Si lo tomamos literalmente, el tiempo cíclico nos puede sugerir una especie de inmortalidad. Como Eudemo de Rodas, discípulo de Aristóteles, decía a sus propios discípulos: “Si creéis a los pitagóricos, todo retornará con el tiempo en el mismo orden numérico, y yo conversaré con vosotros con el bastón en la mano y vosotros os sentaréis como estáis sentados ahora, y lo mismo sucederá con toda otra cosa”. Por estas o por otras razones, el tiempo cíclico aún sigue siendo popular hoy, y muchos cosmólogos defienden modelos del “universo oscilante” en los que se supone que la expansión del universo en algún momento se detendrá y será seguida por un colapso cósmico en los fuegos purificadores del siguiente Big Bang.

Para que la ciencia comenzara a estimar la antigüedad de la Tierra y del universo -situar el lugar de la humanidad en las profundidades del pasado, lo mismo que establecer nuestra situación en el espacio cósmico-, primero era necesario romper con el círculo cerrado del tiempo cíclico y reemplazarlo por un tiempo lineal que, aunque largo,  tuviese un comienzo definible y una duración finita. (ya os contaba hace unos días como, curiosamente, ese paso fue iniciado por un suceso que, en la mayoría de los otros aspectos, fue una calamidad para el progreso de la investigación empírica: el ascenso del modelo cristiano del universo -acordaos de James Ussher, obispo de Armagh, Irlanda, cuando en el siglo XVII, llegó a la conclusión de que, “el comienzo del tiempo”…se produjo al comienzo de la noche que precedió al día 23 de octubre del año…4004 a. C.-

                                          Calendario Azteca

El calendario azteca, cuyo nombre real es Piedra del Sol, es un monolito mexica de basalto de más de 24 toneladas y 3.65 mrtros de diámetro. En el centro se representa a Tonatiuh (Dios del Sol) y a su alrededor, símbolos de la cosmología, el tiempo cíclico y los 20 días aztecas.

Pero, como podemos leer en cualquier parte:

“El tiempo cíclico se refiere a la primera noción de tiempo desarrollada en la historia del humano. El ser humano- sometido a leyes naturales- imaginó el tiempo en función de esto; es decir, las estaciones del año, los tiempos de grandes sequías y lluvias, etc. Fueron principalmente las culturas orientales las que desarrollaron la filosofía del tiempo cíclico, aunque, por otro lado, las culturas occidentales la ampliaron y profundizaron. En las culturas americanas también hay referencias sobre una concepción circular del tiempo; y en general también todas las culturas politeístas están relacionadas con esta filosofía.”

                                                                     Platón nos decía:

“Si nunca hubiéramos visto las estrellas, el sol y el cielo, ninguna de las palabras con las que hemos hablado del universo habría sido pronunciada nunca. Pero ahora la visión del día y la noche, y los meses y las revoluciones de los años, han creado el número y el poder de indagar la naturaleza del universo; y de esta fuente hemos obtenido la filosofía, el mayor bien que los dioses han dado o darán al hombre mortal!”

                                            Zigurats

El cielo de nuestros antepasados se cernía a baja altura sobre sus cabezas. Cuando los antiguos astrónomos sumerios, y chinos subían los escalones de sus anchos y bajos zigurats de piedra para estudiar las estrellas, tenían razón al suponer que de ese modo lograban una visión mejor, no, como diríamos hoy, porque así dejaban atrás un poco de polvo y de aire turbulento, sino porque se acercaban considerablemente a las estrellas. Los egipcios consideraban el cielo como especie de toldo de tienda de campaña, instalado en las montañas que señalaban los cuatro rincones de la Tierra, y como las montañas no eran muy altas, tan poco lo eran, presumiblemente, los cielos; las gigantescas constelaciones egipcias revoloteaban cerca de la Humanidad, tan cerca como una madre se inclina para besar a su hijo dormido.

El sol griego estaba tan cerca que Ícaro sólo había alcanzado una altura de unos pocos miles de metros cuando el calor del astro fundió la cera de sus alas, arrojando al pobre muchacho al inhóspito Egeo. Tampoco las estrellas griegas estaban mucho más distantes; cuando Faetón perdió el control del Sol, viró hacia las estrellas tan repentinamente como un carro  desviado que choca contra un poste indicador, y luego rebotó hacia la Tierra (tostando a los etíopes en su descenso).

La moraleja de la historia es un añadido posterior. En las primeras referencias homéricas Faetón es simplemente otro nombre del propio Helios. La sustitución de éste por Apolo como dios-sol sucedió más tarde que esta leyenda.

