La gran obra de al-Razi fue el al-Hawi (El libro exhaustivo), una enciclopedia de veintitrés volúmenes de conocimientos médicos griegos, árabes, pre-islámicos, indios e incluso chinos. Dejó patente el ingente trabajo de este sabio del mundo Islámico de cuyos conocimientos y obras se sigue hablando en nuestros días.
El otro gran médico musulmán fue Ibn Sina, a quien conocemos mejor por su latinizado, Avicena. Al igual que al-Razi, Avicena escribió doscientos libros, destacando la obra más famosa al-Qanun (El canon) muy documentado e importante tratado.
Avicena, nacido en Bujara, Gran Jorasán, en 980 y muerto en Hamadán, 1037), publicó más de 450 volúmenes de medicina, geología, astronomía y química, dejándonos valiosa información sobre enfermedades respiratorias aún válidas actuamente. Su Canon de medicina fue el manual médico estándar utilizado en la Europa medieval durante cientos de años, señalaron Seyyed Hashemi y Mohsen Raza, dos investigadores iraníes que han estudiados las enseñanzas de Avicena sobre las enfermedades respiratorias. El texto original está ubicado en la Universidad de Ciencias Médicas de Teherán. Parte de la información es similar a lo que los médicos modernos creen, señalaron Hashemi y Raza. Avicena sugería 21 hierbas para tratar el trastorno respiratorio, varios de los cuales contienen analgésicos, compuestos antimicrobianos y anti-espasmódicos utilizados en la actualidad.
Alejandría, en el año 641, había caído en manos de los musulmanes que, durante muchos años había sido la ciudad capital-mundial de los estudios matemáticos, médicos y filósofos, y allí los musulmanes encontraron una ingente cantidad de libros y manuscritos griegos sobre estos temas. Posteriormente, entre el profesorado de la Casa de la Sabiduría encontramos a un astrónomo y matemático cuyo nombre, como el de Euclides, se convertiría en palabra de uso cotidiano en todo el mundo culto: Muhammad ibn-Musa al-khwarizmi.
La fama de al-khwarizmi descansa en dos libros, uno muchísimo más original que el otro. El volumen menos original se basa en el Sindhind, que es el nombre árabe del Brahmaghuta Siddhanta, el tratado de Brahmagupta que había llegado hasta la corte de al-Mansur y en el que se describen varios problemas aritméticos así comos los numerales indios. El de AL-khwarizmi se conoce hoy en una única copia, una traducción latina de un original árabe actualmente perdido.
El título latino de esta obra es de numero indorum (sobre el arte de contar indio), este es el responsable de la falsa impresión de que nuestro sistema numérico es de origen árabe. Al-khwarizmi no afirmó ser original en aquel sentido, sin embargo, la nueva notación terminaría siendo conocida la de al-khwarizmi o, de corrupta, algorismi, lo que al final daría lugar a la palabra “algoritmo”, que define una forma particular de calculo.
Pero Al-khwarizmi también es conocido el “padre del álgebra” y, ciertamente, su Hisab al-jabr wa’L mugabalah contiene más de ochocientos ejemplos y, se cree que tiene su origen en complejas leyes islámicas relativas a la herencia.
En el al-jabr, Al-khwarizmi introduce la idea de representar una cantidad desconocida por un símbolo, como la x, y dedica seis capítulos a resolver los seis tipos de ecuaciones que conforman las tres clases de cantidades: raíces, cuadrados y números.
El al-jabr de Al-khwarizmi ha sido considerado tradicionalmente como la primera obra de Algebra. Sin embargo, un manuscrito hallado en Turquía a finales del pasado siglo XX pone en duda tal mérito. Se titula Necesidades lógicas en las ecuaciones mixtas, el texto se ocupa más o de los mismos temas y resuelve algunas de las ecuaciones exactamente de la misma manera. Por tanto, parece que un manuscrito se basó en otro, aunque nadie sabe cuál fue el primero.
Retrato de “Geber” del siglo XV, Codici Ashburnhamiani 1166, Biblioteca Medicea Laurenziana, Florencia.
En las ciencias químicas, la personalidad árabe más destacada fue Jabir ibn-Hayyan, conocido en Occidente como Geber, y quien vivió en al-Kufah en la segunda mitad del siglo VIII. Como todos en la época, él también estaba obsesionado con la alquimia y, en particular, por la posibilidad de convertir los metales en oro (algo que Jabir pensaba podía conseguir mediante una misteriosa sustancia aún no descubierta, a la que llamó, el aliksir (de donde proviene la palabra “elixir”). Los alquimistas también creían que su disciplina era la “ciencia del equilibrio” y que era posible producir metales preciosos mediante la observación (y mejoramiento) de los métodos de la naturaleza mediante la experimentación y, es legitimo considerar a Jabir uno de los fundadores de la química.
Paralelamente a esto, Al-Razi ofreció una clasificación sistemática de los productos de la naturaleza. Dividió las sustancias minerales en espíritus (mercurio, sal amoníaco), sustancias (oro, cobre, hierro), piedras (hermatites, óxido de hierro, vidrio, malaquita), vitriolos (alumbre), Góraxes y sales. A estas sustancias “naturales” añadió las “artificiales”: el cardenillo, el cinabrio, la soda cáustica, las aleaciones. al-Razi también creía en lo que podríamos denominar investigación de laboratorio y desempeñó un importante papel en la separación de la química propiamente dicha de la alquimia.
Así como el mundo creado por Dios era perfecto y el “arte” sólo podía aspirar a ser “ornamento”, una de adornar la creación original a ser “ornamento”, una forma de adornar la creación original de Dios, la filosofía, falsafah, era un conocimiento de ese mundo restringido por la propia capacidad del hombre para entenderlo por sí mismo. Dicho de otra manera, la falsafah era, inevitablemente y por definición, un saber limitado:
“la revelación siempre sería superior a la razón”
Al igual que ocurrió con la ciencia, la filosofía árabe era básicamente la filosofía griega, modificada por ideas indias y orientales y expresada en lengua árabe. A Los bukuma, los sabios, que practicaban la falsafah, se oponían los mutakallim, los teólogos que practicaban la kalam, teología.
Distintos nombres, distintos lugares y épocas diferentes que, en definitiva, siempre nos cuentan lo mismo: la lucha de la Humanidad por conquistar los conocimientos y los hombres que lo hicieron posible que, no siempre, recorrieron un camino de rosas para conseguirlo (Galileo es un buen ejemplo.
La ciencia y la filosofía islámica fueron con frecuencia obra de sirios, persas y judíos. Sin embargo, su teología, incluida la ley canónica, fue principalmente obra árabe, lo que no quita que se inspiraron en otras foráneas como impulsó el mismo Mahoma con su famoso dicho: “busca la sabiduría aunque esté en China”. Lo que llevó a innumerables estudiosos musulmanes a emprender largos viajes a la búsqueda de conocimiento, de tal manera se consideraban estos intrépidos buscadores del saber que, quien perdía la vida en el empeño era considerado mártir.
