martes, febrero 17, 2015

El gran diseño o como crear de la nada todo un universo

Título: El gran diseño
Autor: Stephen Hawking y Leonard Mlodinov
Editorial: Editorial Crítica S.L.
Año: 2010
ISBN: 978-84-9892-385-8


Empecemos por el final (creo que no le aguamos la fiesta a nadie). La conclusión a la que llegan los autores es que el Universo no precisó de la intervención divina para su creación. Las propias leyes físicas pueden explicar que se creara a si mismo de la nada. "Las leyes de la naturaleza nos dicen cómo se comportan el Universo pero no responden las preguntas del por qué [por qué hay algo, por que este conjunto de leyes]". La respuesta es el Gran Diseño: la teoría que explica nuestra existencia y que deberá ser confirmada por la observación y que estamos desarrollando en la actualidad.

Pero para llegar hasta aquí tenemos que seguir a los autores a lo largo de la historia de la Física y empaparnos de conceptos que, para los profanos, pueden llegar a ser complejos. Esto no impide que se pueda leer con sólo algunos conocimientos básicos.

Comencemos con la invención de los dioses: son el resultado de la ignorancia de las formas de actuar de la naturaleza. Pitágoras fue el primero en enunciar una ley (si es que fue el descubridor de su teorema), pero sobre Arquímedes recae el simbolismo de ser el físico más eminente de la Antigüedad. Luego siguieron los primeros científicos "modernos" como Kepler, Descartes o Laplace. Este último formula el determinismo científico: "dado el estado del universo en un instante dado, un conjunto completo de leyes determina completamente tanto el futuro como el pasado". En esto se basan los autores para continuar su exposición: no hay excepciones a las leyes de la naturaleza (no hay milagros) y se excluye el papel activo de un dios.

Kepler, de la web El legado de las matemáticas
Una serie de experimentos y teorías, cuando menos inquietantes a partir del siglo XVIII nos muestran una realidad diferente de la que captan nuestros sentidos: los anillos de Newton, el experimento de la doble rendija, el principio de incertidumbre de Heisemberg, las ecuaciones de Maxwell que unifican los campos electromagnéticos (1865)... Estábamos ya en camino de unificar las diferentes teorías sobre las leyes de la naturaleza. En 1900 aparece en escena Marx Planck con su teoría cuántica, sin sospechar la revolución que iba a originar. Desde entonces,  la física cuántica "nunca ha dejado de superar una prueba, y eso que ha sido puesta a prueba más veces que ninguna otra teoría en la historia de la ciencia".
Experimento de la doble rendija: Ebohr1.svg: en:User:Lacatosias, User:Stannered
Los autores nos llevan también hasta 1905, cuando Einstein entra en juego con su teoría de la relatividad. Con Einstein y Maxwell añadimos una cuarta dimensión, el tiempo, que no puede ser separada de las tres espaciales y la curvatura del espacio-tiempo. Como ejemplos llamativos se nos proponen: la línea recta no es la distancia más corta entre dos puntos (teniendo en cuenta la curvatura de la Tierra), viajar en avión constantemente hacia el este prolonga nuestra vida en unas ciento ochenta millonésimas de segundo por cada vuelta al planeta (la medida del tiempo es diferente para dos relojes que se mueven a distinta velocidad), sin tener en cuenta la relatividad, los GPS acumularían un error de diez kilómetros cada día.

Con todo esto, Einstein fue uno de los primeros en buscar una Teoría de Todo que unificara las cuatro fuerzas (nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnética y gravitatoria) en una sola ley compatible con la física cuántica. Einstein murió sin conseguirlo.

En la actualidad se trabaja sobre teorías como la física de partículas, el modelo estándar o la teoría de cuerdas. La última opción es la teoría M que reconoce once dimensiones. lo que da cabida a 10500 universos cada uno con sus propias leyes.

¿Y la evolución del Universo? Lo abordan en el capítulo seis, con la teoría del Big Bang basada en las observaciones de la radiación cósmica y la expansión de las galaxias, modelo que satisface las ecuaciones de Einstein y la situación de singularidad (temperatura, densidad y curvatura del universo infinitas), cuando el universo tenía el tamaño de Planck, "una milmillonésima de billonésima de billonésima de centímetro". Pero plantea el problema clave: nos explica como evolucionó, pero no como empezó. Así que en este momento, la teoría de la relatividad debe ser sustituida por otra. La candidata es la teoría M y su concepto de multiverso o universos múltiples, en el que la gravedad (la fuerza todavía no unificada) juega su papel más importante.

Una conclusión en Física (el Universo no precisa de un creador) semejante a la teoría de la evolución de Darwin en Biología. Y que se reafirma sobre el determinismo científico. No podéis dejar de leerlo.

(Trailer de Sthepne Hawking´s Grand Design, documental del Discovery)

Stephen Hawking no necesita presentación. Y Leonard Mlodinov tampoco: físico, matemático, guionista y activo divulgador de ciencia.

Más información:
- Web y Facebook de Stephen Hawking.
- Facebook de Leonard Mlodinov.
- Introducción a la teoría M en la web del CSIC y en la de Hablando de Ciencia.
- Reumen de la física cuántica en la revista Quo.

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