Lo cierto es que, ahora, con todos nuestros adelantos, seguimos las mismas pautas que aquellos antiguos seguían. Ellos, sentían devoción por las estrellas del cielo y el tiempo, les parecía algo que giraba sobre sí mismo, volviendo una y otra vez al mismo lugar. Todo comenzaba de nuevo cuando cada ciclo terminaba. En realidad, lo que hacían era adaptar lo que observaban a sus conocimientos más o menos acertados de las cosas. Ahora, pasado algunos miles de años, repetimos la historia y hablamos de “materia oscura” de “vacío” o, de “otros universos” y, todo ello, para tratar de dar una explicación a lo que nuestros conocimientos no pueden.

Esta imagen captada por el Hubble es extraña, exótica, misteriosa y al mismo tiempo hermosa, como el propio Universo. Los llamados Pilares de la Creación tienen una extensión de cinco años luz de ancho y dies años luz de alto.

Claro que el Tiempo pasa, las cosas cambian, la tecnología avanza, la mente evoluciona y, al contrario que aquellos observadores de la antigüedad, ahora nosotros tenemos medios que nos permiten llegar a lugares que nunca ellos, habrían podido pensar que ni siquiera existieran. Arriba la atípica imagen de una gigante roja que eyecta material al espacio con pulsos regulares de tiempo y, va formando, a su alrededor esa bonita estampa de ruedas concéntricas de material interestelar.

Aquellos universos centrados en la Tierra de Euxodo, Aristóteles, Calipo y Tolomeo eran pequeños según los criterios actuales en los que hemos podido lograr una visión de los cielos mucho más lejana y acorde con la realidad y las dimensiones que rigen en el Universo. Ya el cielo, desde Newton y Einsten, elevó su techo a las inmensas distancias siderales que sólo podemos medir con medidas especiales para las distancias astronómicas  como la UA que señala la distancia desde la Tierra al Sol, o, esas otras mucho más grandes como el  Parsec que es igual a 3,2616 años-luz, 206 265 unidades astronómicas, o 30,857 x 10¹² Km. Para las escalas galácticas e intergalácticas se emplea el kiloparsec y el megaparsec pero, lo más habitual es, emplear el año-luz.

Del mismo modo que la gravitación de Newton de la gravitación y la inercia hizo avanzar la física hasta el punto de que pudo abarcar una Tierra en movimiento y un sistema solar heliocéntrico, la relatividad de Einstein permitió a la física abordar las velocidades muy superiores, las distancias mucho mayores y las más furiosas energías que se encuentran en el universo más vasto de las galaxias.

Para lograr una expansión tan grande del alcance de la ciencia, Einstein se vio obligado a abandonar las concepciones de Newton del espacio u el tiempo. El espacio y el tiempo newtonianos eran inflexibles e inalterables; constituían el proscenio inmutable dentro del cual tenían lugar todos los sucesos y contra el cual todo podía medirse sin ambigüedades. “El espacio absoluto, por su propia naturaleza, sin relación con nada externo, permanece siempre igual e inmutable”. Escribió Newton. “…El tiempo absoluto, verdadero e inmutable, por sí y por su propia naturaleza, fluye uniformemente sin realción con nada externo.” Einstein estableció que este supuesto era superfluo y engañoso. La teoría de la relatividad especial reveló que el ritmo al que fluye el tiempo y la longitud de las distancias medidas a través del espacio varían según las velocidades relativas de aquellos que las miden.

La teoría de la relatividad general pasó a describir el espacio como curvo, y derivó de la curvatura espacial los fenómenos que la dinámica de Newton había atribuido a la fuerza de la Gravedad. Desde entonces, la concepción clásica del espacio, si no del tiempo, estaba empezando a desenredarse.  Allí comenzó el principio del fin del éter luminífero de Aristóteles que perduró a través de los tiempos para dar paso a otros conceptos nuevos que nos hablaban de un universo más moderno y dinámico y cada más comprensible.

Al principio hablábamos del Tiempo Cíclico en el que todo volvía una y otra vez. Aquellas ideas de los pueblos antiguos, sobre todo de los mayas por más cercanos en el tiempo, le sugirieron la idea a algunos de construir un Modelo del Universo, es la teoría del Big Crunch, esta habla de que el universo llegará a un momento de máxima expansión, y a partir de ahí se iniciará el proceso de contracción, hasta el punto de concentrarse toda la masa en un punto y volver a crear un Big Bang.

                                Evolución de la masa del Universo

Claro que, para que eso fuese posible, la densidad de la materia del universo, tendría que exceder a la Densidad Crítica que es la densidad media de materia requerida para que la gravedad detenga la expansión del universo. El Universo, con una densidad muy alta colapsará finalmente. Un Universo con exactamente la Densidad Crítica, alrededor de 10^-29 g/cm³, es el descrito por el modelo de Einstein-De Sitter, que se encuentra en la línea divisoria de los dos extremos. La densidad media de materia que puede observarse directamente el universo representa sólo el 20% del valor crítico. Claro que, no sabemos si puede existir alguna clase de materia (¿el Ylem?) que elevaría dicha densidad hasta el valor crítico.

