Denise Schmandt-Besserat y los orígenes de la escritura en la lejana Mesopotamia.

En un artículo publicado por Investigación y Ciencia (agosto de 1978, nº 23, pp. 6-17), Denise Schmandt-Besseratdescribía como se gestó la invención de la escritura. La arqueóloga apuntó hipótesis nuevas al respecto, que cambiaron completamente las ideas que hasta entonces habían prevalecido.

 

La profesora emérita Denise Schmandt-Besserat con un halcón en Riad, Arabia Saudita, 2011

 

Denise Schmandt-Besserat investigó el impacto de la alfabetización en las artes visuales. Demostró que, antes de la escritura, el arte en el antiguo Cercano Oriente consistía principalmente en motivos repetitivos. Pero, después de la escritura, las convenciones de la escritura mesopotámica, como el uso semántico de la forma, el tamaño, el orden y la colocación de los signos en una tablilla, se aplicaron a las imágenes, lo que dio lugar a narrativas visuales complejas. También muestra cómo, recíprocamente, el arte desempeñó un papel crucial en la evolución de la escritura, que pasó de ser un mero sistema contable a la literatura, cuando las inscripciones funerarias y votivas comenzaron a aparecer en los monumentos artísticos.

La Historia de esta investigadora la conté en otro trabajo aquí presentado titulado:

 

 

¡La Escritura! ¡Los Sumerios! ¡Las primeras ciudades!  publicado el 19 de marzo de 2.021. Ahí dejé amplios datos del trabajo de esta científica. Si lo queréis recuperar, poned el título y pulsar y ahí lo tendréis.

En la serie de trabajos incluidos en el apartado de “Rumores del Saber”, hemos hablado de Pitágoras, Sócrates, Aristóteles, Platón, Newton, Einstein, Colón, Galileo, Leonardo da Vinci o Miguel Ángel Buonarroti, y, casi todos sabemos (más o menos) quienes son, o al menos nos suenan sus nombres.  Sin embargo, ¿Qué sabemos de: Dense Schmandt-Besserat, de Ras Shamra, cerca de Alejandreta, de la ciudad de Uruk al norte de Mesopotamia, de Lantancio que en el siglo IV se preguntaba el propósito del saber, o,  de Lovejoy, o del efecto de Platón en Calvino, o del hilo que une a Nietzsche con Sócrates, o la relación del Budismo con el pensamiento alemán?

 

     Retrato de Miguel Ángel de  Marcelo Venusti, h.1535.

Bueno, de todo eso hemos hablado aquí en Rumores, con el único propósito de llevar una serie de conocimientos de los hechos pasados a todos aquellos amigos que nos visitaron. La única libertad que tenemos es la del pensamiento,  la otra, esa que entendemos como libertad, en realidad sólo la podemos utilizar en un ámbito muy local y personal que no siempre es conveniente que sea expuesta ante los demás, ser libres para decir y hacer lo que realmente pensamos, nos puede acarrear consecuencias no deseadas. Vivimos en Sociedad y hay que guardar ciertas formas y cumplir Normas. No podemos transgredir lo “conveniente”.

 

 

El Juicio a Galileo Galilei por decir que había otros mundos, la Iglesia no se lo perdonó, fue confinado en su domicilio hasta su muerte ciego y desterrado del mundo. Solo por decir la verdad.

 

Giordano Bruno, el místico quemado en la Hoguera hace ahora 418 años, el decía que existían otras criaturas en otros mundos. La Iglesia  no lo perdonó.

Incluso en lo que se expone ante los demás, hay que tener cierta medida y, auto imponernos líneas que no deben ser cruzadas. Aquí he tratado de exponer conocimientos sueltos de cuestiones diversas y, como el “saber no ocupa lugar”, podéis aprender  (algunos recordar) algunas cuestiones y pensar en ellas, ver la grandeza de personajes como Srinivasa Ramanujan, las tendencias de las religiones y la invención de la moralidad por Zaratustra con sus tres tipos de Almas, lo que hizo y dijo Buda o Confucio, y tantas y tantas otras cosas y personajes que forman ya parte de nuestro recorrido por este mundo.

 

 

Algunos piensas que, en las Funciones Modulares de Ramanujan podrían estar las respuestas que buscamos para poder desarrollar la Teoría de Cuerdas. Este extraño personaje en cuya mente, las matemáticas, juegan y hacen diabluras que otros aún no han podido comprender.

 

Aryabhata:El Matemático y Astrónomo que Desafió los Cielos.

No siempre, a lo largo de la Historia, se ha dado el mérito a quien lo mereció.  Por ejemplo, el matemático Aryabhata se adelantó 1.000 años a Copérnico y sus ideas fueron adjudicadas a éste que, en realidad, las tomó prestadas de aquel.

Si has leído este trabajo sobras algo sobre el lenguaje conocido como sánscrito y quienes lo hablaban, o quien fue Panini o Kalidasa.  También aquí habrás aprendido algo sobre los orígenes de la escritura y los números y habrás hecho un recorrido por personajes como Tales de Mileto, Anaximandro y su alumno Pitágoras, Euclides (S.III a.C.) o Riemann (S.XIX), como las genialidades de Euler.

 

La enorme importancia de los avances de la Humanidad en ciencia y matemáticas en el largo periodo que va desde el s. VI a.c. hasta el s. VI d.C.

