Viernes 3 de noviembre de 2017 EL UNIVERSALE18 CU LT U R A

PROYECTO UNAM Texto: Leonardo Huerta Mendozasabina0210 @hotmail.com

Fray Luis de León y el Cantar de CantaresLa Coordinación de Humanidades de la UNAM invita a la conferencia “Fr ayLuis de León y el Cantar de Cantares. En la encrucijada de la modernidad”,que dictará el doctor Víctor García de la Concha, director honorario de laReal Academia Española, el 8 de noviembre, a las 12:00 horas, en el AulaMagna de la Facultad de Filosofía y Letras, en Ciudad Universitaria.

E S P E

C I A L D ete cc i ó n

de ondasg rav ita c i o na l esLa Universidad Nacional Autóno-ma de México, mediante el Insti-tuto de Astronomía, participó enla primera detección de ondas gra-vitacionales producidas por elchoque de dos estrellas de neutro-nes. A diferencia de una colisiónde agujeros negros, una de estre-llas de neutrones sí emite luz y, porlo tanto, puede observarse. Al in-terpretar las observaciones en luz,los astrónomos universitarioscomprobaron que el mismo even-to que dio origen a las ondas gra-vitacionales también produjo esaluz. Este suceso astronómico fueregistrado el 17 de agosto pasado.

E S P E

C I A L Ava n ces

científicos contracáncer de mamaEn sus cuatro años de existencia,el Programa de Investigación deCáncer de Mama del Instituto deInvestigaciones Biomédicas de laUNAM ha logrado avances rele-vantes. Uno de ellos es la caracte-rización molecular y funcional denuevos marcadores tumorales pa-ra el pronóstico y selección del tra-tamiento contra esta enfermedadque en el país causa la muerte de10 mujeres al día; otro es la utili-zación de un inmunofármaco lla-mado Ipilimumab (antagonistadel receptor CTLA-4) como tera-pia alternativa en tumores de cán-cer de mama triple negativo.

Proponen una explicación delorigen de la energía oscuraSe cree que representaalrededor de 70% delcontenido energéticodel Universo. Sería lacausante de la expansiónacelerada de éste

Durante muchosaños se pensó quela expansión cós-mica se estabahaciendo máslenta debido a laatracción gravita-cional, pero en1998 se descubrióque la velocidad

de esta expansión no sólo no era más lenta, sinoque se estaba acelerando como resultado de unmisterioso componente energético del univer-so. Aunque se desconoce la naturaleza de estaenergía, conocida como energía oscura (se creeque representa alrededor de 70% del contenidoenergético del universo), tres físicos teóricospresentaron una novedosa propuesta acerca desu origen.

Daniel Sudarsky, del Instituto de Ciencias Nu-cleares de la UNAM, y Thibault Josset y Alejan-dro Pérez, de la Universidad Aix-Marseille, enFrancia, consideran que hay varias razones parapensar que, al contrario de lo que aprendimosen la escuela (la energía no se crea ni se destruye,sólo se trasforma), la energía en el universo noes fija ni se conserva: cambia gradualmente.

Un cambio así no es compatible con la teoríade la relatividad general de Albert Einstein, perosí con una versión un tanto modificada de lamisma: la gravedad unimodular, consideradapor el genial físico durante sus investigacionesiniciales. En esa versión modificada, el acumu-lado a lo largo de la historia del universo de laspequeñísimas violaciones de la ley de la con-servación de la energía se presentaría justo co-mo una energía oscura.

Constante cosmológicaEn la segunda década del siglo XX, mientras ela-boraba su modelo del Universo, Einstein estabaconvencido de que éste debía ser estático, peroeso no encajaba con lo que decía su teoría de larelatividad general. Con el fin de compensar losefectos de la gravitación causada por la masa deluniverso, Einstein introdujo en sus ecuacionesun término al que denominó la constanteco smológica.

Sin embargo, en la década siguiente, el astró-nomo estadounidense Edwin Hubble llegó a laconclusión de que el universo no era estático. Alobservar el movimiento y distribución de gala-xias muy lejanas notó que éstas se alejaban denosotros a una velocidad que era proporcionala su distancia, de lo cual dedujo que el universose expandía, como si hubiera surgido de una ex-plosión. Frente a esto, Einstein comprendió queno era necesaria la constante cosmológica ensus ecuaciones y desechó este concepto.