Lo que podemos sacar en claro de todo esto es, que siendo cierto que hemos avanzado bastante, también lo es que no ha sido suficiente para saber en qué clase de universo nos encontramos. Tenemos una vaga idea de que puede ser de esta o de aquella manera pero, con certeza, nada podemos asegurar y, casi estamos (salvando las distancias) como aquellos que tenían un Universo más Imaginario que Real, lo cual, en nosotros, se está dando en algunos aspectos.

De todas las maneras, si algo tengo claro en el aspecto material de las cosas es que, nada de lo que fue será exactamente igual a lo que ahora es y a lo que mañana será. Si acaso, lo que sí pueden permanecer son algunas ideas que, por su valor intelectual, vuelven una y otra y otra vez…en ciclos interminables.

Emilio Silvera V.

[?]

• Moritz Schlick
• Rudolf Carnap
• Otto Neurath
• Herbert Feigl
• Philipp Frank
• Friedrich Waismann
• Hans Hahn
• Hans Reichenbach
• Kurt Gödel
• Alfred Tarski
• A. J. Ayer
• Charles Morris
• Felix Kaufmann
• Victor Kraft
• Sigmund Freud
• Otto Weininger
• Carl Hempel
• Karl Popper

Un grupo de filósofos que dieron paso a los inicios de la filosofía de la ciencia.

 

Un colectivo de pensadores que marcó un hito en la historia de la Filosofía.

 

La investigación científica ha permitido a lo largo de la historia el desarrollo de una gran cantidad de tecnologías y la comprensión de una gran diversidad de fenómenos que hacen de nuestro día a día algo más fácil. Física, Química, Matemáticas, Biología, Medicina, Psicología… todas ellas han ido desarrollándose con el paso de los tiempos. Pero todas ellas tienen un origen común, un origen que se remonta a la antigüedad y que parte de la búsqueda del ser humano de una explicación para los misterios de la vida: la Filosofía.

Y al igual que las anteriores, la filosofía también ha ido evolucionando con los tiempos, afectando a su vez al desarrollo científico. Dichos avances y cambios han generado una gran diversidad de paradigmas, algunos de los cuales han ido siendo forjados y discutidos en diferentes círculos de pensadores. Tal vez uno de los más conocidos de los tiempos modernos fue el Círculo de Viena, del cual vamos a hablar a lo largo de este artículo.

El Círculo de Viena: ¿Qué fue y quiénes lo formaron? Arriba tienen la imagen de los precursores de aquel importante acontecimiento.

 

 

Recibe el nombre de Círculo de Viena un importante movimiento científico y filosófico que fue fundado en 1921 por Moritz Schlick en la ciudad austríaca que le da nombre a este colectivo. Dicho movimiento surgió con el propósito de formar un grupo de discusión de temas científicos de manera informal, si bien terminaría por ser el principal núcleo ideológico del neopositivismo lógico y de la filosofía de la ciencia.

 

Este movimiento contó con grandes figuras de la ciencia procedentes de muy diversas disciplinas, estando entre ellos (además del propio Schlik) Herbert Feigl, Freidrich Waisman, Rudolf Carnap, Víctor Kraft, Otto Neurath, Philipp Frank, Klaus Mahn, Carl Gustav Hempel, Felix Kaufmann o Alfred Ayer. Muchos de ellos eran físicos, matemáticos o profesionales que estudiaron diferentes ramas de la ciencia pero que terminarían profundizando en aspectos filosóficos.

Si bien nacería en el 21 no sería hasta 1929 en que realizaría su primer manifiesto oficial, titulado “La visión científica del mundo”, en el que que propondrían la filosofía como principal instrumento para generar un lenguaje común a las diferentes disciplinas científicas, relegándola únicamente a esta función.

El movimiento se centraba en un empirismo total que pretendía basarse en los avances de la lógica y la física y que centraban su metodología en el método inductivo. Otro de los principales aspectos por los que se caracteriza es por su profundo rechazo a la metafísica, derivada de su inductivismo y empirismo, al considerarla ajena a la realidad de los fenómenos. Sus reuniones, celebradas las noches de los jueves, terminarían por germinar en el llamado neopositivismo lógico.

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Principales aportaciones filosóficas

La visión de la realidad y de la ciencia propia de los integrantes del Círculo de Viena es lo que acabaría por denominarse neopositivismo lógico. Esta postura filosófico-científica proponía el empirismo y la inducción como principales elementos para el estudio científico y suponía la búsqueda de una unidad del lenguaje científico bajo la premisa de que las diferentes disciplinas forman todas ellas parte de un mismo sistema con posibilidad de unificarse.

