¡Siempre queriendo saber!

Richard Feynman

“Siempre me ha intrigado que, cuando se trata de aplicar las leyes tal como las entendemos actualmente, una computadora necesite hacer un número infinito de operaciones lógicas para efectuar cálculos relativos a lo que sucede en cualquier zona insignificante del tiempo. ¿Cómo puede suceder todo eso en un espacio diminuto? ¿Por qué se necesita una cantidad infinita de operaciones lógicas para averiguar lo que va a pasar en un fragmento diminuto de espacio-tiempo? A menudo he formulado la hipótesis de que en última instancia la física no necesitará una expresión matemática, ya que al fin se descubrirá la maquinaria y las leyes llegarán a ser sencillas, como un juego de ajedrez con todas sus aparentes complejidades.”

El mundo que nos rodea es más complejo de lo que parece, pero al tener y comprender los significados de los conceptos físicos, nos permite re-descubrir, inventar e interpretar el funcionamiento de las cosas. Precisamente por ser nuestro entorno como es, nos obliga a tener que tratar de comprenderlo. Nadie puede subsistir en un lugar que no comprende y, cuando se domina y sabemos cómo adaptarnos al medio, la vida, además de más sencilla, también será más duradera.

Hemos llegado a saber que estamos hecho del material creado en las estrellas, también que pertenecemos a algo mucho mayor y que estamos sometidos a unas leyes universales que todo lo rigen, tratamos de mirar y no siempre podemos ver todo lo que hay, y, nuestro entorno, siempre cambiante, nos obliga a tener que adaptarnos a todos los cambios que la Naturaleza pueda traer (además de los que nosotros mismos podamos provocar).

Claro que, el mundo que nos rodea parece ser un lugar complicado (siempre nos resultará complicado lo que no sabemos entender). Aunque hay algunas verdades sencillas que parecen eternas: El Sol que se pone y se levanta siempre por los mismos lugares, la noche y el día que nos trae cuando se esconde y cuando aparece, y, nuestras vidas, que a pesar de las modernas tecnologías, siguen estando todavía, con demasiada frecuencia, a merced de los complicados procesos naturales que producen cambios drásticos y repentinos que no podemos ni predecir.

Hemos llegado a conseguir que, a mediados del siglo XX,  los avances de nuestro saber estuvieran situados en un nivel espectacular y le hubieran dado una respuesta consistente a todas las cosas sencillas. Conceptos tales como la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica explicaron el funcionamiento global del Universo a escalas muy grandes y muy pequeñas respectivamente, mientras que el descubrimiento de la estructura del ADN…

y el modo en que este se copia de una generación a otra hizo que la propia vida, así como la evolución parecieran sencillas a nivel molecular. Sin embargo, persistió la complejidad del mundo a nivel humano -al nivel de la vida-. La cuestión más interesante de todas, la que plantea que la vida puede haber surgido a partir de la materia “inerte” ha seguido sin tener una respuesta.

¿Dónde empieza y termina la realidad?

No debemos extrañarnos que sea precisamente a escala humana donde se den las características más complejas del Universo, las que se resisten más a rendirse ante los métodos tradicionales de la investigación científica. Realmente, es posible que seamos lo más complejo que hay en el Universo (salvo posibles y similares formas de vida que, de cuya existencia no tenemos una certeza y sí una sospecha). La razón es que a escala más reducida, entidades tales como los átomos se comportan individualmente de un modo relativamente sencillo en sus interacciones mutuas, y que las cosas complicadas e interesantes surgen, cuando se unen muchos átomos de maneras complicadas e interesantes, para formar organismos tales como los seres humanos u otros seres vivos.

Nosotros, como ocurre en las Galaxias que se sirven de las explosiones supernovas para renovarse y producir, a partir del material que riega el espacio circundante a la explosión, nuevas estrellas y mundos, de la misma manera, a través de la explosión del Amor, también podemos reproducirnos para impedir que, la Entropía, se salga con la suya (al menos le presentamos alguna batalla).

Un átomo, o incluso una molécula tan simple como la del agua, es algo más sencillo que el ser humano, porque tiene poca estructura interna; una estrella, o el interior de un planeta, es también algo más sencillo que un ser humano porque la gravedad aplasta cualquier estructura hasta aniquilarla cuando se pierde el equilibrio de las fuerzas que intervienen en la estabilidad. Esta es la razón por la que la Ciencia puede decir más sobre el comportamiento de los átomos y el funcionamiento interno de las estrellas y los mundos que, del propio comportamiento de las personas.

                  A veces me asombra esa “sustancia” que llevamos dentro que nos empuja a querer saber

Al menos de momento, no resulta posible saber el por qué nuestros pensamientos eligen los caminos que nos conducen a maneras de comportamiento que no siempre sabemos explicar. Sí, pocas dudas nos pueden caber ya, somos sistemas complejos (muy, muy complejos diría yo) que, habiendo brotado a la existencia a partir de los mecanismos y ritmos que imponen las fuerzas y constantes del Universo, podemos ser la muestra “perfecta” de una evolución bioquímica que se ha dado en la materia “inerte” bajo una serie de condiciones que, por otra parte, hacen imparable el surgir de la vida y de su evolución.

Se habla (muchas veces lo hemos podido escuchar)  del Orden que surge del Caos. Antes de la revolución cinetífica del siglo XVII, el mundo parecía estar regido por el caos (entendiendo la palabra al margen del mundo científico de hoy). En absoluto se sugería que hubieran leyes sencillas y ordenadas que pudieran sustentar la confusión reinante en el mundo.