El saber de hoy se debe a personajes de ayer como los ya nombrados y muchos otros como Menéalo, Herón, Diofanto, Pappo, Prodo, también Fray Girolano Savonarola (el de la Hoguera de las Vanidades en Venecia) o Marsilio Ficino,y, mas tarde Benjamín Franklin, Eugen Goldstein, Wilhelm, Ròntgen, Hernri Becquerel, Thomson, Ernest Rutherford, Planck, Lorentz y Einstein, por decir algunos.

 

 

De todos ellos conocemos (y no siempre bien) a los más famosos, tal es el caso de los grandes del Renacimiento, la gente corriente, si acaso, conocen a Leonardo Da Vinci y a Miguel Ángel Buonarroti, pero, ¿Qué saben de Brunelleschi, de Battista, Vecchielta, Zenale, Martín, Bramante, Giacondo, Aquilano, Masón, Liborio o Vesari? ¿Qué hicieron estos hombres para pasar a la historia?

 

Bueno, por exponer una muestra, aquí tenéis el Templete de San Pietro in Montorio,  obra de Bramante.

 

Los escribas de la Casa de la Sabiduría transcribían las obras de los clásicos griegos

A lo largo de estos trabajos hemos hablado de todos ellos resumiendo lo que hicieron para vuestro conocimiento de los hechos.  Ahora, os han llegado muchos de los “rumores” del saber del mundo, y sabéis algo más. Si, habéis aprendido que Bagdad (que significa regalo de Dios) también conocida como ciudad redonda, fue construida en 4 años por 100 mil trabajadores por orden de AL-Mansur.  La modernidad y la cultura, sus hospitales y grandes médicos hacen que, si la miramos hoy, nos entren ganas de llorar recordando la Casa de la Sabiduría que preservó la Cultura para Occidente durante la Edad Media.

 

La Bagdad de hoy nada tiene que ver con las imágenes mentales que de ellas tenemos todos a través de los cuentos y leyendas de Las Mil y Una noches. Y, además, lejos quedan aquellos tiempos en que, la Casa de la Sabiduría era un emporio de Cultura que atraía a todos los sabios del mundo.

                                                                     ¡Valiente condición Humana!

El conquistar el saber ha costado muchas vidas y muchas mentes y, también,  mucho tiempo.  Sin embargo, es tan fácil perderlo, es tan frágil el equilibrio que, cualquier barbaridad de los humanos, nos podría llevar de nuevo a la edad de piedra.

 

En muchos de mis trabajos os he hablado de Física: La Relatividad y la Mecánica cuántica y otros muchos conceptos que la conforma y, para cerrar el trabajo no puedo resistir el impulso de comentaros algo también de Física.

 

 

 

Las variadas teorías que llegaron a constituir la física cuántica a finales del primer cuarto de siglo, eran conocidas colectivamente como el modelo estándar.  Considerado desde su punto de vista, el mundo esta compuesto de dos categorías generales de partículas: las de espín fraccionario (½), llamadas fermiones, en homenaje a Enrico Fermi, y las de espin entero (o,  1 ó 2), llamadas Bosones, en homenaje a Satyendra Nath Bose, quien, junto con Einstein, desarrolló las leyes estadísticas que gobiernan su conducta.

Hablo de que la desintegración genera partículas de alta energía, y luego digo que la electromagnética está formada por fotones. En realidad esto así explicado no tiene mucho sentido ya que en ambos casos se está hablando de partículas, y da la impresión de que los fotones no lo serían. Ambas lo son, pero en el caso de las partículas por desintegración hablamos de fermiones, y en el caso del fotón hablamos de bosones. Pero todo son partículas.

 

Los fermiones comprenden la materia.  Obedecen a lo que se llama el principio de exclusión de Pauli, formulado por éste en 1.925, y, según el cual, dos fermiones no pueden ocupar al mismo tiempo un determinado estado cuántico.   Debido a esta característica de los fermiones, solo un número limitado de electrones pueden ocupar cada capa de un  átomo, y hay un límite superior para el número de protones y neutrones que pueden unirse para formar un núcleo atómico estable.  Los protones, nuetrones y electrones son todos fermiones.

Los Bosones transmiten fuerza, no obedecen al principio de exclusión de Pauli, y por consiguiente varias fuerzas diferentes pueden actuar en el mismo lugar al mismo tiempo.   Los átomos de ésta libreta, por ejemplo, están sujetos simultáneamente a la atracción electrica entre sus protones y electrones, y a la fuerza de gravedad de la Tierra.

 

 

Sabéis, lo he explicado muchas veces, que existen cuatro fuerzas fundamentales (o clases de interacciones, en la terminología cuántica): la gravitación, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débil y fuerte.  Cada una tiene un papel distinto.  La gravitación, la atracción universal de todas las partículas materiales  entre sí, mantiene unidos a todos los planetas y sus satélites, todos ellos a su estrella, la estrella a su Galaxia, la Galaxia a las demás Galaxias.  El electromagnetismo, la atracción entre las partículas con cargas eléctricas o magnéticas opuestas, produce luz y todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo la radiación de onda larga llamada ondas de radio y la radiación de onda corta llamada rayos X y rayos gamma.

 

 

           Algunas fuentes de radiación electromagnética en nuestro mundo moderno

El electromagnetismo también une grupos de átomos para formar moléculas, y es la causa de la estructura de la materia tal como la conocemos. La fuerte nuclear fuerte une protones y neutrones (llamados nucleones) en los núcleos de los átomos, y une las partículas fundamentales llamadas quarks para formar cada nucleon.  Es la más potente de todas las fuerzas y al contrario de las demás, su potencia crece con la distancia.