 

El movimiento proponía una readaptación de las ciencias para buscar leyes fundamentales comunes de las que posteriormente deducir las propias de cada una de sus ramas. Para ello era fundamental la utilización de un único método, el análisis lógico del lenguaje, con el que a partir del uso de la lógica simbólica y el método científico buscar evitar enunciados falsos y poder generar un conocimiento unificado del mundo.

Para ellos, los problemas no resueltos eran únicamente porque lo que se intenta solucionar son pseudo-problemas que antes deben ser transformados en problemas empíricos. Tal y como hemos comentado anteriormente dicho análisis correspondería a la madre de todas las ciencias, la filosofía, que no debe buscar sino clarificar los problemas y enunciados científicos.

 

 

Con respecto a los enunciados, consideraban que no hay ningún conocimiento válido incondicionalmente derivado de la razón ni a priori, siendo únicamente verdaderos los enunciados basados en la evidencia empírica y en la lógica y las matemáticas. En este sentido enunciaron el principio de demarcación, en el cual un enunciado será científico si puede ser contrastado y verificado por la experiencia objetiva.

Curiosamente, no era considerado inválido ningún método (incluso la intuición era válida), siempre y cuando lo que resultara de él pudiera ser contrastado empíricamente.

El Círculo de Viena tocó una gran cantidad de disciplinas, pasando por la física (siendo esta posiblemente la más realzada y considerada), las matemáticas, la geometría, la biología, la psicología o las ciencias sociales. Además de ello, se caracterizó por su oposición a la metafísica (así como a la teología), por considerar que se basaba en datos no empíricos ni comprobables.

La disolución del Círculo

 

 

El círculo de Viena ofreció interesantes aportaciones y avances tanto en el terreno de la filosofía como en el de la diversas ramas de la ciencia, tal y como hemos visto anteriormente. Sin embargo, pocos años después de formarse acabaría disolviéndose debido a los acontecimientos históricos que sucedieron durante la época. Estamos hablando de la llegada al poder de Hitler y el nazismo.

El inicio del fin del círculo se produjo cuando en junio de 1936 y de camino a dar clases en la Universidad, el que fuera pionero y fundador del Círculo Moritz Schlick fue asesinado en las escaleras de la misma por un ex-estudiante suyo, Johann Nelböck, de ideología cercana a la nazi (si bien al parecer el asesinato se produjo debido a ideas delirantes de tipo celotípico respecto a otra de las alumnas de Schlick, la cual había rechazado al asesino).

Podemos considerar como precursores del Círculo de Viena a los siguientes autores.

• Auguste Comte
• Albert Einstein
• Gottlob Frege
• John Locke
• David Hume
• Ernst Mach
• Bertrand Russell
• Ludwig Wittgenstein
• Hans Kelsen

         Vista de la Ciudad de Viena en aquellos tiempos

Existen cuatro tesis que definen el círculo:

El criterio de demarcación:

• La posibilidad de verificar un hecho diferencia al conocimiento científico o ciencia, del resto de conocimientos

El lenguaje lógico:

• Una observación se dice que es científica si pueden ser expresada con símbolos y relacionarse a través de ellos.

La unificación de la ciencia:

• Todo enunciado científico se identifica dentro de un mismo área de la realidad, no existen distintas partes.

La inducción probabilística:

• Todo estudio científico se compone de fases de observación, procesamiento y conclusiones finales (o leyes generalistas). Una observación puntual puede arrojar resultados que no sean los esperados por lo que en muchos casos se hace uso de la probabilidad.

“El nacimiento y desarrollo de la ciencia experimental a partir del siglo XVII ha estado frecuentemente acompañado de polémicas filosóficas, y no pocas posturas filosóficas de la época moderna han representado, en parte, intentos diversos de solucionar esas polémicas”.

Resolver las diferentes polémicas filosóficas han hecho que en la época reciente se constituyese “la filosofía de la ciencia como disciplina autónoma, que ha dado lugar a la aparición de un nuevo tipo de dedicación profesional”.

 

      Karl Popper decía:

“Cuanto más profundizo en el saber de las cosas, más consciente soy de lo poco que se. Mis conocimientos son limitados, mi ignorancia infinita.”

La aparición de este nuevo tipo de filósofo suele estar ligada a las actividades del círculo de Viena “que contribuyeron decisivamente a la consolidación de la filosofía de la ciencia como disciplina autónoma”. Desde esas actividades surgieron nuevas figuras que, ancladas en las consideraciones iniciales de la filosofía neopositivista del Círculo intenta responder a la cuestión de qué es la actividad científica y cual es su racionalidad propia. Heredan de la visión positivista que la ciencia es el paradigma de la objetividad y de la racionalidad.

