jueves, 5 de noviembre de 2009

Brevísima historia de la física (Parte 1)

Todo inicio (o debió iniciar) hace unos 15 mil millones de años, en alguna especie de “charco primigenio”, cuya verdadera identidad puede ser digna de Star Trek: una concentración infinitamente densa de materia en una porción espacio-temporal de dimensión nula, como sostenía Lamaître, o un “algo” unificado en el que espacio-tiempo y masa-energía sean la misma expresión de un mismo “todo”, como sostiene Linde, o la nada (¡nada!) que en realidad es algo de la que todo salió, como mas recientemente afirma Magueijo en su controvertida teoría de la variación de la velocidad de la luz y la constante cosmológica, aunque todas ellas, de perfecta simetría. Sea como fuese, esta configuración inicial perfectamente simétrica, que la física moderna no es capaz de esclarecer, sufrió un cambio determinante, tal vez porque dios, alá, el primer motor, la naturaleza o la nada (¡nada!) se tropezó, se equivocó, se aburrió o se le “chispoteó”, lo que obligó a este átomo primigenio, charco cósmico, big bang o nada (¡nada!) a expandirse y enfriarse, fracturando esa estética perfecta del todo y transformándolo en distintos “algos”.

Los primeros "pasos" del universo
Una billonésima de una billonésima (como diría Sagan) de segundo después del inicio de está “gran explosión” (en la que, por cierto, nada explotó) empezaron a surgir un sin número de “algos” de lo que alguna vez fue un todo y la materia se diferencio en masa y energía, y el espacio-tiempo sufrió los estragos de ver como su factor de escala se hacía cada vez mayor. Así pasaron millones de años, en los que los “algos” empezaron a combinarse nuevamente, pero la simetría perfecta jamás se pudo recuperar (y tal vez nunca lo haga).
Y en “medio” de esta expansión y ruptura de simetrías, surgieron en los fríos confines de una galaxia espiralada, en una minúscula roca helada que gira lentamente alrededor de una pequeña estrella, unos seres inteligentes (bueno, muchos solo potencialmente inteligentes) que empezaron a darse cuenta de cierta periodicidad en los fenómenos que ante sus atónitos ojos se mostraban. Ellos vieron como el aparente caos que siguió a la “gran explosión” era no más que un desorden aparente: solo cambiaron las reglas del juego.
Al principio todo fue únicamente especulativo y excesivamente variante de un ser a otro, así que estos magníficos (¿?) seres inventaron un lenguaje que les permitiera codificar y preservar sus hallazgos, las matemáticas, y nuevamente se lanzaron en la búsqueda de aquellas reglas que aparentemente regían con perfecta sincronía la evolución del cosmos. Para esto, inventaron raros instrumentos basados en este extraño código. Entonces descubrieron que ellos mismos se encontraban en una roca, que giraba alrededor de una masa incandescente junto con muchos otras rocas.
Y alcanzaron una cumbre: estas rocas giraban una en torno de la otra siguiendo estrictamente una regla, a la que llamaron la ley de la gravitación universal. Quien la enunció era conocido como Isaac Newton. De esta regla se dedujeron un sin número de métodos para modelar el mundo alrededor de estos seres, de tanta belleza y simplicidad, que creyeron estar ante la magnífica norma que regía el accionar de todo el universo.
Luego, el campo de visión cósmica se amplio y surgieron una nueva clase de fenómenos, distintos a los hasta entonces estudiados. Nuevas mentes prominentes, como Faraday, Ampere, Maxwell y demás, se embarcaron en el estudio de nuevos tipos de interacciones entre la materia y diferenciaron por primera vez entre masa y energía, como dos expresiones distintas de algo íntimamente interactuante: había nacido el electromagnetismo.
Pero nada parece ser perfecto desde el big bang. Las nuevas teorías electromagnéticas resultaban incompatibles a las anteriores sobre la gravedad, y se escuchó un clamor desesperado entre la multitud: “unificación”.
Los primeros intentos, impulsados por el afán determinista de las teorías newtonianas, llevaron a suposiones carentes de la munición más preciada hasta entonces usada por los humanos, los datos. Entonces el desarrollo del conocimiento era gobernado por preceptos fuertemente arraigados en sus mentes y eso no les permitía a los grandes genios ver más allá. Pero todo lo imaginable fue sobrepasado con respecto a lo que se conocía del cosmos. Los preceptos tuvieron que ser modificados y la concepción determinista del universo sufrió su primer gran terremoto. Einstein creo la teoría de la relatividad restringida y posteriormente la de la relatividad general, basándose en la búsqueda de leyes invariantes para cualquier observador. De ello dedujo de forma lógica la existencia de la fuerza gravitacional y explicó coherentemente las interacciones macroscópicas sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento.
Las implicancias de la nueva teoría einsteiniana fueron espectaculares: todo el universo macroscópico perecía estar regido por ella: se dedujo la expansión del universo, la precesión de mercurio, el comportamiento galáctico, y, lo más importante, se unificaron el espacio y el tiempo, además de la masa y la energía. Una de las consecuencias mas asombrosas (y devastadoras) de la teoría de la relatividad, fue la predicción de la existencia de los agujeros negros, regiones espacio-temporales cerradas contra si mismas producto de la enorme fuerza gravitacional generada por una determinada masa encerrada en una región suficientemente pequeña como para ceder a esta y aislarse del universo cognoscible. Al profundizar en el estudio de las características físicas de estos cuerpos, la nueva teoría de Einstein llevó a contradicciones inconcebibles: debían “devorarse” porciones enteras de espacio-tiempo, reduciéndose estas a una longitud nula, con una densidad de materia infinita. Esto, por supuesto, se considera como una deficiencia en la teoría.

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