Física y metafísica

5/9/2018 F sica y metaf sica - slidepdf.com

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FISICA Y METAFISICA

El método científico, tal como se ha aplicado con gran éxito en lasciencias físicas desde el siglo XVII, se apoya en la conjugación de doscomponentes: la hipótesis o teoría, y la experimentación. La primera esimportante, pero su utilidad es discutible a falta de la segunda. Una teoría sindemostración experimental puede considerarse, en el mejor caso, provisional;en el peor, extracientífica.

A lo largo de la historia de la Física ha ocurrido a veces que una teoríacon poca justificación experimental llega después a asentarse, a sercomprobada por los hechos. Algo así ocurrió con la teoría atómica. Un químico

tan importante como Wilhelm Ostwald (1853-1932), premio Nobel en 1909, senegó a aceptar la existencia real de los átomos, considerándolos, a lo sumo,



como entelequias teóricas útiles, sin existencia real. "Mientras no los vea, nocreeré en ellos" decía. Hoy, el microscopio de efecto túnel ha hecho realidad eldesafío de Ostwald, permitiéndonos ver los átomos.

Algo semejante ocurrió durante el siglo XX con la teoría de los quarks,

propuesta en los años sesenta por Murray Gell-Mann. A pesar del poder depredicción de esta teoría para explicar el comportamiento de algunas de lasque entonces se consideraba "partículas elementales" (como el protón, elneutrón y, en general, la familia de los hadrones ), muchos físicos se negaron aaceptar la realidad de los quarks, hasta que los experimentos proporcionaron laconfirmación de su existencia.

Es posible que estos ejemplos positivos hayan rebajado el sentido críticode algunos físicos, inclinándolos a pensar que cualquier teoríamatemáticamente coherente tiene que ser una representación fiel de larealidad. Al hacerlo, olvidan que la teoría atómica y la de los quarks fueron

confirmadas por los experimentos, sin los cuales continuarían siendoentelequias. Otras teorías, en cambio, no tuvieron la misma suerte y han sido justamente olvidadas. Con esta actitud, se corre el peligro de despreciar lasenseñanzas de siglos y de romper el equilibrio entre hipótesis yexperimentación, prescindiendo de la segunda cuando resulta difícil o, enciertos casos (como veremos), imposible.

Karl Popper señaló que no es fundamental que una teoría científicapueda demostrarse, pues eso nunca se consigue, ya que son siempreprovisionales y sólo se mantienen hasta que algún descubrimiento nuevo lascontradice y obliga a refinarlas. Lo esencial es que se pueda demostrar que esfalsa, que sea posible diseñar un experimento que, en caso de tener éxito,eche abajo la teoría. Las teorías no falsificables no son construccionescientíficas válidas. A lo sumo, podrán ser ejercicios hipotéticos, más o menoselegantes, pero sin relación con la realidad.

Este ensayo presenta algunos ejemplos que, en mayor o menor grado,pueden considerarse ejercicios de ciencia "excesivamente" matemáticaa. Elprimero se refiere a unos objetos cuya existencia está bastante biendocumentada, aunque las teorías que intentan explicarlos contienen elementosque difícilmente se podrá comprobar mediante la experimentación.

Los ejemplos subsiguientes son más espectaculares. En ellos, los físicosproponen teorías para las que resulta imposible realizar experimentos(actualmente) que las confirmen o, lo que es peor, que demuestren sufalsedad. Quizá no sean falsas, pero, ¿mientras no se las pueda poner aprueba, no es posible considerarlas como teorías científicas? Hay quienasegura que quienes las proponen no están haciendo Física, sino Metafísica.

No debe tomarse esto como una crítica de la Metafísica, que como ramade la Filosofía se ha ganado en buena lid un puesto importante en la historiadel conocimiento humano. Se trata de deslindar los campos de ambas

disciplinas y evitar equívocos. La Metafísica no es una ciencia experimental,aunque los físicos que invaden su terreno traten de hacer pasar sus teorías por



científicas. Es curioso, por otra parte, que algunos de estos mismos físicosdesprecien la Metafísica, considerando que la ciencia es la única rama válidadel conocimiento, capaz de explicarlo todo y de responder a todas laspreguntas.

