« ¡Las estrellas! Mucho más que puntitos brillantes.

Las cosas son…,  ¡de tantas maneras!

El año no lo recuerdo bien, y, podrían haber pasado mucho tiempo, tranquilamente, unos treinta y cinco años entonces. Estuve en Brasil no por turismo, un asunto de un contrato mercantil de cierta importancia, me llevó hasta aquel país en el que estuve algo más de una semana.

No se borra de mi recuerdo que en la ciudad de Río, donde sobre las colinas se habían  construido “casas” con simples tablones de madera del desecho de viejas construcciones y derrumbes, o, de viejas vallas, la procedencia sería diversa y, para lo que aquí cuento, poca importancia puede tener. Sobrecogía la pobreza de la gente que allí habita. El lugar, carente de alcantarillado, agua o del más elemental de los servicios, obligaba a sus moradores a con grandes recipientes hasta la parte baja donde, en obras o en cualquier lugar que pudieran encontrar, se abastecían del agua mínima para poder, de alguna manera, cubrir sus distintas necesidades.

Cargaban con aquellos grandes recipientes llenos de líquido tan deseado y, más tarde, se podía contemplar cómo, colina abajo, el agua corría sucia y mal oliente, la situación, ponía a prueba la estabilidad de cualquier persona medianamente sensible que, ante aquella realidad, se vería afectada por tan descomunal injustica.

Muy cerca del lugar, quedan situados los imponentes edificios de la playa de Copacabana, apartamentos lujosos de cierta belleza y lleno de comodidades y lujos.

¿Qué era aquello? ¿Acaso carecían de los conocimientos técnicos para unas tuberías que subieran la colina y paliaran aquel vergonzoso problema?

Claro que, el problema de entonces es el mismo problema de hoy. La Sociedad, no nos parece completa si no tenemos esos focos de pobreza que son, como el complemento ideal de toda gran ciudad. ¿No se les cae la cara de vergüenza a los políticos de turno?

   Esos políticos saben como tener adormecido al Pueblo que, engañado con batallas que no mejoran sus vidas…

Nunca estuve en política y, aunque como a todos nosotros, de una u otra manera, nos afectan sus resultados, también como a cualquiera de nosotros, ante situaciones como la descrita arriba, se nos da el derecho a que, por haber pagado unos impuestos (que no siempre se destinaron debidamente), podamos criticar pero nunca decidir sobre su uso y, de esa manera, pasa el tiempo y, amigos míos, todo sigue igual.

No hace mucho, por algunos barrios de Madrid (supongo que pasará lo mismo en Nueva York o Montevideo), veía con pesar, como hombres y mujeres, desarrapados sociales que reflejaban en sus caras tristes, las carencias y las penas que tenían que soportar, estaban arrinconados, en lugares estratégicos, tratando de estar resguardados del frío intenso reinante. ¿Por qué soportamos esto? Y, lo peor del caso es que, no solo lo soportamos sino que, miramos la escena como sin ver, pasando de largo inmutables. Así lo pude comprobar en algún que otro lugar y, la verdad, es triste que nuestra Sociedad, esté anclada en ese punto intermedio entre el propio egoísmo y la insensibilidad de la desgracia ajena, lo cual, no deja de ser paradójico si, tenemos en que, mañana, cualquiera de nosotros podríamos estar en el lugar de uno de aquellos, ya que, las circunstancias actuales, no son precisamente de seguridad para nadie. Bueno, excepto para aquellos que pueden ser los culpables de esa situación.

      Nunca se detiene, el Tiempo es el ritmo del Universo

Aquí mismo hemos hablado muchas veces del Tiempo que transcurre siempre, en una sola dirección: Hacia el futuro. Eso quiere decir que, su transcurrir, nos impide poder remediar lo que pasó en el pasado.

Nunca, en ninguna , he podido leer, ni escrito por un poeta, algo sobre el Tiempo que se sea comparable al “tiempo real” que conlleva un largo, muy largo, proceso de evolución que nos afecta de manera directa e incide en el transcurrir de nuestras vidas.

No hace mucho, dejamos aquí un básico esbozo del proceso que en la Tierra estuvo presente hasta que, hace ya muchísimo tiempo, apareció aquella primaria de vida que, pasados algunos miles de millones de años, nos trajo hasta aquí. El Mundo, desde muy temprano, sintió bullir sobre su superficie, en las profundas aguas primero y en la tierra después, como la vida latía y se abría camino con fuerzas.

Y, ¿han tenido que pasar tantos miles de años para que, nosotros tengamos que contemplar escenas como las antes descritas? ¿No hemos sido capaces, en tanto tiempo, de tener una más justa de Sociedad?

Claro que, paralelamente, a las cuestiones cotidianas, también ha estado presente aquí ese otro mundo llamado “Ciencia” en el que, habitan seres que, al contrario de los políticos, sólo trabajan aplicando su pensamiento y dando rienda suelta a su imaginación, para construir algo nuevo y mejor que requiere mucho esfuerzo y un duro que nadie ve. A cambio, lo único que piden como pago, es el placer de descubrir y poder desarrollar modos y sistemas de poder aplicar esos descubrimientos que nos lleven a tener un mundo mejor. Su pago (aparte del salario que puedan recibir), su verdadero pago, está en la excitación del momento en el que, tras inmensos esfuerzos, ven la recompensa de llegar, a esa meta soñada, a ese saber oculto, a un nuevo panorama que despeja el camino para poder desarrollar otros sistemas y otros futuros. Y, como eso es así, me llega una ráfaga de esperanza en el devenir de esta Sociedad nuestra que, sólo podrá ser salvada gracias a la Ciencia.

Si no llegamos a comprender que eso es así, podríamos perder de vista el horizonte y desviarnos del buen camino. Estamos inmersos en una gran aventura que, si actuamos con mesura y sabemos aplicar todo aquello que podamos , estaremos en el buen camino para erradicar ese otro mundo del que al principio os hablaba.

Acordaos de aquellos que, en viejas Sociedades antiguas creían que el mundo estaba situado encima de una tortuga y ésta, estaba sobre otra y otra y otra. Estaban en un mar que no tenía fondo y, lo que sustentara al mar, era otra cuestión que, ¿a quién le importaba? Además, nadie lo sabía. De la misma manera, ahora no hablamos de tortugas pero sí, lo hacemos de universos paralelos y multiversos,o, incluso de metaversos que, conforman inmensas estructuras de muchos universos unidos que los conforman y, unos estarán muertos y carentes de vida, otros no tendrán ni la materia tal como la conocemos, en algunos, carentes de partículas, no habrán aparecidos los átomos y, en otros muchos, como en el nuestro, la vida bullirá y evolucionará llevada de la mano de las leyes fundamentales de la Naturaleza que hacen posible su presencia en mundos que, como el nuestro, tienen las precisas requeridas para el surgir de la química-biológica de la vida.

Nuestro universo ha sido descrito por muchos, pero él, el Universo, simplemente continúa y continúa, con un límite tan desconocido como el fondo de aquel mar que sustentaba a las tortugas de aquellos antiguos. La Gravedad y el Magnetismo, imponen su ley en todo el universo y, la materia, dominada por las fuerzas nucleares fuerte y débil, sigue su marcha evolutiva que la lleva a transmutarse la materia inerte hasta la materia viva que, a veces, llega a adquirir consciencia.

Podemos imaginar como será el futuro pero… en el presente, ¡Nunca sabremos como será!

Claro que, el límite de lo desconocido sigue estando ante nosotros, allí reside el futuro de lo que será y que, por mucho que podamos imaginar, realmente, nunca podremos conocer. ¿Cómo se conocer aquello que no existe? ¿Si no ha pasado no podemos contar nada de ello, ya que, nadie lo vio ni fue testigo?

