Blogia
Sailor Worlds

Que tio tan majete!

Que tio tan majete!
Albert Einstein, 1879-1955

El cientifico no estudia la naturaleza porque sea util; la estudia porque disfruta con ello, y disfruta con ello porque es bella. Si no fuera bella, no valdria la pena conocerla, y sino valiese la pena conocer la naturaleza no valdria la pena vivir la vida.
Henri Poincare.

Podria haber comenzado con cualquiera de los cientos de frases que pronunció Einstein pero esta que cito concuerda al 100% con la forma que tenia Alberto de ver la Naturaleza. La ejemplaridad y coherencia a lo largo de una vida. Para mi Albert Einstein tambien es eso. Tambien digo porque, naturalmente, la genialidad y su forma de pensar por delante de su tiempo es algo que todo el mundo reconoce como acto de fe pero que asombra mas cuanto mas familiarizados estamos con sus teorias.


Como entiendo perfectamente que este no es ni lugar ni momento para extenderme en una biografia de una vida ejemplar solo intentare
entreteneros con algunos de los hechos relativos a su vida que mi me han llamado la atencion. Ademas pongo en el link http://scaninfo.no-ip.info/pillo/einstein1.wav un pequeño extracto de audio contando algo mas y lo que me parece una descripcion muy entendible de su teoria de la relatividad restringida y que espero que os guste o, al menos, que no os aburra.


Casi todo el mundo sabe que tuvo una infancia escolar mas bien oscura. Tambien se conoce la historia de la brujula que le regalo su padre y que tuvo cierta influencia en sus posteriores andanzas en la ciencia. Cuando termino la universidad, con mas pena que gloria, en 1901 intento que le aceptasen en varias universidades para realizar la tesis doctoral pero no le aceptaron (por sus malas referencias). En 1902 entra en la oficina de patentes en Barna por mediacion de un amigo. Alli tiene tiempo de discurrir (en lugar de hacer presentaciones chorras de Powerpoint como haria ahora) y escribir en la primavera de 1905 una serie de articulos que le envio a un amigo.

“Balbuceos sin importancia” los llamo este “esclavo de patentes” excepto uno que le parecia revolucionario. No. No era el de la relatividad. Se trataba del articulo sobre el efecto fotoelectrico (por el que le dieron el Nobel en 1921) y en el que se apropiaba del concepto de cuanto de energia de Planck. En esos momentos decidio volver a intentar que le aceptasen en la Universidad de Zurich primero con un trabajo sobre la relatividad que le rechazaron por “esoterica” y mas tarde con otro sobre el movimiento browniano (y que dio lugar a otro de los tres articulos famosos de ese annus mirabilis de 1905) que por fin le fue aceptado. El tercero de sus articulos se titulaba “Sobre la electrodinamica de los cuerpos en movimiento” y fue la base sobre la que desarrollaria despues su generalizacion. Hay un hecho conocido desde Galileo que se llama principio de la relatividad y que basicamente decia que un observador en el anden de la estacion ve pasar un tren a una velocidad VT y dentro del tren hay un niño que empuja una pelota con velocidad relativa VP. Entonces la velocidad que tiene la
pelota respecto al peaton del anden es VT+VP. De la misma forma cuando andamos sobre una cinta transportadora en el aeropuerto la
velocidad respecto al suelo es la suma de la velocidad de la cinta y la nuestra respecto a la cinta. Incluso la velocidad con que se
propagan las ondas sonoras por una fuente en movimiento es distinta si viajan en la misma direccion o en opuesta (esto es el efecto
Doppler). Se asumio desde el principio que las ondas luminosas, igual que cualquier otra, deben viajar sobre algun medio y lo llamaron eter (una sustancia indetectable). Cuando tras muchos experimentos se comprobo que la velocidad de la luz era independiente de la velocidad del eter, es decir de la velocidad del marco de referencia se llega a la conclusion de que este principio de la relatividad deja de ser valido para la luz.

El profundo principio estetico en que creia Einstein le llevo a reconciliar el electromagnetismo (las ecuaciones de Maxwell son las que gobiernan el movimiento de la luz) con el resto de la fisica. Mas o menos se dijo “la luz no cumple una ley fisica que se cree fundamental. Voy a averiguar lo que esta mal; si la teoria del electromagnetismo o el principio de relatividad de Galileo”. En septiembre de 1905 se publica el estudio en el que generaliza el principio de relatividad a la luz. Y la reconciliacion descansa sobre un hecho “raro” que no es mas que un prejuicio de la mente humana. Este prejuicio es suponer que el tiempo y el espacio son invariables sea cual sea el estado de movimiento del observador (del tio que mide con el reloj y la regla las cosas). Albertito los unio con pegamento y desde entonces se llama espacio-tiempo y cuando estiramos uno el otro encoge. Es curioso. Dicho sea de paso que la masa tambien sufre el movimiento. En resumen, al moverse una caja con una regla, un reloj y una pesa a velocidades grandes (o sea un porcentaje apreciable de la de la luz) los metros se encogen, los segundos se estiran y los kilos se hacen mas pesados.