No creo que sea este el sitio ni el de ocuparnos del Corán y de Alá. El estudio del Corán dominaba la enseñanza en las escuelas del antiguo mundo musulmán y, el núcleo curricular, como lo denominaríamos hoy, consistía en la memorización del Corán y de los hadith, junto con el aprendizaje de la escritura y las matemáticas.
El mundo islámico daría para mucho más, y muchos más son las personajes que podríamos nombrar aquí. Sin embargo, creo cumplido el objetivo y aquí dejo un sencillo esbozo de lo que fue. Al final del camino, si profundizamos en el pasado, tendríamos que convenir con las palabras de aquel poeta:
La materia se presenta en el universo de múltiples formas. … Parte de esa materia tiene una curiosa propiedad: si la dividimos en dos por cierto sitio, las dos mitades son iguales; o, lo que es lo mismo, se ven iguales desde un lado y desde otro. Es lo que llamamos simetría.
“El Universo esta construido según un plan cuya profunda simetría está presente de algún modo en la estructura interna de nuestro intelecto.”
Paul Valéry
De todos lo que hemos hablado, los personajes nombrados y el conjunto que nos quiere llevar hacia lo que fue la filosofía islámica que, hasta donde podemos saber, está bastante influenciada por otros pueblos. Filosofía islámica como su lo indica se refiere a la actividad filosófica en el entorno islámico. Las principales fuentes de la filosofía islámica clásica o temprano son la religión del Islam en sí mismo (sobre todo las ideas derivadas e interpretado desde el Corán ), la filosofía griega que los primeros musulmanes hereda como resultado de las conquistas cuando Alejandría, Siria y Jundishapur estuvo bajo el dominio musulmán, a lo largo de con pre-islámica la filosofía india y la filosofía iraní . Muchos de los primeros debates filosóficos en torno a la conciliación de la religión y la razón, el último ejemplo de la filosofía griega. Un aspecto que se destaca en la filosofía islámica es que la filosofía en el Islam viaja ancho, vuelve a conformarse con el Corán y la Sunna.
Sería de justicia reconocer que, el Islam nos aportó mucho de los conocimientos que ahora podemos disfrutar, y, su ingente obra de copiar los textos griegos, chinos, hibdúes y persas (entre otros), pudo preservar la cultura durante más de mil años, durante los que la Inquisición de la Edad Media, hizo todo lo posible por destruir el saber del mundo que no conectaba con sus creencias religiosas de aquella Iglesia retrógrada.
Acordáos de lo que aquí mismo conté sobre la Casa de la Sabiduría en Bagdad.
No todos saben de los árabes y su labor impagable al traducir antiguos textos del pensamiento griego, aquellas traducciones del siglo VIII en Bagdad, en la Casa de la Sabiduría, la tradición cultural de regiones fronterizas como la persa sasánida y la bizantina. Gassames en el nordeste y lajmíes al oeste, eran vecinos de los persas y de los bizantinos. Es de suponer que estos contactos de índole comercial y político dieran lugar a una circulación de ideas y prácticas científicas en la época. Allí comenzó todo y más tarde con la llegada del Islam, llegaron las conquistas y los conocimientos se traspasaron a la Península Ibérica: Toledo y Córdoba fueron las ciudades receptoras de toda aquella cultura que allí se extendió por todo el resto de Europa.
La Casa de la sabiduría o Casa del saber fue una biblioteca y un centro de traducciones establecido durante la época del Califato Abasí, en Bagdad, Irak. Fue una institución clave en el Movimiento de traducción, considerada como el mayor centro intelectual durante la Edad de Oro del Islam. La Casa de la sabiduría fue una sociedad fundada por el Califa Harún al-Rashid, que culminó con su hijo Mamun, que reinó durante 813-833 d.C. y a quien se le acredita la institución. A Mamun también se le adjudica el haber atraído muchos eruditos conocidos para compartir información, ideas y cultura a la Casa de la sabiduría basada en Bagdad entre los siglos IX y XIII; varios de los maestros musulmanes más eruditos formaron parte de este importante centro educativo. Tenía el doble propósito de traducir libros del persa al árabe y de preservar los libros traducidos.
La huella árabe fue profunda
Durante el reino de Mamun, se establecieron observatorios, y la Casa fue el centro de estudio indiscutido de las humanidades y las ciencias en el Islam medieval, incluyendo matemáticas, astronomía, medicina, alquimia y química, zoología y geografía y cartografía. Basados en textos persas, indios y griegos, incluyendo Pitágoras, Platón, Aristóteles, Hipócrates, Euclides, Plotino, Galeno, Suhruta, Cháraka, Aryabhta y Brahmagupta, los estudiosos acumularon una gran colección de saber mundial, y desarrollaron sobre esas bases sus propios descubrimientos. Bagdad era conocida como la ciudad más rica del mundo y centro de desarrollo intelectual del momento, tenía una población de más de un millón de habitantes, la más poblada de su época.
Durante la Edad Media los árabes tradujeron los conocimientos procedentes de la India, de Persia y de la Grecia antigua, transfiriéndolos a Europa a través de la ocupación árabe de España. Los antiguos romanos no habían mantenido viva la investigación científica de los griegos, y la Europa Medieval, que no tuvo con los clásicos, cultivó escasa tradición científica propia. Se podría decir que, la Iglesia, durante más de mil años, sepultó la cultura en los más oscuros sótanos de las Iglesias, o, por otro lado, quemó cuantos libros podían descubrir y que hablaran del movimiento de la Tierra y de la existencia de otros mundos.
Por aquello época, el Centro del saber científico estaba en Alejandría (en los límites de Bizancio, que más tarde se convertiría al cristianismo) y sus artífices fueron personas que hablaban árabe, sirio y hebreo. Entre los siglos VI y VIII en Oriente Medio incluso se olvidaron los conocimientos griegos y predominaron los orientales. Los centros intelectuales se situaban en el califato abasí de Bagdad, en Damasco y en El Cairo. En el siglo X esplendor se trasladó hacia Córdoba y Toledo en la España árabe.
Los árabes dejaron en España muestra de su refinamiento. La Mezquita de Córdoba es una muestra junta a la Alhambra de Granada abajo, donde se muestra la plaza con la fuente de los leones. El refinamiento y el sonido del del correr del agua cantarina es la música de fondo del lugar.
Como ya hemos contado, gran parte del progreso científico islámico de la Edad Media se basó en el trabjo de dos hombres: al-Biruni y Avicena, que fueron ambos unos grandes eruditos y científicos del siglo X. Al-Biruni (973-1048) nació en el estado de Jwarizmi, en la Persia oriental, y creció hablando el dialecto jwarizmi, la lengua persa y el árabe. Fue educado por un astrónomo y matemático. En el norte de Persia (Uzbekistán) al-Biruni aprendió el sánscrito y estudió minerales China e India hasta Bizancio. Su obra estableció un vínculo decisivo entre el saber hindú y el árabe.