Sin embargo, y, a pesar de esa “verdad”, nosotros nos atrevemos a comentar sobre el futuro y a especular con o aquel cuadro que en ese futuro presentido, se podría dar. Todo será consecuencia de lo que hagamos hoy. Ya sabéis, la causalidad de la Física: El presente está cargado del pasado y, el futuro, será la consecuencia de nuestro presente.

Las maravillas nos rodean y nuestros avances en el conocimiento de las cosas nos llevan a perder alguna capacidad de asombrarnos. Cada día, sabemos de nuevos descubrimientos y de nuevas técnicas que nos hacen avanzar, imparables, hacia ese futuro soñado pero, volviendo al principio de estos pensamientos, ¿no serán precisamente estos avances los que, nos hace olvidar las cosas que, equivocadamente creemos “pequeñas” y, al contrario de lo que pretendemos construir, estamos haciendo una sociedad injusta de marginados sin techo que, al margen de todas estas cuestiones, su único problema es el hoy y, luego, el mañana para ello no existe?

Si miramos una puesta de Sol, extasiados ante la belleza de un océano inmenso que brilla ante los últimos rayos de la luz del día que se va, podemos exclamar ¡Qué mundo tan maravilloso! Y, sin embargo, si pensamos en otras cuestiones, podemos llegar a la conclusión de que, quizás, seamos nosotros los que no somos tan maravillosos como el mundo que nos acoge.

¡Es todo tan complicado!

Necesitamos de las hipótesis y conjeturas científicas que nos lleven hasta las buenas teorías que, con el tiempo, se convertirán en leyes. De la misma manera, en nuestra misma ignorancia de lo que la Naturaleza es, necesitamos de Filósofos y Poetas que nos lleven esos mundos presentidos o soñados que nos alejen, de la frialdad de esa realidad irrebatible del no saber, al menos, los filósofos y los poetas, procuran enseñarnos otros mundos y nos dicen, los unos cómo podrían ser y, los otros, como nos gustaría que fueran. Es como una especie de alimento del Alma que, como sabéis, no sólo de pan se alimenta.

Si bien ciertas hipótesis “científicas” recientes no abarcan un abanico tan amplio como el que nos puedan ofrecer los filósofos, en cierto sentido son todavía más exóticas o extremas: ¿Universos Paralelos o Multiversos? ¿Hasta dónde podrá llegar nuestra imaginación?

Como alguna vez deje aquí escrito, la conciencia ha sido a un tiempo misterio y fuente de misterio. Objeto de los principales estudios filosóficos que, de mil maneras, han querido con sus pensamientos, plasmar lo que la consciencia es, y, sin embargo, sus logros no han sido suficientes. Entraron en escena otros estudiosos más especializados para tratar de entrar en ese complejo campo del funcionamiento cerebral y tratar de saber cómo surgía eso que llamamos consciencia y, hasta que punto, la conciencia era consciente.

Ahí estamos, en el camino, tratando de descubrir quiénes somos y hacia dónde vamos. Como nuestra complejidad ser comparada con la del universo mismo, la tarea no es fácil y habrá que estar, no ya a la espera de investigaciones y nuevos descubrimientos, sino que, nuestros conocimientos sobre nosotros mismos, llegará por la evolución que conlleva el paso del tiempo y, probablemente, por descubrimientos que haremos fuera de la Tierra, en el espacio exterior, y, sin descartar que, los que nos faltan podrían venir de la mano de seres que, de momento, ni sabemos que existen y, sin embargo, ellos podrían tener la clave de nosotros, de por qué somos así, de cómo hemos podido construir la Sociedad que ahora tenemos y, sobre todo, de cómo podríamos llegar a cristalizar una Humanidad en la que, las desigualdades de hoy, se puedan transmutar en ese “todos somos iguales” en el sentido más amplio de la palabra y queriendo significar que nadie, sin excepción, carecerá de aquello que le aleje de una vida digna.

Cuando se mira detenidamente, podemos ver que no todo es jolgorio y alegría. Las cosas nunca fueron fáciles y todo nos ha costado siempre mucho esfuerzo y trabajo y, los que están situados en sitios de privilegio tratan de enseñar un mundo irreal que no retrata lo mal que lo pasan muchos que, en la más infernal de las miserias, mal viven mientras otros derrochan a manos llenas. ¡Qué Humanidad! ¿Hasta cuando durará ésto? A veces me pregunto para qué habrá servido la Ciencia y todos los avances logrados hasta el momento si, en realidad, no hemos sabido solucionar los problemas de nuestro propio entorno.

emilio silvera

Como otras tantas veces aquí, comenzaré hablando del átomo de Carbono que, para mí, es el más importante de todos al ser el que posibilita la vida tal como la conocemos.

El átomo de carbono

La química de los compuestos que contienen carbono se denomina química orgánica.  Originalmente se la llamaba así porque se creía que solo los organismos vivos podían fabricar o poseer estos compuestos.

Los compuestos orgánicos se basan en el carbono combinado con otros átomos de carbono y con otros elementos como el hidrógeno, el nitrógeno, el azufre , etc. Formando grandes estructuras con distinta complejidad y diversidad, el átomo de carbono unirse a otros átomos de carbono formando largas cadenas las cuales pueden ser lineales, ramificadas o bien cíclicas. Se han aislado miles de compuestos de carbono de varios sistemas biológicos, aquí algunos ejemplos:

Fig. 2.9 – Los átomos de carbono pueden unirse con otros átomos de carbono y con muchos de otro para formar una gran variedad de compuestos orgánicos. Las mismas fuerzas que mantienen unido al metano (CH₄) también permiten la formación de moléculas extremadamente complicadas pero estables. En diversas estructuras, como los triacilgliceroles. predominan las cadenas lineales. En otras, como el azúcar glucosa. son anillos. La muscona, el atrayente sexual del venado almizclero del Tibet, también se basa en un anillo de carbonos. Otras moléculas vitales como la clorofila y la vitamina B₁₂ contienen cadenas, anillos e iones metálicos.

El átomo de carbono tiene seis protones y seis electrones ubicados en dos niveles de energía, en la capa interna encontramos dos y en la más externa cuatro.  Dada esta configuración el carbono tiene poca tendencia a ganar o perder electrones , sino que tiende a compartirlos con otros átomos,  por lo tanto se forman uniones covalentes. Los electrones que participan de dichas uniones covalentes son los cuatro que se ubican en el nivel exterior y son conocidos como electrones de valencia.  Estos cuatro electrones de valencia se ubican los vértices de un tetraedro equilátero, es decir que los ángulos de unión no son en 90° ( de lo que resultaría una estructura plana) si no que son superiores a los 100°.  Como resultado de está estructura tetraédrica las moléculas tienen entonces estructuras tridimensionales.  Cuando el carbono se une a cuatro átomos distintos, éstos se pueden unir a él de dos maneras distintas.

Fig. 2.10 – (a) Cuando un átomo de carbono enlaces covalentes con otros cuatro átomos, los electrones de su nivel de energía exterior forman nuevos orbitales. Estos nuevos orbitales, que son todos de la misma configuración, se orientan hacia los cuatro vértices de un tetraedro. Así, los cuatro orbitales e encuentran separados tanto como es posible. (b) Cuando un átomo de carbono reacciona con cuatro átomos de hidrógeno, cada uno de los electrones en su nivel de energía exterior forma un enlace covalente con el único electrón de un átomo de hidrógeno, produciéndose una molécula de metano. (c) Cada par de electrones se mueve en un orbital molecular . La molécula adopta configuración de un tetraedro.