 

La Fuerza Nuclear Débil es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, junto con la Fuerza Gravitatoria, la Fuerza Electromagnética y la Fuerza Nuclear Fuerte. A diferencia de las otras tres fuerzas, la Fuerza Nuclear Débil actúa a nivel subatómico y está relacionada con la interacción de partículas subatómicas cargadas eléctricamente conocidas como quarks y leptones.

La fuerza nuclear débil es la mediadora del proceso de desintegración radiactiva, la fuente de la energía emitida por los trozos de radio que estudiaron Rutherford y los Curie.

La conducta diferente de las fuerzas se refleja en la naturaleza de los bosones que transportan.  La Gravitación y el Magnetismo (electromagnetismo) tienen un alcance infinito, que es por lo cual nuestra galaxia “siente” la atracción gravitacional del Cúmulo Virgo de Galaxias, y por lo que podemos ver luz estelar proveniente de miles de millones de años-luz de distancia, pues los bosones que transportan estas dos fuerzas, los gravitones y los fotones, tienen masa cero.

La fuerza nuclear débil tiene un alcance muy corto porque las partículas que la transportan, llamadas bosones débiles, son masivas (W⁺, W^– y Z⁰).   La fuerza o interacción fuerte es llevada por partículas llamadas gluones; son masivas pero tienen la curiosa y bella propiedad de que, como se dijo antes, su fuerza aumenta con la distancia, no disminuye, cuando los fermiones entre los que son intercambiadas (los quarks) se alejan.

 

 

 

Un quark que empieza a alejarse de sus dos compañeros pronto se encuentra arrastrado por una red de gluones.  Por ello los quark en el Universo contemporáneo permanecen ligados dentro de los protones y neutrones; aún no ha sido posible observar quarks libres, aunque han sido buscados en todas partes, desde las colisiones en aceleradores de partículas hasta el polvo de la Luna.

 

 

Los fermiones que constituyen la materia, aunque muy variados y numerosos, pueden ser clasificados como quarks, que responden a la interacción fuerte, o leptones que no lo hacen. Ya sabéis que los leptones son partículas ligeras; entre ellos se encuentran los electrones que giran alrededor de los núcleos atómicos.  Los quarks son los ladrillos que componen los protones y neutrones.

Hay seis clases de quarks y seis clases de leptones.  Ni los unos ni los otros muestran signo alguno de tener una estructura interna, aunque su anatomía ha sido sondeada hasta escalas de 10^-8 metros.  Eso equivale a decir que si un átomo fuese ampliado hasta las dimensiones de la Tierra, todo subcomponente de quarks y leptones tendría que ser más pequeño que una manzana para escapar a su detención.  De modo que los quarks y los leptones son las partículas básicas de la materia, hasta donde llegan nuestros conocimientos experimentales.

La teoría sobre estos temas de los componentes fundamentales de la materia, llegan mucho más lejos.  Sin embargo, al ser sólo teoría, ahí queda, pendiente de que un día en el futuro, se pueda comprobar la existencia de componentes de la materia aún más básicos que los quarks y los leptones.

 

¿Cuerdas vibrantes y Briznas luminosas?

LA IMAGEN DE ARRIBA NO SON DE CUERDAS, SON LAS SINAPSIS DE NUESTRAS NEURONAS QUE NO DEJAN DE CREAR IDEAS, PENSAMIENTOS Y SENTIMIENTOS.

 

Aquí ha quedado plasmado el último rumor que nos viene a decir que todo en el Universo, en su origen, esta hecho de infinitesimales objetos que unidos son la materia que, siempre, está acompañada, para hacer posible su existencia, de pequeñísimos objetos de energía y de luz.  Así estamos constituidos todos nosotros, y, el milagro está en el hecho de que estas insignificantes cositas han podido evolucionar y juntas, formar un ente complejo y pensante, hasta ser capaz de saber cosas como la que acabamos de plasmar con ese último rumor del saber.

 

Aristarco de Samos que predijo 700 años antes que Copérnico que el centro del Sistema Solar era el Sol (Lanzó el rumor al mundo y, el mundo, no le quiso oír).

Hay que estar atento para captar los muchos millones de rumores que están por ahí, sin que la mayoría de las veces, le prestemos la debida atención. Creo, que aparte de poder dejar aquí algo de nosotros mismos cuando nos marchemos, la otra cosa que merece la pena es estar atentos para coger cuanto más rumores del saber mejor.  La otra cosa importante, en realidad la primera, es tener la suerte de poder amar y ser correspondido.

 

 

Si podemos cumplir eso, al menos podemos tener la satisfacción de haber pasado por esta efímera vida con aprovechamiento pleno.  Si además, podemos contribuir en algo para dar a conocer la naturaleza de las cosas y del mundo-universo que nos rodea, mucho mejor.  Así, una vez más, llegamos al final de uno de los trabajos que, este modesto autor, realiza con gusto para sus amigos de la Física y………  del saber en general.

Casi todos mis trabajos han tratado sobre Física y Astronomía, es el objetivo principal de nuestra Asociación de Amigos de la Física 137 e/hc.  Sin embargo, los últimos trabajos, aunque también, en parte, traten de Física, han procurado comentar otros asuntos interesantes que, dieron cabida a otras ramas del saber y del pensamiento.