Mucho antes de todo aquello, las Civilizaciones hablaban de un dios o de dioses para poder explicar lo que no entendian. Allí donde se percibía el orden del Universo, este orden se atribuía a una respuesta que daban los objetos físicos a una necesidad de que se preservara la armonía y el orden siempre que fuera posible y, se suponía que las órbitas de los planetas y la del Sol alrededor de la Tierra, estaba en el centro de todo, que era el centro de simetría del universo, y por tanto, el lugar más deseable en el que cualquiera se podría encontrar.

Los planetas describían pequeños círculos (epiciclos) cuyo centro se desplazaba sobre un círculo mayor (deferente) alrededor de la Tierra. Ptolomeo empleó más de ochenta círculos, entre deferentes y epiciclos, para describir el movimiento de los astros alrededor de la Tierra. Esta se suponía inmóvil y situada en el centro del universo (modelo geocéntrico). La razón fundamental para admitir la inmovilidad de la Tierra era la ausencia de movimiento de las estrellas fijas, que suponían habría sido advertido por la modificación del ángulo con que estas se observaban desde la Tierra. No sabían que las estrellas estaban mucho más lejos de lo que ellos creían.

Esta visión geocéntrica del mundo se mantuvo casi dos mil años, hasta que Copérnico la modificó con su modelo heliocéntrico. El heliocentrismo tuvo ya precursores, como Heráclides (388-315 a. C.), discípulo de Platón, que sugirió la rotación de Mercurio y Venus en torno al Sol (para explicar por qué estos planetas siempre se veían cerca del Sol) y Aristarco, que sugirió que las posiciones de los astros se explicarían más fácilmente si algunos planetas giraran alrededor del Sol. Le extrañaba, además, que el Sol, que era mucho mayor que la Tierra, girara alrededor de ella.

El filósofo Aristarco de Samos (un adelantado a su tiempo), sugirió que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol. Nadie le prestó atención a su predicción intuitiva y, muchos años después, llegó Copérnico a llevarse los honores.

Es justo reconocerle a Galileo el mérito de haber sido el primero en apuntar al cielo con un Telescopio y, más aún, el primero en imponer el método científico que aún hoy perdura: El experimento y la investigación. Fue una combinación del descubrimiento de las órbitas elípticas por parte de Kepler, y de las teorías de Galileo sobre la aceleración y el método científico, lo que preparó el camino para el mayor descubrimiento científico del siglo XVII, y quizá de todos los siglos: la ley de la Gravitación Universal de Isaacc Newton.

Independientemente de cuales fueran las técnicas matemáticas que utilizara Newton de manera privada en la década de 1680, en Los Principia demostró, utilizando procedimientos que sus contemporáneos conocían, que para que los planetas describieran órbitas elípticas alrededor del Sol (y, por consiguiente, para que las observaciones concordaran con la teoría), la Gravedad debía cumplir una Ley en la que apareciera la proporcionalidad inversa del cuadrado de la distancia. Concretamente, la fuerza de atracción entre dos masas situadas a una cierta distancia.

Todos los cuerpos en el espacio están unidos por los hilos invisibles de la Gravedad

Todos (seguramente) habréis oído hablar del problema de los tres cuerpos al que no se sabía dar una solución. Y, así continuó, sin tener una solución hasta finales del siglo XVIII, cuando el matemático francés Pierre Laplace (1749-1827) aparentemente puso orden en el Sistema Solar. Calculó mediante laboriosos procedimientos de correcciones sucesivas y paso a paso, las órbitas de Júpiter y Saturno, que son los planetas más grandes del Sistema Solar y ejercen la máxima influencia gravitatoria el uno sobre el otro, y cada uno de ellos sobre los planetas menores, despúes de la que ejerce el Sol.

La familia de la Tierra: planetas del Sistema Solar

Júpiter y Saturno

Laplace descubrió que la órbita de Júpiter se está expandiendo de forma lenta, mientras que la de Sarturno se está reduciendo -justo el tipo de efecto que intuía Newton y al que no supo dar ninguna explicación, lo dejaba en manos de Dios- Pero Laplace vio que estas modificaciones están ligadas a un cambio rítmico en la influencia gravitatoria que ejercen ambos planetas el uno sobre el otro, y que dicho cambio se produce  porque Saturno describe dos órbitas alrededor del Sol mientras que Júpiter recorre su órbita cinco veces. Esto significa que los dos planetas gigantes se encuentran a distancia mínima uno del otro cada cincuenta y nueve años.

Utilizando las leyes de Newton y la técnica de correcciones reiteradas paso a paso, Laplace calculó que el efecto producido por todo esto era la inversión de cambios globales observados  en las órbitas de los dos planetas cada 929 años -despúes de 929 durante los cuales la órbita de Júpiter se expande, mientras la de Saturno se contrae, hay otro intervalo de 929 años durante el cual la órbita de Júpiter se contrae, mientras que la de Saturno se expande, y así sucesivamente-. Laplace pensó que así se había restablecido el orden del Sistema Solar.

¡Qué cosas! ¿Cómo pudo la mente humana profundizar tanto con tan poco tiempo? Si comparamos la aparición de la especie humana con la edad del Universo, simplemente sería un parpadeo en el contexto temporal global.

emilio silvera

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