Fig. 2.11 – Como las valencias del carbono están ordenadas en forma tetraédrica, la molécula tridimensional que se muestra construirse en dos formas que son imágenes especulares una de la otra. Esto se aplica a cualquier átomo de carbono que tenga cuatro grupos distintos unidos a él. Aunque las propiedades químicas de estos pares de compuestos son similares, sus propiedades biológicas suelen ser muy distintas. Esto se debe a que el reconocimiento biológico funciona por interacciones entre moléculas que tienen formas complementarias. Generalmente una de las moléculas tendrá actividad biológica y la otra será totalmente inactiva. Hasta aquí la reseña que tiene su fuente en  biologialosalpes’s Blog.

Los núcleos electrones y todos sabemos que un átomo es la protones y neutrones (los nucleones) rodeados de electrones moviéndose a velocidades cercanas a las de la luz. Es lo que se conoce electrones ocupan en sus orbitales.

El orbital s tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. En la figura siguiente se muestran dos formas alternativas para representar la nube electrónica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esférico en que el electrón pasa la mayor

La forma geométrica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia el punto de electrón se aleja del núcleo atómico. El orbital “p” representa también la energía que posee un electrón y se incrementa a medida que se aleja

Los orbitales d tienen formas más diversas cuatro de ellos tienen  

Una vez dejada la reseña básica de lo que es el átomo y donde están situados los electrones por capas o niveles alrededor de su núcleo, veamos el fenómeno principal de Si un fotón viajero va por el espacio a 299.792’458 Km/s, velocidad de c, golpea a un electrón situado alrededor de un núcleo, lo que ocurre trae de cabeza a los científicos que no saben explicar de manera convincente la realidad de los hechos. El electrón golpeado absorbe el fotón y, de manera inmediata, desaparece del nivel que ocupa y, sin recorrer la distancia que los separa, simultáneamente aparece en el nivel superior. Es lo que llamamos el “salto cuántico” que es ir, más allá de los límites que podemos comprender, el fenómeno se aparta de lo que nos dicta el sentido común.

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el cual se El Salto cuántico es uno de los muchos misterrios que desean desvelar los físicos, y, la pregunta a contestar es: ¿Por dónde hizo el viaje el electrón? ¿En qué lugar se escondió mientras desapareció? ¿Cómo pudo aparecer simultáneamente en otro lugar, sin recorrer la distancia existente Estas son preguntas que aún no podemos contestar, aunque sí es verdad que nos gusta especular con el hecho de que sería una posible manera traspasar el muro que supone, para los viajes espaciales, la velocidad de la luz y si pudiéramos electrón, conocido como “efecto túnel” o salto cuántico, es una idea que, 

Sinceramente creo que son los gobiernos los que fomentan este  

Tenemos que desterrar esta situación de programas vacíos de contenido o prensa embrutecedora de los sentidos. Mejorar los hábitos y, Para seguir avanzando habrá que eliminar esta clase de sociedad aberrante, lo que de El tiempo es una dimensión que permite distinguir entre dos sucesos que ocurren en el mismo punto del espacio y que de otra forma serían idénticos (espacio-tiempo). El intervalo entre dos de esos sucesos constituye la base de la medida del tiempo. Para propósitos generales, más cotidianos, la rotación de la Tierra sobre su eje sirve para definir las unidades del reloj (el día y la noche con 24 horas) y la órbita del planeta Tierra, alrededor del Sol, (el año) se utiliza para definir las unidades del calendario con 365 días. Para fines científicos, los intervalos de tiempo son Como estamos comentando asuntos diversos que de alguna manera pueden estar relacionados con el tiempo, y comentamos también las diversas perspectivas y formas o enfoques de mirar el tiempo, no me puedo resistir aquí una reseña de lo que es el…

Es el tiempo que necesita el fotón (viajando a la velocidad de la luz, c, longitud de Planck. Está dado por segundos, donde G es la constante gravitacional (6’672 59 (85) ×10^-11 N m² kg^-2), ħ es la constante de Planck racionalizada (ħ = h/2π = 1’054589 × 10^-34 Julios segundo) y c es la velocidad de la luz (299.792.458 m/s).

El valor del tiempo del Planck es del orden de 10^-44 segundos. En la cosmología del Big Bang, Expresado en números corrientes que todos podamos entender, su valor es el de la fracción de 1 segundo, que es el tiempo que necesita el fotón para recorrer la longitud de Planck, de 10^-35 metros (veinte ordenes de magnitud menor que el tamaño del protón de 10^-15 metros).  El límite de Planck es L_p= √ ( G ħ / C³ )

Todo, Einstein, es relativo. Depende de la pregunta que se formule y de quién nos de la respuesta. Y, Fue por eso que Einstein se negó a aceptar las conclusiones que pudiesen llegar de un método científico tan abierto a errores relativos, enunciando así su ya conocida frase “No creo que Dios juegue a los dados con nosotros”.

Sin embargo, la Teoría Cuántica siguió adelante y hemos llegado a lo que hemos llegado. Hoy podemos explicar algunos de los más especiales fenómenos de

Si hasta casi 1930 las únicas partículas realmente conocidas eran los electrones y los fotones, a partir de entonces comenzaron a descubrirse teóricamente más tipos de ellas, y experimentalmente a lo largo de las décadas siguientes. Hoy son cientos las partículas conocidas y sabemos las funciones que cada una de ellas tiene asignado, sus vidas medias, sus masas y cargas, sus espines, y, en definitiva, podemos estar orgullosos de conocer, en gran medida, a los principales componentes de la mate3ria que nos rodea y podemos ver y detectar por medio de su radiación elecdtromagnética. Incluso, estamos buscando partículas profundamente escondidas, unas pueden estar en los océanos de Higgs, como el dicho Bosón que supuestamente le da masa a las demás partículas, y, otras, como el gravitón, No pocas veces nos olvidamos de que todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, y, así, una estrella está compuesta de partículas pequeñísimas que juntas hace ese todo descomunal que brilla en el cielo y emite luz y calor al espacio que la circunda. Hay estrellas, como VY Canis Majoris cuyo diámetro es de entre ~ 3,600 a 4,200 D☉, su radio podría extenderse mas allá de la órbita de saturno, alrededor de 9 UA.

Lo cierto es que para las estrellas supermasivas, cuando llegan al final de su ciclo y dejan de brillar por agotamiento de su combustible nuclear, en ese preciso instante, el tiempo se agota para ella. Cuando una estrella pierde el equilibrio existente entre la energía termonuclear (que tiende a expandir la estrella) y la fuerza de gravedad (que tiende a comprimirla), al quedar sin oposición esta última, la estrella supermasiva se contrae aplastada bajo su propia masa. Queda comprimida hasta tal nivel que llega un momento que desaparece, para convertirse en un agujero negro, una singularidad, donde dejan de existir el “tiempo” y el espacio. A su alrededor nace un horizonte de sucesos, que si se traspasa se es engullido por la enorme gravedad del agujero negro, y, es precisamente cuando se forma ese singularidad es.

En fin amigos, ¡es todo tan complej0!

emilio silvera

 « En el Interior del Sol

                                                       Laboratorio estelar, la cuna de los mundos.

me sumerjo en los misterios y maravillas que encierra el universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, y, esa presencia invisible que permea todo el espacio y que se ha dado en denominar océano y campos de Higgs, allí donde reside esa clase de energía exótica, ese éter que, en definitiva hace que el Universo funcione tal como lo podemos ver. Existen muchos parámetros del Cosmos que aún no podemos comprender y que, de momento, sólo sabemos presentir, es como si pudiéramos ver la sombra de algo que no sabemos lo que es.

