Super-Fuerza de Paul Davies

El título bien podría confundirse con algún tipo de novela esotérica, pero en esta ocasión la literatura científica viene de la mano de un físico, profesor de matemáticas avanzadas e investigador en temas de astronomía llamado Paul Davies que dedica en este libro a hablarnos sobre la energía. Qué fuerzas son las que infieren para que se dé aquello que todos nombramos como un fantasma que nos influye, empuja o determina. Que está presente desde un escondite llamado invisibilidad al ojo humano pero cuyo estudio desde la perspectiva de la física les ha llevado a detectar, denominar y tratar de medir, las cuatro fuerzas fundamentales que unen y definen todo lo que nos afecta desde lo más pequeño hasta lo más grande: la gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil.

(…)La gravitación no es en realidad una fuerza sino una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo. Los cuerpos no son forzados a seguir una gravedad sino que siguen un camino recto a través de un espacio curvo.(….)(…)Electromagnetismo, se manifiesta en los fenómenos atmosféricos luminosos (auroras). Disminuye con la distancia.(…)(…)La fuerza fuerte se manifiesta en el núcleo del átomo y él la mantiene unida a los protones contra la repulsión originada por la carga eléctrica(…)(…)La fuerza débil no puede actuar sobre objetos macroscópicos sino que se halla confinada a las partículas subatómicas (supernova)(…)

De la interacción de estas fuerzas surge todo un mundo de partículas que en la medida que actúe la fuerza sobre ellas se atraerán o repelerán originando la trayectoria de orden o caos energético en función de esa potencia fuerte, débil, gravitatoria o electromagnética.

(…)La fuerza fuerte es la luz del sol. Son reactores nucleares de fusión bajo el control de la fuerza fuerte(…)(…)El gravitón juega un papel similar al fotón en la gravedad. Ejercen una influencia gravitatoria mutua. Ellos llevan el mensaje de la luna a los océanos diciéndoles que suban y bajen las mareas. En la gravedad todas las partículas se atraen, carecen de masa.(…)(…)Entre la fuerza fuerte y la débil se produce un intercambio de partículas con una fuerza similar a la electromagnética pero distinta pues la fuerza eléctrica logra la unión de dos partículas con cargas opuestas.(…)(…)La relatividad convierte la distancia en algo sin sentido; pero la situación es aún peor cuando interviene la mecánica cuántica, puesto que ésta cuestiona también la idea de “lugar”.(…)

Siempre he sentido una extraña atracción por el principio de incertidumbre de Heisenberg como si fuera un concepto que nos atañe personalmente mucho más de lo que creemos suponer. Puesto que pasa a analizar el principio de Heisenberg y la solución buscada por Einstein-Podolsky-Rosen, mi imaginación de escritora me llevaba a imaginarme que en esa parte de la fórmula obtenida por Einstein sobre la energía que reducen a E=mc² implicaría a nuestra percepción “psicológica energética”, a nuestra forma de relacionarnos. Como una conjugación de certidumbre y casualidad que nos lleva a coincidir en el espacio compartido de momento y lugar. Hablo de nuestro motor energético que es el amor en todas sus facetas.  Ese campo de fuerzas energéticas que nos lleva al encuentro de una persona determinada como si fuera un haz determinista en el que nuestras partículas coincidieron sin que necesariamente fueran medidas más que por nuestra propia y personal composición química.

(…)La fuente de todos los problemas reside en una regla fundamental de la mecánica cuántica: el principio de incertidumbre de Heisenberg, debido al físico alemán Werner Heisenberg que fue cofundador de la mecánica cuántica en la década de 1920. Según este principio, es imposible determinar la posición y el movimiento de una partícula al mismo tiempo.(…)(…)En esencia el experimento de Einstein-Podolsky-Rosen pretendía(…)(…)Con dos partículas podemos mediar más cantidades a la vez. Si logramos relacionar de algún modo el movimiento de las dos partículas, las mediciones realizadas simultáneamente en cada una de ellas nos permitirán echar una ojeada por debajo del velo de la incertidumbre cuántica que, según Bohr, nunca podía ser levantado.(…)

Y como si fuera ya poco complicada identificar estas trayectorias de partículas, además nos descubre a los mensajeros “débiles” que encima se hacen préstamos llegando hasta la transformación. En la búsqueda de unificación de tanta partícula, Gauge creo una simetría abstracta en la que de esos préstamos cuánticos, se creaban nuevos campos de fuerza, concretamente doce, al resto los unificaron bajo una sola denominación desconocida y nombrada como X y se encontraron con el problema de los monopolos cósmicos.