“Desde la tercera década del siglo pasado sa-bemos que el universo se expande. El problemaes que, según lo que entendemos de la gravi-tación, hasta hace poco menos de 20 años es-perábamos que la velocidad de expansión deluniverso fuera disminuyendo debido a que lagravitación es atractiva, pero entonces se des-cubrió que estaba aumentando. Para explicareste fenómeno, los físicos reintrodujeron laconstante cosmológica, ahora rebautizada y ge-neralizada –permitiendo con ello que no fueraexactamente constante– como energía oscura.El punto es que la explicación funciona, aunqueno sabemos qué tipo de cosa es esa energía os-cura, porque no se manifiesta de ninguna otraf o r m a”, dice Sudarsky.

Medición problemáticaLa mecánica cuántica estándar es una teoríaque explica el funcionamiento del mundo de losátomos y sus partículas subatómicas o elemen-

tales (electrones, protones…) y cómo estas par-tículas se comportan de manera diferente a co-mo lo hacen los objetos de la vida diaria. En unasocasiones actúan como una onda y en otras co-mo una partícula. Este comportamiento está re-lacionado con lo que impide que a una partículaelemental se la pueda describir por su posicióny velocidad. De hecho, la teoría indica que, engeneral, una partícula no tiene ni posición nivelocidad definidas, sino que existe en una es-pecie de estado nebuloso. Pero cuando decidi-mos medir su posición o su velocidad, siempreadquiere un valor definido.

Un problema de la mecánica cuántica sin so-lución hasta la fecha es el de la medición. Sóloes posible describir una partícula mediante unaexpresión matemática llamada función de on-da. Ésta permite calcular la probabilidad de en-contrar un valor u otro, si medimos su posicióno, alternativamente, su velocidad. Cuando semide su posición o su velocidad, la función deonda cambia de manera instantánea a una co-rrespondiente al valor encontrado de la posicióno la velocidad, respectivamente; este cambio esconocido como el colapso de la función de ondaque resulta de la medición.

Ahora bien, cuando se mide la posición de lapartícula, el resultado no se puede predecir, loque implica que el cambio de la función de ondaintroduce un aspecto aleatorio o estocástico (enparte resultado del azar y no determinado porla situación anterior) en su comportamiento.Por el contrario, si no hay ninguna medición, lafunción de onda cambia de manera totalmentedeterminada por su condición anterior, de talsuerte que se puede predecir cuál será el estadodel sistema dentro de cien años y también decircuál tenía hace cien años.

El problema es que la teoría cuántica no ex-plica a qué se le ha de considerar una medición.¿Es algo que ocurre sólo cuando un ser humanoestá involucrado o lo puede hacer un aparato porsí mismo? ¿Es algo que también se da cuandootro tipo de ser vivo interactúa con el sistema deinterés? ¿Una mosca o una bacteria pueden lle-

var a cabo una medición? El hecho de que la me-cánica cuántica no responda a estas preguntases lo que ha llevado a algunos físicos a concebirteorías modificadas de esta área de la física.

Otras teoríasDe los trabajos de Philip Pearle, Giancarlo Ghi-rardi, Alberto Rimini y Tullio Weber en la dé-cada de los 70, y de los de Roger Penrose y LajosDiosi en la década siguiente, surgieron teoríasen las que no se necesitan observadores paraque ocurra el colapso de la función de onda,pues éste se da de manera espontánea.

Según la mecánica cuántica estándar, unapartícula no tiene posición antes de la medición;la adquiere en el momento en que ésta se efec-túa. Pero en las teorías modificadas, las cosas secomportan como si se automidieran y la fun-ción de onda se colapsa sin necesidad de quealguien externo haya medido la posición de lapar tícula.

“A esto se le conoce como colapso espontá-neo. De acuerdo con estas teorías del colapsoespontáneo, la tasa de automedición de un elec-

trón es una vez en 10 mil millones de años”, in-dica el investigador.