Junto a la postura neopositivista crecen las figuras de otros pensadores. Entre esos nuevos filósofos se encuentra Karl Popper, cuya filosofía es también un intento de explicar el método científico y la racionalidad propia de la ciencia. Se convierte, tras alguno de los miembros del Círculo, en uno de los principales artífices de la consolidación de esta disciplina. A su sombra crecieron los principales filósofos de la ciencia del siglo XX y sus ideas constituyen siempre un paradigma, ya sea para seguirlas, ya sea para criticarlas.

 

 

En 1936 Schlick fue asesinado por un antiguo estudiante que era nazi, Hahn había muerto dos años antes, y casi todos los miembros del Círculo eran judíos. Esto produjo, con el advenimiento de los nazis, una diáspora que llevó a su disolución. Feigl se fue a Estados Unidos junto con Carnap, seguidos de Gödel y Ziegel; Neurath se exilió a Inglaterra; y, en 1938, las publicaciones del Círculo de Viena fueron prohibidas en Alemania. En 1939 Carnap, Neurath y Morris publicaron la Enciclopedia internacional de la ciencia unificada, que se puede considerar la última obra del Círculo de Viena.

 

Los procesos de la Ciencia, en todos sus ámbitos, siempre ha sido unificador del saber

“El proceso de la ciencia es el descubrimiento a cada paso de un nuevo orden que dé unidad a lo que desde hacía tiempo parecía desunirlo.”

Es lo que hizo Faraday cuando cerró el vínculo que unió la electricidad y el magnetismo. Es lo que hizo Clerk Maxwell cuando unió aquélla y éste con la luz. Y la ciencia siguió avanzando de manera que, nuevos paradigmas se implantaron en la física que comenzó a trastocarlo todo.

Él decía:

“Todos somos ignorantes, nadie sabe, ni las mismas ni todas cosas”.

Einstein unió el tiempo y el espacio, la masa a la energía y relacionó las grandes masas cosmológicas con la curvatura y la distorsión del tiempo y el espacio para traernos la gravedad en un teoría moderna; y dedicó los últimos años de su vida al intento de añadir a estas similitudes otra manera nueva y más avanzada, que instaurara un orden nuevo e imaginativo entre las ecuaciones de Maxwell y su propia geometría de la gravitación.

 

Cuando Coleridge intentaba definir la belleza, volvía siempre a un pensamiento profundo: la belleza, decía, es la “unidad de la variedad”.

“La ciencia no es otra cosa que la empresa de descubrir la unidad en la variedad  desaforada de la Naturaleza, o más exactamente, en la variedad de nuestra experiencia que está limitada por nuestra ignorancia.”

Hay muchas cosas que no podemos controlar, sin embargo, algo dentro de nosotros, nos envía mensajes sobre lo que podría ser importante para que nos fijemos mejor y continuemos profundizando. Algo dentro de nuestras mentes nos grita: ¡Fijaos en la Naturaleza, ella tiene todas las respuestas!

                           De los Quarks a las Galaxias

Para comprender mejor el panorama, hagamos una excursión hasta la astrofísica; hay que explicar por qué la física de partículas y la Astronomía se han fundido no hace muchos años, en un nivel nuevo  de intimidad, al que alguien llamó la conexión espacio interior/espacio exterior.

Mientras los expertos del espacio interior construían aceleradores, microscopios cada vez más potentes para ver qué pasaba en el dominio sub-nuclear, los colegas del espacio exterior sintetizaban los datos que tomaban unos telescopios cada vez más potentes, equipados con nuevas técnicas cuyo objeto era aumentar su sensibilidad y la capacidad de ver detalles finos. Otro gran avance fueron los observatorios establecidos en el espacio, con sus instrumentos para detectar infrarrojos, ultravioletas, rayos X y rayos gamma; en pocas palabras, toda la extensión del espectro electromagnético, muy buena parte del cual era bloqueado por nuestra atmósfera opaca y distorsionadora.

La síntesis de la cosmología de los últimos cien años es el modelo cosmológico estándar. Sostiene que el universo empezó en forma de un estado caliente, denso, compacto, hace unos 15.000 millones de años. El universo era entonces infinitamente, o casi infinitamente, denso; infinita, o casi infinitamente, caliente. La descripción “infinito” es incómoda para los físicos; los modificadores son el resultado de la influencia de la teoría cuántica que difumina sus propios postulados que parecen de “otro mundo”. Por razones que quizá no conozcamos nunca, el universo estalló, y desde entonces ha estado expandiéndose y enfriándose.

Ahora bien, ¿Cómo se han enterado de eso los cosmólogos? El modelo de la Gran Explosión (Big Bang) nació en los años treinta tras el descubrimiento de que las galaxias (conjuntos de 100.000 millones de estrellas, aproximadamente) se estaban separando entre sí, descubrimiento hecho por Edwin Hubble, que andaba midiendo sus velocidades en 1.929.