 

¿Será la Belleza un principio Físico? Claro que, ¿Cuántas clases de Belleza existen? Y, ¿Es igual para todos?

Aquí, en los que he denominado “rumores del saber”, se han incluido retazos de la Historia pasada, se cuentan hechos ocurridos en otras épocas y  realizados por otras Civilizaciones que, en definitiva, son, con sus personajes, a los que debemos lo que ahora somos y sabemos.

Sirva el trabajo como pequeño homenaje

El Autor: Emilio Silvera Vázquez

Desde la Secretaría he recibido este mensaje

El envío del Volumen 38 número 4 (2024) de la REVISTA ESPAÑOLA DE FÍSICA en papel se realizará a principios de marzo de 2025.

¡Buen fin de semana!

Emilio Silvera Vázquez

¿Estábamos muy atrasados en el conocimiento de la materia?

Bueno tenemos unas reglas que nos dicen de qué está hecha. Sin embargo, otros hablan de unas cuerdas vibrantes que serían los componentes primigenios, situados más allá de los Quarks

en los colegios, cuando estábamos en primaria nos decían que la materia estaba en tres estados: Sólido, Líquido y Gaseoso. No contaban con el estado más abundante de la materia en el Universo que era el Plasma.

 

        Sí, la materia conforma maravillas, la vida la mayor de ellas

 

No podemos dejar de asombrarnos de la presencia de la Vida en el Universo

 

        ¿Cómo pudo surgir la Vida a partir de la materia “inerte”

 

         ¿Cómo ha podido surgir la Conciencia de la materia?

Tiene y encierra tantos misterios la materia que estamos aún y años-luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar.  Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos pero que tampoco sabemos, en realidad, a que son debidos.  Si, sabemos ponerles etiquetas como, por ejemplo, la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio y, con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránicos.

 

 

A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta.  En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa.

 

¡Parece que la materia está viva!

 

Son muchas las cosas que desconocemos y, nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.

Si se encuentran electrón y positrón… ¡Se aniquilan!

El electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o antineutrón), y, por lo tanto, han sido denominados leptones (de la voz griega lepto que significa “delgado”).

 

             El electrón es onda y partícula

 

Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto.  Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10^-31kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10^-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea menos masiva que el electrón (o positrón) y que lleve  una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que esta es la que se muestra en el electrón.

 

Me refiero al Modelo estándar y, algunos han llegado a creer que sólo faltan algunos detalles técnicos y, con ellos, la física teórica está acabada. Tenemos un modelo que engloba todo lo que desamos saber acerca de nuestro mundo físico. ¿Qué más podemos desear?

 

Bueno, lo que hasta el momento hemos logrado no está mal del todo pero, no llega, ni con mucho, a la perfección que la Naturaleza refleja y que, nosotros perseguimos sin llegar a poder agarrar sus múltiples entresijos y parámetros que conforman ese todo en el que, sin ninguna clase de excusas, todo debe encajar y, de momento, no es así.

 

 

Fuente: Prog. Part. Nucl. Phys. 106: 68-119 (2019).

Para la mayoría de los físicos el modelo estándar es una teoría efectiva: el límite a baja energía de una teoría más fundamental desconocida. El lagrangiano ℒ  del modelo estándar es un operador de dimensión cuatro (ya que la acción es S = ∫ℒ d⁴x). La física más allá del modelo estándar modificará dicho lagrangiano añadiendo términos de mayor dimensión; por ejemplo, ℒ + ∑ Cᵢ ?ᵢ /Λ², donde el sumatorio recorre los 2499 operadores ?ᵢ  de dimensión seis y Λ es una nueva escala de energía (que será mucho mayor que la masa del quark top). El físico John Ellis (CERN) nos recuerda que ajustar estos 2500 parámetros (los ?ᵢ  y Λ) usando las colisiones del LHC y otros colisionadores es imposible. La única solución es asumir simetrías que reduzcan dicho número parámetros. En su último artículo nos propone usar las simetrías SU(3)⁵ y SU(2)²×SU(3)³. Por supuesto, hay muchas otras alternativas.

La física de partículas se suele separar en física experimental (observacional), física teórica (fundamental) y física fenomenológica; las teorías efectivas son parte de esta última, siendo su objetivo desvelar los primeros indicios (lo que inglés se llama  evidences) de física más allá del modelo estándar. Hoy en día disponemos de un conocimiento en teoría cuántica de campos suficiente para desarrollar de forma sistemática todas las teorías efectivas posibles; un elemento clave a tener en cuenta son las redefiniciones de campos, una redundancia cuya eliminación nos permite obtener lo que se llama una base de operadores. Una vez obtenida podemos ajustar sus parámetros con los datos de colisiones que se recaban en los grandes colisionadores de partículas (como el LHC en el CERN).

Por desgracia, el número de parámetros de estas teorías efectivas más allá del modelo estándar es enorme. John von Neumann decía que «con cuatro parámetros puedo ajustar un elefante, y con cinco puedo lograr que mueva su trompa» [LCMF, 27 may 2010]. Ajustar muchos parámetros, incluso cuando se dispone de una vasta cantidad de observaciones, requiere lidiar con el problema estadístico de las comparaciones múltiples (que en física de partículas se suele llamar  look-elsewhere effect): pueden aparecer indicios espurios (señales con más de tres sigmas de significación estadística) que solo son falsos positivos. En un espacio de 2500 parámetros es muy fácil caer en este problema; incluso cuando se usa un espacio paramétrico mucho más pequeño (por ejemplo, la extensión supersimétrica mínima del modelo estándar, el modelo MSSM, tiene 124 parámetros libres).