Nacido en Bujará, en Asia Central. Avicena (arriba) conocido también como Ibn-Sina (980-1037), vivió la mayor de su vida en lo que actualmente es Irán. A los dieciséis años llegó a ser médico. Se dice que al final de su vida comentó que había aprendido ·todo lo que sabía” a los dieciocho años, cuando estaba estudiando psicología, química, astronomía, farmacología. Fue prolífico traductor de Aristóteles, pero, lo que aquí nos ocupa, es conocido sobre todo por su obra De Congelatione et Conglutatione Lapidum (Sobre la Congelación y conglutinación de las piedras), un comentario sobre la obra de Aristóteles. Afirmó que los meteoritos vienen del espacio y caen en la Tierra. Aristóteles sostenía que se originaban en la Tierra y eran lanzados a los cielos por el viento.
Hay cosas que no conviene olvidar para que podamos dar a cada cual lo que merece y, de esa manera, con el conocimiento de causa suficiente, poder saber a quien debemos agradecer algunas de las cosas de las que hoy, podemos disfrutar.
Los cuásares están entre los objetos más distantes en el universo. La palabra cuásar o “quásar” es una contracción de las palabras “quasi” y “stellar”, por ello son llamados así por su apariencia estelar. El cuásar más lejano hasta ahora es SDSS 1030 +0524 y se halla a unos 13000 millones de años-luz de distancia apenas unos 700 millones después de nacer el universo. La medición de la distancia de estos objetos se toma de la velocidad de alejamiento que presentan, dato que nos lo da el desplazamiento al rojo (z). Se cree que un cuásar nace cuando se fusionan dos galaxias y sus agujeros negros centrales quedan convertidos en este potente y energético objeto.
El cuásar 3C191 fue localizado con un desplazamiento al rojo de 1,95 y por eso su luz salió cuando el universo tenía sólo una quinta parte de su edad actual, hace casi once mil millones de años, llevando información codificada sobre el valor de la constante de estructura fina en ese momento. Con la precisdión de las medidas alcanzables entonces, se encontró que la constante de estructura fina era la misma entonces que ahora dentro de un margen de unos pocos por ciento:
α (z = 1,95/α(z = 0) = 0,97 ± 0,05
Poco después , en 1967, Bahcall y Schmidt observaron un par de líneas de emisión de oxígeno que aparecen en el espectro de cinco galaxias que emiten radioondas, localizadas con un desplazamiento hacia el rojo promedio de 0,2 (emitiendo así su luz hace unos dos mil millones de años: Aproximadamente la época en que el reactor de Oklo estaba activo en la Tierra y obtuvieron un resultado consistente con ausencia de cambio en la constante de estructura fina que era aún diez veces más fuerte:
α (z = 0,2)/α(z = 0) = 1,001 ± 0,002
Estas observaciones excluían rápidamente la propuesto por Gamow de que la Constante de Estructura Fina estaba aumentando linealmente con la edad del Universo. Si hubiese sido así, la razón α(z = 0,2)/α(z = 0) debería haberse encontrado con un valor próximo a 0,8.
La Constante de la Estructura Fina
En 1997, el astrónomo John Webb y su equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney analizaron la luz proveniente de quásares distantes. En su viaje de 12 mil millones de años, la luz había pasado a través de nubes interestelares de metales tales como el hierro, el níquel y el cromo, y los investigadores descubrieron que esos átomos habían absorbido algunos de los fotones de la luz quásar, pero no los que se esperaba que lo hicieran.
Si las observaciones son correctas, la única explicación vagamente razonable es que una constante física conocida como la “constante de estructura fina”, o alfa, tenía un valor diferente en el momento en que la luz atravesó esas nubes. Pero eso es herejía. Alfa es una constante extremadamente importante que determina la forma en la que luz interactúa con la materia, y no debería cambiar. Su valor depende de, entre otras cosas, la carga del electrón, de la velocidad de la luz y de la constante de Planck. ¿Podría haber cambiado alguna de ellas? En el mundo de la física nadie deseaba creer en estas mediciones.
Por años, Webb y su equipo han estado tratando de descubrir un error en sus resultados. Pero hasta ahora no lo han encontrado. Los resultados de Webb no son los únicos que sugieren que falta algo en nuestro conocimiento de alfa. Un análisis reciente del único reactor nuclear natural conocido, que estuvo activo hace casi dos mil millones de años en lo que hoy es Oklo, en Gabón, sugiere también que algo ha cambiado en la interacción de la luz con la materia.
Pero en el año de 1972 se dio a conocer un fenómeno realmente curioso en la compañía de minas: se encontró un contenido demasiado bajo de Uranio-235 en su producto. Rastreando el fenómeno, se descubrió que ese mineral provenía precisamente de la cantera de Oklo. Este yacimiento de Uranio abarca una superficie de aproximadamente 35 000 km2. Allí, hace ahora 2.000 millones de años, se produjo la fisión nuclear espontánea y natural del uranio y se creó un reactor nuclear.
Nota del autor del Blog:
El Uranio 235 que existe en la Tierra solo supone el 7 por mil, el resto es Uranio 238. Como éste último no sirve como combustible nuclear de fisión, para aprovecharlo, en un Reactor generador se bombardea con neutrones lentos de Uranio 235 y se convierte en Plutonio 239 que sí es válido como combustible para la fisión nuclear. ¡Lo que no trasminen los humanos!
La cantidad de ciertos isótopos radiactivos producidos en un reactor de ese tipo depende de alfa, de modo que observar los productos de fisión que se encuentran en Oklo proporciona una forma de deducir el valor de la constante en la época de su formación. Utilizando este método, Steve Lamoreaux y sus colegas del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México sugieren que alfa pudo haber disminuido en más de un cuatro por ciento desde que Oklo se encendió (Physical Review, vol 69, p 121701). Todavía hay quienes disputan cualquier cambio en alfa.
Una de las cuestiones más controvertidas en la cosmología es porque las constantes fundamentales de la naturaleza parecen finamente ajustadas para la vida. Una de estas constantes fundamentales es la constante de estructura fina o alfa, que es la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética (usualmente denotada g, es un número que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.
Todas estas ideas y experimentos han establecido un escenario para que los astrónomos mejoren nuestro conocimiento de la constancia de constantes particulares de la Naturaleza a medida que la sensibilidad mejorada de los telescopios y detectores electrónicos permitan hacer observaciones a desplazamiento al rojo cada vez mayores, retrocediendo cada vez más en el tiempo.
La estrategia general consiste en comparar dos transiciones atómicos en un lugar astronómico y aquí ahora en el laboratorio. Por ejemplo, si hay doblete de elementos como carbono, silicio o magnesio, que se ven normalmente en nubes de gas con altos desplazamientos hacia el rojo, entonces las longitudes de onda de dos líneas especiales, digamos λ1 y λ2, estarán separadas por una distancia proporcional a α2. El desplazamiento de líneas relativo viene dado por una fórmula:
(λ1 – λ2)/(λ1 – λ2) ∞ α2
Ahora necesitamos medir las longitudes de onda λ1 y λ2 de forma muy parecida aquí en el laboratorio, y muy lejos aquí por observaciones astronómicas. Calculando el miembro izquierdo de nuestra fórmula con gran exactitud, en ambos casos podemos dividir nuestros resultados para encontrar si la constante de estructura fina ha cambiado entre el momento entre el momento en el que salió la luz y el presente.
