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No siempre hablamos de lo que comprendemos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (2)

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¡La Física! Lo que busca la física fundamental es reducir las leyes de la naturaleza a una teoría final sencilla que lo explique todo. El físico y premio Nobel Steven Weinberg señala que las reglas fundamentales son lo más satisfactorio (al menos para él). Las leyes básicas de Isaac Newton, que predicen el comportamiento de los planetas, son más satisfactorias, por ejemplo, que un almanaque en el que se indique la posición de todos los planetas en cada momento. Weinberg nos dice que la Física no puede explicarlo todo, matizando que sólo puede explicar los sucesos relacionándolos con otros sucesos y con las reglas existentes.

En relación al Universo, los cosmólogos también echan mano de conjeturas que les salve la cara, es decir, que disimule su gran ignorancia, y, se inventaron la “materia oscura” para explicar lo que para ellos, era inexplicable, es decir, el movimiento de las estrellas y el por qué se alejan las galaxias las unas de las otras y qué fuerza es la que las atrae y, no encontraron nada mejor que la materia oscura.

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Por ejemplo, las órbitas de los planetas son el resultado de unas reglas, pero las distancias de los planetas al Sol son accidentales, y no son consecuencia de ley fundamental alguna. Claro que, también las leyes podrían ser fruto de casualidades. Lo que sí es cierto es que los físicos están más interesados por descubrir las reglas que por los sucesos que dichas reglas determinan, y más por los hechos que son independientes del tiempo; por ejemplo, les interesa más la masa del electrón que un tornado que se pueda producir en un lugar determinado.

La ciencia, como nos dice Weinberg, no puede explicarlo todo y, sin embargo, algunos físicos tienen la sensación de que nos estamos acercando a “una explicación del mundo” y, algún día, aunando todos los esfuerzos de muchos, las ideas de las mejores mentes que han sido, y las nuevas que llegarán, podremos, al fín, construir esa Teoría final tan largamente soñada que, para que sea convincente, deberá también, incluirnos a nosotros. Pero, paradógicamente y a pesar de estos pensamientos, existen hechos que los contradicen, por ejemplo, conocemos toda la física fundamental de la molécula de agua desde hace 7 decenas de años, pero todavía no hay nadie que pueda explicar por qué el agua hierve a los 100 ºC. ¿Qué ocurre? ¿Somos acaso demasiado tontos? Bueno, me atrevería a pronosticar que seguiremos siendo “demasiado tontos” incluso cuando los físicos consigan (por fin) esa teoría final que nos pueda dar una “explicación del mundo”. Siempre seguiremos siendo aprendices de la naturaleza que, sabia ella, nos esconde sus secretos para que persista el misterio.

¿Qué sería de nosotros si lo supiéramos todo?

La explicación que dan los físicos actualmente  sobre la subestructura de la materia se llama “el modelo estándar”. En este modelo están incluídas las doce partículas elementales y las tres fuerzas que, cuando se mezclan y se encajan, sirven para construir todo lo que hay en el universo, desde un redondo pan de pueblo hecho en un horno de leña,  hasta las más complejas galaxias, y puede explicar todos los mecanismos de acción, es decir, la mecánica del mundo.

Entre las partículas figuran los seis Quarks famosos: arriba, abajo, extraño, encanto, fondo y cima. Las otras seis partículas son Leptones: el electrón y sus dos parientes más pesados, el muón y el tau y los tres neutrinos a ellos asociados. Las tres fuerzas son la electromagnética, la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unidos a los quarks) y la fuerza nuclear débil (responsable de la radioactividasd). Hay una cuarta fuerza: la Gravedad que, aunque tan importante como las demás, nadie ha sabido como encajarla en el modelo estándar. Todas las partículas y fuerzas de este modelo son cuánticas; es decir, siguen las reglas de la mecánica cuántica. Aún no existe una teoría de la gravedad cuántica.

En realidad, la región que denominamos Gravedad cuántica nos lleva y comprende preguntas sobre el origen del universo observable que nadie ha sabido contestar. Nos lleva a complejos procesos cuánticos situados en las épocas más cercanas imaginables en un espacio-tiempo clásico, es decir, en lo que se conoce como Tiempo de Planck a 10-43 segundos del supuesto big bang, cuando reinaba una temperatura del orden de 10 x 1031 K. Pero, como hemos dicho, al no existir una teoría autoconsistente de la Gravedad cuántica, lo único que podemos hacer (como en tantas otras áreas de la Ciencia)  es especular.