El concepto de infinito no sorprende a los matemáticos, que vienenutilizándolo desde hace tiempo. Georg Cantor (1845-1918) fue el primero queformalizó los conjuntos infinitos, pero antes de su época se conocían muchasfunciones que toman valores arbitrariamente grandes para algún valor de lavariable independiente.

Se dice que la función presenta una singularidad en ese punto. La mássencilla de las funciones con singularidad es y=1/x, que alcanza valoresarbitrariamente grandes cuando x se aproxima a cero. Hay otras, como y=tg x ,que presentan infinitas singularidades: para x igual a cualquier múltiplo impar

de p/2.

Tradicionalmente, las ciencias físicas han mirado con sospecha lassingularidades. Cuando las ecuaciones matemáticas propuestas para describiralgún fenómeno físico presentaban una singularidad, se daba siempre porsupuesto que el problema estaba en las ecuaciones, pues en la realidad nopueden darse infinitos.

Las ecuaciones son simples aproximaciones de la realidad. Si presentansingularidades, se debe a que la teoría de donde proceden falla, o no puedeaplicarse, en las proximidades de esos valores. Ahí hay que buscar otrasteorías que conducirán a expresiones matemáticas diferentes, que nopresenten singularidad en esos puntos.



En general, la aparición de una singularidad se puede atribuir a nuestraignorancia sobre el funcionamiento de los fenómenos que se trata de describir.Al descubrir más sobre ellos, al refinar su representación matemática, lasingularidad debe desaparecer.

A lo largo de la historia de la Física, se ha reconocido la existencia decuatro interacciones fundamentales: la gravitatoria, cuya formulación realizóIsaac Newton (1642-1727) en el siglo XVII y refinó Einstein en el XX; laelectromagnética, como resultado de la unificación de los fenómenos eléctricosy magnéticos, desarrollada por James Maxwell (1831-1879) en el siglo XIX; ylas dos interacciones nucleares, fuerte y débil, descubiertas durante el siglo XX.Más tarde se ha desarrollado la teoría electrodébil, que unifica las interaccioneselectromagnética y nuclear débil, y se han propuesto varias versiones de unagran teoría unificada que uniría la interacción nuclear fuerte a las anteriores,aunque ninguna de ellas ha recibido confirmación satisfactoria. La gravedad,por su parte, se ha resistido hasta ahora a todos los intentos realizados para

unificarla con las otras interacciones fundamentales.

En 1916, Albert Einstein (1879-1955) formuló la teoría general de laRelatividad, que interpreta la interacción gravitatoria como una alteración de la



geometría del cosmos, debida a la presencia de objetos con masa. En 1933,Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) detectó la presencia de unasingularidad en las ecuaciones de Einstein, que surge cuando una estrella degran masa agota su combustible nuclear, se transforma en supernova y sufreun colapso gravitatorio.

Si la masa que se comprime es aproximadamente igual a la del sol, lainteracción electromagnética, que provoca una fuerza de repulsión entre loselectrones, detiene el colapso gravitatorio. La estrella se transforma en enanablanca, con una densidad un millón de veces mayor que la del agua.

Si su masa inicial es, al menos, 1,44 veces mayor que la del sol, lagravedad vence a la repulsión electromagnética y fuerza a los electrones afusionarse con los protones, pero la repulsión provocada por la fuerza nuclearfuerte detiene el colapso, dando lugar a la aparición de una estrella deneutrones, con una densidad mil billones de veces mayor que la del agua.

Finalmente, si la masa de la estrella en colapso fuese al menos 3,2veces mayor que la del sol, la gravedad vencería también a la fuerza nuclearfuerte, el colapso no se detendrá, y la masa de la estrella se comprimirá hastaocupar un volumen cero, un punto geométrico. La densidad se haría, por tanto,infinita. Aquí está la singularidad.

Una estrella colapsada hasta ese punto, provoca a su alrededor unaatracción tan intensa, que ni siquiera la luz puede escapar de ella. Este objetohipotético ha de ser virtualmente invisible, por lo que se le da el nombre deagujero negro .