Nadie dijo nunca que la búsqueda de física más allá del modelo estándar fuera sencilla. Y tampoco que fuera fácil de automatizar. La intuición física (que a veces se llama  «búsqueda de la belleza») juega y jugará un papel fundamental en la labor de los físicos fenomenológicos (al menos hasta que no se les pueda sustituir por futuras inteligencias artificiales). El nuevo artículo es John Ellis, «SMEFT Constraints on New Physics Beyond the Standard Model,» arXiv:2105.14942 [hep-ph] (31 May 2021), que resume los resultados de John Ellis, Maeve Madigan, …, Tevong You, «Top, Higgs, Diboson and Electroweak Fit to the Standard Model Effective Field Theory,» Journal of High Energy Physics 2021: 279 (29 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1007/JHEP04(2021)279, arXiv:2012.02779 [hep-ph] (04 Dec 2020). También muestro resultados del artículo de Jens Erler, Matthias Schott, «Electroweak Precision Tests of the Standard Model after the Discovery of the Higgs Boson,» Progress in Particle and Nuclear Physics 106: 68-119 (2019), doi: https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2019.02.007, arXiv:1902.05142 [hep-ph] (13 Feb 2019). 

“El número de parámetros del modelo estándar, que está basado en interacciones gauge con simetrías SU(3)×SU(2)×U(1), depende de la física de los neutrinos (ignoramos si son fermiones de Dirac o de Majorana). Si los neutrinos no tuvieran masa serían 18 parámetros (llamados electrodébiles); en esta figura se añaden dos parámetros adicionales al final que están relacionados con la cromodinámica cuántica en régimen no perturbativo. Como los neutrinos tienen masa hay que añadir sus 3 masas y los parámetros de la mezcla de sus sabores en la matriz PMNS, que serían 4 para neutrinos de Dirac y 6 para Majorana. Además, habría que añadir un parámetro relacionado con la violación de la simetría CP en la interacción fuerte (que estaría relacionado con la masa de los axiones, si estos existieran). Así el número de parámetros del modelo estándar estaría entre 25 y 28.

Es cierto que, el Modelo estándar es casi (en algunos momentos), pero no permanentemente, perfecto. En primer lugar, podríamos empezar a quejarnos de las casi veinte constantes que no se pueden calcular. Pero si esta fuese la única queja, habría poco que hacer. Desde luego, se han sugerido numerosas ideas para explicar el origen de estos números y se han propuesto varias teorías para “predecir” sus valores. El problema con todas estas teorías es que los argumentos que dan nunca llegan a ser convincentes.”

Fuente: Ciencia de la Mula Francis.

¿Por qué se iba a preocupar la Naturaleza de una fórmula mágica si en ausencia de tal fórmula no hubiera contradicciones? Lo que realmente necesitamos es algún principio fundamental nuevo, tal como el principio de la relatividad, pero nos resistimos a abandonar todos los demás principios que ya conocemos; ¡esos, después de todo, han sido enormemente útiles en el descubrimiento del Modelo estándar! una herramienta que posibilitado a todos los físicos del mundo, construir sus trabajos en ese fascinante mundo de la mecánica cuántica, donde partículas infinitesimales interactúan con las fuerzas y podemos ver, como se comporta la materia en determinadas circunstancias. El mejor lugar para buscar nuevos principios es precisamente donde se encuentran los puntos débiles de la presente teoría.

Es cierto que la materia le habla al Espacio y el espacio le habla a la materia

 

La regla universal en la física de partículas es que cuando las partículas chocan con energías cada vez mayores, los efectos de las colisiones están determinados por estructuras cada vez menores, más pequeñas en el espacio y en el tiempo. Supongamos por un momento que tenemos a nuestra disposición un Acelerador de Partículas 10.000 veces más potente que el LHC, donde las partículas pueden adquirir esas tantas veces más energías de las alcanzadas actualmente. Las colisiones que tendrían lugar nos dirían algo acerca de los detalles estructurales de esas partículas que ahora no conocemos, que serían mucho más pequeños que los que ahora podemos contemplar. En este punto se me ocurre la pregunta: ¿Seguiría siendo correcto el Modelo estándar? 0, por el contrario, a medida que nos alejemos en las profundidades de lo muy pequeño, también sus normas podrían variar al mismo tiempo que varían las dimensiones de los productos hallados. Recordad que, el mundo no funciona de la misma manera ante lo grande que ante lo infinitesimal.

 

 

     El LHC consiguió en menos de un mes el Bosón W

¿Podéis imaginar conseguir colisiones a 70.000 TeV? ¿Qué podrías ver? Y, entonces, seguramente, las protestas de algunas de que “ese monstruo” podría abrir un agujero de gusano en el espacio tiempo…¡tendría algún fundamento! No sabemos lo que puede pasar si andamos con fuerzas que no podemos dominar.

 

Hoy, el Modelo estándar es una construcción matemática que predice sin ambigüedad cómo debe ser el mundo de las estructuras aún más pequeñas. Pero tenemos algunas razones para sospechar que tales predicciones resultan estar muy alejadas de la realidad, o, incluso, ser completamente falsas.

