El objetivo del presente artículo es el de poner en conocimiento de lectores no especializados en estos temas, de lo que ha sucedido, y lo sigue haciendo, en el campo de la interpretación científica de la naturaleza. No es mi pretensión el demostrar ser, ciertamente, conocedor profundo, ni mucho menos, de la materia, sino un expositor de lo que ha podido entender de sus lecturas de artículos que le son pertinentes.
Los fenómenos naturales, que antes del advenimiento de la ciencia eran considerados sobrenaturales (rayos, truenos, eclipses, terremotos, arcos iris, lluvias, enfermedades, etc.) comenzaron a ser interpretados racionalmente a partir de Copérnico (1473-1542) luego Galileo (1564-1642) y posterior y fundamentalmente por el genio británico Isaac Newton (1643-1727) y también de Pasteur, Fleming, Darwin y otros en diversas áreas científicas.
Pero aquí hagamos una corta pausa para mirar el mundo antiguo: Los filósofos y sabios griegos (Siglos VIII a V a. C, época de su florecimiento cultural) tenían conocimientos extremamente avanzados considerando que la cultura occidental recién hacía su aparición allí y en ese entonces. Por ejemplo, Aristarco de Samos (entre los años 310 y 230 a. C) fue el primero en suponer con seriedad el heliocentrismo planetario, luego Eratóstenes (296 a.C.-195 a. C), sabía que la Tierra era esférica e incluso midió su radio, con un error sorprendentemente de solo 15 %, considerando los rudimentarios métodos y herramientas que usó para tal fin: La geometría de Euclides para sus cálculos matemáticos y herramientas muy simples, como los ángulos de postes formados con sus sombras proyectadas al suelo, y midiendo la distancia, relativamente larga, contando el número de pasos humanos que separaban tales postes. Método que se usó hasta mucho después, pero empleando instrumentos de precisión.
Durante La Edad Media, o siglos del oscurantismo, la ciencia prácticamente fue proscrita y hasta condenados sus cultores por antirreligiosos. Uno de los discípulos de Copérnico, (fundador científico del heliocentrismo planetario) fue quemado vivo por comulgar con las ideas de él.
El mismo Galileo se salvó de la muerte, pero fue confinado de por vida a permanecer en su casa, por creer en la teoría celeste heliocéntrica y ya no en la geocéntrica. Galileo fue el creador de la ciencia, comprobando experimentalmente algunas de sus predicciones, base fundamental para aquella.
Newton fue quien abrió las puertas de la ciencia física de par en par: Calculó con asombrosa exactitud la mecánica celeste, estudió la luz afirmando que era corpuscular, creó el arco iris artificial al hacer pasar un rayo de luz blanca a través de un prisma de cristal, creo los métodos matemáticos llamados cálculo infinitesimal e integral para poder realizar los cálculos matemáticos que necesitaba a fin de completar sus teorías (el alemán Leibniz hizo lo propio casi simultáneamente). Newton pudo predecir los eclipses tanto de luna como de sol, y no solo los del futuro sino retrospectivamente las fechas en las que ellos ocurrieron; creó la Teoría Gravitacional y las fórmulas para calcular sus efectos, etc. Entonces fue que los fenómenos de la naturaleza llamados sobrenaturales se convirtieron en naturales.
Durante casi tres siglos se dio absoluta credibilidad a las teorías de Newton, hasta que al alborear el Siglo XX, en el año 1900 un alemán: Max Planck, al analizar los absurdos resultados de las radiaciones de los cuerpos negros y los extraños comportamientos de las partículas atómicas y subatómicas, descubrió que las leyes de Newton no eran aplicables a esos casos y en general al estudio de las partículas especialmente pequeñas y por ello tuvo que crear otra teoría, otra física, para tratar de comprender esos comportamientos, esa teoría se llama: La Mecánica Cuántica.
Poco tiempo después, en 1905, Albert Einstein sorprende al mundo físico con su extraña idea de que el tiempo no transcurría igual para todos. El mismo acontecimiento, evento, tiene diferente duración para observadores localizados en diferentes lugares (especiales), a los que se les llama puntos o mejor coordenadas de referencia. Uno que estuviera moviéndose a alta, o mejor a muy alta, velocidad medirá un lapso menor que otro que esté estacionario al lado donde el evento ocurre. Sorprendente postulado: EL TIEMPO NO ERA ABSOLUTO SINO RELATIVO, RELATIVO DEPENDIENDO DESDE DONDE SE LE MEDÍA.
La conocida paradoja de los dos mellizos uno de los cuales viaja a muy alta velocidad y el otro permanece estacionado, hace que el primero experimente un menor tiempo que el estacionado, de modo que, si después de unos años el viajero regresa al lado de su hermano, este último habrá envejecido bastante más que el viajero, eventualmente hasta fallecido de viejo.