(…)En todo espacio vacío siempre habrá alguna de esas partículas temporales cuya visita esté financiada por el préstamo de Heisenberg (son una forma de partícula virtual) Si dijéramos la partícula desnuda (suponiendo que es un electrón, en los límites exteriores que la rodean se agita un mar de fotones de baja energía que sondear y se enlazan con las fantasmales semiformas del vacío(…)(…)Pero un electrón y un neutonio se dispersan mediante el intercambio de la partícula Z. La interrupción hace que la simetría se “hunda” dotando de masa a las partículas mensajeras según Weiberg y Salam. En esa interrupción introdujeron la teoría de un campo adicional “Campo de Higgs” por el físico Peter Higgs combinando el electromagnetismo y la fuerza débil en una sola teoría(…)Eran simplemente dos aspectos de una misma fuerza electrodébil ganando el Nobel en 1979.(…)(…)La teoría de cuantos relaciona energía (o masa) y distancia a través del principio de incertidumbre. De ahí que se necesiten aceleradores de muy alta energía para sondear distancias muy pequeñas(…)(…)Esta perspectiva ha estimulado la búsqueda de monopolos cósmicos utilizando circuitos cerrados de corriente eléctrica. El principio que rige esos experimentos se centra en las propiedades de ciertos materiales denominados superconductores.(…)

Cuando habla y define a las partículas por sus nombre “de pila” siento la sensación de que fueran humanas, ya que entre ellas también hay situaciones de atracción, repelencia y algo así como una poseimiento “psicótico” que las lleva hasta la xenofobia o la asociación. Vamos, que pareciera que entre ellas “hay un negocio en ciernes”.

(…)En contraste con el comportamiento aislacionista de los fermiones, a los bosones les encanta estar juntos.(…)En particular, todas las partículas mensajeras son bosones, mientras que los quarks y letones son fermiones. Así pues, los bosones tienden a asociarse con la fuerza, mientras que los fermiones se asocian con la materia.(…)

Paul Davies explica que Einstein llevó un paso más lejos la teoría de la gravedad de Newton definiéndola como una gravedad curvada en la que el espacio y el tiempo interfieren sin poder separarse. Definitivamente hay una fuerza que “tira” curvando el espacio en más dimensiones. Es ahí cuando comienza a especular sobre la posibilidad de 11 dimensiones cuya experimentación parte de llevar a la práctica esa simetría de Gauge un paso más allá, hasta formular una supersimetría en la que toman el ejemplo de nuestra esfera puesto que es la forma geométrica más simétrica sobre la que partir a formular. Estiran esa esfera y descubren partes ocultas que son definidas por un científico llamado Kaluza-Klein.

(…)En la versión moderna de la teoría de Kaluza-Klein todas las fuerzas de la naturaleza, no sólo la gravedad, son tratadas como manifestaciones de la estructura del espaciotiempo. Lo que normalmente llamamos gravedad es una curvatura en las cuatro dimensiones del espaciotiempo de nuestras percepciones, mientras que las otras fuerzas se reducen a curvaturas espaciales de otras dimensiones. Todas las fuerzas de la naturaleza no son más que geometría oculta en acción.(…)(…)¿Cuánta energía necesitamos para “penetrar” en la heptaesfera y explorar las otras dimensiones del espacio? Según la teoría de Kaluza-Klein es necesario ir mucho más allá de la escala de unificación, a una energía equivalente a 10 elevada a la 19 veces la masa del protón. Tan sólo a este energía inimaginable se manifestará directamente las nuevas dimensiones.(…)(…)Demos rienda suelta a la imaginación y pensemos en el día en que la humanidad controlará la superfuerza(…)(…)Con la superfuerza liberada, podremos cambiar la estructura del espacio y del tiempo, atar nuestros propios nudos en la nada, y dar orden a la materia. Controlar la superfuerza nos permitirá crear y transformar partículas a voluntad.(…)