Al principio, los físicos se resistieron a admitir la existencia de lassingularidades gravitatorias, aplicando el sentido común, que tan buenosresultados les había dado a lo largo de la historia. Sin embargo, durante lasegunda mitad del siglo XX, la falta de alternativas a la teoría de Einstein hallevado a aceptar su existencia.

En la actualidad se conocen muchos objetos que podrían ser agujerosnegros, algunos pequeños, con una masa poco mayor que la del sol, otrosgigantescos, situados en el centro de las galaxias. Pero, aunque se trate en

realidad de agujeros negros, aún hay que probar que en su centro exista unasingularidad.

Es posible que la teoría de Einstein sea, después de todo, unaaproximación de otra teoría más completa que eluda la singularidad, como lade Newton resultó ser una aproximación de la de Einstein.

Quizá exista alguna otra interacción fundamental, aún desconocida,(como las dos fuerzas nucleares fueron insospechadas hasta el siglo XX),capaz de detener el colapso total de la masa de los agujeros negros, con lo queéstos contendrían en su interior una masa concentrada en un volumen más

pequeño que el de las estrellas de neutrones, pero mayor que cero.



Desgraciadamente, esta comprobación está fuera de nuestro alcance.Quizá nunca estaremos en condiciones de realizarla, pues una cápsula lanzadaal interior de un agujero negro no podría enviarnos información alguna.Nos encontramos así ante una teoría científica bien formulada, con granelegancia matemática, pero cuya verdad o falsedad no se puede demostrar en

este momento. Hasta que dispongamos de más datos, se trata de un ejerciciode ciencia teórica.

Esto se hace aún más patente cuando los físicos hablan de agujerosnegros microscópicos (que podrían existir incluso en nuestras proximidades),de agujeros de gusano (agujeros negros que unirían dos regiones muy alejadasdel cosmos a través de dimensiones adicionales del espacio), de viajesinterestelares y hasta de viajes en el tiempo a través de agujeros negros, justificando todo esto porque esos sucesos son compatibles con las matemáticas que rigen el comportamiento hipotético de unos objetos, de cuyaexistencia y propiedades aún no estamos totalmente seguros.

Estas teorías están muy bien para una novela de ciencia-ficción, peroparece un abuso tratarlas como descripciones genuinas de la realidad.

En un libro publicado recientemente, un físico tan influyente comoStephen Hawking se hace eco de esta preocupación y sostiene que esprobable que las fantasías científicas sobre los viajes en el tiempo violen leyesfísicas que aún no hemos descubierto.

En otras palabras: aún no lo sabemos todo. A pesar de las sorpresasque nos ha dado la Física del siglo XX, quizá sería mejor aferrarse en algunascosas al sentido común, antes de dar rienda suelta a la imaginación, al menoshasta que dispongamos de evidencia experimental suficiente.

Paradojas cuánticas

Einstein hizo famosos varios experimentos mentales , término que seaplica a los experimentos que no es preciso realizar (a veces es imposible),pues basta pensar un poco sobre ellos para deducir cuál ha de ser el resultado.

Algunos de estos experimentos los concibió Einstein como argumentos

contra la Mecánica Cuántica, cuya interpretación más extendida le resultabaprofundamente repulsiva.

Uno de ellos (el experimento EPR, por las iniciales de Einstein, Podolski yRosen, que lo propusieron) pudo realizarse muchos años después depropuesto, confirmando las predicciones de la Mecánica Cuántica y echandopor tierra el argumento de sus autores.



Existe un experimento mental famoso que no se debe a Einstein, sino aSchrödinger: tomamos un gato y lo encerramos en una caja que contiene unaampolla de ácido cianhídrico y un dispositivo automático que rompe la ampollasi un átomo radiactivo emite una partícula alfa.

La desintegración de un núcleo radiactivo es un fenómeno que se rigepor las reglas de la Mecánica Cuántica: cuando el número de átomos es muygrande, puede calcularse cuántos se habrán desintegrado pasado ciertotiempo, pero el comportamiento de un átomo aislado es impredecible.