La ilustración muestra cómo los rayos X de un cuásar distante, son filtrados al pasar por una nube de gas intergaláctico. Midiendo la cantidad de la disminución de la luz debido al oxígeno y otros elementos presentes en la nube los astrónomos pudieron estimar la temperatura, densidad y la masa de la nube de gas – puede ver el espectro del cuásar PKS 2155-304 al ampliar la imagen.
Actualmente, el más potente método utilizado en estos esperimentos dirige todo su potencial en la búsqueda de pequeños cambios en la absorción por los átomos de luz procedentes de cuásares lejanos. En lugar de considerar pares de lineas espectrales en dobletes del mismo elemento, como el silicio, considera la separación entre líneas causada por la absorción de la luz del cuásar por diferentes elementos químicos en nubes de gas situadas entre el cuásar y nosotros. Y, a todo esto, las cuatro fuerzas fundamentales siguen estando presentes.
No debemos descartar la posibilidad de que, seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el Universo, desde el mundo de las partículas elementales hasta las más grandes estructuras astronómicas. Este fenómeno se puede representar en un gráfico que se cree la escala logarítmica de tamaño desde el átomo a las galaxias. Todas las estructuras del Universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras, la atracción (Expansión) y la repulsión (contracción). Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsión termonuclear tiende a expandirla y la atracción (contracción) de su propia masa tiende a comprimirla, así, el resultado es la estabilidad de la estrella. En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos. Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de dos números puros creados a partir de las constantes e, ћ, c, G y mprotón.
α = 2πe2 / ћc ≈ 1/137
αG = (Gmp2)2 / ћc ≈ 10-38
La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como α (alfa) y aG, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro. Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el Universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales. Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala. La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.
Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza (así lo creían Einstein y Planck). Si se duplica el valor de todas las masas, no se puede llegar a saber porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.
Es un gran mérito por nuestra parte que, nuestras mentes, puedan haber accedido a ese mundo mágico de la Naturaleza para saber ver primero y desentrañar después, esos números puros y adimensionales que nos hablan de las constantes fundamentales que hacen que nuestro Universo sea como lo podemos observar.
Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el número 137. Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender, me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías. Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”. El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza solo por la observación y la experimentación. Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.
“Todos los físicos del mundo, deberían tener un letrero en el lugar más visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben. En el cartel solo pondría esto: 137. Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina”.
Este número guarda relación con la posibilidad de que un electrón emita un fotón o lo absorba. La constante de estructura fina responde también al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón, por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck.
Lo más notable de éste número es su adimensionalidad. La velocidad de la luz, c, es bien conocida y su valor es de 299.792.458 m/segundo, la constante de Planck racionalizada, ћ, es ћ/2 = 1,054589 ×10 julios/segundo, la altura de mi hijo Emilio, el peso de mi amigo Kike (hay que cuidarse), etc., todo viene con sus dimensiones. Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa ¡se borran todas las unidades! El 137 está sólo: se exhibe desnudo a donde va. Esto quiere decir que los científicos del undécimo planeta de una estrella lejana situada en un sistema solar de la Galaxia Andrómeda, aunque utilicen quién sabe qué unidades para la carga del electrón y la velocidad de la luz y que versión utilicen para la constante de Planck, también les saldrá el 137. Es un número puro. No lo inventaron los hombres. Está en la naturaleza, es una de sus Constantes Naturales, sin dimensiones.
Recorremos interminables pasillos buscando esa puerta luminosa que nos lleve hasta las respuestas que nadie nos supo dar. La Naturaleza esconde secretos insondables que debemos desvelar y, para ello, sólo contamos con una herramienta: Nuestra Mente.
La física se ha devanado los sesos con el 137 durante décadas. Werner Heisenber (el que nos regaló el Principio de Incertidumbre en la Mecánica Cuántica), proclamó una vez que, todas las fuentes de perplejidad que existen en la mecánica cuántica se secarían si alguien explicara de una vez el 137.
¿Por qué alfa es igual a 1 partido por 137? El 137 es un número primo. Su inversa, 1/137, es un valor muy cercano al de la constante alfa, que (según la electrodinámica cuántica) caracteriza la interacción entre fotones y electrones. El nombre técnico de alfa es “constante de estructura fina“, y es una de las constantes físicas cuya predicción teórica mejor coincide con los datos experimentales.
Los físicos han demostrado que el valor de alfa es el que tiene que ser para que exista un Universo como el nuestro. De hecho, si alfa variara apenas un poco (menos del 5%), el carbono no se produciría en los hornos estelares y, la vida, tal como la conocemos, estaría ausente.
El proceso CNO fue propuesto en 1938 por Hans Bethe
Esperemos que algún día aparezca alguien que, con la intuición, el talento y el ingenio de Galileo, Newton o Einstein, y nos pueda por fin aclarar el misterioso número y las verdades que encierra. Menos perturbador sería que la relación de todos estos importantes conceptos (e, ћ y c) hubieran resultado ser 1 o 3 o un múltiplo de pí (π). Pero ¿137?
Arnold Sommerfeld, percibió que la velocidad de los electrones en el átomo de hidrógeno es una fracción considerable de la velocidad de la luz, así que había que tratarlos conforme a la teoría de la relatividad, vio que donde la teoría de Bohr predecía una órbita, la nueva teoría predecía dos muy próximas.
Esto explica el desdoblamiento de las líneas. Al efectuar sus cálculos, Sommerfeld introdujo una “nueva abreviatura” de algunas constantes. Se trataba de 2πe2 / ћc, que abrevió con la letra griega “α” (alfa). No prestéis atención a la ecuación. Lo interesante es esto: cuando se meten los números conocidos de la carga del electrón, e–, la constante de Planck, ћ, y la velocidad de la luz, c, sale α = 1/137. Otra vez 137 número puro.
Una cosa tenemos clara, lo mismo que no sabemos que puede haber más allá de los Quarks, tampoco sabemos que fuerzas gobiernan eso que llamamos fluctuaciones de vacío. De allí (es lo más probable) surgió nuestro Universo, nada puede surgir de donde nada hay, y, si surgió es porque había. Son muchas las cosas que aún, no podemos explicar con la seguridad inamovible que nos gustaría.
Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundo-brana” tridimensional, mientras que la Gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil, su fuerza está más repartida.
¿Dónde están esas dimensiones extras?