 

Encendamos nuestro super-microscopio imaginario y enfoquémoslo directamente en el centro de un protón o de cualquier otra partícula. Veremos hordas de partículas fundamentales desnudas pululando. Vistas a través del super-microscopio, el Modelo Estándar que contiene veinte constantes naturales (o algunas más), describen las fuerzas que rigen la forma en que se mueven. Sin embargo, ahora esas fuerzas no sólo son bastante fuertes sino que también se cancelan entre ellas de una forma muy especial; están ajustadas para conspirar de tal manera que las partículas se comportan como partículas ordinarias cuando se vuelven a colocar el microscopio en la escala de ampliación ordinaria. Si en nuestras ecuaciones matemáticas cualquiera de estas constantes fueran reemplazadas por un número ligeramente diferente, la mayoría de las partículas obtendrían inmediatamente masas comparables a las gigantescas energías que son relevantes en el dominio de las muy altas energías. El hecho de que todas las partículas tengan masa que corresponden a energías mucho menores repentinamente llega a ser bastante poco natural.

Los ajustes finos del universo

“Si uno se pone a examinarlo con detalle, resulta que el universo está maravillosamente ajustado para poder permitir la vida. A esto se le llama el problema del fine tuning o ajuste fino del universo. Normalmente, por ajuste fino se suele entender el hecho de que los valores de ciertas constantes, de ser ligeramente modificados, incluso muy ligeramente modificados, tendrían como resultado que la vida compleja como nosotros sería imposible.

 

Hugh Ross

Quizá el ejemplo más claro sea el de los valores de las fuerzas fundamentales (gravitatoria, nuclear débil, nuclear fuerte y electromagnética). Según Hugh Ross, una fuerza gravitatoria un poco más débil impediría estrellas como nuestro Sol; todas las estrellas que podrían formarse serían bastante más masivas y consumirían su combustible muchísimo antes de que la vida compleja pudiera emerger. Por otro lado, una fuerza de la gravedad más intensa no permitiría estrellas como el Sol, todas las estrellas serían muy ligeras e incapaces de sintetizar los elementos más pesados que la vida necesita. La fuerza nuclear fuerte también está increíblemente bien ajustada: un poco más fuerte y todo el hidrógeno se habría consumido al principio del universo, impidiendo la formación de estrellas con una vida larga; un poco más débil y muchos de los elementos químicos actuales serían radiactivos, con evidentes consecuencias negativas para la vida. Pueden encontrarse más ejemplos en la página de Wikipedia sobre el problema del ajuste fino (donde he sacado mucha información). El astrofísico Martin Rees, en su libro Solo seis números, determinó que en esencia eran 6 los parámetros (constantes universales o combinación de ellas) que si hubiesen variado siquiera un mínimo habrían impedido la vida:

– , la relación entre la fuerza electromagnética y la gravitatoria. Además de los problemas asociados con la evolución estelar ya mencionados, si N fuera más pequeña, el universo se hubiera expandido y re-contraído muy rápidamente, sin permitir la formación de entidades complejas.

– , mide la eficiencia del hidrógeno para convertirse en helio en las reacciones nucleares en las estrellas. Cuatro átomos de hidrógeno se convierten en uno de helio y se libera un 0.7 % de energía. Si  fuera 0.006 (una variación de una parte en diez mil) solo existiría el hidrógeno, con lo que toda química mínimamente compleja sería imposible. Por encima de un valor de 0.008 no existiría hidrógeno ya que la reacción sería «demasiado eficiente» y se habría fusionado todo poco después del Big Bang (con respecto a este valor de 0.008 hay que decir que hay autores que consideran que la horquilla es un poco más amplia).  no es una constante fundamental del universo, viene determinada por el valor de la fuerza nuclear fuerte (la que mantiene ligados a los protones y neutrones, es decir, a los quarks en el interior de los átomos).

 

– . La letra griega omega indica la densidad del universo. Es el cociente entre la fuerza de contracción (la gravedad) y la energía de expansión. Con una  el universo  se habría contraído rápidamente sobre sí mismo, volviendo a un estado similar al del Big Bang; con una  la gravedad es tan débil que no se forman estrellas. El valor medido está increíblemente próximo a 1, es decir, a la planitud.

– .  mide el valor de la constante cosmológica (la energía que hay en el vacío) dividida por la densidad crítica del universo (la  de antes, que en su valor crítico es 1). En unidades naturales (las llamadas unidades de Planck) la constante cosmológica tiene un valor increíblemente pequeño, de modo tal que la expansión del universo es irrelevante para las escalas habituales en las que vivimos (no vemos que en nuestro mundo los objetos estén cada día más lejos de donde los dejamos la noche anterior). Con un valor no tan pequeño, las estrellas no podrían formarse. Curioso: si seguimos la teoría cuántica de campos, obtenemos para la energía del vacío un valor 120 órdenes de magnitud () más alto que lo que medimos para la constante cosmológica; si esto fuera así no habría estrellas y el universo se estaría expandiendo a una velocidad alucinante (de hecho, no estaríamos aquí para observarlo); a esto se le llama el problema de los 120 órdenes de magnitud y se ha dicho que es la peor predicción de la historia de la Física.

– , Rees introdujo este poco conocido parámetro para estimar cuánta energía habría que usar para disociar por completo una galaxia utilizando su masa como energía (). Más pequeño indicaría que no se podrían formar estrellas, más grande y el universo sería demasiado violento como para poder sobrevivir en él.