De acuerdo con la Mecánica Cuántica, hasta que un observador

compruebe la situación de ese átomo, éste se encuentra en una superposiciónde estados, en uno de los cuales se ha desintegrado, mientras en el otro hapermanecido estable. La realidad colapsa en una de estas dos alternativascuando el observador externo realiza la medición.

En nuestro experimento, el gato habrá muerto asfixiado si el átomo se hadesintegrado, de lo contrario continuará vivo. Esto parece indicar que el gatodebe encontrarse en una superposición de los estados vivo y muerto, hastaque alguien abra la caja y mire. La paradoja depende en gran medida de cómodefinamos al observador. ¿Hace falta que un ser humano abra la caja y mire,para provocar el colapso de la onda cuántica? ¿Es el gato un observadorválido, capaz de detectar si el átomo radiactivo se ha desintegrado o no, por elhecho de estar vivo o muerto? El problema podría complicarse aún más



suponiendo que el gato vivo puede ser un observador válido, mientras no lo esel gato muerto.

El experimento del gato de Schrödinger no se ha realizado en lapráctica. Que no se asusten los amantes de los animales: no tiene sentido

hacerlo, pues en cuanto intentásemos averiguar, por cualquier medio, si el gatoestá a la vez vivo y muerto, provocaríamos el colapso de la onda cuántica y nopodríamos detectarlo: siempre lo encontraríamos o vivo o muerto, nuncaambas cosas.

Modifiquemos el experimento de la siguiente manera: sustituimos el gatopor un dispositivo que graba en su memoria el estado de un circuito que puedeestar abierto (cero) o cerrado (uno). Inicialmente el circuito está abierto, y secierra cuando el átomo radiactivo se desintegra.

El dispositivo realiza una medida y una grabación del estado del circuito

cada milésima de segundo. Cuando el observador humano abre la caja, puedeobservar si el circuito está abierto o cerrado, pero también puede leer lamemoria del dispositivo y descubrir en qué estado estaba en cada uno de losinstantes anteriores. Puede, por tanto, detectar (con un error de una milésimade segundo) en qué momento tuvo lugar la desintegración radiactiva. Por lotanto, el colapso de la onda cuántica ha tenido que ocurrir desde el principio yla paradoja no se habrá producido.

Hay dos maneras de salir de este dilema sin renunciar a la interpretacióntradicional de la Mecánica Cuántica. En la primera, hasta que el observadorabre la caja, la memoria del ordenador contendrá una superposición de paresde valores cero y uno. Cuando el observador abre la caja, todos esos parescolapsan en uno u otro valor para cada una de las posiciones de la memoria.Pero hay una solución mejor, que consiste en concederle el carácter deobservador al dispositivo de medida y grabación.

La paradoja del gato de Schrödinger ha dado pábulo a diversasexplicaciones que tratan de resolverla. Algunos, entre los que se cuenta elpropio Schrödinger, creen que la Mecánica Cuántica sólo se aplica a lossistemas microscópicos, mientras los macroscópicos (como el gato) seencuentran fuera de su alcance. Esta es la explicación más extendida y

probable, pero también la menos interesante, pues se limita a negar laparadoja.

En su forma actual, esta explicación supone que la superposición deestados cuánticos colapsa cuando las partículas en cuestión interactúan concualquier ente macroscópico, al que se atribuye el papel de observador, sinimportar que esté vivo o inanimado. Queda pendiente definir cuál es la fronteraque separa lo macroscópico de lo microscópico, y explicar por qué ocurren lascosas así, suponiendo que sea eso lo que ocurre.

Otra explicación sostiene que el universo se bifurca cada vez que se

produce una de estas alternativas, por lo que existiría un número infinito deuniversos casi idénticos, con pequeñas o mayores diferencias entre uno y otro,



según el tiempo que ha pasado desde la bifurcación. En nuestro caso, en unode los universos el gato estaría muerto, en el otro vivo. Fred Hoyle utilizó estaidea en una de sus novelas de ciencia-ficción [8]. Volveremos sobre ella másadelante.

¿Para qué sirven estos experimentos mentales, que jamás podránrealizarse y cuya solución no es evidente? ¿En qué se diferencian de la frasesiguiente, que introduce una paradoja clásica parecida, de imposibleresolución?

Cuando nadie la observa, esta frase está escrita en chino.