Hubble tenía que recoger de las galaxias lejanas una cantidad de luz que le permitiera resolver las líneas espectrales y compararlas con las líneas de los mismos elementos de la Tierra. Cayó en la cuenta de que todas las líneas se desplazaban sistemáticamente hacia el rojo. Se sabía que una fuente de luz que se aparta de un observador hace justo eso. El desplazamiento hacia el rojo era, de hecho, una medida de la velocidad relativa de la fuente y del observador.

Más tarde, Hubble halló que las galaxias se alejaban de él en todas las direcciones; esto era una manifestación de la expansión del espacio. Como el espacio expande las distancias entre todas las galaxias, la astrónoma Hedwina Kubble, que observase desde el planeta Penunbrio en Andrómeda, vería el mismo efecto o fenómeno: las galaxias se apartaría de ella.

Cuanto más distante sea el objeto, más deprisa se mueve. Esta es la esencia de la ley de Hubble. Su consecuencia es que, si se proyecta la película hacia atrás, las galaxias más lejanas, que se mueven más deprisa, se acercarán a los objetos más próximos, y todo el lío acabará juntándose y se acumulará en un volumen muy, muy pequeño, como, según se calcula actualmente, ocurría hace 13.700 millones de años.

“Los habitantes de Planilandia son seres sensibles, a quienes atribulan nuestros problemas y conmueven nuestras emociones. Aunque sean planos físicamente, sus características están bien redondeadas. Son parientes nuestros, de carne y hueso como nosotros. Retozamos con ellos en Planilandia. Y retozando, nos hallamos de pronto nosotros mismos contemplando de un modo nuevo nuestro mundo rutinario con el asombro boquiabierto de la juventud.”

La más famosa de las metáforas científicas te pide que imagines que eres una criatura bidimensional, un habitante del Plano. Conoces el este y el oeste, el norte y el sur, pero arriba y abajo no existen; sacaos el arriba y debajo de vuestras mentes. Vivís en la superficie de un globo que se expande. Por toda la superficie hay residencias de observadores, planetas y estrellas que se acumulan en galaxias por toda la esfera; todo bidimensional. Desde cualquier atalaya, todos los objetos se apartan a medida que la superficie se expande sin cesar. La distancia entre dos puntos cualesquiera de este universo crece. Eso es lo que pasa, precisamente, en nuestro mundo tridimensional. La otra virtud de esta metáfora es que, en nuestro universo, no hay ningún lugar especial. Todos los sitios o puntos de la superficie sin democráticamente iguales a todos los demás. No hay centro; no hay borde. No hay peligro de caerse del universo. Como nuestra metáfora del universo en expansión (la superficie del globo) es lo único que conocemos, no es que las estrellas se precipiten dentro del espacio. Lo que se expande es que espacio que lleva toda la barahúnda. No es fácil visualizar una expansión que ocurre en todo el universo. No hay un exterior, no hay un interior. Sólo hay este universo, que se expande. ¿En qué se expande? Pensad otra vez en vuestra vida como habitante del Plano, de la superficie del globo: en nuestra metáfora no existe nada más que la superficie.

Dos consecuencias adicionales de gran importancia que tiene la teoría del Big Bang acabaron por acallar la oposición, y ahora “reina un considerable consenso” -obligado o forzado por la ignorancia de no saber explicar lo que pudo pasar, de otra manera distinta a la del B.B.-. Una es la predicción de que la luz de la incandescencia original (presuponiendo que fue muy caliente) todavía está a nuestro alrededor, en forma de radiación remanente. Recordad que la luz está constituida por fotones, y que la energía de los fotones está en relación inversa con la longitud de onda. Una consecuencia de la expansión del universo es que todas las longitudes se expanden. Se predijo, pues, que las longitudes de onda, originalmente infinitesimales, como correspondía a unos fotones de gran energía, han crecido hasta pertenecer ahora a la región de las microondas, en la que las longitudes son unos pocos milímetros.

En 1.965 se descubrieron los rescoldos del Big Bang, es decir, la radiación de fondo de microondas. Esos fotones bañan el universo entero, y se mueven en todas las direcciones posibles. Los fotones que emprendieron viaje hace miles de millones de años cuando el universo era más pequeño y caliente, fueron descubiertos por una antena de los laboratorios Bell en Nueva Jersey.

Así que el descubrimiento hizo imprescindible medir la distribución de las longitudes de onda, y se hizo. Por medio de la ecuación de Planck, esta medición de la temperatura media de lo que quiera (el espacio, las estrellas, polvo, un satélite, los pitidos de un satélite que se hubiese colado ocasionalmente) que haya estado bañándose en esos fotones.

 COBE de la NASA lanzado en 1989

Las mediciones últimas efectuadas por la NASA con el satélite COBE dieron un resultado de 2’73 grados sobre el cero absoluto (2’73 ºK). Esta radiación remanente es una prueba muy potente a favor de la teoría del Big Bang caliente.