Todo el Universo conocido nos ofrece una ingente cantidad de objetos que se nos presentan en formas de estrellas y planetas, extensas nebulosas formadas por explosiones de supernovas y que dan lugar al nacimiento de nuevas estrellas, un sin fin de galaxias de múltiples formas y colores, extraños cuerpos que giran a velocidades inusitadas y que alumbran el espacio como si de un faro se tratara, y, objetos de enormes masas y densidades infinitas que no dejan escapar ni la luz que es atrapada por su fuerza de gravedad.

                                                              Ya nos gustaría saber qué es todo lo que observamos en nuestro Universo

Sin embargo, todo eso, está formado por minúsculos e infinitesimales objetos que llamamos quarks y leptones, partículas elementales que se unen formar toda esa materia que podemos ver y que llamamos Bariónica pudiendo ser detectada porque emite radiación. Al contrario ocurre con esa otra supuesta materia que llamamos oscura y que, al parecer, impregna todo el universo conocido, ni emite radiación ni sabemos a ciencia cierta de qué podrá estar formada, y, al mismo tiempo, existe también una especie de energía presente también en todas partes de la que tampoco podemos explicar mucho.

Pensemos por ejemplo que un átomo tiene aproximadamente 10^-8 centímetros de diámetros. En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos, casi en mutuo. La densidad de los sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los distintos átomos.

Isaac Asimov en uno de sus libros nos explicó que,  los sólidos ordinarios, el denso es el hidrógeno solidificado, con una densidad de 0’076 gramos por cm³. El más denso es un metal raro, el osmio, con una densidad de 22’48 gramos/cm³. Si los átomos fuesen bolas macizas e incompresibles, el osmio sería el material más denso posible, y un centímetro cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho toneladas.

Ese puntito blanco del centro de la Nebulosa planetaria, es mucho más denso que el osmio, es una enana blanca, y, sin embargo, no es lo más denso que en el Universo podemos encontrar. Cualquier estrella de neutrones es mucho más densa y, no hablemos de los agujeros negros, de su singularidad.

Pero los átomos no son macizos. El físico neozelandés experimentador por excelencia, Ernest Ruthertord, demostró en 1909 que los átomos eran en su mayor espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99’9% de la masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada en el centro: el núcleo atómico.

El núcleo atómico tiene un diámetro de unos 10^-15 cm (aproximadamente 1/100.000 del propio átomo). Si los átomos de una esfera de materia se pudieran estrujar el punto de desplazar todos los electrones y dejar a los núcleos atómicos en mutuo, el diámetro de la esfera disminuiría hasta un nivel de 1/100.000 de su tamaño original. De manera análoga, si se pudiera comprimir la Tierra hasta dejarla reducida a un balón de núcleos atómicos, toda su materia quedaría reducida a una esfera de unos 130 metros de diámetro. En esas mismas condiciones, el Sol mediría 13’7 km de diámetro en lugar de los 1.392.530 km que realmente mide. Y si pudiéramos convertir toda la materia conocida del universo en núcleos atómicos en contacto, obtendríamos una esfera de sólo algunos cientos de miles de km de diámetro, que cabría cómodamente dentro del cinturón de asteroides del Sistema Solar.

El calor y la presión que reinan en el centro de las estrellas rompen la estructura atómica y permiten que los núcleos atómicos empiecen a empaquetarse unos junto a otros. Las densidades en el centro del Sol son mucho más altas que la del osmio, pero como los núcleos atómicos se mueven de un lado a otros sin impedimento alguno, el material sigue siendo un gas.  Hay estrellas que se componen casi por entero de tales átomos destrozados.  La compañera de la estrella Sirio es una “enana blanca” no mayor que el planeta Urano, y sin embargo tiene una masa parecida a la del Sol.

Los núcleos atómicos se componen de protones y neutrones. Ya hemos dicho antes que todos los protones tienen carga eléctrica positiva y se repelen sí, de modo que en un lugar dado no se pueden reunir más de un centenar de ellos. Los neutrones, por el contrario, no tienen carga eléctrica y en adecuadas pueden estar juntos y empaquetados un enorme número de ellos para formar una “estrella de neutrones”. Los púlsares, según se cree, son estrellas de neutrones en rápida rotación.

Estas estrellas se forman cuando las estrellas de 2 – 3 masas solares, agotado el combustible nuclear, no pueden fusionando el hidrógeno en helio, el helio en oxígeno, el oxigeno en carbono, etc, y explotan en supernovas. Las capas exteriores se volatilizan y son expulsados al espacio; el resto de la estrella (su mayor parte), al quedar a merced de la fuerza gravitatoria, es literalmente aplastada bajo su propio peso hasta tal punto que los electrones se funden con los protones y se forman neutrones que se comprimen de manera increíble hasta que se degeneran y emiten una fuerza que contrarresta la gravedad, quedándose estabilizada como estrella de neutrones.

El Gran Telescopio Canarias (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), ha obtenido imágenes de una profundidad “sin precedentes” de una estrella de neutrones del magnetar, de las que se conocen seis. Si el Sol se convirtiera en una estrella de neutrones, toda su masa quedaría concentrada en una pelota cuyo diámetro sería de 1/100.000 del actual, y su volumen (1/100.000)³, o lo que es lo mismo 1/1.000.000.000.000.000 (una milmillonésima) del actual. Su densidad sería, por tanto, 1.000.000.000.000.000 (mil billones) de veces superior a la que tiene .

La densidad global del Sol hoy día es de 1’4 gramos/cm³. Una estrella de neutrones a partir del Sol tendría una densidad que se reflejaría mediante 1.400.000.000.000.000 gramos por cm³. Es decir, un centímetro cúbico de una estrella de neutrones llegar a pesar 1.400.000.000 (mil cuatrocientos millones de toneladas). ¡Qué barbaridad!

Imagen captada por el telescopio Hubble de la galaxia NGC 3393. El núcleo de la galaxia, donde se encuentra la pareja de agujeros negros se puede ver encuadrado (NASA). Está claro que lo que se dice ver a los agujeros negros… Nadie los ha podido ver y, sólo hemos podido captar su presencia por los fenómenos que a su alrededor ocurren en la emisión inusual de radiación y el comportamiento de la materia circundante.

Poemos decir que objetos tan fascinantes como éstos (estrellas enanas blancas, de neutrones y agujeros negros), son los que nos muestran estados de la materia más densos que hemos podido llegar a conocer y que se forjan en la propia Naturaleza mediante transiciones de fase que se producen mediante los mecanismos de las fuerzas que todo lo rigen. Cuando hablamos de las cosas del universo estamos hablando de cosas muy grandes. Cualquiera se podría preguntar, por ejemplo: ¿hasta cuándo podrá mantener el Sol la vida en la Tierra? Está claro que podrá hacerlo mientras radie energía y nos envie luz y calor que la haga posible tal como la conocemos.

Como ya explicamos antes, la radiación del Sol proviene de la fusión del hidrógeno en helio. Para producir la radiación vertida por el sol se necesita una cantidad ingente de fusión: cada segundo tienen que fusionarse 654.600.000 toneladas de hidrógeno en 650.000.000 toneladas de helio  (las 4.600.000 toneladas restantes se convierten en energía de radiación y las pierde el Sol para siempre. La ínfima porción de energía que incide sobre la Tierra basta para mantener toda la vida en nuestro planeta).

Los rayos del Sol que envían al planeta Tierra su luz y su calor, también parte del Universo, al mismo tiempo que hace posible la vida en un planeta maravilloso que es el habitat de millones de especies, unas más inteligentes que otras en relación al roll que, a cada una, le tocó desempañar.

Nadie diría que con este consumo tan alto de hidrógeno por segundo, el Sol pudiera durar mucho tiempo, pero es que ese cálculo no tiene encuenta el enorme tamaño del Sol. Su masa totaliza 2.200.000.000.000.000. 000.000.000.000 (más de dos mil cuatrillones) de toneladas. Un 53% de esta masa es hidrógeno, lo cual significa que el Sol contiene en la actualidad una cantidad de 1.166.000.000.000.000.000.0000.0000.000 toneladas.