De acuerdo con la teoría inflacionaria del Big Bang, actualmente la másaceptada por la Cosmología moderna, el universo comenzó, hace unos quincemil millones de años, en un estado extremadamente comprimido, cuyosprimeros instantes quedan fuera del alcance de nuestras teorías, pues nodisponemos de ninguna que pueda aplicarse a una situación tan ajena anuestra experiencia. A partir del tiempo de Planck (10-43 segundos después del

principio) comenzamos a saber algo de lo que pudo ocurrir. En una primeraetapa, el universo no contenía ninguna forma de materia, sólo energía. La



expansión, inicialmente más lenta, se aceleró enormemente en la faseintermedia (se produjo una inflación), para volver a retardarse más tarde. Todoesto habría ocurrido en fracciones inimaginablemente pequeñas del primersegundo de la existencia del cosmos.

Después de la inflación se produjo un cambio de fase que dio lugar a laaparición de la materia, en la forma de las partículas que actualmenteconsideramos elementales, los quarks, y los leptones: electrones, positrones yneutrinos, esencialmente. Pero algunos cosmólogos sostienen que la inflaciónpudo dejar tras de sí zonas del espacio en las que se mantendría la situaciónanterior.

Algo parecido ocurre cuando una sustancia cambia de estado, pasandodel sólido al líquido o de éste al gaseoso, o viceversa. A veces quedanburbujas del estado antiguo dentro de una masa que ya ha pasado al otro.Aunque el interior de la burbuja está en una situación inestable, puede

permanecer así durante mucho tiempo, en equilibrio, hasta que unaperturbación cualquiera provoca su colapso.

Lo mismo sucede cuando una sustancia magnética, como el hierro, secalienta por encima del punto de Curie (con lo que pierde sus propiedadesmagnéticas) y después se enfría: el cambio brusco de fase da lugar a laaparición de dominios magnéticos independientes, con orientaciones distintas.

En el caso del universo inflacionario, ciertos cosmólogos sostienen quepodrían existir zonas (burbujas) en las que se habría mantenido el estadocuántico primitivo. Esas zonas serían muy largas, con la forma de tubos muyestrechos, casi unidimensionales, con un diámetro mucho menor que el de unátomo. Podrían ser finitas y cerradas, o infinitamente largas.

En su interior no habría materia, sólo energía. Algunas de ellas habríanpodido resistir miles de millones de años y llegar hasta nosotros, pero notendrían asegurada la permanencia, pues sería posible que interaccionaranunas con otras o consigo mismas, dividiéndose en zonas más pequeñas odesintegrándose por completo, pasando finalmente al estado cósmico actualmás generalizado. Estas regiones hipotéticas reciben el nombre de cuerdascósmicas.

La teoría de las cuerdas cósmicas se apoya en matemáticas coherentes.Esto lleva a muchos físicos a suponer que es probable que dichas cuerdasexistan. Sin embargo, nadie ha detectado jamás una cuerda cósmica. Sesospecha que su detección podría ser imposible. La tendencia a suponer quetoda formulación matemática coherente ha de ser expresión de la realidad, seestá imponiendo en la Física actual, alejándola cada vez más del paradigmacientífico universalmente aceptado, e introduciéndola progresivamente en elcampo de la Metafísica.



Universos múltiples

Uno de los ejemplos más espectaculares de ciencia teórica es la teoríade los universos múltiples. Esta hipótesis se ha extendido mucho entre loscientíficos ateos, que la utilizan como última línea de defensa contra la

amenaza de la quinta vía de Santo Tomás, el argumento del diseño, que ennuestro tiempo se expresa de una forma nueva y convincente.

En su forma original, el argumento se apoyaba en la complejidad delcosmos, especialmente de los sistemas vivos, para deducir la existencia de uncreador.

En la formulación sucinta del siglo XVIII, la quinta vía se expresaba así:"Si encontramos un reloj, es preciso suponer la existencia de un relojero".Durante el siglo XIX, el ateísmo contrarrestó esta forma del argumento,aduciendo que la evolución biológica y fuerzas aleatorias semejantes habríanpermitido al cosmos llegar, por puro juego del azar, a los hitos de complejidadque vemos a nuestro alrededor, cuya máxima expresión es la especie humana.