La última lección importante que aprendemos de la manera en que números puros como µ (alfa) definen el mundo es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El número puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con α es como hemos dicho antes, una combinación de e, c y ћ (el electrón, la velocidad de la luz y la constante de Planck). Inicialmente podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente. Pero sería un error. Si e, h y c cambian de modo que sus valores que tienen en unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas pero el valor de α permaneciera igual, este nuevo mundo sería observacionalmente indistinguible de nuestro mundo. Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza.
Claro que, si miramos con atención y aunamos todos los saberes que hemos podido conquistar a lo largo del tiempo, podemos decir sin temor a equivocarnos que hay cosas en el universo que no cambian, que permanecen y que siempre son las mismas. Así fue como nos lo dijo Einstein, “las leyes del Universo son las mismas en todas sus regiones” y, siendo así (que lo es) en cualquier lugar del Universo, por muy alejado que esté, ocurren las mismas cosas y veremos también lo mismo: Nebulosas y nuevas estrellas y mundos, explosiones supernovas, nebulosas planetarias, agujeros negros, estrellas enanas blancas y de neutrones… Galaxias. ¡Siempre igual! y, en esa invariancia, como es de lógica pensar, también entra el parámetro biológico, es decir, la Vida está por todas partes y sólo nos queda ¡encontrarla!
Inmensas estrellas masivas
¿Cuánta complejidad está ahí presente? Los cambios que se producen la en la materia, la radiación, la gravedad, la química y, ¿por qué no? los cambios de fase que nos llevan hacia una posibilidad biológica que, con el paso de algunos millones de años, hará que surja la Vida.
Einstein completó, con sus ideas, un movimiento espectacular en la concepción física de la naturaleza que fue completado en el siglo XX. Está marcado por una evolución que se aleja continuamente de cualquier visión privilegiada del mundo, es decir, una visión humana localista, basada en la Tierra, o, una visión basada en patrones humanos que, limitados por nuestras mentes aún no evolucionadas lo suficiente, no alcanza a comprender la grande del Universo. Tenemos que saber que, la naturaleza tiene sus propios patrones.
En todas sus regiones, por muy alejadas que estén, rigen las mismas fuerzas y constantes
Está claro que pensar siquiera en que en nuestro Universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, pudiera tener distintas leyes físicas, sería pensar en un Universo Chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein y creer que en cualquier parte del Universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte de nuestro Universo por muy remota que se encuentre, los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos. Que interacciona con las cuatro fuerzas fundamentales naturales.
El Universo misterioso, ¿Cuántos secretos esconde?
¡Son tantos que, ni durante lo que duran las vidas de toda la Humanidad presente y futura…los podremos desvelar…todos!
n su breve poema “Cuando escuché al docto astrónomo”, Walt Whitman relata una velada en una conferencia científica. Aquello todo eran Cifras y demostraciones que llenan la estancia y crean un ambiente opresivo, y asfixiante. Ninguna explicación sugerente y mágica que, de alguna manera, mantuviera despierta la curiosidad del oyente y, sobre todo, cuestiones sugerentes y misteriosas que despertaran su imaginación.
“hasta que me levanté y me escabullí, salí a pasear en soledad
bajo la mística niebla de la noche, y de vez en cuando,
alzaba la mirada a las estrellas en absoluto silencio.”
Pese a que fue escrito hace más de un siglo el poema de Whitman, sigue hallando eco entre un público contemporáneo sorprendentemente grande. A todos nos gusta escuchar a los científicos que saben explicar, de manera sencilla, cuestiones difíciles relativas al universo, a la materia, y a las leyes que todo lo rigen. Si el orador, tiene talento para desgranar los temas con esa forma de cuento de niño, que sin embargo, está lleno de una cantidad ingente de datos presentados de una manera mágica que los lleve al asombro y a la maravilla, entonces, nadie se aburre, todos están “enganchados” en el hilo de lo que allí se cuenta y, de alguna manera, se produce la simbiosis entre orador y público, de tal manera que, se puede oír el vuelo de una mosca, tal es el silencio y la alta atención que se presta cuando lo que se oye, nos gusta y nos enseña.
Nuestro Universo está repleto de maravillas que desconocemos y, a medida que nos vamos adentrando en sus secretos, sentimos crecer la adrenalina y el asombro desaparece para dar paso a la maravilla y la sorpresa de todo lo que la Naturaleza puede hacer.
Pero, ¿es realmente cierto que la ignorancia supera al conocimiento como camino más directo hacia el asombro? Bueno, lo cierto es que, nos asombra todo aquel fenómeno que no llegamos a comprender y nos sorprendemos de su existencia de la que no tenemos una explicación. A medida que aprendemos, el Asombro Decrece en la misma proporción que la ignorancia para dar paso al conocimiento que, no pocas veces resulta ser, una realidad mágica de la que la Naturaleza está repleta y, nosotros, sólo tenemos que descubrirla para poder disfrutar de tales maravillas.
Cuando puedo admirar la imagen de n magnetar, me siento transportado a regiones lejanas del espacio en las que, ese magnetar o magnetoestrella (que es una estrella de neutrones alimentada con un campo magnético extremadamente fuerte y, Simplemente se trata de una variedad de púlsar cuya característica principal es la expulsión, en un breve período -equivalente a la duración de un relámpago-, de enormes cantidades de alta energía en forma de rayos X y rayos gamma. ), ha surgido a partir de una estrella masiva y se ha conformado como un extraño objeto exótico que nos produce sorpresa y admiración al ver como, a partir de una cosa totalmente diferente, por medio de transiciones de fase de diversa índole, se llega a formar otro objeto totalmente distinto del que fue.
Allí, los rayos Gamma están formados por fotones pertenecientes al extremo más energético del espectro electromagnético, seguidos de los rayos X y, a continuación, de los rayos ultravioleta. Si los rayos X expulsados por el magnetar son de alta intensidad recibe entonces el nombre de “púlsar anómalo de rayos X”, (en inglés “anomalous X-ray púlsars”, o su acrónimo AXPs). Si los rayos expulsados pertenecen al espectro Gamma de más alta intensidad, reciben el nombre de “repetidores de gamma suave”, SGRs del inglés “soft gamma repeater”.
De la misma manera, si miro el cráneo de Lucy y sus huesos diminutos, cuidadosamente dispuestos para su exhibición en la vitrina de un museo, y, a su lado, puedo contemplar una también minuciosa reconstrucción de lo que Lucy fue en vida. No puedo evitar (ni quiero) que mi imaginación “vuele” hasta las cálidas sabanas africanas en la que se gestó la Humanidad hace tres mil millones de años.
Si pienso en los grandes reptiles del Jurásico, de inmediato me veo transportado a un tiempo en el que, los bosques mesozoicos por los que discurrían aquellas bestias prodigiosas, eran también un prodigio de exuberancia en la Naturaleza.
Así, tanto si miramos al espacio interestelar en las regiones lejanas del Universo, como si lo hacemos en las capaz profundas del planeta, encontramos los fósiles de estrellas o de seres vivos que nos cuentan lo que allí pasó. La información queda, y, por nuestra parte, lo único que tenemos que hacer es aprender, para poder leer los “infinitos mensajes” que, por todas partes, podemos encontrar para que nos cuenten lo que pasó y nos den una pista de lo que pasará.