Visto en retrospectiva lo unico que hizo fue decir que un segundo puede ser distinto para mi que para mi hermano gemelo astronauta y aun asi nuestros relojes respectivos funcionan perfectamente. Solo vemos el efecto cuando aterriza y compruebo que soy mucho mas viejo que el! Este concepto, bastante asimilado en nuestros dias (lo cual no quiere decir que comprendido), es crucial. Como consecuencia de una base puramente cinematica (las ecuaciones de transformacion de Lorentz relacionan el tiempo y espacio para mi y mi hermano) obtiene en 1907 su ecuacion E=mc2 que viene a decir que la masa es una forma de energia condensada. Ese mismo año se le ocurre “la idea mas feliz de su vida”. La gravedad y la aceleracion no pueden distinguirse en un sistema de referencia local. Asi comienza lo que desemboca en 1916 en los fundamentos de la relatividad general. La idea es que encerrados en un ascensor en condiciones de gravedad cero no sabriamos si el ascensor esta siendo acelerado a 9.8 m/s2 o simplemente lo han vueto a colocar en el campo gravitatorio terrestre, es decir volvemos a pesar. (ojo, no confundir aceleracion con velocidad). De este principio de equivalencia deduce que la aceleracion gravitatoria producida por cualquier cuerpo masivo es provocada por el mero movimiento sobre un espacio curvado, tanto mas cuanto mas masivo sea el cuerpo. O sea, toda masa en el universo comba el espacio-tiempo de forma que cualquier otro cuerpo se mueve sobre este espacio curvado (a la vez que lo comba a su vez). Por ejemplo, la tierra como es tan poco masiva comparada con el sol podemos considerar que apenas comba
el espacio en su viaje alrededor del sol. Este viaje que consideramos mas o menos circular en un espacio euclidiano y plano, según la teoria de la relatividad general puede verse como un viaje rectilineo (estrictamente según una geodesica, la trayectoria mas rapida, y que no coincide con una recta a no ser en un espacio de curvatura nula, o sea un espacio plano) en un espacio-tiempo curvo. Muchas predicciones basadas en pequeños combamientos del espacio debidos a los planetas han sido comprobados con exactitud milimetrica y esta teoria es por ahora completamente corroborada.

Mas tarde, en los años 20 vino la revolucion cuantica a la que contribuyo activamente. Le dieron el Nobel, reconocimiento mundial (muchos que antes le habian denostado y eso que no era español) y todo eso, sin mucha trascendencia ni importancia cientifica. El principio de incertidumbre y la violacion del princiio de causalidad le creaba desasosiego y de ahi su frase “Dios no juega a los dados”. Ademas, según se avanzaba en el terreno de lo microscopico se comprobaba que existia incompatibilidad entre la relatividad y la fisica cuantica. No podian ser ciertas ambas y sin embargo ambas habian realizado predicciones de asombrosa precision.

Como se ha llegado en estos ultimos años a conjugar ambas visiones es otra historia. Gran parte del resto de su vida lo dedico a echar por tierra y buscar alternativas a la mecanica cuantica que no le gustaba, no era ni bella ni simple. Muchos llegaron a decir que si sus ultimos 30 años los hubiera dedicado a navegar la fisica no se habria resentido por su perdida. Simplemente iba 50 años por delante y fue un incomprendido... ademas de no estar acomañado por conocimientos ni tecnologia que le permitiera avanzar y demostrar nada. Una bonita idea le vino de un matematico polaco de segunda fila, Theodor Kaluza, en los años 30. Este le escribio una carta incluyendo un articulo en el que esbozaba una quinta dimension para poder incluir el electromagnetismo en igualdad de condiciones a la gravedad. Si ademas de las 3 espaciales y el tiempo, se añadia una quinta espacial el electromagnetismo recupera el caracter geometrico de la fuerza. Por ese tiempo ya habia huido a EEUU y colaboraba con Podolsky y Rosen, con los que forma un frente anti mecanica cuantica. En los ultimos años, Einstein se concentra en una empresa cientifica que resulto prematura, la teoria de unificacion, y cosecho mayores exitos en su lucha social en politica internacional y a favor del pacifismo.

