La Nueva Física, el Universo y Nosotros.

El éxito alcanzado por la Física desde finales del siglo XIX hasta esta primera década del siglo XXI no sólo ha transformado nuestra concepción del espacio-tiempo, sino que ha llegado a poner en nuestras mentes una nueva percepción de la Naturaleza: la vieja posición central que asignábamos a la materia ha cedido su lugar a los principios de simetría, algunos de ellos ocultos a la vista en el estado actual del Universo.

Está claro que, los físicos, cada día más ambiciosos en su “querer saber” y su “querer descubrir”, buscan sin descanso nuevos caminos que les lleve a desvelar ocultas maravillas que tienen su hábitat natural en lo más profundo de la Naturaleza misma de la que no hemos llegado, aún, a entender todas sus voces.

Son muchos los obstáculos que se encuentran en ese camino que nos lleva inexorable hacia esa soñada teoría final. Los científicos discrepan de los filósofos que no siempre, están de acuerdo con el hecho de que se pueda llegar a esa teoría última que lo pueda explicar todo, y, la firme creencia de que el Universo siempre tendrá secretos para nosotros, es una constante de la filosofía que la Ciencia, no deja de combatir.

Estamos embarcados en una enorme aventura intelectual que eleva al ser humano a la categoría más elevada que en el Universo pueda. La Física de altas energías nos llevan a conocer las entrañas de la materia y nos cuenta como se producen esas interacciones en el corazón de los átomos y aunque no sabemos como puedan ser las leyes finales ni cuanto será el tiempo que tardaremos en encontrar las pistas que nos guíen por el camino correcto, lo cierto es que, el progreso continúa y cada vez se construyen aceleradores más potentes y sofisticados y telescopios más modernos y con mayor capacidad para transportarnos hacia regiones profundas del Universo en las que podemos contemplar galaxias situadas muy cerca de ese comienzo que llamamos Big Bang.

Si nos damos un paseo para tratar de desentrañar los misterios del genio y la sabiduría y, al identificar y examinar los rasgos mentales subyacentes heremos estos conceptos más relevantes para la vida de la mayoría de las personas, que, sin llegar a ser genios ni sabios, poseen talento e inteligencia.

A este fin, tomemos en consideración otras dos cualidades muy deseables, el talento y la pericia. Supongamos que el genio es una forma extrema de talento y que la sabiduría es una forma extrema de pericia o competencia. Pensemos en el genio como el talento elevado al grado; o a la inversa, pensemos en el talento como el genio a escala humana y en la competencia como la sabiduría a la escala humana. Genio y talento son dos puntos sobre la misma curva de un rasgo cognitivo. Pensemos en la sabiduría como en la competencia elevada al grado n. Sabiduría y competencia son dos puntos de la misma curva de otro rasgo cognitivo.

Con este enfoque sin duda perdemos algo del genio y la sabiduría. Lo grandioso de estos conceptos quedan sacrificados en nuestro análisis en beneficio de una mayor claridad, así que el compromiso es aceptable. Además, al quitarle la aureola de misterio los ahacemos más tratables, más susceptibles de ser analizados de forma al menos en parte científica y no enteramente poética.

El talento y la pericia son también dos cualidades muy valoradas, pero alcanzables para la mayoría. ¿Significa ello que muchos de nosotros alcanzaremos el genio o la sabiduría? Es improbable. Pero la mayoría poseemos talento o pericia (o competencia), dos rasgos que se aproximan a aquellos, pero a una escala más humilde.

Yal algún gran filósofo advirtió de que no tratáramos de comprender plenamente el genio o la sabiduría, ni siquiera el talento y la pericia. Lo que aquí nos puede interasar en primera instancia es la neurobiología, su máquina cognitiva cerebral. Esta es sin luigar a dudas una perspectiva limitada que deja de lado factores éticos y sociales, y posiblemente otros. Pero es una perspectiva esencial y que apenas hemos explorado.

¿Viajar en el Tiempo?

Cuando teorizamos sobre esta posibilidad, son millones de escenarios los que acuden a nuestras mentes, y, desde organizar safaris a la era Mesozoica para capturar grandes dinosaurios, hasta eliminar a los grandes criminales de la Historia, o, hacernos presentes entre aquellas Civilizaciones del pasado para comprobar in situ como vivían y se desenvolvían en su quehacer cotidiano y, en fin, sea con interés científico o con ese otro egoísta que sólo pensaría en un enriquecimiento fácil, la idea de viajar en el Tiempo ha sido y lo sigue siendo un motor que pone en marcha nuestra imaginación, pero, ¿sería posible?

Thorne, Guth y Freund nos dirían que la escala de energía para investigar estas anomalías en el espacio que podríamos llamar Agujeros de Gusano está mucho más allá que cualquier cosa disponible en la Tierra. Freund nos recuerda que la energía necesaria para explorar la décima dimensión es mil billones de veces mayor que la energía que puede producirse en nuestros mayores colisionadores de átomos.