Newton, el gran genio inglés, si bien es cierto que, entre otros varios e importantes descubrimientos e invenciones postuló su famosa teoría de la Gravitación Universal, con leyes bellas perfectamente demostrables experimentalmente (una condición indispensable para que una teoría tenga validez y se convierta en ley) NO PUDO EXPLICAR EL POR QUÉ DE LA ATRACCIÓN GRAVITACIONAL. Fue Einstein (en 1915) en su Teoría General de la Relatividad, quien postuló otra idea contra intuitiva, tal como lo hiciera con el tiempo en su Teoría Restringida de la Relatividad, en 1905, esta vez afirmando ¡Que la gravedad curvaba el espacio! Y esa curvatura del espacio era la causa de que los cuerpos masivos, que, como el Sol, mantenga atrapados a sus planetas girando a su alrededor tal como lo hacen desde Mercurio hasta el lejano Plutón en el Sistema Planetario Solar.
(Una aproximación conceptual sobre la curvatura de espacio se tiene suponiendo que alguien viva en un espacio bidimensional o sea en un plano. Supongamos que este plano esté hecho por cuerdas elásticas que forman un tejido. Pongamos una pequeña esfera, algo pesada, sobre ese plano elástico. Obviamente que se hundirá y la profundidad de su hundimiento dependerá de cuán pesada (masiva, es decir cantidad de masa) sea la bola. El habitante supuesto que vive en ese plano NO SE PERCATARÁ que el objeto masivo le ha agregado una dimensión más a su espacio bidimensional. Otra(s) bola(s) que gire(n) rápidamente apoyándose en los bordes internos del cono formado por el hoyo, permanecerán moviéndose en una trayectoria circular, sin caer al hoyo debido a la fuerza centrífuga y sin salir disparados debido a la inclinación (curvatura) de las paredes internas del cono citado.
Esa similitud aplicada a nuestro espacio tridimensional explica cómo es que la masa hace que el espacio contiguo se torne de cuatro dimensiones, curvándolo, a lo que se conoce como espacio-tiempo.
Otro de los postulados de esta teoría es que la gravedad no solo curva el espacio, sino que también hace que el tiempo transcurra más lentamente en la zona de su influencia. Se ha llegado a diferenciar lapsos, que dos relojes atómicos miden, cuando apenas poco varía la curvatura del espacio, es decir cuando apenas varía la fuerza de la gravedad. Una paradoja afirma que la persona que vive en un segundo piso de una casa vive menos tiempo que otra del primer piso, No es exagerado, afirmar que dos relojes atómicos idénticos, extremadamente precisos, colocados, digamos a tres metros de altitud uno del otro, medirán lapsos diferentes. Esas medidas diferentes se han obtenido efectivamente de manera experimental.
Casi todas las predicciones que hizo las teorías de Einstein han sido comprobadas experimentalmente y en muchas ocasiones, ahora que la tecnología, tales como los relojes atómicos, que logran medir lapsos extremadamente cortos.
LA MECÁNICA CUÁNTICA
Es otra teoría que data del Siglo Pasado, ya tiene más de 120 años de existencia y aún no se le entiende lo suficientemente bien, ni siquiera logran hacerlo los físicos especializados en la materia. Surgió, como ya lo manifesté, debido a que los fenómenos que existen en el mundo atómico y subatómico no obedecen a las leyes de la física convencional, incluyendo la Relatividad.
Uno de sus postulados es que muchas magnitudes, por ejemplo. la energía, no varían continuamente sino por saltos, es decir de modo discreto, pequeñísimos escalones llamados cuantos.
Otra es que no se puede medir simultáneamente dos o más propiedades de esas partículas: Si mides una propiedad, digamos su posición otra, velocidad, ya no se puede medir.
Una tercera característica es que al medir cualquiera de sus propiedades se altera lo que se desea medir.
La interpretación actual es que la partícula es una onda, pero cuando se le mide colapsa y se convierte en partícula.
Otra más: el principio de superposición, propiedad que tienen esas partículas de estar en dos o más estados a la vez. (algo contraintuitivo) (Recuérdese la clásica paradoja del gato, simultáneamente vivo y muerto, de Schrodinger, 1887-1961)
Hay otras cosas aún más sorprendentes como el hecho conocido como ENTRELAZAMIENTO, que afirma que existen partículas entrelazadas en las que si se mide cierta propiedad de UNA DE ESAS PARTÍCULAS ENTRELAZADAS, digamos su spin (vibración orientada), automáticamente SE CONOCE LA(S) DE LA(S) OTRA(S) PARTÍCULA(S) ENTRELAZADA(S): Ejm: si el spin de la primera es positivo el de la segunda será negativo y viceversa, por más alejadas, una de otra, se encuentren. Sorprendentemente como si la “información” viajara inclusive a mayor velocidad que la luz, lo que está prohibido por la teoría de la relatividad. (Ya se han hecho experimentos que comprueban este insólito comportamiento). En realidad, ninguna INFORMACIÓN viaja a mayor velocidad de la luz, pero el entrelazamiento existe.