La unificacion de fuerzas mediante la ampliacion de dimensiones es tema hoy en dia de desarrollos teoricos en fisica teorica y la teoria de supercuerdas, por ejemplo, es un intento de unificar gravedad y el modelo estandar que agrupa las tres fuerzas restantes (electromagnetismo, fuerte y debil) de la que Einstein se sentiria orgulloso y fascinado muy probablemente. Mantiene su vision de una teoria conceptualmente sencilla y bella, a la vez que sintetizadora y autocontenida. Un marco teorico universal y coherente que lo explica todo, desde lo subatomico hasta lo cosmico.





¿Y esta publicidad? Puedes eliminarla si quieres
¿Y esta publicidad? Puedes eliminarla si quieres

7 comentarios

pillo -

Hola naufrago, me alegra volver a verte por aqui. Si no te importa, por si hay alguien mas al acecho, añadire, por si se han perdido, que el punto fuerte, el único diria, del modelo estandar (al igual que ocurre con la mecanica cuantica) es su capacidad de prediccion dentro de sus limites. El fallo del modelo estandar, para mi, es aparte obviamente de que no incluye la gravedad, que es fea y no tiene un esqueleto o soporte solido.
La tercera alternativa que comentas es, segun veo, la que sustenta el principio antropico. Una teoria ad hoc que explique todo y permita que exista un unico universo con condiciones para la vida. Podria ser que exista tal teoria (pero no creo que la veamos ni tu ni yo) pero no dejaria de ser hipersorprendente que los valores que de esa teoria de la masa del proton o su vida media por ejemplo, ademas de muchos otros que hacen que la naturaleza sea como es, sean justo los que producen este universo. Yo creia que la sintonizacion de todos esos valores era una tarea colosal pero he leido hace poco una conferencia de Weinberg en la que apunta que realmente no lo es tanto. En este caso la extrema casualidad no seria tan extrema y quizas una probabilidad de 1 entre mil millones no es tan pequeña frente a 1 entre 10 elevado a 500!

Otro punto en que discrepo es que las supercuerdas si que explican cosas que el modelo estandar (MS) no hace. Por ejemplo introduce la gravedad en el mismo marco ademas de dar la coherencia que le falta al MS. Tambien es consistente en el sentido de que las constantes que determinan el aspecto del universo (no de este, sino de cualquiera posible) es parte de la solucion, no como algo puesto a huevo desde fuera. Esto, en mi opinion, es algo muy importante. Cuantas menos constantes y parametros "externos" tenga cualquier modelo fisico mas realista y mas fisica contiene...y menos se necesita la mano de un dios.

Los ultimos 30 años han sido infructuosos segun se mire. La teoria de cuerdas data de los años 70 pero ha sido como los ojos del guadiana apareciendo y desapareciendo. Creo que no fue hasta principios de los 90 que se resolvieron parte de las dificultades (cuerdas heteroticas y problemas de renormalizacion al introducir la gravedad) gracias principalmente al talento de Witten, el nuevo Einstein, segun algunos. Aunque como dicen muchos la teoria ha llegado de manera prematura y las matematicas necesarias no estan preparadas. Simultaneamente se han desarrollado otros caminos. Y es probable la existencia de un lobby fisico copando los puestos relevantes en USA, pero ni Hawking o Penrose (UK) o Smolin (canada) o por el CERN comulgan con las supercuerdas. Por su parte tienen teorias igual de raras. Hawking con su funcion de onda del universo, Smolin con la teoria de bucles y en el CERN metidos a saco en el supercolisionador esperando echar por tierra alguna teoria. La mecanica cuantica abrio la caja de Pandora y ya no hay marcha atras. La logica humana y la intuicion han sido desterradas a esos niveles y cualquier teoria que intente unificar la naturaleza a nivel microscopico sera a la fuerza asi de "rara" desde un punto de vista humano. Rara y complicada de probar dados los niveles de energia requeridos para alcanzar las profundidades de la materia.

En cualquier caso si la mayor parte de los fisicos de renombre apoyan una u otra version de las supercuerdas por algo sera. Como un mero paseante observador, a mi me parece providencial la vuelta del espiritu Einsteniano tras 80 años de "progreso" materialista (si, tanto en la fisica como en otros campos) pero sin un espiritu unificador. Pero esa es mi opinion.

naufrago -

Estimado Pillo,
La verdad es que no veo el camino a que te refieres. Decir que solo existen dos posibilidades para resolver el problema de la fijación de parametros en el paisaje de teorias de supercuerdas (selección divina o existencia de mútiples universos con diferentes teorias fundamentales) me parece (y con perdón) inadecuado. En primer lugar porque no tiene sentido hablar de dos opciones que por definición no se pueden testear ni falsear. Por otro, existe una tercera alternativa: la existencia de una teoria aun sin descubrir que explique un universo con vida, permita hacer predicciones y pueda confirmarse o falsearse.

