ligerisimamente mayor que la que es (el valor de la famosa constante gravitatoria, recordais?) casi todas las estrellas colapsarian y llegariamos a un universo con muchas mas enanas blancas o de neutrones o de agujeros negros y muy pocos soles. Lo mismo que le sucedera en un futuro lejano a nuestro universo porque a largo plazo la gravedad siempre gana. “Desastres” parecidos ocurririan si el resto de constantes realmente fundamentales fueran variados en una minima proporcion y llevarian a universos completamente diferentes. Es como si solo existiera una frecuencia del dial de radio en que se oye algo. Y cuando enciendes la radio ya esta sintonizada en esa frecuencia. Decimos que Dios la ha sintonizado. ¿O simplemente es suerte?
Muchos diran que el hecho de que sean distintos no obliga a que no haya vida. Simplemente sera distinta, basada en el Silicio, por ejemplo, pero habra seres vivos, bacterias o lo que sea. Esto es salirse del tiesto y ya me estoy alargando mucho, pero les diria que la distincion se basa en que ni siquiera existirian atomos. Las leyes del juego serian simplemente diferentes.
3 comentarios
pillo -
10 años mas le llevo a Einstein encontrar el trabajo de Riemann que basicamente habia desarrollado por el (eso si, 50 años antes) todo el aparataje matematico que la ampliacion de su teoria requeria. La desgracia de Riemann, ademas de morir muy joven, fue que le falto la intuicion fisica de Einstein para poder descubrir la relatividad general.
En fin, la relatividad general describe la gravedad como una consecuencia de la geometria del espacio-tiempo que es deformada por la accion de las masas. En una superficie (2 dimensiones. Imaginemos una sabana arrugada) es suficiente con dar lo que se llama primera forma cuadratica, que es una funcion asociada a cada punto de la superficie, para disponer de una metrica interna (a la superficie). Con esta funcion podemos medir distancias y angulos sin necesidad de salir a una tercera dimension. Unas simples fichas de parchis viviendo sobre la superficie podrian. De hecho es lo que el hombre ha hecho durante mucho tiempo antes de tener aviones o satelites. Nosotros "eramos" las fichas de parchis sobre una superficie arrugada y esferica!
Pues bien, la metrica en una superficie de 2 dimensiones viene definida por esta funcion, que en realidad es una matriz simetrica de 2x2. O sea, al final se requieren 3 funciones. En un espacio de 3 dimensiones se puede hacer lo mismo y para definir una metrica se requiere una matriz de 3x3, simetrica, lo que se reduce a 6 funciones. En un espacio de 4 dimensiones (como el que acoge la teoria de la relatividad general) se tiene una matriz simetrica de 4x4, o sea 10 funciones. Einstein obtuvo, con ayuda de Riemann, la forma en que estan relacionadas esas 10 funciones que le dicen a la hipersuperficie de 4 dimensiones como deformarse, con la distribucion de las masas en su interior.
Si se escriben las ecuaciones de campo electrico (de Maxwell) considerando el espacio y el tiempo como dimensiones independientes tienen una forma bastante engorrosa pero la unificacion de las 4 dimensiones en un continuo espacio-tiempo las reduce elegantemente a una forma muy simple.
La introduccion de una dimension extra simplifica las cosas. No es cierto que se introduzca artificialmente por el mero hecho de simplificar pero tanpoco es verdad que esta vision cuatridimensional sea falsa simplemente porque sea dificil de aceptar por nuestra mente racional domesticada en un entorno de 3 dimensiones.
Kaluza y Klein en los años 20 se preguntaron que ocurriria si en realidad la fuerza electromagnetica fuera una manifestacion geometrica de una quinta dimension "invisible". Y comprobaron que funcionaba. El electromagnetismo es (por si acaso deberia decir se comporta como) una especie de gravedad en una nueva dimension diminuta. Esta quinta dimension es muy pequeña y es cerrada.
Resumiendo, hasta ahora, hay tres dimensiones espaciales muy extensas pero parece que cerradas (como circunferencias del tamaño del universo), una que se llama tiempo, parece que infinita pero solo en una direccion (no se puede ir marcha atras) y otra muy pequeña y cerrada. Asi se pueden ir incorporando dimensiones, unificando fuerzas y viendolas como una consecuencia de una geometria demasiado compleja e imperceptible para la escala humana.
El estado actual es de cierta incertidumbre. Estas teorias encajan muy bien con la realidad en las 4 dimensiones pero poder "mirar" en el resto de las dimensiones diminutas requiere una energia enorme que sera dificil de conseguir en la tierra. Pero ya se estan ideando formas de ver las consecuencias de esas dimensiones en supernovas, agujeros negros, quasars, etc.. y en un futuro sabremos si es una mera elucubracion matematica (como dicen muchos fisicos de alcurnia) o es algo mas solido (como les gustaria a los fisicos mas jovenes).
Eso, si seguimos por aqui dentro de unos años...
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