Paul Davies cuenta que desde el “círculo” pueden llegar, a través de la geometría, a identificar esa teoría unificada cuando consigan respetar la “materia prima” del espacio-tiempo. Para ello deben experimentar proporciones altísimas de energía para encontrar la superfuerza. Por eso nos mete en la teoría de cuerdas en las que se puede encontrar un espacio donde encontrar un arriba o abajo. Y tuvieron que buscar el origen de los elementos con técnicas radiactivas para comprender qué elementos se encontraban a baja energía. Que nuestros átomos son fósiles cósmicos y que según la forma de comportarse de los protones, es lo que daría origen a determinadas fusiones. Y que a partir de un determinada energía de fusión sólo les sirve la teoría para explicar las temperaturas a las que son capaces de llegar. Después, llega uno de los detalles que más me impresionaron en su momento, -también lo encontré en la Biografía del Universo de John Gribbin- y es, que todos esos elementos explosionando dentro de nuestras estrellas son lanzados al espacio cósmico sirviendo de “abono” para la creación de vida.

(…)Este estallido es la explosión de una supernova. Cada una de estas explosiones enriquece la materia galáctica con elementos vitales para la formación de planetas sólidos como la Tierra y las formas de vida que habitan en ellos. Nuestros cuerpos se han formado, pues, a partir de los restos fosilizados de estrellas en su tiempo brillantes que se aniquilaron a sí mismas eones antes de que existieran la Tierra o el Sol.(…)

También descubrí que la teoría del Big Bang tiene un lado “clásico” y un lado mucho más actualizado para tratar de entender esas condiciones primigenias así como el destino del Universo en función de cómo actúe en el futuro la gravedad sobre él.

(…)La extrema improbabilidad de que una erupción tan coherente y sincronizada pueda ocurrir espontáneamente resulta exacerbada por el hecho de que, en la teoría del big bang tradicional, las distintas regiones del Cosmos primigenio debían hallarse completamente aisladas.(…)(…)Los recientes trabajos sobre el comportamiento de la materia y las fuerzas en el Universo primigenio, resulta claro que una enorme repulsión cósmica es un subproducto inevitable de las actividades de la super-fuerza. La “anti-gravedad” que Einstein echó por la puerta ha vuelto a entrar por la ventana. La clave para comprender la repulsión cósmica es la naturaleza del vacío cuántico.(…)(…)El vacío podía ser excitado y aportar cierto número de estado de muy distintas energías, de la misma forma que un átomo puede ser excitado a niveles superiores de energía(…)(…)Tenemos ahora vía libre para una explicación del big bang(…)(…)Todos los rasgos del mundo físico surgieron automáticamente, como una consecuencia de las leyes de la física, sin necesidad de suponer que el Universo fue colocado inicialmente en un estado muy especial.(…)

Todo el libro es extraordinariamente interesante y maravillosamente explicado para cualquier persona. Y dentro de sus valores reflexivos, me gustaría destacar la aguda observación con que plantea la explicación del origen de la propia energía, el pensamiento, la creatividad. Una energía que no puede crearse, destruirse, que crece y se transforma ¿Cómo surgió? ¿Cuál fue su estado inicial hasta convertirse en ello? Sus ganas de buscar las respuestas a través de todas esas leyes ocultas a nuestros ojos pero a veces visibles desde el corazón o el pensamiento. Pasar desde lo grande hasta lo más pequeño parece que es el único camino posible y demostrable para comprender lo que en ocasiones, la intuición conoce.

(…)Enlazar lo grande y lo pequeño, lo global y lo local, posee el mismo atractivo de hacernos sentir unidos a toda la creación, mucha gente se siente unida espiritualmente a la totalidad de las cosas, pero hay también en la ciencia una tradición paralela de forjar tales vínculos.(…)(…)Lo grande y lo pequeño, lo global y lo local, lo cósmico y lo atómico, se apoyan mutuamente y constituyen aspectos inseparables de la realidad.(…)Es una unidad que proclama que sin todo no se puede conseguir nada.(…)

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