Para completar diré que el resto de la masa del Sol es casi todo helio. Menos del 0’1 por 100 de su masa está constituido por átomos más complicados que el helio. El helio es más compacto que el hidrógeno. En condiciones idénticas, un número dado de átomos de helio tiene una masa cuatro veces mayor el mismo número de átomos de hidrógeno. O dicho de otra manera: una masa dada de helio ocupa menos espacio que la misma masa de hidrógeno. En función del volumen – el espacio ocupado –, el Sol es hidrógeno en un 80 por ciento.

     Este podría ser nuestro Sol cuando en el pasado sólo era una protoestrella que se estaba formando

Si suponemos que el Sol fue en origen todo hidrógeno, que siempre ha convertido hidrógeno en helio al ritmo dicho de 4.654 mil toneladas  por segundo y que lo seguirá haciendo hasta el final, se calcula que ha estado radiando hace unos 4.000 millones de años y que seguirá haciéndolo durante otros cinco mil millones de años más. Pero las cosas no son tan simples. El Sol es una estrella de segunda generación, constituida a partir de gas y polvo cósmico desperdigado por estrellas que se habían quemado y explotado miles de millones de años atrás.  Así pues, la materia prima del Sol contenía ya mucho helio desde el principio, lo que nos lleva a pensar que el final puede estar algo más cercano.

Por otra parte, el Sol no continuará radiando exactamente al mismo ritmo que . El hidrógeno y el helio no están perfectamente entremezclados. El helio está concentrado en el núcleo central y la reacción de fusión se produce en la superficie del núcleo. Cuando el Sol se convierta en gigante roja… Nosotros tendremos que haber podido buscar la manera de salir de la Tierra para unicarnos en otros mundos, dado que, dicha fase del Sol, no permitirá la vida en nuestro planeta.

  Los planetas interiores serán engullidos por nuestro Sol y, la Tierra, quedará calcinada, sus océanos se evaporarán y toda la vida, desaparecerá

Las estrellas, todo en nuestro universo, tienen un principio y un final. La que en la imagen de arriba podemos contemplar, ha llegado al final de su ciclo, y, agotado su combustible nuclear, quedará a merced de la fuerza de la Gravedad que la convertirá en un objeto distinto del que fue durante su larga vida. Dependiendo de su masa,  las estrellas se convierten en enanas blancas -el caso del Sol-, estrella de neutrones o Agujeros negros.

La atracción gravitatoria de la Luna sobre la Tierra hace subir el nivel de los océanos a ambos lados de nuestro planeta y crea así dos abultamientos. A medida que la Tierra gira de oeste a este, estos dos bultos – de los cuales uno mira la Luna y el otro en dirección contraria – se desplazan de este a oeste alrededor de la Tierra. Al efectuar este desplazamiento, los dos bultos rozan contra el fondo de los mares poco profundos, como el de Bering o el de Irlanda. Tal rozamiento convierte energía de rotación en calor, y este consumo de la energía de rotación terrestre hace que el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje vaya disminuyendo poco a poco. Las mareas actúan como freno sobre la rotación de la Tierra, y como consecuencia de ello, los días terrestres se van alargando un segundo cada mil años.

Pero no es sólo el agua del océano lo que sube de nivel en respuesta a la gravedad lunar. La corteza sólida de la Tierra también acusa el efecto, aunque en medida menos notable. El resultado son dos pequeños abultamientos rocosos que van girando alrededor de la Tierra, el uno mirando la Luna y el otro en la cara opuesta de nuestro planeta. Durante ese desplazamiento, el rozamiento de una capa rocosa contra otra va minando también la energía de rotación terrestre. (Los bultos, claro está, no se mueven físicamente alrededor del planeta, sino que a medida que el planeta gira, remiten en un lugar y se forman en otro, según qué porciones de la superficie pasen por debajo de la Luna y sean atraídas por su fuerza de gravedad).

La Luna no tiene mares ni mareas en el sentido corriente. Sin embargo, la corteza sólida de la luna acusa la fuerte atracción gravitacional de la Tierra, y no hay que olvidar que ésta es 80 veces más grande que la Luna. El abultamiento provocado en la superficie lunar es mucho mayor que el de la superficie terrestre. Por tanto, si la Luna rotase en un periodo de 24 horas, estaría sometida a un rozamiento muchísimo mayor que la Tierra. Además, como nuestro satélite tiene una masa mucho menor que la Tierra, su energía total de rotación sería, ya de entrada, periodos de rotación iguales, mucho menor.

Así pues, la Luna, con una reserva inicial de energía muy pequeña, socavada rápidamente por los grandes bultos provocados por la Tierra, tuvo que sufrir una disminución relativamente rápida de su periodo de rotación.  Hace seguramente muchos millones de años debió de decelerarse hasta el punto de que el día lunar se igualó con el mes lunar. De ahí en adelante, la Luna siempre mostraría la misma cara el planeta Tierra.

Esto, a su vez, congela los abultamientos en un aposición fija. Unos de ellos miran hacia la Tierra desde el centro mismo de la cara lunar que nosotros vemos, mientras que el otro está apuntando en dirección contraria desde el centro mismo de la cara lunar que no podemos ver. Puesto que las dos caras no cambian de posición a medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, los bultos no experimentan ningún cambio ni tampoco se produce rozamiento alguno que altere el periodo de rotación del satélite. La luna continuará mostrándonos la misma cara indefinidamente; lo cual, como veis, no es ninguna coincidencia, sino la consecuencia inevitable de la gravitación y del rozamiento.

Durante unos ochenta años, por ejemplo, se pensó que Mercurio (el planeta más cercano al Sol y el más afectado por la fuerza gravitatoria solar) ofrecía siempre la misma cara al Sol, por el mismo motivo que la Luna ofrece siempre la misma cara a la Tierra. Pero se ha comprobado que, en el caso de este planeta, los efectos del rozamiento producen un periodo estable de rotación de 58 días, que es justamente dos tercios de los 88 días que constituyen el período de revolución de Mercurio alrededor del Sol.

Hay tantas cosas que aprender que el corto tiempo que se nos permite estar aquí es totalmente insuficiente conocer todo lo que nos gustaría. ¿Hay algo más penoso que la ignorancia? Continuemos pues aprendiendo cosas nuevas.

En alguna ocasión dejé una reseña de lo que se entiende por entropía y así sabemos que la energía sólo puede ser convertida en cuando    dentro del sistema concreto que se esté utilizando, la concentración de energía no es uniforme. La energía tiende entonces a fluir desde el punto de mayor concentración al de menor concentración, hasta establecer la uniformadad. La obtención de trabajo a partir de energía consiste precisamente en aprovechar este flujo.

El agua de un río está más alta y tiene más energía gravitatoria en el manantial del que mana en lo alto de la montaña y menos energía en el llano en la desembocadura, donde fluye suave y tranquila. Por eso fluye el agua río abajo el mar (si no fuese por la lluvia, todas las aguas continentales fluirían montaña abajo hasta el mar y el nivel del océano subiría ligeramente. La energía gravitatoria total permanecería igual, pero estaría distribuida con mayor uniformidad).

Una rueda hidráulica gira gracias al agua que corre ladera abajo: ese agua puede realizar un . El agua sobre una superficie horizontal no puede realizar trabajo, aunque esté sobre una meseta muy alta y posea una energía gravitatoria excepcional. El factor crucial es la diferencia en la concentración de energía y el flujo hacia la uniformidad.