Retorcer el espacio-tiempo en nudos requiere energía a una escala que no estará disponible en los próximos siglos o incluso milenios –si lo está alguna vez. Incluso si todas las naciones del mundo se unieran para construir una máquina que pudiera sondear el hiperespacio, fracasarían en última instancia. Y, como apunta Guth, las temperaturas necesarias para crear un universo bebé en el laboratorio son de mil billones de billones de grados, excesivamente lejos de cualquier cosa a nuestra disposición. De hecho, dicha temperatura es mucho mayor que cualquiera encontrada en el interior de una estrella. Así, aunque es posible que las leyes de Einstein y las leyes de la teoría cuántica pudieran permitir el viaje en el tiempo, esto no está dentro de las capacidades de los seres terrestres como nosotros, que apenas podemos escapar del débil campo gravitatorio de nuestro planeta. Aunque podemos maravillarnos de las implicaciones de la investigación en agujeros de gusano, el actualizar su potencial está estrictamente reservado (al menos de momento) para hipotéticas civilizaciones extraterrestres avanzadas.

La fealdad del Modelo Estándar puede contrastarse con la simplicidad de las ecuaciones de Einstein, en las que todo se deducía de primeros principios. Para comprender el contraste estético entre el Modelo Estándar y la teoría de la Relatividad General de Einstein debemos comprender que, cuando los físicos hablan de “belleza” en sus teorías, realmente quieren decir que estas “bellas” teorías deben poseer al menos dos características esenciales:

1. Una simetría unificadora.
2. La capacidad de explicar grandes cantidades de datos experimentales con las expresiones matemáticas más económicas.

El Modelo Estándar falla en ambos aspectos, mientras que la relatividad general exhibe ambos, de manera bien patente. Nunca una teoría dijo tanto con tan poco; su sencillez es asombrosa y su profundidad increíble.  De hecho, desde que se publicó en 1.915, no ha dejado de dar frutos, y aún no se han obtenido de ella todos los mensajes que contiene.

Al contrario de la relatividad general, la simetría del Modelo Estándar, está realmente formada empalmando tres simetrías más pequeñas, una por cada una de las fuerzas; el modelo es espeso e incómodo en su forma. Ciertamente no es económica en modo alguno. Por ejemplo, las ecuaciones de Einstein, escritas en su totalidad, sólo ocupan unos centímetros y ni siquiera llenaría una línea de esta página. A partir de esta escasa línea de ecuaciones, podemos ir más allá de las leyes de Newton y derivar la distorsión del espacio, el Big Bang y otros fenómenos astronómicos importantes como los agujeros negros. Por el contrario, sólo escribir el Modelo Estándar en su totalidad requeriría, siendo escueto, un par de páginas de este comentario y parecería un galimatías de símbolos complejos sólo entendibles por expertos.

Los científicos quieren creer que la naturaleza prefiere la economía en sus creaciones y que siempre parece querer evitar redundancias innecesarias al crear estructuras físicas, biológicas y químicas.

Tan pronto como los Joliot-Curie crearon el primer isótopo radiactivo artificial, los físicos se lanzaron en tropel a producir tribus enteras de ellos. En realidad, las variedades radiactivas de cada elemento en la tabla periódica son producto de laboratorio.  En la moderna tabla periódica, cada elemento es una familia con miembros estables e inestables, algunos, procedentes de la Naturaleza; otros, sólo del laboratorio.

Por ejemplo, el hidrógeno presenta tres variedades;

En primer lugar, el corriente, que tiene un solo protón.  En 1932, el químico Harold Urey logró aislar el segundo. Lo consiguió sometiendo a lenta evaporación una gran cantidad de agua, de acuerdo con la teoría de que los residuos representarían una concentración de la forma más pesada del hidrógeno que se conocía. Y, en efecto, cuando se examinaron al espectroscopio las últimas gotas de agua no evaporadas, se descubrió en el espectro una leve línea cuya posición matemática revelaba la presencia de “hidrógeno pesado”.

El núcleo de hidrógeno pesado está constituído por un protón y un neutrón.  Como tiene un número másico de 2, el isótopo es hidrógeno 2.  Urey llamó a este átomo “deuterio” (de la voz griega deútoros, “segundo”), y al núcleo “deuterón”.  Una molécula de agua que contenga deuterio se denomina “agua pesada” que tiene puntos de ebullición y congelación superiores al agua ordinaria, ya que, la masa del deuterio, es dos veces mayor que la del hidrógeno corriente.  Mientras que éste hierve a 100°C y se congela a 0°C, el agua pesada hierve a 101’42 °C y se congela a 3’79 °C.  El punto de ebullición del deuterio es de -23’7°K, frente a los 20’4°K del hidrógeno corriente.

El deuterio se presenta en la naturaleza en la proporción de una parte por cada 6.000 partes de hidrógeno corriente.  En 1934 se otorgó a Urey el premio Nóbel de Química por su descubrimiento del deuterio.