Actualmente se afirma que el entrelazamiento de partículas no es sino el comportamiento intrínseco de ellas: Siempre se corresponden unas a otras (si una tiene spin + la otra tiene --, por lo que no existe transmisión alguna)
También es sorprendente los comportamientos experimentales de la materia y de las ondas electromagnéticas, unas veces se comportan como partículas y otras como ondas. Ahora ya es práctica común tratarlas como ondas y partículas a la vez.
La interpretación actual es que la partícula es una onda, pero cuando se le mide colapsa y se convierte en partícula.
Finalmente, si bien es cierto que las tecnologías de esta teoría tienen múltiples aplicaciones prácticas actualmente muy poco, o nada, se conoce lo que realmente qué es lo que esas partículas son ni el por qué de sus incomprensibles propiedades. La misma teoría de que la estructura del átomo es similar a la del sistema planetario con su centro el sol y para los átomos el núcleo y alrededor del cual giran los electrones, está en tela de juicio (Niels Bohr: 1885-1962). Por ejemplo, LA TEORÍA DE LAS CUERDAS es otro modo de concebir la naturaleza de esas partículas (el protón no es sino una especie de minúscula cuerda que tiene la propiedad de vibrar a una determinada frecuencia, el electrón otra cuerdita con otra frecuencia de vibración, etc.)
Otro problema para la mecánica cuántica es la gravedad, porque no explica la razón de su existencia, aunque últimamente se postula que, en lugar de pretender interpretar la gravedad cuántica desde un punto de vista de la mecánica clásica, debe de hacerse partiendo de las “propiedades” de la mecánica cuántica particularmente, para el caso de la gravedad, mediante el entrelazamiento de partículas en el espacio, que dice que es la razón de la geometría y finalmente afirma que la curvatura del espacio (fundamento de la gravedad de Einstein) no es sino consecuencia del entrelazamiento de partículas.
Dicen que los físicos están totalmente en desacuerdo, los unos con los otros, en la interpretación de la mecánica cuántica, excepto en una cosa: SOLO ESTÁN DE ACUERDO EN QUE ESTÁN EN DESACUERDO.
LA COMPUTADORA CUÁNTICA, basada en las propiedades supinas de la materia cuántica, será tan diferente a las actuales computadoras y serán capaces de hacer cálculos muy complejos que las actuales no lo pueden realizar. Ese hecho hará que sus aplicaciones prácticas sean tales que resolverán muchos problemas que las actuales no pueden hacerlo. Entre ellas la criptografía infalible o completamente confiable, el descubrimiento (o mejor, tal vez, invención) de materiales extraordinarios como los superconductores a temperatura ambiente o para baterías acumuladoras de energía eléctrica mucho más eficaces que las actuales, obtención de medicamentos altamente eficaces y ad-hoc para cada dolencia, etc.
Lastimosamente, tales computadoras están aún muy lejos de poder ser fabricadas, precisamente por la falta aún del dominio total del comportamiento de la materia cuántica.
(UNA IMPRONTA, ILUSTRADORA DE MI AUDACIA)
FÁBULA DEL BURRO FLAUTISTA
(Tomás de Iriarte; 1750-1791)
Esta fabulilla,
salga bien o mal,
me ha ocurrido ahora
por casualidad.
Cerca de unos prados
que hay en mi lugar,
pasaba un borrico
por casualidad.
Una flauta en ellos
halló, que un zagal
se dejó olvidada
por casualidad.
Acercóse a olerla
el dicho animal,
y dio un resoplido
por casualidad.
En la flauta el aire
se hubo de colar,
y sonó la flauta
por casualidad.
«¡Oh!», dijo el borrico,
«¡Qué bien sé tocar!
¡y dirán que es mala
la música asnal!».
Sin reglas del arte,
borriquitos hay
que una vez aciertan
por casualidad.
Es posible, que igual que el Burro Flautista de esta fábula merezca yo - por haber tenido la audacia de escribir el artículo precedente - la misma moraleja que ese tierno animal. Si esa fuese la apreciación de alguno(s) de mi(s) caro(s) lector(es), le(s) pido las disculpas del caso.
Julio, 2021
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