Esta imagen que lleva el de “Noche cristalina” fue tomada en abril de 2008 en la mina de Río Tinto, en (Huelva) España. Foto: J. Henry Fair/Cortesía: Galería Gerald Peters

Y lo mismo reza para cualquier clase de energía. En las máquinas de vapor hay un depósito de calor que convierte el agua en vapor, y otro depósito frío que vuelve a condensar el vapor en agua. El factor decisivo es esta diferencia de temperatura. Trabajando a un mismo y único nivel de temperatura no se puede extraer ningún , por muy alta que sea aquella.

El término “entropía” lo introdujo el físico alemán Rudolf J. E. Clausius en 1.849 para representar el grado de uniformidad con que está distribuida la energía, sea de la clase que sea. Cuanto más uniforme, mayor la entropía. Cuando la energía está distribuida de manera perfectamente uniforme, la entropía es máxima para el sistema en cuestión. El Tiempo, podríamos decir que es el portador de una compañera que, como él mismo, es inexorable. La entropía lo cambia todo y, en un Sistema cerrado (pongamos el Universo), la entropía siempre crece mientras que la energía es cada vez menor. Todo se deteriora con el paso del tiempo.

Marzo de 2009, Carolina del Sur, Estados Unidos. Lo que vemos son los desechos de cenizas de carbón en una planta generadora de electricidad. Foto: J. Henry Fair/Cortesía: Galería Gerald Peters. De la misma manera, en el Universo, se producen transiciones de fase que desembocan en el deterioro de los objetos que lo pueblan. Nunca será lo mismo una estrella de 1ª generación que una de 3ª y, el material del que están compuestas las últimas serán más complejos y cada vez, tendrán menor posibilidad de convertirse en Nebulosas que sean capaces de crear nuevas estrellas.

Clausius observó que cualquier diferencia de energía dentro de un sistema tiende siempre a igualarse por sí sola. Si colocamos un objeto caliente junto a otro frío, el calor fluye de manera que se transmite del caliente al frío hasta que se igualan las temperaturas de ambos cuerpos. Si tenemos dos depósitos de agua comunicados sí y el nivel de uno de ellos es más alto que el otro, la atracción gravitatoria hará que el primero baje y el segundo suba, hasta que ambos niveles se igualen y la energía gravitatoria quede distribuida uniformemente.

      Considerado Sistema Cerrado, la Entropía no deja de aumentar en nuestro Universo a medida que el Tiempo transcurre

Clausius afirmó, por tanto, que en la naturaleza era regla general que las diferencias en las concentraciones de energía tendían a igualarse. O dicho de otra manera: que la entropía aumenta con el tiempo. El estudio del flujo de energía desde puntos de alta concentración a otros de baja concentración se llevó a cabo de modo especialmente complejo en relación con la energía térmica. Por eso, el estudio del flujo de energía y de los intercambios de energía y recibió el nombre de “termodinámica”, que en griego significa “movimiento de calor”.

Con anterioridad se había llegado ya a la conclusión de que la energía no podía ser destruida ni creada. Esta regla es tan fundamental que se la denomina “primer principio de la termodinámica”. Sin embargo, cuando la entropía ataca, la energía puede quedar congelada e inservisble. La idea sugerida por Clausius de que la entropía aumenta con el tiempo es una regla general no menos básica, y que denomina “segundo principio de la termodinámica.”

Según este segundo principio, la entropía aumenta constantemente, lo cual significa que las diferencias en la concentración de energía también van despareciendo. Cuando todas las diferencias en la concentración de energía se han igualado por completo, no se puede extraer más , ni pueden producirse cambios.

¿Está degradándose el universo?

Bueno, todos sabemos que el Universo evoluciona y, como todo, con el paso del tiempo cambia. Lo que hoy es, mañana no será. Existe una pequeña ecuación:   S = k log W que, aunque pequeña y sencilla, es la mayor aportaciópn de Boltzmann y una de las ecuaciones más importantes de la Física. El significado de las tres letras que aparecen (aparte la notación para el logaritmo es el siguiente: S es la entropía de un Sistema; W el número de microestados posibles de sus partículas elementales y k una constante de proporcionalidad que hoy día recibe el de constante de Boltzmann y cuyo valor es k = 1,3805 x 10^-23 J(K (si el logaritmo se toma en base natural). En esta breve ecuación se encierra la conexión entre el micromundo y el macromundo, y por ella se reconoce a Boltzmann como el padre de la rama de la Física comocida como Mecánica Estadistica.

Pero esa, es otra historia.

emilio silvera

No existe una buena definición de la Ciencia. Algunas Sociedades Científicas se decidieron a dejar la suya propia pero, nunca quedaron satisfechos, ya que, si la definición era muy amplia, podría colarse en ella pseudociencias tales como ; si la hacían demasiado restrictiva, podrían quedar excluidos temas como la teoría de cuerdas, la biología evolutiva e incluso la Astronomía.

lo que este simple comentario trata de reflejar, bastaría decir que la Ciencia es un estudio lógico y sistemático de la Naturaleza y del mundo físico que abarca todo el Universo y todo lo que dentro de él está presente. Generalmente incluye tanto experimento como teorías que son verificadas por aquellos.

 ’El túnel de la ciencia’, en el Museo de Artes e Historia del Forum Cultural de Guanajuato. México

La ciencia (del Latín scientia “conocimiento”) es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados, y susceptibles de ser articulados unos con otros formar un todo en un entendimiento “general” de la Naturaleza del Universo.

Aunque la definición pueda resultar algo floja, es, sin embargo un compendio general de lo que entendemos por ciencia. Más arriba escribo “generalmente” en cursiva, porque si planteáramos una exigencia absoluta de experimentos, tendríamos que excluir la Astronomía, la más antigua de todas las ciencias, ya que no es posible recrear nuevas estrellas o galaxias en Laboratorio, ni escenificar la creación del sistema solar. Sin embargo, en Astronomía las observaciones son a menudo tan valiosas los mismos experimentos. El Cometa Halley regresa con una regularidad sorprendente; el Sol sale cada mañana.

El filósofo Karl Popper añadió el requisito de la “refutación” La Ciencia es refutable; la Religión no lo es. Una Teoría o una Ley científica nunca pueden ser demostradas de manera absoluta; de ahí que sea posible refutarlas. Por ejemplo, Newton dijo que la fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración (D = ma). No podemos demostrar que todos los objetos de todas las galaxias obedecen ley o que todos los objetos obedecerán siempre esta Ley. Sin embargo, para demostrar la falsedad de esta Ley bastaría un solo experimento. (Albert Einstein y varios expertos en física cuántica han demostrado que algunos de los conceptos de Newton son erróneos.) Por lo tanto, los científicos deben proponer sólo teorías que puedan ser refutadas, tal como afirmó Popper. Estas Teorías han de ser comprobables. No existe tal requisito en el caso de la Religión, en la que prevalece la fe a ciegas.

La Mente Humana está en conexión con el Universo

Dicho esto, sigue habiendo problemas con la definición. , por ejemplo, es refutable. Si nuestros astrólogos nos dicen que nos encontraremos con una guapa extranjera el martes, esto puede comprobarse. Por otra parte, la teoría de las supercuerdas, planteada por algunos físicos como la “teoría del todo”, requeriría un acelerador de partículas con un diámetro de diez años-luz para poder refutarla. La mayor parte de la Biología evolutiva tampoco puede comprobarse experimentalmente. No se puede reproducir la evolución de una especie, ni recrear los dinosaurios comenzando con un animal unicelular. Si aplicamos la regla de la refutación demasiado estrictamente, tendremos que incluir la astrología en el campo de la ciencia y excluir la biología evolutiva, la teoría de cuerdas e incluso quizá la Astronomía.