En una Tierra primigenia que se estaba enfriando, en la que surgieron las primeras células replicantes
¿Os imagináis, si pudiéramos conocer toda la historia científica de la creación? Sería una narración apasionante que, correcta y sencillamente explicada, nos ayudaría a conocer de dónde venimos y, casi, por definición, hacia dónde vamos. Todos hemos llegado a comprender que, el “milagro biológico” ha sido posible gracias a una conjunción de situaciones presentes en el conjunto del Sistema Solar que, escogió (por Azar) al planeta Tierra para que, en él, surgiera la Vida después de cuatro mil años de evolución. Somos parte de ese legado y, al tratar de comprender ese legado, hemos comenzado a dar los primeros pasos para poder llegar a saber, algún día, nuestro propio lugar en este mundo y, posiblemente, el el Universo.
Puede parecer mentira pero, todo, comenzó con aquella primera célula replicante. Las bacterias, los protozoos, los invertebrados, los peces…y, así, evolucionando a través de miles de años, pudimos llegar aquí nosotros que, por esa especie de “lotería” químico-biológica, se conformó primero en el protoplasma de la vida y, más tarde, de él, pudo surgir la primera señal, el primer exponente de eso que llamamos vida. Todo un logro de la Naturaleza que, a partir de la “materia inerte”, nos trajo aquí y, seguramente, de la misma manera, lo habrá hecho una y miles de veces en otros planetas lejanos que nos quedan por descubrir. Creo que estamos bien acompañados pero las familias están muy distantes las unas de las otras.
¿Qué habrá en otros mundos? ¿Qué clase de vida reinará en ellos?
El entusiasmo que en mi cerebro injerta todos estos temas, me lleva a preguntarme muchas cuestiones y situaciones y, una de ellas, es esa pregunta de cómo serán “ellos” qué aspectos de la biología terrestre nos unirán con todos aquellos que, como nosotros en la Tierra, habiten un planeta desde el que, se asombren al ver las estrellas y se hagan las mismas preguntas que nos hacemos nosotros?
Pero, ¿cómo llegaremos a comprender acontecimientos que pudieron suceder hace más de mil millones de años o más? Una cosa es saber que en las llanuras mareales de hace mil quinientos millones de años vivían bacterias fotosintéticas, y otra muy distinta es entender como se infiere que unos fósiles microscópicos pertenecen a bacterias fotosintéticas, cómo se averigua que las rocas que los rodean se formaron en antiguas llanuras mareales y cómo se estima que su edad es de mil quinientos millones de años.
Como estamos inmersos en una empresa Humana que va encaminada a conseguir los conocimientos necesarios de todo esto para poder, de una manera científica, poder explicar las cuestiones que más nos afectan y conciernen y, en tanto que empresa humana, éste es también un relato de exploración que se extiende desde el espacio interior de las moléculas a ese otro espacio que llamamos exterior, fuera de nuestro ámbito del Sistema solar, allí donde residen las galaxias lejanas, mundos nuevos, y objetos tan extraños y exóticos como lo pueden ser los magnétares, los púlsares, las estrellas de neutrones (todos lo mismo presentados en diferentes formas), o, los agujeros negros.
La llamada Gran Oxidación o revolución del oxígeno cambió la Tierra para siempre. Lo debemos a pequeños “seres” productores de oxígeno.
“Si pudiésemos construir una máquina del tiempo y viajar al pasado distante de la Tierra, nos llevaríamos una sorpresa desagradable: sin un equipo especial para respirar, nos asfixiaríamos en cuestión de minutos.
Durante la primera mitad de la historia de nuestro planeta no había oxígeno en la atmósfera. Éste apareció hace 2.400 millones de años.
El evento -que se conoce como la Gran Oxidación o la revolución del oxígeno- fue uno de los más importantes ocurridos en nuestro planeta.”
Por eso no quiero cerrar este trabajo sin dejar (aunque sea de pasada) un recuerdo a esos minúsculos “seres” que, sin duda alguna, han contribuido y siguen contribuyendo a la coevolución de la Tierra y la Vida. Tanto los organismos como el ambiente han ido cambiando drásticamente con el paso inexorable del Tiempo, a menudo de forma concertada. Los cambios de clima, la geología e incluso la composición de la atmósfera y de los océanos han influido de manera directa en la evolución. De la misma manera, las innovaciones tecnológicas de nuestra Sociedad Moderna, también influye, a su vez, en la historia del Medio Ambiente.
Solo falta encontrar la manera de llegar a esos otros mundos… ¡A las estrellas!
Todo esto que aquí hemos contado de manera sencilla y procurando no profundizar en demasía, nos puede llevar a la convicción de que, no estamos solos, de que las leyes del Universo se repiten de la misma manera en todas partes y, en consecuencia, en todas partes ocurren las mismas cosas. Por otra parte, deberíamos considerar a nuestro planeta y (¿por qué no?) a la estrella que nos acompaña, como “seres vivos” que, a su manera, procuran cuidar de nosotros y, para ello, nos ofrecen lo mejor que tienen. Aunque, no siempre nosotros seamos conscientes de ello.
¡Merluzos! Al fin y al cabo… ¡La Humanidad! ¿Cambiará alguna vez?
Una cosa sí es cierta, las cosas, siendo las mismas, pueden resultar más o menos atractivas dependiendo de quien te las cuente.
La dualidad onda-partícula de la mecánica cuántica permite el Efecto túnel a la escala del infinitamente pequeño, la materia puede cruzar los obstáculos.
De la estrella queda un residuo en forma de enana blanca, que emite radiación ultravioleta e ioniza el gas de la nebulosa planetaria. … El gas de la nebulosa se va expandiendo hasta desaparecer después de varias decenas de miles de años, y en el centro queda la estrella enana blanca.
Nosotros, los humanos, no dejamos de investigar sobre todo lo que nos rodea, el mundo, la Naturaleza y el Universo en fin. Nada se escapa a nuestra innata curiosidad, y, sabemos que no sabemos todo lo que creemos que sabemos. Nos engañamos a nosotros mismos para no vivir con la frustración de la enorme ignorancia que carga sobre nosotros. También es verdad que hemos dado grandes pasos hacia el conocimiento de las cosas y del mundo, del entorno en el que estamos inmersos y al que pertenecemos pero, no es suficiente. La Humanidad avanza a un ritmo cada vez mayor dentro de un entorno tecnológico que
Las cosas son…, ¡de tantas maneras!
Esos políticos saben como tener adormecido al Pueblo que, engañados con batallas que no mejoran sus vidas… No hace mucho fuimos testigos de unos acontecimientos que movían a las masas al mismo tiempo que eran objeto de grandes críticas, toda vez que, se habían empleado grandes cantidades de dinero en preparar un evento en un lugar donde hay grandes focos de pobreza que, desde muchos años, sigue de la misma manera.
