23 xaneiro, 2016

(Cosmofísica, 7) "La realidad no es lo que parece. La estructura elemental de las cosas"

La realidad no es lo que parece es un excelente ejemplo de lo que se puede encontrar hoy en día en materia de divulgación científica: se trata de una breve, pero precisa y clara introducción en la física que protagonizará el siglo XXI, expuesta sobre los hombros de los gigantes del siglo XX, y que no se olvida de la tradición de siglos anteriores. A lo largo de su ensayo, Carlo Rovelli exhibe además un control intelectual de eminentes obras filosóficas y literarias del pasado que no puede sino explicar el porqué de su admirable capacidad explicativa: la precisión y claridad de su estilo demuestra que su formación humanística permea inevitablemente todos sus recursos expresivos.

Aunque se necesitan mutuamente, a efectos informativos el libro se puede dividir en dos grandes partes: por un lado, aquella en la que el autor explica los fundamentos de la relatividad y la física cuántica, y, por otro, aquella en la que expone la propuesta de la gravedad cuántica de lazos, teoría en la que el autor es un experto.

La teoría de la gravedad cuántica de lazos, o de bucles, es la principal competidora de la teoría de cuerdas como teoría finalmente dominante para explicar la realidad física. Rovelli apuesta por ella y, aunque deja claro que todavía está en pañales, llama la atención sobre una de las ventajas que tiene sobre aquella: es menos exigente con lo que debería haber de lo que es la teoría de cuerdas, que, por ejemplo, necesita de la existencia de unas todavía desconocidas partículas supersimétricas.

Rovelli explica los logros de la relatividad y de la física cuántica, y recuerda el escollo que hay para unificarlas: el estudio del campo gravitatorio, que, por su extrema debilidad, solo parece ser mensurable en las dimensiones de los grandes artefactos cósmicos, se mantiene al margen de la física cuántica, la cual, a su vez, se formula sin tener en cuenta esa curvatura espacio-temporal que explica la gravedad, y que las ecuaciones de Einstein matematizan. 

Aplicado a realidades concretas, el problema se materializa en el muro de hormigón contra el que se golpea impotente la relatividad cuando se adentra en singularidades tales como los agujeros negros y la hora 0 del universo, en las que lo cuántico parece encontrarse más cómodo.

Para cimentar la propuesta al respecto de la gravedad cuántica de lazos, el autor subraya con insistencia tres ideas clave de la mecánica cuántica: la granularidad, el indeterminismo y la relacionalidad. Es una novedad que alguien destaque tanto la primera y la tercera, y es mérito de Rovelli llamarnos la atención sobre su enorme importancia, incluso por encima de lo espectacular del indeterminismo. Y es así porque son ideas que le permiten al lector salir del diminuto, extraño e incomprensible mundo cuántico y hacerlo algo más cercano.

La granularidad de la realidad implica que no hay nada infinito: ni hay infinitos estados posibles ni hay una infinita subdivisión de la materia. Esto afectaría directamente a lo que ocurrió en el big bang: dado que no es posible una contracción infinita, el origen pudo haber estado en una nube de probabilidades cuánticas, sin espacio ni tiempo, que devendría de un universo anterior y que se habría resuelto en lo que nos ha llevado hasta el presente.

La relacionalidad, por su parte, afirma con claridad que la realidad no es, sino que es relación (aspecto intuido por la idea de relatividad): no hay realidad per se, sino que esta es una consecuencia de la relación, interacción, entre estados físicos. Las partículas lo son en el momento en que se relacionan con algo; mientras eso no ocurre, las partículas son ondas, campos que abarcan literalmente todo el universo.

Ya en su momento, Einstein advirtió que el espacio-tiempo es un campo más, el gravitatorio. En lo que Rovelli y otros trabajan es en demostrar que ese campo gravitatorio también es cuántico y que, sin negar la idea de que la materia curva el espacio-tiempo, puede explicar lo que ocurre en las singularidades citadas.

La idea, como se indicaba más arriba, es que el espacio no puede ser infinitamente divisible. El límite es la longitud de Planck: la millonésima parte de la milmillonésima parte de la milmillonésima parte de la milmillonésima parte de un centímetro (10 elevado a -33 cm.). Es justo en esta longitud cuando se manifiesta la gravedad cuántica y el espacio-tiempo de Einstein deja de tener sentido. Todo está, así, cuantizado: no solo las partículas o las superficies, sino también los volúmenes. Hay átomos elementales de espacio, un billón de millones de veces más pequeños que el más pequeño de los núcleos atómicos.

La gravedad cuántica de lazos intenta describir lo que es ese volumen cuantizado.

Los lazos son las líneas de Faradady, las del campo electromagnético, finitas y diferenciadas, que literalmente tejen el espacio. Lo tejen formando una malla tridimensional de lazos entrecruzados. Los nodos que se forman con ese entrecruzamiento son los cuantos de espacio. Aquí lo relevante es destacar que esos cuantos no están en el espacio, sino que son el espacio: un espacio que, en tanto que es cuántico, se crea con el interacturar de esos cuantos de gravedad individuales. No existe como dimensión física diferenciada de esa relacionalidad elemental. Consecuentemente, con el tiempo pasa lo mismo. La gravedad cuántica de bucles niega también la existencia del tiempo como una dimensión física diferenciada. No existe en el sentido de que los acontecimientos que ocurren no siguen ningún ritmo externo a ellos; ocurren, y, es en su relación con otros acontecimientos cuánticos, cuando generan su tiempo. El cambio existe, pero no respecto del tiempo, sino respecto de unas cosas con las otras.

En definitiva, un apasionante libro de divulgación que enseña lo básico de una de las teorías más prometedoras para entender la realidad física. 

ROVELLI, Carlo (2015): La realidad no es lo que parece. La estructura elemental de las cosas. Tusquets. Barcelona.

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