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El Modelo Estándar no es, ni mucho menos, satisfactorio. Los científicos piensan que no sólo es incompleto, sino que es demasiado complicado y, desde hace mucho tiempo, buscan, incansables, otro modelo más sencillo y completo que explique mejor las cosas y que, además, no tenga (como tiene el modelo actual) una veintena de parámetros aleatorios y necesarios para que cuadren las cuentas…, un ejemplo: el bosón de Higgs necesario para dar masa a las partículas.

¡La masa! ese gran problema. Todas las partículas tienen masa diferentes pero nadie sabe de donde salen sus valores. No existe fórmula alguna que diga, por ejemplo,  que el quark extraño debería pesar el doble (o lo que sea) del quark arriba, o que el electrón deba tener 1/200 (u otra proporción) de la masa del muón. Las masas son de todo tipo y es preciso “ponerlas a mano”, como se suele decir: cada una ha de ser medida experimental e individualmente. En realidad, ¿por qué han de tener masa las partículas? ¿de dónde viene la masa?

Norma Materia Oscura

No puedo evitarlo ni tampoco me puedo quedar callado, cuando he asistido a alguna conferencia sobre la materia y, el ponente de turno se agarra a la “materia oscura” para justificar lo que no sabe, si al final hay debate, entro en escena para discutir sobre la existencia de esa “materia fantasma” que quiere tapar nuestra enorme ignorancia.

Pero, sigamos con el problema de la masa. Para resolverlo, muchos expertos en física de partículas creen actualmente en algo que llaman “campo de Higgs”. Se trata de un campo misterioso, invisible y etéreo que está permeando todo el espacio (¿habrán vuelto al antiguo éter pero cambiándole el nombre?). Hace que la materia parezca pesada, como cuando tratamos de correr por el fondo de la piscina llena de agua pero que el agua no se pudiera ver. Si pudiéramos encontrar ese campo, o más bien la partícula la partícula que se cree es la manifestación de ese campo (llamada el bosón de Higgs), avanzaríamos un largo trecho hacia el conocimiento del universo. Sí, ya se que hace un par de años dijeron haberla encontrado y, sin embargo yo, todavía tengo dudas al respecto, no acabo de convencerme de su existencia y de cómo da la masa a las otras partículas, el mecanismo para mí no ha quedado nada claro.

                                                          El Gran Colisionador de Hadrones

Aquí, en este imponente artilugio inventiva de nuestras mentes, se quiere dar respuesta a una serie de interrogantes que se espera solucionar con este experimento:

• Qué es la masa.
• El origen de la masa de las partículas
• El origen de la masa para los bariones.
• El número exacto de partículas del átomo.

Claro que, si no fuera tan largo de contar, os diría que, en realidad, el Campo de Higgs se descubrió hace ya muchos siglos en la antigua India, con el nopmbre de maya, que sugiere la idea de un velo de ilusión para dar peso a los objetos del mundo material. Pocos conocen que, los hindúes fueron los que más se acercaron a las ideas modernas sobre el átomo, la física cuántica y otras teorías actuales. Ellos desarrollaron muy temprano sólidas teorías atomistas sobre la materia. Posiblemente, el pensamiento atomista griega recibió las influencias del pensamiento de los hindúes a través de las civilizaciones persas. El Rig-Veda, que data de alguna fecha situada entre el 2000 y el 1500 a. C., es el primer texto hindú en el que se exponen unas ideas que pueden considerarse leyes naturales universales. La ley cósmica está realcionada con la luz cósmica.

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Anteriores a los primeros Upanishads tenemos en la India la creación de los Vedas, visiones poéticas y espirituales en las que la imaginación humana ve la Naturaleza y la expresa en creación poética, y después va avanzando hacia unidades más intensamente reales que espirituales hasta llegar al Brahmán único de los Upanishads.

Hacia la época de Buda (500 a, C.), los Upanishad, escritos durante un período de varios siglos, mencionaban el concepto  de svabhava, definido como “la naturaleza inherente de los distintos materiales”; es decir, su eficacia causal única, , tal como la combustión en el caso del fuego, o el hecho de fluir hacia abajo en el caso dela agua. El pensador Jainí Bunaratna nos dijo: “Todo lo que existe ha llegado a existir por acción de la svabhava. Así… la tierra se transforma en una vasija y no en paño… A partir de los hilos se produce el paño y no la vasija”.

También aquellos pensadores, manejaron el concepto de yadrccha, o azar desde tiempos muy remotos. Implicaba la falta de orden y la aleatoriedad de la causalidad. Ambos conceptos se sumaron a la afirmación del griego Demócrito medio siglo más tarde: “Todo lo que hay en el universo es fruto del azar y la necesidad”. El ejemplo que que dio Demócrito -similar al de los hilos del paño- fue que, toda la materia que existe, está formada por a-tomos o átomos.