– . El número de dimensiones espaciales es, como todos sabemos, de 3. Con más o menos dimensiones la vida no podría existir; entre otros argumentos, las órbitas de los planetas, por ejemplo, solo son estables en 3 dimensiones, de lo contrario los planetas acabarían colapsando sobre las estrellas. (Esto no excluye las dimensiones microscópicas que postulan algunas teorías como la teoría de cuerdas).

Este maravilloso ajuste del universo es un problema bastante complejo de resolver. Por un lado, uno puede apelar a la presencia de un Ser Superior que ha favorecido la vida. Desde una perspectiva más secular, algunos apelan al multiverso, esto es, una infinidad de universos de entre los cuales la vida solo es capaz de prosperar en unos pocos. En esta línea va el pensamiento que se conoce como Principio Antrópico, que viene a decir algo así como que el universo es como es porque si fuera de otra manera no tendría observadores para preguntarse por qué es como es. Este razonamiento circular, tautológico, no gusta a casi nadie, y con razón. Algunos científicos, como David Deutsch, creen que existe una explicación, aunque nosotros no podemos ni imaginarla ahora mismo. Otros son algo más escépticos.”

 

La doble hélice, es una especie de cuerda de dos hilos enredados uno alrededor del otro, ambos constituidos por 4 moléculas llamadas: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Sin el ajuste fino no podría ser posible.

¿Implica el ajuste fino un diseño con propósito? Hay tantos parámetros que deben tener un ajuste fino y el grado de ajuste fino es tan alto, que no parece posible ninguna otra conclusión.

 

Bueno, quizá en la imagen y el comentario que lleva abajo, me he podido pasar un poco. Lo que antes decía: “El hecho de que todas las partículas tengan masa que corresponden a energías mucho menores repentinamente llega a ser bastante poco natural”, es lo que se llama el “problema del ajuste fino”. Vistas a través del microscopio, las constantes de la Naturaleza parecen estar cuidadosamente ajustadas sin ninguna otra razón aparente que hacer que las partículas parezcan lo que son. Hay algo muy erróneo aquí. Desde un punto de vista matemático, no hay nada que objetar, pero la credibilidad del Modelo estándar se desploma cuando se mira a escalas de tiempo y longitud extremadamente pequeñas o, lo que es lo mismo, si calculamos lo que pasaría cuando las partículas colisionan con energías extremadamente altas.

¿Y por qué debería ser el modelo válido hasta ahí? Podrían existir muchas clases de partículas súper pesadas que no han nacido porque se necesitan energías aún inalcanzables, e ellas podrían modificar completamente el mundo que Gulliver planeaba visitar. Si deseamos evitar la necesidad de un delicado ajuste fino de las constantes de la Naturaleza, creamos un nuevo problema:

 

 

Tres tipo de Ajuste Fino para la vida

La evidencia para el ajuste fino del universo es de tres tipos:

1. El ajuste fino de las leyes de la naturaleza.
2. El ajuste fino de las constantes físicas.
3. El ajuste fino de la distribución inicial de la masa-energía del universo en el momento del Big Bang.

 

El Ajuste Fino de las Leyes de la Naturaleza

Cuando hablamos sobre el ajuste fino de las leyes de la naturaleza queremos decir  que el universo debe tener precisamente el conjunto adecuado de leyes con el fin de que exista vida altamente compleja.

Ejemplos:

• Existencia de la Gravedad.
• Existencia de la Fuerza Electromagnética.
• Existencia de la Fuerza Nuclear Fuerte.
• Existencia del Principio de Cuantificación.
• Existencia del Principio de Exclusión de Pauli.

El Ajuste Fino de las constantes físicas

Por las constantes físicas, nos referimos a los números fundamentales que se producen en las leyes de la física, los cuales muchos de éstos deben estar  ajustados con precisión en un grado extraordinario para que la vida se produzca.

Por ejemplo, tomemos la Constante Gravitacional —designado por G— la cual determina la fuerza de la gravedad a través de la Ley de la Gravedad de Newton:

 

Donde F es la fuerza entre dos masas, m₁ y m₂, que están a una distancia r de diferencia. Si aumentas o disminuyes G entonces la fuerza de la gravedad correspondientemente aumentará o disminuirá. (El valor real de G es 6,67 x 10^-11 Nm² / kg².)

Ahora, para darnos una idea de qué tan finamente ajustada es la fuerza de la gravedad indicada por G debemos primero mirar el rango de las fuerzas fundamentales en la naturaleza:

Observa que la Fuerza Nuclear Fuerte es de 10 000 sextillones[1] de veces la Fuerza de la Gravedad. ¿Demasiado complicado? Bien, hagamos esto más digerible. Imagina que tienes una regla lo suficientemente grande para extenderla a través de todo el universo, ahora colocaremos los puntos en donde se localizarían la Fuerza de Gravedad y la Fuerza Nuclear Fuerte. Tendríamos algo así:

 

Retomemos el hilo que veo pasar una mosca y la sigo, la sigo, la sigo hasta no saber donde estoy.

¿Cómo podemos modificar el Modelo Estándar de tal manera que el ajuste-fino no sea necesario? Está claro que las modificaciones son necesarias , lo que implica que muy probablemente hay un límite más allá del cual el modelo deja de ser válido. El Modelo Estándar no será más que una aproximación matemática que hemos sido capaces de crear, tal que todos los fenómenos observados hasta el presente están de acuerdo con él, pero cada vez que ponemos en marcha un aparato más poderoso, debemos esperar que sean necesarias nuevas modificaciones para ir ajustando el modelo, a la realidad que descubrimos.