En consecuencia, es mejor que no nos tomemos demasiado en serio lo de la “refutación” del filósofo de la Ciencia, ya que, de otro modo, podríamos vernos obligados a excluir toda la Ciencia de los antiguos griegos. Estos no sólo eludían el experimento, sino que abominaban de ellos, confiando en que la razón estaba por encima de la evidencia empírica.

Yo, sí he llegado a tener mi propia definición de la Ciencia: “Es el estudio que nos lleva, a través de la observación y el experimento, a la verdadera realidad de la Naturaleza, y, ello, utilizamos nuestra imaginación para construir modelos y teorías que nos acerquen a esa verdad que presentimos y tratamos de desvelar”.

Los que bebemos de la Ciencia, sentimos que Dios se aleja más y más. Sin embargo, no podemos dejar de sentir que, de alguna manera, algo superior nos vigila, yo lo achaco a ese miedo ancestral que, siempre, hemos tenido por lo desconocido y que, inmerso en una profunda ignorancia, no pocas veces hemos querido explicar mediante causas “divinas”, y, sin embargo, cuando, finalmente, hemos dado con las respuestas, estas eran de este mundo y, siempre, eran respuestas lógicas que la Naturaleza nos ofrecía y que no sabíamos compreneder.“ ¿El Creador? Es el Universo con sus complejos sistemas de ritmos y energías el que nos lleva hacia ese futuro que deseamos alcanzar. No existe ningún creador.

Bueno, la definición que de la Ciencia que hago y reseño encima de la imagen de arriba, no será perfecta pero, cumplir los objetivos propuestos es válida y suficiente aunque (como es el caso) le falten algunos matices.

Aquí, en página, siempre nos hemos limitado a aquellas disciplinas más estrictas: La Física, La Astronomía, La Cosmología, La Geología, La Química y La Tecnología, Sin olvidar las matemáticas, ya que son indispensables para la Ciencia y están ineludiblemente conexionada con todas ellas que, de una u otra manera, las necesita para poder expresar, en su más alto grado, lo más profundo que esa Ciencia nos quiere decir. Es decir, las matemáticas son el lenguaje del que se vale la Ciencia para decir al mundo lo que realmente son en cada una de sus vertientes. He dejado aparte y sin querer tratar de ellas, las disciplinas más ligeras –La Antropología, La Agronomía, La Psicología, La Medicina y otras del mismo estilo o parecidas- para otros momentos.

Algo que nunca he tomado en consideración ha sido el pragmatismo de la Ciencia o la motivación de los científicos. Estas cuestiones se han utilizado a menudo para desacreditar las Ciencias no occidentales: sí es un bien hecho, pero no es “puro”, o, a la inversa, no resulta práctico. En cuanto a la motivación, muchos descubrimientos científicos fueron impulsados por la religión: los matemáticos árabes perfeccionaron el álgebra en parte para facilitar las leyes islámicas de la herencia, del mismo modo que los védicos de la India resolvieron raíces cuadradas para construir los altares de los sacrificios con unas dimensiones adecuadas. En estos casos la Ciencia estuvo al servicio de la religión, pero no obstante era Ciencia.

La ley de los epónimos de Stigler, formulada por el experto en estadística Stephen Stigler, afirma que ningún descubrimiento científico lleva el de su descubridor original. El periodista Jim Holt indica que la propia Ley Stigler confirma lo que dice, ya que Stigler admite que la Ley que lleva su nombre fue descubierta por otra persona, concretamente por Robert K. Merton, un especialista en Sociología de la Ciencia.

El área del cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo, es igual a la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre los catetos.

todos los casos en que se cumple la Ley de Stigler, el más famoso es el del Teorema de Pitágoras (a²+ b² = c², donde a y b son los lados perpendiculares y c es la hipotenusa). Jakob Bronowski escribe lo siguiente:

“Hasta la , el Teorema de Pitágoras sigue siendo el teorema más importante de todas las matemáticas. Esta afirmación puede parecer atrevida y extraordinaria, pero no es extravagante, ya que lo que el teorema de Pitágoras establece es una caracterización fundamental del espacio en que nos movemos y es en este teorema donde dicha caracterización se expresa por primera vez traducida a números. Además, el encaje exacto de los números describe las leyes exactas que rigen el universo. De hecho, se ha propuesto que los números correspondientes a las dimensiones de los triángulos rectángulos sean mensajes que podrían enviarse (de hecho se ha hecho) a planetas de otros sistemas estelares a modo de test, para comprobar si estos planetas tienen ocupación debida a seres dotados de vida racional.

Claro que el problema está en que, no fue Pitágoras el primero que propuso “su” teorema. Los hindúes, los egipcios y los babilonios utilizaban “tríos de números pitagóricos” para determinar ángulos rectos en la construcción de edificios. Un trío de números pitagóricos es un conjunto de tres números que representan las dimensiones de los lados de un triángulo rectángulo. El trío más habitual es 3 : 4 : 5 (3² + 4² = 5² o 9 + 16 = 25). Pitágoras “inventó” este teorema el año 550 a. C. Los Babilonios, según todos los indicios, ya habían catalogado quizá cientos de tríos antes del año 2000 a. C., en una época muy anterior a la de Pitágoras. Uno de los tríos que hallaron los babilonios tienen unos números tan enormes como: 3.367 : 3.456 : 4.825.”

El ojo humano tiene sus limitaciones para ver, sin embargo, la imaginación no tiene barreras y, a lo largo de la historia de la Humanidad se han dado pruebas de lo lejos que pueden llegar nuestros pensamientos.Los Babilonios, egipcios e Hindúes le dejaron un campo sembrado a Pitágoras que, en realidad, sólo tuvo que recoger la abundante cosecha. Él sí supo “ver”.

Ahí están y  existen indicios de que los babilonios utilizaron diversas técnicas algebraicas derivadas de la fórmula a² + b² = c². Lo que reconocerse como un logro de Pitágoras, que impresionó a muchos, fue la elaboración de una demostración geométrica del teorema…  El área del cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo, es igual a la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre los catetos.

Fue Euclides quien proclamó dos siglos más tardes la idea de que la demostración podía ser algo más importante que el propio teorema. Por consiguiente, las matemáticas no occidentales han quedado consideradas como unas matemáticas de segunda categoría debido a que se apoyan sobre una base empírica y no sobre demostraciones.

Ambos métodos son útiles. La Geometría euclidiana que aprendimos la mayoría de nosotros es axiomática. Parte4 de un axioma, es decir, una ley que se supone cierta, y los teoremas se deducen razonando de manera descendente a partir de ahí. Es deductiva y axiomática. Siglos más tarde, al-Hazin en Oriente y Galileo en Occidente contribuyeron a popularizar un método inductivo y empírico para la Ciencia, algo más parecido a lo que los babilonios, los egipcios y los hindúes habían utilizado. No se parte de suposiciones sino de y mediciones, para luego razonar de forma ascendente hacia verdades que recubren los datos conocidos. Lo que actualmente llamamos Ciencia es una materia que en su mayor parte es empírica. Cuando Isaac Newton recopiló relativos al paso de los cometas, a las lunas de Júpiter y de Saturno y a las mareas que se producían en el estudio del río Támesis para elaborar una gran síntesis en los Principia, estaba trabajando de una manera empírica e inductiva.

Las matemáticas son ligeramente diferentes, pero muchos matemáticos ven la necesidad de realizar tanto trabajos basados en las demostraciones como trabajos basados en las observaciones empíricas. Un caso puntero que podemos mencionar es el del gran matemático indio Srinivasa Ramanujan, cuyos “cuadernos perdidos” de anotaciones contienen el germen de la teoría de las supercuerdas y cuyos trabajos han sido utilizados para calcular el π hasta millones de dígitos en su parte decimal.

