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"El mundo está lleno de gente cuya idea de un satisfactorio futuro es, de hecho, el retorno a un pasado idealizado"
Robertson Davies, "A Voice from the Attic", 1960
Nuestro pensador del mes, para iniciar este tercer año de Komplex, es Lee Smolin, físico teórico cuyas aportaciones al problema de la "gravedad cuántica" han despertado recientemente un enorme interés como alternativa a la "teoría de cuerdas". No en vano hace ya algunos años el Nobel Murray Gell-Mann dijo: "Smolin? Oh sí, es ese jovencito que tiene esas ideas tan locas ¿no? Es muy posible que no esté equivocado.". Los libros de este mes revisan por un lado, la figura de Einstein a través de algunos de los más importantes físicos, historiadores de la ciencia y periodistas científicos del momento actual y por otro un importante texto de Alex Vilenkin sobre las más recientes teorías cosmológicas
Como cada mes, nuestro objetivo no es otro que proporcionaros más
y nuevos temas de conversación, y como siempre, si deseáis
hacer alguna aportación, o comentario o dejar de recibirlo,
podéis dirigiros a complejidad@bioef.org.
Lee Smolin
"La ciencia es una especie de laboratorio abierto para una democracia. Es una forma de experimentar con los ideales democráticos de nuestras sociedades. Por ejemplo, en la ciencia, debes aceptar que vives en una comunidad que siempre tiene la última palabra sobre la validez de tu trabajo. Pero al mismo tiempo, el juicio de cada uno es suyo y solo suyo. La ética de la comunidad requiere que argumentes sobre tus creencias y que intentes por todos los medios conseguir resultados que comprueben tus intuiciones, pero además, debes ser honesto al presentar los resultados, sean estos los que sean. Dispones de la libertad e independencia para hacer lo que te dé la gana siempre que al final aceptes la decisión de la comunidad. La buena ciencia nace de la colisión entre ideas contradictorias, del conflicto, de gente que intenta superar a sus maestros, y yo creo que ahí tenemos un modelo para lo que una sociedad realmente democrática debe ser. Hay una gran fortaleza en nuestra forma democrática de vivir y la ciencia está en la raíz de la misma.
Me gustaría hablar sobre el problema de la relatividad cuántica y de los dos enfoques mejor desarrollados que han intentado resolverlo y que son la "gravedad cuántica de bucles" (loop quantum gravity) y la "teoría de cuerdas" (string theory). Este es uno de los casos en que diferentes personas han seguido distintos enfoques para resolver un problema científico fundamental, y pueden aprenderse interesantes lecciones de la forma en que estas teorías se han desarrollado desde principios de los ochenta, lecciones sobre el espacio y el tiempo, pero también sobre como funcionan las cosas en el ámbito científico.
"Gravedad cuántica" es el nombre que damos a la teoría que unifica todas las de la física. Las raíces las encontramos en la teoría general de la relatividad de Einstein y en la teoría cuántica. La teoría general de la relatividad de Einstein es una teoría del espacio, el tiempo y la gravedad, mientras que la teoría cuántica describe todo lo demás que existe en el universo, incluyendo las partículas elementales, los núcleos, los átomos y la química. Ambas teorías fueron desarrolladas a principios del siglo XX y su ascensión marcó la caída de la teoría previa que era la de la mecánica newtoniana. Estas teorías son el principal legado de la física del s. XX. El unificarlas es el principal problema que la física tiene por resolver en este siglo.
La naturaleza es una unidad. Esta pluma esta hecha de átomos (teoría cuántica) y "además" cae en el campo gravitacional terrestre (teoría general de la relatividad). Por lo tanto debe existir un marco, una ley de la naturaleza de la que ambas teorías solo sean diferentes aspectos. Sería absurdo si existiesen dos leyes físicas irreconciliables, una para un campo y otra para otro de la física. Ya en 1915 Einstein era consciente de este hecho y en su primer artículo sobre ondas gravitatorias, menciona la paradoja de intentar encajar relatividad y cuántica.
Solo a partir de mediados de los ochenta empezaron a hacerse verdaderos progresos en unificar la relatividad y la teoría cuántica. El punto decisivo fue la invención no de una sino de dos teorías: la "gravedad cuántica de bucles" y la "teoría de cuerdas". Desde entonces hemos hecho grandes avances en ambos enfoques. En cada caso somos capaces de realizar cálculos que predicen sorprendentes nuevos fenómenos. Pero aún no hemos llegado al final. Nada está acabado, existen muchas cosas aún por comprender. Pero la noticia importante es que tenemos la oportunidad real de realizar experimentos para comprobar estas teorías..."