Todo ello, sin necesidad de guía o control externo alguno.



La forma moderna del argumento del diseño se basa en el caráctersorprendentemente crítico de las leyes físicas, descubierto en su mayor partedurante el siglo XX. Las leyes parecen sintonizadas para hacer posible laexistencia de vida y, en particular, de seres conscientes capaces dedescubrirlas. Esta constatación, aceptada por igual por científicos creyentes,

agnósticos y ateos, se denomina, a veces, el principio antrópico , del griegoanzropos , hombre, pues parece como si las leyes estuviesen diseñadas a lamedida del hombre.

Algunos de los ajustes de las leyes físicas son extremadamente críticos.Por ejemplo, la eficiencia de los procesos de fusión nuclear que generan laenergía del sol es aproximadamente igual a 0,007 (0,7 por ciento). Cuandocuatro núcleos de hidrógeno se fusionan para formar un núcleo de helio, elnúcleo resultante tiene una masa igual al 99,3 por ciento de la suma de lasmasas de los núcleos de hidrógeno originales. El resto (el 0,7 por ciento) se hatransformado en energía.

Si el rendimiento hubiese sido algo más pequeño (0,006 o menor), nopodría realizarse uno de los pasos intermedios de la reacción nuclear, la uniónde dos núcleos de hidrógeno para formar uno de deuterio, pues el deuteriosería inestable. El universo estaría compuesto exclusivamente de hidrógeno,las estrellas no existirían y la vida sería imposible. Si el rendimiento hubiesesido algo más grande (0,008 o mayor), casi todo el hidrógeno se habríatransformado en helio durante los primeros minutos del Big Bang. Sinhidrógeno no habría estrellas parecidas al sol, ni agua, ni por supuesto vida.

Hay más ejemplos. Si la intensidad relativa de las cuatro interaccionesfundamentales (gravitatoria, electromagnética y las dos nucleares) hubiese sidodiferente, no habría vida inteligente en el universo. La intensidad de la atraccióngravitatoria es unos 36 órdenes de magnitud más débil que las restantesfuerzas. Si hubiese sido un poco más intensa, las estrellas y los planetas seríanmucho más pequeños. Los seres vivos, si los hubiese, serían diminutos, nocontendrían bastantes células para construir un cerebro como el nuestro.

Por otra parte, la evolución de las estrellas sería mucho más rápida:miles de años, en lugar de miles de millones. No habría tiempo para que laevolución biológica diera lugar a la aparición de organismos complejos.

También hay que recordar las propiedades únicas del agua, que parecediseñada ex-profeso para soporte de la vida: su gran calor específico(capacidad para almacenar calor) y su conductibilidad térmica, que convierte alos océanos en estabilizadores del clima; su enorme constante dieléctrica, quehace de ella uno de los mejores disolventes; el extraño comportamiento de sudensidad, prácticamente único entre todas las sustancias químicas, que impideque los océanos se hielen por completo en invierno; su elevada tensiónsuperficial, que facilita su aspiración por las raíces de las plantas; suviscosidad, que es bastante baja para permitir el movimiento de los seres vivos,pero suficiente para que las células contengan estructuras microscópicas

intrincadas.



De igual manera, el átomo de carbono parece diseñado especialmentepara hacer posible la existencia de la miríada de sustancias orgánicas en lasque se basa la vida. La energía de enlace de este elemento consigo mismo ycon los demás es crítica: cualquier otro valor no habría servido.

En particular, la afinidad del carbono con el oxígeno es sólo ligeramentesuperior (1,13 veces) a la energía del enlace carbono-carbono. Si hubiese sidomenor, no existiría casi anhídrido carbónico, ni por tanto la fotosíntesis. Sihubiese sido mayor, no habrían podido formarse espontáneamente sustanciasorgánicas, pues todo el carbono se habría combinado con el oxígeno y apenasexistiría en el universo otra forma de este elemento que el anhídrido carbónico.