El interés de Sudarsky, Josset y Pérez por estasteorías surgió gracias a que, debido al problemade la medición, la teoría cuántica usual no sepuede aplicar directamente al universo tempra-no porque en esos primeros instantes no habíaningún observador o aparato de medición.

Una característica de estas teorías es que vio-lan la ley de la conservación de la energía, porlo cual es muy difícil hacerlas compatibles conla relatividad general porque ésta implica la con-servación local de la energía.

“Para resolver este problema recurrimos a lagravedad unimodular; en ella no se requiere laconservación de la energía”, señala Sudarsky.

En su estudio de la evolución del universo,Sudarsky, Josset y Pérez consideraron una pe-queña violación de la ley de la conservación dela energía, y lo que encontraron fue que aparecealgo que se parece a la energía oscura.

“Esto sería una posible respuesta a la pregun-ta de qué es la energía oscura, pero no estamosseguros de ella. Einstein nunca consideró la po-sibilidad de que la energía no se conservara. Enel contexto de las nuevas teorías, esta violaciónde la ley de la conservación de la energía parecenatural”, apunta el investigador.

Sudarsky, Josset y Pérez están aplicando unade las teorías del colapso espontáneo en situa-ciones en las que no se había aplicado antes, conla intención de resolver problemas que no se ha-bían planteado con esos enfoques.

Otra razón para pensar en violaciones de la leyde la conservación de la energía surge de con-sideraciones acerca de la gravitación cuántica(una teoría que aún se busca y que unificaría larelatividad de Einstein con la teoría cuántica),las cuales llevan a sospechar que el espa-cio-tiempo es, en su nivel fundamental, un entediscreto o granular, en contraste con el continuocon que se le suele concebir.

En ese caso, tal y como argumentan los físicosteóricos Fay Dowker, Joe Henson y Rafael Sor-kin, es factible que aparezcan pequeñas viola-ciones en la conservación de la energía de laspartículas. Estas violaciones serían el resultadode la interacción de las partículas durante supropagación en el espacio-tiempo con el men-cionado ente granular. En estas condiciones, lagravedad unimodular aplicada al estudio de lacosmología por Sudarsky, Josset y Pérez genera,una vez más, una energía oscura.

Lo interesante es que las estimaciones del ta-maño del efecto muestran que la magnitud dela energía oscura generada de esta forma escompatible con la magnitud observada en la ex-pansión acelerada, dados los límites empíricosdel tamaño de las violaciones de la conservaciónde la energía, que resultan de las modificacionesde la cuántica o de los efectos de la granularidaddel espacio-tiempo. “La propuesta no represen-ta el final de esta historia y la investigación con-tinúa para analizar con más detalle la viabilidadde la explicación y, de ser necesario, para hacerlos ajustes apropiados.”

Espacio de incertidumbreEl trabajo de Sudarsky, Josset y Pérez ha sidorelativamente bien aceptado por la comunidadcientífica (se publicó en la prestigiosa revistaPhysical Review Lettresy se le dedicó una reseñaen S cience). Con todo, han surgido algunas ob-jeciones, una de las cuales es que viola la ley dela conservación de la energía.

“Una ley física es la manera en que resumimosuna serie de observaciones. Hay muchas prue-bas experimentales con las que se busca com-probar la conservación de la energía. Pero, en lafísica, estas pruebas no son absolutamente pre-cisas. En algunas, la precisión es de uno en mil;en otras, de uno en 100 mil. La ley de la con-servación de la energía tiene un espacio de in-certidumbre que permite suponer que quizá nofuncione 100%. Esa región es hacia donde es-tamos enfocando nuestro trabajo. La energía os-cura tendría que encajar ahí, en esa región. Re-cordemos que, en la ciencia, las cosas, en general,no son absolutas”, finaliza el investigador. b

E S P E

C I A L

“La ley de la conservación dela energía tiene un espaciode incertidumbre que permitesuponer que quizá no funcione100%. Esa región es hacia dondeestamos enfocando nuestrot raba jo”DANIEL SUDARSKYInvestigador del Instituto de Ciencias Nuclearesde la UNAM