Vaya, algo distinto a la teoria de cuerdas :-)

En mi humilde opinión, el principio antropico ha sido y será (porque hace muchos años que va saliendo) una excusa para justificar nuestra ignorancia.


Por otro lado, veo que tienes simpatia por el modelo estándar. Bien, no eres el único. Todos los físicos teoricos supongo que saben que no se trata de la teoria definitiva. Sin embargo...hasta el dia de hoy se trata de la teoria més precisa que se dispone. Es decir funciona. La teoria de cuerdas, a parte de unificar matematicamente fuerzas y particulas (siempre que todo sea supersimetrico, etc. etc.), no explica nada que explique el modelo estándard. De hecho por no poder no puede calcular casi nada. De hecho no se trata ni de una teoria formal. Y con esto no quiero decir que sea incorrecta. Solo digo que se le está prestando demasiada atención y se está conviertiendo en una pseudo-religión por parte de sus seguidores, que desafortunadamente ocupan la mayoría de puestos de poder en el mundo de la física teorica actual, ahogando la gente con ideas y vocaciones alternativas más reflexivas.

Y con esto lo ligo con lo que también comentas sobre la mecánica cuántica, ya que muchos de estos nuevos enfoques aparecen dirigidos a una reexaminación de los fundamentos de esta teoria. Hay muchos físicos que, en la intimidad, no creen en la mecanica cuántica (en sus fundamentos vaya, los resultados son impecables!).

Y finalmente, respecto a lo de tener paciencia con la teoria de cuerdas, solo un dato. Los últimos 30 años (los años de las 'cuerdas') han sido los más infructíferos de los últimos 300 años en cuanto a avances en física fundamental. Y esto a pesar de que tenemos tantos físicos teoricos en activo ahora como en toda la historia anterior. Pero parece que hay aquí un embotamiento que alguien tiene que desatascar... :-)


pillo -

Efectivamente naufrago, lo de la pizarra puede interpretarse a la vez como problema o como un camino. El elevado numero de parametros a que te refieres (algo como 10 elevado a 500, algo inimaginable) se corresponde al numero de diferentes topologias posibles en estas teorias, cada una de las cuales corresponderia a un conjunto de constantes fundamentales y a una "fisica" diferente, con una abrumadora mayoria de estas incompatible con cualquier tipo de vida.

El problema que se plantea entonces es explicar, sin la intervencion de un creador, como de todos esos posibles universos justamente el actual permite la vida y es en el que vivimos. Una de dos, o existe una mano divina que ha ajustado finamente el dial de todas las constantes para permitir que estemos aqui y ahora haciendonos este tipo de preguntas (esto es mas o menos el principio antropico) o bien, la otra solucion, que consiste simplemente en la existencia simultanea o no (por ejemplo mediante una sucesion de big bangs-big crunches) de todos esos universos diferentes. Solo en unos pocos de ellos habra alguien que pueda plantearse preguntas y en uno de ellos estamos nosotros.

La toeria de cuerdas, amigo naufrago, ademas de ser bella da un orden estructural a lo que es el modelo estandar, que no es mas que una tabla periodica de particulas. Realmente ES el modelo estandar quien no explica absolutamente nada y es un catalogo clasificado. Cualquier ciencia o es fisica o se reduce a coleccionar sellos y el modelo estandar cae en esta segunda definicion. No hay nada detras que soporte el pastiche o aglomerado de las tres fuerzas . Todo el modelo es decir que todo consiste en quarks y leptones interaccionando bajo los campos de Yang-Mills y Maxwell. Es bastante, es el principio de un camino, pero no es suficiente.

Lo que no consigo entender es como gente que esta acostumbrada a las rarezas de la mecanica cuantica y a creer por principio una serie de principios, eso si, comprobados por experimentos, pero inteligibles (es famoso el dicho de que quien diga que comprende la cuantica es que no la entiende) le cuete entrar por el aro de la teoria de supercuerdas (o teoria M). La cual, es cierto, como la relatividad en su momento, esta por demostrar. Cuanto mas se avanza hacia lo fundamental, mas alejado parece estar su comprension de la logica humana. Pero es que al fin y al cabo el hombre es un fruto al azar de una serie de casualidades y no tiene porque comprender la naturaleza. Solo puede intentarlo, quizas sin exito.