Algo así es lo que ocurre con el silicio, un elemento químicoemparentado estrechamente con el carbono, por lo que algunos autores denovelas de ciencia-ficción han propuesto que podría existir vida extraterrestrebasada en él. Sin embargo, la afinidad del silicio por el oxígeno es bastante

mayor que la del silicio consigo mismo. Por esta razón, aunque el silicio seamucho más abundante en la Tierra que el carbono, se encuentra casiexclusivamente en forma de anhídrido silícico (cuarzo) y de sus derivados, lossilicatos, y no ha llegado a formar cadenas semejantes a las del carbono. No esprobable que las cosas sucedan de otro modo en sistemas planetariosdiferentes.

Hoy, el consenso científico afirma que la vida extraterrestre, si la hay,estará basada en la misma química orgánica que la vida terrestre (aunque estono quiere decir que las sustancias químicas concretas de la exobiología tenganque ser idénticas a las nuestras).

La tasa de expansión del cosmos es tal, que su densidad media pareceestar sospechosamente próxima al punto crítico. La teoría general de laRelatividad de Einstein nos dice que un universo cuya densidad sea igual omenor que el valor crítico seguirá expandiéndose indefinidamente: será uncosmos abierto.

Por el contrario, si la densidad del universo fuese superior, la expansiónacabaría por detenerse y sería seguida por una fase de contracción, queterminaría en el "Big Crunch" (el gran aplastamiento), con unas propiedades

muy semejantes a las del Big Bang. Tendríamos, en tal caso, un cosmoscerrado.

Para los científicos, el cosmos abierto presenta un problema: tuvo unprincipio, antes del cual no se sabe qué ocurrió, si es que la palabra "antes"tiene sentido en este contexto, pues el tiempo es parte del universo y comenzóa existir con él. Para los creyentes, el problema se resuelve con facilidadrecurriendo a un Dios creador, pero ésta es una solución que los ateos jamásaceptarán. Durante algún tiempo, a lo largo del siglo XX, buscaron refugio en elcosmos cerrado, que -aducían- podría haber existido siempre, sin principio nifin. En efecto, si la fase de contracción terminara en un rebote, cada Big

Crunch se convertiría en el siguiente Big Bang y el universo podría ser cíclico.



El cosmos cerrado también presenta problemas. Su densidad tendríaque ser apenas superior a la crítica, pues, si fuese un poco mayor, el universohabría comenzado a contraerse en seguida y no habría habido tiempo para laaparición de la vida y del hombre.

En la actualidad, los datos disponibles parecen indicar que la tasa deexpansión del universo puede ser exactamente igual al valor crítico, con lo queun cosmos cerrado quedaría excluido. Por otra parte, durante la década de losnoventa se ha descubierto que la expansión del universo parece estaracelerándose, lo que aleja aún más la posibilidad de que la expansión puedallegar a invertirse. Este descubrimiento ha obligado a resucitar la famosaconstante cosmológica de Einstein, que introdujo en la primera versión de susecuaciones, aunque posteriormente prescindió de ella.

La suma de todos los argumentos anteriores y otros muchossemejantes, que sería demasiado prolijo enumerar aquí, adquiere un peso

abrumador. Vivimos en un cosmos en el que las leyes físicas parecensintonizadas de forma extraordinariamente crítica para hacer posible laaparición de la vida y del hombre. ¿Por qué? Para los creyentes, la cosa tienefácil explicación: un Dios creador ha diseñado el universo. ¿Qué sentido habríatenido crear un universo estéril? Partiendo de esta hipótesis, no resultasorprendente, sino más bien evidente, que las leyes físicas estén ajustadaspara obtener ese objetivo.

Para contrarrestar esta hipótesis, los físicos aducen una explicaciónalternativa: los universos múltiples. Si existiesen infinitos universos, cada unocon leyes distintas, la vida habría aparecido únicamente en uno o en unospocos, precisamente en aquéllos cuyas leyes la hacen posible. Obviamente,nosotros sólo podemos existir en uno de esos universos. Nuestra existenciasería consecuencia de la casualidad, no del diseño. Desde mediados del sigloXIX ha tenido lugar una curiosa evolución en las discusiones entre creyentes yateos, a propósito del principio de la parsimonia, también llamado Navaja deOccam.