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 son invisibles
No hace mucho, por algunos barrios de Madrid (supongo que pasará lo mismo en Nueva York, Bueno Aires 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. Todo cambia menos el Tiempo
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 muestra 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?
Las disciplinas científicas que estudian la diversidad del Universo
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 multi-versos, o, incluso de meta-versos 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.
Y nosotros, aparecimos aquí… ¿por causalidad?
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!
Imaginamos la posibilidad de que existan otros universos
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, malviven 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.
Mientras que no sintamos el dolor ajeno como propio… ¡No podremos llamarnos humanos! La Humanidad es otra cosa. No tenemos que ir muy lejos para ver lo mal que está el mundo, en pleno siglo XXI nos matamos los unos a los otros, una sinrazón así… ¿Cómo se puede justificar? Nada justifica la muerte de otros y, mucho menos, cuando no tiene sentido. La vida es lo más preciado que tenemos y, respetarla, debe ser la primera regla que nadie nunca puede vulnerar.
Siempre hablamos de visitar otros mundos, otros universos y, en ellos, las condiciones físicas no tienen, necesariamente que ser como en el nuestro. Los mundos, como las estrellas y los universos, pueden tener sus propias características dependiendo de muchos factores que lo podrían conformar de manera muy diferente a como lo está nuestro mundo y vemos que se comporta el universo con sus cuatro leyes fundamentales y sus constantes que, en otro universo, podrían ser de otra manera.
Se sospecha que un universo compañero del nuestro está ejerciendo una gran fuerza gravitatoria sobre las galaxias del nuestro que se alejan las unas de las otras a velocidades injustificadas. ¿Será esa fuerza, lo que induce a los cosmólogos a equivocarse y llamarla “materia oscura”?
Formas de vida diferentes, estructuras asombrosas y para nosotros desconocidas, y, hasta el Tiempo se podría comportar de diferente manera.
Si es cierto lo que afirman algunas teorías, entonces existen en realidad un número infinito de universos paralelos, muchos de ellos con diferentes constantes físicas. En algunos de ellos, quizá los protones se desintegran con demasiada rapidez, o las estrellas no pueden fabricar los elementos pesados por encima del hierro, o el Big Crunch tiene lugar demasiado deprisa porque su densidad crítica sobrepasa en mucho a la ideal y no da tiempo a que pueda comenzar la germinación de la vida, y así sucesivamente. De hecho, un número infinito de estos universos paralelos están muertos, sin las leyes físicas que puedan hacer posible la vida tal como la conocemos.
En tal universo paralelo (el nuestro), las leyes de la física eran compatibles con la vida que conocemos. La prueba es que nosotros estamos aquí para tratar esta cuestión. Si esto es cierto, entonces quizá no haya que invocar a Dios para explicar por qué la vida, por preciosa que sea, es posible en nuestro universo. Sin embargo, esto reabre la posibilidad del principio antrópico débil, es decir, que coexistimos con nuestros universos muertos y que el nuestro sea el único compatible para vida.
La segunda controversia estimulada por la función de onda del universo de Hawking es mucho más profunda y, de hecho, aun está sin resolver. Se denomina el Gato de Schrödinger. Empezamos con una función de onda que describe el conjunto de todos los universos posibles. Esto significa que el punto de partida de la teoría de Hawking debe ser un conjunto infinito de universos paralelos, la función de onda del universo. El análisis bastante simple de Stephen Hawking, reemplazando la palabra partícula por universo, ha conducido a una revolución conceptual en nuestras ideas sobre la cosmología.
La teoría cuántica, recordémoslo, afirma que para todo objeto existe una función de onda que mide la probabilidad de encontrar dicho objeto en un cierto punto del espacio y del tiempo. La teoría cuántica afirma también que nunca se conoce realmente el estado de una partícula hasta que se haya hecho una observación. Antes de que haya una medida, la partícula puede estar en uno de entre una diversidad de estados, descritos por la función de onda de Schrödinger. Por consiguiente, antes de que pueda hacerse una observación o medida, no se puede conocer realmente el estado de la partícula. De hecho, la partícula existe en un estado ultramundano, una suma de todos los estados posibles, hasta que se hace una medida.
Cuando esta idea fue propuesta por primera vez por Niels Bohr y Werner Heisemberg, Einstein se revolvió contra ella. “¿Existe la luna sólo porque la mira un ratón?“, -o un gato- le gustaba preguntar. Según la teoría cuántica, en su más estricta interpretación, la Luna, antes de que sea observada, no existe realmente tal como la conocemos. “La Luna puede estar, de hecho, en uno cualquiera de entre un número infinito de estados, incluyendo el estado de estar en el cielo, de estar explotando, o de no estar allí en absoluto. Es el proceso de medida que consiste en mirarla el que decide que la Luna está girando realmente alrededor de la Tierra“. Decía Einstein con ironía.
Edwin Schrödinger, autor de la ecuación con su función de onda, se disgustó con estas interpretaciones de su ecuación. Para demostrar lo absurdo de la situación creada, Schrödinger colocó un gato imaginario en una caja cerrada. El gato estaba frente a una pistola, que está conectada a un contador Geiger, que a su vez está conectado a un fragmento de uranio. El átomo de uranio es inestable y sufrirá una desintegración radiactiva. Si se desintegra un núcleo de uranio, será detectado por el contador Geiger que entonces disparará la pistola, cuya bala matará al gato.
Para decidir si el gato está vivo o muerto, debemos abrir la caja y observar al gato. Sin embargo, ¿cuál es el estado del gato antes de que abramos la caja? Según la teoría cuántica, sólo podemos afirmar que el gato esta descrito por una función de onda que describe la suma de un gato muerto y un gato vivo.
Para Schrödinger, la idea de pensar en gatos que no están ni muertos ni vivos era el colmo del absurdo, pero la confirmación experimental de la mecánica cuántica nos lleva inevitablemente a esta conclusión. Hasta el momento, todos los experimentos han verificado, favorablemente, la teoría cuántica.
Sí, a veces la mecánica cuántica parece tan fantástica como el cuento de Alicia
La paradoja del gato de Schrödinger es tan extraña que uno recuerda a menudo la reacción de Alicia al ver desaparecer el gato de Cheshire en el centro del cuento de Lewis Carroll: “Allí me verás“, dijo el Gato, y desapareció, lo que no sorprendió a Alicia que ya estaba acostumbrada a observar cosas extrañas en aquel lugar fantástico. Igualmente, los físicos durante años se han acostumbrados a ver cosas “extrañas” en la mecánica cuántica.
Existen varias maneras de abordar esta dificultad de lo incomprensible en mecánica cuántica. En primer lugar, podemos suponer que Dios existe. Puesto que todas las “observaciones” implican un observador, entonces debe haber alguna “conciencia” en el universo. Algunos físicos como el premio Nobel Eugene Wigner, han insistido en que la teoría cuántica prueba la existencia de algún tipo de conciencia cósmica universal.