Comparativa de la radiación del fondo de microondas tomada por tres satélites distintos: COBE (NASA), WMAP (NASA) y Planck (ESA).

“Vivimos inmersos en la radiación remanente del inicio del Universo: el Big Bang. Nos movemos en una piscina de fotones -las partículas que componen la luz- que nos envuelven a razón de unos 400 en cada centímetro cúbico, aproximadamente el volumen de un dedal. Estamos conectados con el origen del Universo en todo momento.”

Los astrofísicos pueden hablar tan categóricamente porque han calculado qué distancias separaban a dos regiones del cielo en el momento en que se emitió la radiación de microondas observadas por el COBE. Ese momento ocurrió 300.000 años después del Big Bang, no tan pronto como sería deseable, pero sí lo más cerca del principio que podemos.

Resulta que temperaturas iguales en regiones separadas del espacio que nunca habían estado en contacto y cuyas separaciones eran tan grandes que ni siquiera a la velocidad de la luz daba tiempo para que las dos regiones se comunicasen, y sin embargo, sí tenían la misma temperatura. La teoría del Big Bang no podía explicarlo; ¿un fallo?, ¿un milagro? Se dio en llamar a eso la crisis de la causalidad, o de la isotropía.

Nuestro entorno es tranquilo porque estamos en el interior del Brazo de Orión, a 27.ooo años luz del centro de la Galaxia. Y, precisamente por eso, alejados de agujeros negros y otros fenómenos cósmicos, podemos vivir tranquilos. También eso es debido a la causalidad.

De la causalidad porque parecía que había una conexión causal entre distintas regiones del cielo que nunca debieran haber estado en contacto; de la isotropía porque donde quiera que mires a gran escala verás prácticamente el mismo patrón de estrellas, galaxias, cúmulos y polvo estelar. Se podría sobrellevar esto en un modelo del Big Bang diciendo que la similitud de las miles de millones de piezas del universo que nunca estuvieron en contacto es puro accidente. Pero no nos gustan los “accidentes”: los milagros están estupendamente si jugamos a la lotería, pero no en la ciencia. Cuando se ve uno, los científicos sospechan que algo más importante se nos mueve entre bastidores. Me parece que mi inclinación científica me hace poco receptivo a los milagros. Si algo para habrá que buscar la causa.

El segundo éxito de gran importancia del modelo del Big Bang tiene que ver con la composición de nuestro universo. Puede parecer que el mundo está hecho de aire, tierra, agua y fuego, pero si echamos un vistazo arriba y medimos con nuestros telescopios espectroscópicos, apenas sí encontramos algo más que hidrógeno, y luego helio. Entre ambos suman el 98% del universo que podemos ver. El resto se compone de los otros noventa elementos. Sabemos gracias a nuestros telescopios espectroscópicos las cantidades relativas de los elementos ligero, y hete aquí que los teóricos del Big Bang dicen que esas abundancias son precisamente las que cabría esperar. Lo sabemos así.

El universo prenatal tenía en sí toda la materia del universo que hoy observamos, es decir, unos cien mil millones de galaxias, cada una con cien mil millones de soles. Todo lo que hoy podemos ver estaba comprimido en un volumen muchísimos menos que la cabeza de un alfiler. La temperatura era alta, unos 10³² grados Kelvin, mucho más caliente que nuestros 273 ºK actuales. Y en consecuencia la materia estaba descompuesta en sus componentes primordiales.

Una imagen aceptable de aquello es la de una “sopa caliente”, o plasma, de quarks y leptones (o lo que haya dentro, si es que hay algo) en la que chocan unos contra otros con energías del orden de 10¹⁸ GeV, o un billón de veces la energía del mayor colisionador que cualquier físico pueda imaginarse construir. La gravedad era rugiente, con su poderoso (pero aún mal conocido) influjo en esta escala microscópica.

Tras este comienzo fantástico, vinieron la expansión y el enfriamiento. A medida que el universo se enfriaba, las colisiones eran menos violentas. Los quarks, en contacto íntimo los unos con los otros como partes del denso grumo que era el universo infantil, empezaron a coagularse en protones, neutrones y los demás hadrones. Antes, esas uniones se habrían descompuesto en las inmediatas y violentas colisiones, pero el enfriamiento no cesaba; aumentaba con la expansión y las colisiones eran cada vez más suaves.

A los tres minutos de edad, las temperaturas habían caído lo bastante como para que pudiesen combinarse los protones y los neutrones, y se formaran núcleos estables. Este fue el periodo de nucleosíntesis, y como se sabe lo suficiente de física nuclear se pueden calcular las abundancias relativas de los elementos químicos que se formaron. Son los núcleos de elementos muy ligeros; los más pesados requieren de una “cocción” lenta en las estrellas.