Hay mucha gente, seguramente los mejores y mas jovenes cerebros actualmente, interesados e involucrados en la teoria de cuerdas o alternativas(Polchinski, Smolin, Witten o Weinberg, este no muy joven que digamos) y, a proposito, ninguno de ellos quiere ni oir hablar de dios. Cierto que hay algunos otros detractores, normalmente perros viejos o experimentalistas que solo creen lo que ven que sale de un colisionador que ganan mas destruyendo que proponiendo alternativas (les queda grande un traje donde los terminos de las ecuaciones se cuentan por miles?) y otros que estan a la espectativa, ni si ni no, como Penrose.

Hay para todos los gustos. Solo hay que dar un poco de margen y paciencia para ver que pasa con esto. Por lo que se, las matematicas necesarias todavia no estan preparadas para superar ciertos problemas. Y por lo poco que he entrevisto son endiabladamente dificiles y abstractas asi que no puedo mas que fiarme de mi intuicion. Una opinion mas.
A10, simpple :-)

naufrago -

Lo de la pizarra parece reflejar (lo poco que se entiende) precisamente uno de los problemas más graves que tiene hoy en dia la teoria de cuerdas: el paisaje de teorias o la indeterminación de un número elevadissimo de parámetros (muchos más que las del modelo estándard) i que hacen que en realidad no podamos hablar de teoria (no hace predicciones, no se puede falsear). Para resolverlo, algunos gurus de las cuerdas quieren resucitar el antiguo 'el principio antrópico', un 'principio' pseudo-científico casi equivalente a la fe cristiana. Esto es muy peligroso i permite ver el peligro de embobarse con las teorias bellas (en este caso la teoria de cuerdas) hasta un punto más allá del todo sentido común (científico) y cuando los argumentos empiezan a escasear.
Buen año!
A10!

pillo -

Me alegro que os guste mas que los bodrios, esta vez no de Penrose sino del caos que empece.
Todo eso que he puesto ya esta en los libros y revistas y no he hecho ni dicho nada nuevo...y que seguramenete muchos ya sabiais. Se agradecen igualmente los comentarios.

Por cierto la pizarra no es la suya pero contiene cositas muyyy interesantes. Pero hay que saber ingles :-D

oscar -

Es increíble la aventura humana. Y qué privilegio haber nacido en una época en la que nos puedes contar cosas como éstas (aunque lo mismo dirían los coetáneos de Newton, y lo mismo dirán aquellos que nazcan dentro de 100 años, cuando enumeren los descubrimientos que hoy estén a punto de llegar).
Y qué privilegio el de estos gigantes, llámense Einstein, Poincaré, Newton, etc, que a partir de un puñado de símbolos, unas cuantas reglas para su manejo, y sobre todo algo que no sé si es talento, intuición o qué, son capaces de lanzarse desde el trampolín de lo real hasta sumergirse en lo simbólico, bucear en el océano de lo abstracto siguiendo la brújula de su intuición, y emerger en la realidad por otro lugar distinto al del chapuzón, con tesoros en las manos como el espacio curvado, el caos, la gravitación, la cuantificación de la energía, el positrón, la ecuación de ondas de una partícula, y en general todas esas cosas que describen cómo estamos hechos, tanto nosotros como el suelo que pisamos.
Por las manos de muchos como yo han pasado esos símbolos y esas reglas de manejo, sin dar más fruto que un simple aprobado en un examen. En cambio el genio, con los mismos elementos, se desliza con soltura por el hiperespacio de las ideas y disfruta en primera persona de su belleza. Los demás estamos condenados a hacerlo en tercera persona con sus descripciones.
Lo mismo podría decirse de muchas otras disciplinas. Por algo aplaudimos a Montserrat Caballé, o leemos a Cervantes, o compramos una televisión, porque ni podemos cantar como ella, ni escribir como él, ni sabemos fabricar nuestros propio televisor, así que sólo nos cabe asombrarnos e intentar disfrutar con provecho de los frutos del talento creador de esos privilegiados.
Gracias pillo, por ser el medium que con voz sobrenatural pone en contacto nuestras mentes prosaicas con el mundo de los grandes espíritus ;-)

macarro -

Muy bueno. Me ha gustado mucho, especialmente porque consigues que se perciba una visión gral sin entrar en los detalles que pocos entenderían. Fascinante
¿Y esta publicidad? Puedes eliminarla si quieres