La segunda forma de tratar la paradoja es la preferida por la gran mayoría de los físicos en activo: ignorar el problema.
El físico Richard Feynman dijo en cierta ocasión: “Creo que es justo decir que nadie comprende la mecánica cuántica. No siga diciéndose a sí mismo, si puede evitarlo, “¿pero cómo puede ser así?” porque usted se meterá “hasta el fondo” en un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe como puede ser eso“. De hecho, a menudo se ha dicho que de todas las teorías propuestas en el siglo XX, la más absurda es la teoría cuántica. Algunos dicen que la única cosa que la teoría tiene a su favor es que “es indudablemente correcta”.
Sin embargo, existe una tercera forma de tratar esta paradoja, denominada teoría de los muchos universos. Esta teoría (como el principio antrópico) no gozó de mucho favor en la última década, pero está siendo revitalizada por la función de onda del universo de Stephen Hawking.
Aunque no siempre, lo más simple tiene que ser lo verdadero. El principio de la Navaja de Ockham es fundamental para el reduccionismo metodológico.
Existe un principio de la física denominado Navaja de Ockham, que afirma que siempre deberíamos tomar el camino más sencillo posible e ignorar las alternativas más complicadas, especialmente si las alternativas no pueden medirse nunca.
Para seguir fielmente el consejo contenido en la Navaja de Ockham , primero hay que tener el conocimiento necesario para poder saber elegir el camino más sencillo, lo que en la realidad, no ocurre. Nos faltan los conocimientos necesarios para hacer las preguntas adecuadas.
¿Quién puede saber lo que ahí fuera existe? ¡Nadie! Sólo podemos imaginarlo en función de cada Mente y de distintas maneras
Hugo Everett, Bryce DeWitt y ahora Hawking (también otros), han propuesto la teoría de los universos múltiples. En unos universos los protones se desintegran antes haciendo inestable la materia, en otros, el átomo de uranio se desintegra mediante un proceso sin radiaciones, y en otros universos las constantes universales que existen en el nuestro, son totalmente diferentes y no dan posibilidad alguna para la existencia de seres vivos. Está claro que cualquier variación que en principio pudiera parecer sin importancia, como por ejemplo la carga del electrón, podría transformar radicalmente nuestro universo.
Como apuntó el físico Frank Wilczek:
De la película Troya, el personaje de Elena
“Se dice que la historia del mundo sería totalmente distinto si Helena de Troya hubiera tenido una verruga en la punta de su nariz.”
Hasta el momento, se han celebrado varias conferencias internacionales sobre la función de onda del universo. Sin embargo, como ocurre en la teoría de supercuerdas, las matemáticas implicadas en la función de onda del universo, parecen estar más allá de la capacidad de cálculo que cualquier humano en este planeta pudiera resolver, y tendríamos que esperar años antes de que aparezca un individuo genial que pudiera encontrar una solución rigurosa a las ecuaciones de Hawking.
Recordemos aquí de nuevo que, precisamente ahora, un siglo más tarde, en el Congreso Internacional de Matemáticas celebrado en Madrid el mes de Agosto de 2.006, se otorgó la Medalla Field (una especie de Nobel de las matemáticas) al matemático ruso Perelman, extraño ser que ni se dignó comparecer a recogerla con el premio, hizo caso omiso. Perelman ha resuelto la conjetura expuesta por Poincaré planteada en 1.904.
La conjetura de Poincaré de 1.904, en el año 2.000, fue catalogada por el Instituto Clan como uno de los siete problemas del milenio. Para hacer un comentario sobre esta conjetura tengo que referirme a la topología, el nivel de las matemáticas donde está ubicada.
Verdaderamente Perelman es, un extraño personaje metido en su propio mundo
Las últimas fotos que se conocen de él se las sacaron con un celular en un vagón del metro de Petersburgo. Se está quedando pelado pero las mechas largas y desgreñadas le llegan a los hombros, va en zapatillas sucias, un traje arrugado que le queda corto, sin corbata y con la camisa enteramente desprendida, flaco como un Cristo, la barba igual, la mirada perdida, las uñas largas y sucias y curvadas hacia adentro como garras. El vagón va en dirección sur, a Kúpchino, un barrio de monoblocks donde muere el metro. Todos los vecinos de Kúpchino saben quién es Grisha Perelman y cuál es la puerta del ínfimo departamento que comparte con su madre. Pero ninguno va a decírselo a los periodistas y a los fanáticos de la matemática que cada tanto merodean por ahí.
La topología tienen unas matemáticas endiabladamente complejas
La topología es la geometría de los objetos elásticos o flexibles que cambian de forma pero tienen las mismas propiedades que antes de ser estirados, achatados, etc. Se pueden retorcer pero no cortar ni pegar.
Los topólogos no tienen en cuenta la distancia, puesto que se puede variar al deformar el objeto, sino nociones más sutiles. Los orígenes de la topología se remontan a mediados del siglo XVIII, con los trabajos de Euler en teoría de grafos, que llamó “análisis situs”.
A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, la topología recibió un gran impulso con los trabajos de Poincaré, matemático francés muy influyente en el posterior desarrollo de diversas áreas de las matemáticas y de la física. En particular, en 1.904 planteó la conjetura que lleva su nombre y que no se ha resuelto hasta el siglo XXI. Este problema ha sido un motor para la investigación en topología de todo el siglo pasado y se ha llegado a su resolución con ideas nuevas y apasionantes.
Henri Poincaré en su estudio trabajando
Para situarnos mejor debemos hablar de las variedades, espacios que tienen una dimensión determinada. Por ejemplo una recta o un circulo son variedades de dimensión uno, puesto que se describen como un parámetro. El plano o la esfera son ejemplos de variedades bidimensionales, al utilizar dos parámetros para describir sus posiciones. El espacio en que vivimos es una variedad tridimensional, y si le añadimos la dimensión temporal, el espacio-tiempo es una variedad de dimensión cuatro. Ya he comentado en este mismo trabajo cómo las singularidades geométricas, las variedades, fueron introducidas por Riemann a mediados del s. XIX y constituyeron una herra-mienta clave para la física del siglo XX. De hecho, la teoría de la relatividad especial de Einstein fue postulada por Einstein en 1.905, pero hasta que no incorporó las variedades contenidas en el tensor métrico de Riemann, no pudo completar la teoría de la relatividad que incluía los espacios curvos.
La pregunta que hizo Poincaré fue la siguiente: ¿Es la esfera la única variedad tridimensional para la cual toda curva se contrae?
Se pasó un siglo entero antes de que un genio de las matemáticas, el extraño G. Perelman, pudiera demostrar la conjetura de Poincaré.
De todas las maneras, avanzar en el conocimiento de las cosas no resulta nada fácil, y, aunque el avance es exponencial (cuanto más datos vamos teniendo más rápidamente avanzamos), hay algunos enigmas de la Naturaleza que, de momento, segurán en la oscuridad de nuestra profunda ignorancia.
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