Claro que, los átomos (núcleos más electrones) no se formaron hasta que la temperatura no cayó lo suficiente como para que los electrones se organizaran alrededor de los núcleos, lo que ocurrió 300.000 años después, más o menos. Así que, en cuanto se formaron los átomos neutros, los fotones pudieron moverse libremente, y ésta es la razón de que tengamos una información de fotones de microondas todavía.

La nucleosíntesis fue un éxito: las abundancias calculadas y las medidas coincidían. Como los cálculos son una mezcla íntima de física nuclear, reacciones de interacción débil y condiciones del universo primitivo, esa coincidencia es un apoyo muy fuerte para la teoría del Big Bang.

En realidad, el universo primitivo no era más que un laboratorio de acelerador con un presupuesto ilimitado. Nuestros astrofísicos tenían que saberlo todo acerca de los quarks y los leptones y las fuerzas para construir un modelo de evolución del universo. Los físicos de partículas reciben datos de su experimento grande y único. Por supuesto, para los tiempos anteriores a los 10^-13 segundos, están mucho menos seguros de las leyes de la física. Así que, los astrofísicos azuzan a los teóricos de partículas para que se remanguen y contribuyan al torrente de artículos que los físicos teóricos lanzan al mundo con sus ideas: Higgs, unificación de cuerdas vibrantes, compuestos (qué hay dentro de los quarks) y un enjambre de teorías especulativas que se aventuran más allá del modelo estándar para construir un puente que nos lleve a la descripción perfecta del universo, de la Naturaleza. ¿Será posible algún día?

Esperemos a ver qué pasa con la historia que comenzaron Grabielle Veneziano, John Schwartz, André Neveu, Pierre Ramond, Jeff Harvey, Joel Sheik, Michael Green, David Gross y un dotado flautista de Hamelin que responde al nombre de Edward Witten.

La teoría de cuerdas es una teoría que nos habla de un lugar muy distante. Según Leon Lederman… “casi tan distante como Oz o la Atlántida”. Estamos hablando del dominio de Planck, ese lugar al que nadie ha podido llegar nunca. No hay forma de que podamos imaginar datos experimentales en ese tiempo tan lejano; las energías necesarias (las de la masa de Planck) no están a nuestro alcance.

Y, a todo esto, tenemos que comprender que todo, absolutamente todo lo que anteriormente habéis leído más arriba, es lo que creemos que sabemos y que, de ninguna manera, tiene que reflejar la realidad que…, de momento y a ciencia cierta, desconocemos.

Emilio Silvera V.

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Los fotoenes, esas partícuñlas sin masa en reposo, que sabemos que son pura energía, cuya potencia depende de su energía, de alguna manera, y, de acuerdo con el fórmula E = mc² , lo cierto es que la amasa está ahí de alguna manera que, en esos momentos tienen esa forma de energía. Mucho es lo que hemos avanzado sobre el conocimiento del fitón, sus formas, su comportamiento, las distintas frecuencias según el campo en el que esté presente. Sin embargo, y, a pesar de todo lo que del fotón sabemos… ¡Nos falta mucho por saber de ese maravilloso cuanto de luz.

Los fotones son partículas sin masa en reposo, pero su interacción con la materia proviene de su cantidad de movimiento y su energía cinética. Según la relatividad, se relacionan mediante E = pc (p es el momento). Su energía se define mediante la ecuación de Planck-Einstein: 

E = h . f

Donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia. Aunque son el cuanto de luz fundamental, aún guardan misterios.

Dualidad Onda-Corpúsculo.

Masa Invariante Cero.

Equivalencia Masa-Energía.

Comportamiento en Campos.

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La visión de este trabajo está destinada a curiosos entusiastas de la Física

Muchos han sido los trabajos aquí presentados en los que hemos hablado de la Teoría de Einstein que llegó a la Física como Elefante en cacharrería, lo puso todo partas arriba, la “legalidad” reconocida se vio zarandeada en sus cimientos.

• Que la energía y la masa eran dos aspectos de la misma cosa.
• Que si un objeto viaja a velocidades cercanas a la de la luz… ¡Su masa aumenta!
• Que para los viajeros de una nave que marcha a la velocidad de c, el Tiempo se ralentiza.

Primeros principios de ideas salidas de otros cerebros privilegiados como Lorentz y Maxwell (también otros).

Finalmente, y, ante la incredulidad de los físicos de primer nivel, tuvo que llegar Planck, que habiendo leído detenidamente los trabajos del joven Einstein, comprendió la importancia de los mismos y los publicó en una revista de la que era director y, desde ese momento, el joven empleado de la Oficina de Patentes de Berna (Suiza), fue una celebridad  que, requerido por todos, se vio asediado a dar conferencias y rechazar mil puestos de trabajo de gran importancia.

Pero bueno, esto es una sencilla reseña, lo importante es oír al narrador.

Emilio Silvera V.

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