Bueno, no lo puedo evitar, mi imaginación se desboca y corre rápida por los diversos pensamientos que por la mente pasan, de uno se traslada a otros y, al final, todo resulta un conglomerado de ideas que, en realidad, quieren explicar, dentro de esa diversidad, la misma cosa.

emilio silvera

 

  1. 1
    juan Antonio
    el 13 de diciembre del 2016 a las 0:10

    Apreciado Emilio. Soy Juan Antonio, desde Barcelona. He leído éste articulo y los que envías. Me dejas poner un punto en ese sentido del azar. Gracias. No creo que el universo haya surgido de un azar. Aunque en el pensamiento yadrccha, lo indicaran como la falta de orden y la aleatoriedad de la causalidad. Menos mal que Demócrito lo indico en lo mismo pero añadiéndole “necesidad”. Mi punto de vista está en observar una “causa”, pero sin un efecto inmediato, dado que en cada presente hay unas posibilidades, de las cuales, una, corresponde a la realidad. Si lo observas así, en el siguiente presente sucederá lo mismo. Para mí, no significa ningún azar.     
    Ahora bien, es un azar. Cómo las primeras cantidades de Hidrógeno, comparadas a las cantidades de Helio, con una insignificante cantidad de Lítio y mucho menos de Berilio, fueron tan exactas para formar las primeras estrellas y que de éstas, se formasen las restantes cantidades de elementos de la tabla periódica. y no creo que sea un azar. Ni mucho menos un azar las fuerzas fundamentales tan equilibradas.
    Si no lo es, entonces no se puede indicar como lo hicieron, “una aleatoriedad de la causalidad”. Por lo que quedando en “causa” ha de poder significar, que haya una “información por necesidad”, ya no coloco que haya “una consciencia total por necesidad”. Dicho en palabras más cotidianas, el universo surgió para formar la vida sin predeterminados preferentes, dejando posiblemente a un azar la distribución de especies de vida, todo y con eso lo dudo, dado por la distribución de la cadena alimentaria.
    Y por haber en el universo esa necesidad, se concluyó en que de materiales inertes surgiera la vida.
    Gracias, por dejar que exponga el comentario. 

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 13 de diciembre del 2016 a las 6:03

      ¡Hola, Juan Antonio!
      Tu “modelo” es batante lógíco y, no creo, que se le puedan rebatir muchos puntos de los que expones. Son muchos los que, de la misma manera que tú, han tenido la idea de conformar un universo que, de una u otra manera, parece que estuviera pensado para que, finalmente, la Vida pudiera surgir a partir de la “materia inerte”, y, cuando vemos los hechos desde el big bang, podemos tener la sensación de que todo, dando la sensación de un Caos, finalmente, evolucionara hasta lo que ahora conocemos un universo en expansión y lleno de vida en miles de mundos por nuestra Galaxia y muchas otras. ¡Lástima de las distnacias que nos separan!
      En cuanto al Azar, en algunos de los sucesos que han sido, seguramente, habrá estado presente en alguna que otra ocasión pero, lo cierto es que, todo lo que pasó parece estar o que estaba predeterminado por el paso del Tiempo y la evolución imparable de todo lo que existe. El mismo Universo va cumpliendo esa regla y aquel universo “niño” de hace 13.000 mil milones de años, nada tiene que ver con éste que ahora podemos contemplar. Todo tiene un comienzo y todo tendrá un final.
      Si miramos hacia atrás en el Tiempo podemos comprobar que todo lo que existe en el presente es la causa de lo que pasó en el pasado, y, ¿qué duda podemos tener? el futuro será el escenario de lo que en el presente pasa. Es la famosa causalidad de la física, todo tiene su origen en el pasado y, de todo lo que podemos saber (no mucho por ahora pero lo suficiente para avanzar), lo cierto es que, podemos concluir que todo, por muy extraño o misterioso que nos pueda parecer, tiene una explicación que habrá que buscar, y, de una cosa estamos seguros: La Vida ha sido el acontecimiento más asombroso que en el Universo haya podido suceder, no podemos dar una contestación cuando alguien nos pregunta ¿qué es la vida? ¿Cómo llegó hasta aquí? ¿Hacia dónde se dirige? ¿Qué sentido tiene su presencia en el Universo?
      Amigo mío, seguiremos aprendiendo y haciéndonos preguntas.
      Un cordial saludo.

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