Uno de los secretos más profundos de la teoría de cuerdas, que aún no es bien comprendido, es por qué está definida sólo en diez, once y veintiséis dimensiones. Es ahí, donde la Teoría se hace fuerte y nos facilita la posibilidad de su desarrollo.

Si calculamos cómo se rompen y se vuelven a juntar las cuerdas en el espacio N-dimensional, constantemente descubrimos que pululan términos absurdos que destruyen las maravillosas propiedades de la teoría. Afortunadamente, estos términos indeseados aparecen multiplicados por (N-10). Por consiguiente, para hacer que desaparezcan estas anomalías, no tenemos otra elección cuántica que fijar N = 10. La teoría de cuerdas, de hecho, es la única teoría cuántica conocida que exige completamente que la dimensión del espacio-tiempo esté fijada en un único, el diez.

Por desgracia, los teóricos de cuerdas están, por el momento, completamente perdidos para explicar por qué se discriminan las diez dimensiones. La respuesta está en las profundidades de las matemáticas, en un área denominada funciones modulares (¿Las de Ramanujan?). Al manipular los diagramas de lazos de Kikkawa, Sakita y Virasoro creados por cuerdas en interacción, allí están esas extrañas funciones modulares en las que el 10 aparecen en los lugares más extraños. Estas funciones modulares son tan misteriosas como el hombre que las investigó, el místico del este. Quizá si entendiéramos mejor el de este genio indio, comprenderíamos por qué vivimos en nuestro universo actual.

Una partícula, una cuerda abierta y
una cerrada, describiendo sus órbitas en el
espacio-tiempo 4D.

El misterio de las funciones modulares podría ser explicado por quien ya no existe, Srinivasa Ramanujan, el hombre más extraño del mundo de los matemáticos. Igual que Riemann, murió antes de cumplir cuarenta años, y como Riemann antes que él, trabajó en total en su universo particular de números y fue capaz de reinventar por sí mismo lo más valioso de cien años de matemáticas occidentales que, al estar aislado del mundo en las corrientes principales de los matemáticos, le eran totalmente desconocidos, así que los buscó sin conocerlos. Perdió muchos años de su vida en redescubrir matemáticas conocidas.

Dispersas oscuras ecuaciones en sus cuadernos están estas funciones modulares, que figuran las más extrañas jamás encontradas en matemáticas. Ellas reaparecen en las ramas más distantes e inconexas de las matemáticas. Una función que aparece una y otra vez en la teoría de las funciones modulares se denomina (como ya he dicho otras veces) hoy día “función de Ramanujan” en su honor. Esta extraña función contiene un término elevado a la potencia veinticuatro.

La Teoría de cuerdas, para algunos, es como un revoltijo de números incomprensibles.

El 24 aparece repetidamente en la obra de Ramanujan. Este es un ejemplo de lo que las matemáticas llaman números mágicos, que aparecen continuamente donde menos se les esperan por razones que nadie entiende. Milagrosamente, la función de Ramanujan aparece también en la teoría de cuerdas. El número 24 que aparece en la función de Ramanujan es también el origen de las cancelaciones milagrosas que se dan en la teoría de cuerdas. En la teoría de cuerdas, cada uno de los veinticuatro modos de la función de Ramanujan corresponde a una vibración física de la cuerda. Cuando quiera que la cuerda ejecuta sus movimientos complejos en el espacio-tiempo dividiéndose y recombinándose, deben satisfacerse un gran número de identidades matemáticas altamente perfeccionadas. Estas son precisamente las entidades matemáticas descubiertas por Ramanujan. Puesto que los físicos añaden dos dimensiones más cuando cuentan el número total de vibraciones que aparecen en una teoría relativista, ello significa que el espacio-tiempo debe tener 24 + 2 = 26 dimensiones espacio-temporales.

Una interacción general cuerdas se puede representar como la suma de interacciones más “elementales”, empezando con el diagrama árbol que representa la interacción con la mayor probabilidad de ocurrir, seguida por las correcciones perturbativas, es decir, por los demás diagramas de la serie infinita.

Las cuerdas siguen siendo un misterio por desvelar, y, de momento, no podemos hacerlo. Estamos limitados a conjeturar y teorizar. Parece que Witten lleva razón cuando dice que es una teoría del futuro que se adelantó a su tiempo. No tenemos aceleradores de partículas tan potentes como para poder llegar a las cuerdas.

Para comprender este misterioso factor de dos (que añaden los físicos), consideramos un rayo de luz que dos modos físicos de vibración. La luz polarizada vibrar, por ejemplo, o bien horizontal o bien verticalmente. Sin embargo, un campo de Maxwell relativista A_µ tiene cuatro componentes, donde µ = 1, 2, 3, 4. Se nos permite sustraer dos de estas cuatro componentes utilizando la simetría gauge de las ecuaciones de Maxwell. Puesto que 4 – 2 = 2, los cuatro campos de Maxwell originales se han reducido a dos. Análogamente, una cuerda relativista vibra en 26 dimensiones. Sin embargo, dos de estos modos vibracionales pueden ser eliminados rompemos la simetría de la cuerda, quedándonos con 24 modos vibracionales que son las que aparecen en la función de Ramanujan.

           Srinivasa Ramanujan

Con tan solo doce años dominaba la trigonometría; unos años después se hizo con una copia del libro de George Carr <<A sinopsis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics>>. El libro contenía una lista de los 4.400 resultados clásicos de la matemática, pero sin demostraciones, así es que Ramanujan lo asumió como un reto. Durante los siguientes años se dedicó a fondo en este libro, y comenzó a llenar su libreta de resultados e ideas que no aparecían en el libro original. Al igual que Euler poseía un talento y una intuición excepcional, esto hacía que jugase y trasformarse las fórmulas conseguir nuevas perspectivas.

Cuando se generaliza la función de Ramanujan, el 24 queda reemplazado por el 8. Por lo tanto, el número crítico para la supercuerda es 8+2=10. Este es el origen de la décima dimensión que exige la teoría. La cuerda vibra en diez dimensiones porque requiere estas funciones de Ramanujan generalizadas para permanecer auto consistente. Dicho de otra manera, los físicos no tienen la menor idea de por qué 10 y 26 dimensiones se seleccionan como dimensión de la cuerda. Es como si hubiera algún tipo de numerología profunda que se manifestara en estas funciones que nadie comprende. Son precisamente estos números mágicos que aparecen en las funciones modulares elípticas los que determinan que la dimensión del espacio-tiempo sea diez.

En el análisis final, el origen de la teoría decadimensional es tan misterioso como el propio Ramanujan. Si alguien preguntara a cualquier físico del mundo por qué la naturaleza debería existir en diez dimensiones, estaría obligado a responder “no lo sé”. Se sabe en términos difusos, por qué debe seleccionarse alguna dimensión del espacio tiempo (de lo contrario la cuerda no puede vibrar de una cuánticamente autoconsistente), pero no sabemos por qué se seleccionan estos números concretos.

Quizá la respuesta a todo esto esté esperando a ser descubierta cuando alguien (algún genio matemático como Perelman) sea capaz de entender el contenido de los cuadernos perdidos de Ramanujan.

Está claro que, este simple comentario no explica lo que la Ciencia es y, desde luego, tendríamos que ir a una complejidad mucho más profunda y elevada para poder hablar de algunas ramas de la Ciencia que requieren de un nivel de comprensión de la Naturaleza que, de ninguna manera poseo. ¿Cómo he terminado este como lo he hecho? Empecé con una intención y, por el camino, como si tuviera vida propia, los pensamientos te llevan por otros senderos que, nunca habías pensado recorrer. ¡Qué cosas!

emilio silvera.