 

El hallazgo de una partícula que crearía nueva Física

¿Cómo hemos podido pensar de otra manera? ¿Cómo hemos tenido la “arrogancia” de pensar que podemos tener la teoría “definitiva”? Mirando las cosas de esta manera, nuestro problema ahora puede muy bien ser el opuesto al que plantea la pregunta de dónde acaba el modelo estándar: ¿Cómo puede ser que el modelo estándar funcione tan extraordinariamente bien? y ¿por qué aún no hemos sido capaces de percibir nada parecido a otra generación de partículas y fuerzas que no encajen en el modelo estándar?

 

Asistentes escuchan la presentación de los resultados del experimento ATLAS, durante el seminario del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN) para presentar los resultados de los dos experimentos paralelos que buscan la prueba de la existencia de la “partícula de Higgs”, base del modelo estándar de física, hoy miércoles 4 de julio en Meyrin, Suiza.

 

La pregunta “¿Qué hay más allá del Modelo estándar”? ha estado fascinando a los físicos durante años. Y, desde luego, todos sueñan con llegar a saber, qué es lo que realmente es lo que conforma el “mundo” de la materia, qué partículas, cuerdas o briznas vibrantes. En realidad, lo cierto es que, la Física que conocemos no tiene que ser, necesariamente, la verdadera física que conforma el mundo y, sí, la física que conforma “nuestro mundo”, es decir, el mundo al que hemos podido tener acceso hasta el momento y que, no necesariamente tiene que tratarse del mundo real.

O, como decía aquél: ¡Que mundo más hermoso, parece de verdad!

 

No todo lo que vemos es, necesariamente, un reflejo de la realidad de la Naturaleza que, puede tener escondidos más allá de nuestras percepciones, otros escenarios y otros objetos, a los que, por ahora, no hemos podido acceder, toda vez que, físicamente tenemos carencias, intelectualmente también, y, nuestros conocimientos avanzar despacio para conseguir, nuevas máquinas y tecnologías nuevas que nos posibiliten “ver” lo que ahora nos está “prohibido” y, para ello, como ocurre siempre, necesitamos energías de las que no disponemos.

 

Hay dos direcciones a lo largo de las cuales se podría extender el Modelo estándar, tal como lo conocemos actualmente, que básicamente se caracterizan así:

– Nuevas partículas raras y nuevas fuerzas extremadamente débiles, y

– nuevas partículas pesadas y nuevas estructuras a muy altas energías.

Podrían existir partículas muy difíciles de producir y de detectar y que, por esa razón, hayan pasado desapercibidas hasta ahora.  La primera partícula adicional en la que podríamos  pensares un neutrino rotando a derecha. Recordaremos que si se toma el eje de rotación paralelo a la dirección del movimiento los neutrinos sólo rotan a izquierdas pero, esa sería otra historia.

En un artículo editado en Ciencia Kanija, pude leer:

“Los interferómetros atómicos tienen ahora la sensibilidad para observar nuevas fuerzas más allá del modelo estándar de la física de partículas. “Las nuevas fuerzas a corta distancia son una predicción frecuente de las teorías más allá del Modelo Estándar y la búsqueda de estas nuevas fuerzas es un canal prometedor para descubrir una nueva física”, dice Jay Wackerdel Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en California. La pregunta es cómo encontrarlas”

 

Los neutrinos siempre me han fascinado. Siempre se han manifestado como si tuvieran masa estrictamente nula. Parece como si se movieran exactamente con la velocidad de la luz. Pero hay un límite para la precisión de nuestras medidas. Si los neutrinos fueran muy ligeros, por ejemplo, una cienmillonésima parte de la masa del electrón, seríamos incapaces de detectar en el laboratorio la diferencia entre éstos y los neutrinos de masa estrictamente nula. Pero, para ello, el neutrino tendría que tener una componente de derechas.

En este punto, los astrónomos se unen a la discusión. No es la primera vez, ni será la última, que la astronomía nos proporciona información esencial en relación a las partículas elementales. Por ejemplo, debido a las interacciones de corriente neutra (las interacciones débiles originadas por un intercambio Zº), los neutrinos son un facto crucial en la explosión  supernova de una estrella. Ahora sabemos que debido a las interacciones por corriente neutra, pueden colisionar con las capas exteriores de la estrella y volarlas con una fuerza tremenda.

 

En realidad, los neutrinos nos tienen mucho que decir, todavía y, no lo sabemos todo acerca de ellos, sino que, al contrario, son muchos los datos y fenómenos que están y subyacen en ellos de los que no tenemos ni la menor idea que existan o se puedan producir. Nuestra ignorancia es grande, y, sin embargo, no nos arredra hablar y hablar de cuestiones que, la mayoría de las veces…ni comprendemos.

Aquí lo dejaré por hoy, el tema es largo y de una fascinación que te puede llevar a lugares en los que no habías pensado al comenzar a escribir, lugares maravillosos donde reinan objetos exóticos y de fascinante porte que, por su pequeñez, pueden vivir en “mundos” muy diferentes al nuestro en los que, ocurren cosas que, nos llevan hacia el asombro y también, a ese mundo mágico de lo fascinante y maravilloso.

¡Cuanta complejidad para que nuestra limitada capacidad intelectual la pueda desmenuzar! Pero, se hace lo que se puede.

Emilio Silvera Vázquez