Este principio, una de las armas más potentes y eficaces de la ciencia, afirmaque "non sunt multiplicanda entia praeter necessitatem", es decir, aconsejareducir al mínimo el número de causas, objetos o entes a los que hay que

recurrir para explicar un fenómeno.

Antes de la nueva forma adoptada por el argumento del diseño, los ateosacusaban a los creyentes de transgredir el principio de la parsimonia. ¿Por quérecurrir a un Dios creador para explicar el origen del universo, por quéintroducir un ente innecesario, si es más fácil afirmar que el universo apareciósin causa alguna, espontáneamente? La explicación de los creyentes precisabade dos entes: un Dios creador y un universo. La de los ateos, de uno solo: ununiverso sin Dios.

Los físicos partidarios de la teoría de los universos múltiples suelen comparar

la aparición espontánea de universos en el seno de la nada con la aparición



espontánea de partículas en el vacío. Esta comparación, que a primera vistaparece lógica, encierra un profundo error. El vacío es muy diferente de la nada.El vacío existe, tiene propiedades, posee dimensiones espaciales que puedenmedirse y su estado varía en función del tiempo. La nada, en cambio, comoindicó Bergson, no puede tener propiedad alguna, ni siquiera la existencia. ¿De

lo que no existe, nada puede surgir? Lo peor de las teorías de los universosmúltiples, tanto la que trata de explicar el principio antrópico, como la que sebasa en la bifurcación cuántica, es que es imposible demostrarlas.

Por definición, el universo comprende todo lo que está de algún modo alalcance de nuestros experimentos y excluye todo lo demás. Incluso el espacioy el tiempo son propiedades de nuestro cosmos: los espacios y los tiempos deotros universos, si existen, nos son (y probablemente nos serán siempre)inaccesibles. Cualquier afirmación que se haga sobre ellos es indemostrablepor el momento.

Por lo tanto, cuando los partidarios de los universos múltiples presentanesta teoría como una alternativa científica a la creación por un ser divino,¿cometen un abuso de lenguaje?. Si hablasen de alternativa filosófica o

metafísica , el argumento sería aceptable, pero perdería fuerza, ya que lahipótesis creacionista también pertenece a ese campo. Es curioso constatarque, al abrazar la teoría de los universos múltiples, los científicos ¿adoptan una



posición defensiva, pues tienen la sensación de que la alternativa (un solouniverso) les forzaría a aceptar la existencia de Dios? La teoría de losuniversos múltiples, si fuese cierta, no excluiría necesariamente la existenciade Dios.

Los físicos siguen creando teorías, a cuál más imaginativa, que partende la existencia de universos múltiples como si se tratara de un hechocomprobado. Una de ellas (la teoría M) combina dos objetos indemostradosactualmente (las supercuerdas y los universos múltiples) para explicar lo queocurrió antes del Big Bang, en el origen del universo.

La teoría de las supercuerdas es compleja. Su forma más extendidarequiere la existencia de nueve o diez dimensiones espaciales en el universoen que vivimos. Además de las tres que conocemos, habría que añadir otrasseis o siete. La curvatura del universo a lo largo de esas dimensionesadicionales sería tan grande, que su longitud total sería más pequeña que el

núcleo de un átomo. Con los instrumentos de que disponemos, es totalmenteimposible detectarlas.

Según la teoría M, los bloques básicos de la materia y la energía seríanaún más diminutos que los quarks y los leptones, que actualmente gozan delcarácter de "partículas elementales". Habría dos tipos de estos bloquesbásicos: filamentosos unidimensionales (las supercuerdas) y membranosos p-dimensionales (llamados "branas"). Ninguno de ellos ha sido detectado. Paraexplicar el origen del universo, algunos físicos proponen que ciertas branaspodrían flotar en una nueva dimensión espacial desconocida. Si dos de ellascolisionasen, podrían fundirse entre sí, dando lugar al Big Bang y a la apariciónde un nuevo universo.

Nuevamente, como en los ejemplos anteriores, todas estas teorías sebasan en matemáticas coherentes, pero alejada de la realidad y de laexperimentación.

¿La Física se convierte en Metafísica?

Javier de Lucas

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