De "Loop quantum gravity" en Edge 112, febrero de 2003
Lee Smolin (Nueva York 1955) es un físico teórico que ha hecho importantes contribuciones a la teoría de la "gravedad cuántica. Ha trabajado desde diferentes enfoques en ese campo incluyendo la gravedad cuántica de bucles, la teoría de cuerdas y modelos de triangulación dinámica causal. Sus intereses científicos incluyen la cosmología, las partículas elementales, los fundamentos de la mecánica cuántica y la biología teórica. En la actualidad es investigador de plantilla del Perimeter Institute for Theoretical Physics y profesor adjunto de Física en la University of Waterloo.
Es autor de libros de divulgación sobre física como: The Life of the Cosmos, Three Roads to Quantum Gravity, y el recién publicado The Trouble with Physics.
Es así mismo conocido por sugerir la teoría de los "universos fecundos" también conocida como "selección natural cosmológica" que intenta aplicar principios de la biología evolutiva a la cosmología, sugiriendo que el universo evoluciona hacia la producción de agujeros negros.
Algunos trabajos recientes de Lee Smolin accesibles en la red:
- Could quantum mechanics be an approximation to another theory?, (Septiembre 2006)
- Generic predictions of quantum theories of gravity, (Septiembre 2006)
- Quantum Gravity and the Standard Model (con Sundance O. Bilson-Thompson y Fotini Markopoulou, Febrero 2006)
- The case for background independence, (Mayo 2006)
- Self-organized criticality in quantum gravity (con Mohammad H. Ansari, Mayo 2005)
- Falsifiable predictions from semiclassical quantum gravity, (Abril 2005)
- A quantization of topological Mu theory, (Marzo 2005)
A raíz de la publicación de su último libro "The Trouble with physics", Lee Smolin ha sido objeto de especial atención en los medios:
Este mismo mes de septiembre se publica "Physics Wars" un artículo de Adam Rogers con una interesantísima entrevista a Smolin en "Wired magazine" y "Moving Beyond String Theory" en "Wired news".
New Scientist le dedica el editorial: "Loop quantum gravity increases its pull" y su artículo de portada: "You are made of space-time" en su número del 12 de agosto pasado.
La Radio Nacional Pública estadounidense NPR, transmitió el pasado 18 de agosto un debate entre Smolin y Brian Greene que pude descargarse aquí.
Y aquí la entrevista que Eduard Punset le hizo para su programa Redes.
Los
sexos chocan aunque compartan el mismo cuerpo
Cualquiera que haya pensado alguna vez que el mundo sería mejor si los varones también quedasen embarazados debe hablar con Nico Michiels de la Universidad de Tübingen. Y también debería hacerlo cualquiera que se haya preguntado ¿Por qué no pueden las mujeres parecerse un poco más a los hombres? Michiels ha visto ese mundo, o por lo menos una versión del mismo, y tiene incluso imágenes que mostrar. Y no es nada agradable, dice.
Battle of the Hermaphrodites es un interesante artículo de Susan Milius en Science News.com del 16 de septiembre.
Porque
siempre se ha hecho así
Se cuenta que poco antes del a II guerra mundial un oficial americano fue enviado a Inglaterra como observador en las maniobras de un batallón de artillería británico. Notó que cada grupo de artilleros a cargo de un cañón estaba compuesto de siete hombres aunque sólo seis de ellos tenían cometido en relación a la artillería, el restante parecía simplemente mantenerse en posición de firmes. El americano se lo indicó a su colega inglés, quien reconoció que era efectivamente extraño pero que siempre se había hecho así. El americano le pidió si podía enterarse de por qué y a la mañana siguiente el británico le anunció muy satisfecho que había encontrado la razón: "El séptimo hombre sujeta los caballos".
La gente siempre habla de la curva de aprendizaje. Pero más difícil es la curva de olvidar. Tenemos que descartar lo que creemos que sabemos. Y cuanto más alto llegas en gestión más difícil es. Hay un concepto psicológico llamado ceguera de la desatención. Viene de un experimento donde se pedía a la gente observar un video de un partido de baloncesto y contar el número de pases. Hacia la mitad del video, un gorila entraba por una puerta de la cancha y salía por otra, pero la mitad de las personas del experimento no lo vieron. Cuando pides a la gente que se fije en una determinada cosa, frecuentemente no ven nada que no esté en el plan original. Cuando la gente ha adquirido una cierta cantidad de conocimiento, ocurre lo mismo. Todo es filtrado a través de sus pericias. No ven lo que está ocurriendo. No ven los síntomas del cambio. Es lo que se llama incapacidad aprendida, cuanto más sabes, más difícil te resulta ver lo nuevo.
Un artículo sobre innovación con estructura de catecismo por Arnold Brown, en Optimize, octubre 2005
GLAST. Gamma-ray Large Area Space Telescope
Es un observatorio espacial que va a estudiar algunos de los acontecimientos más energéticos del universo. Glast va a proporcionar una visión sin precedentes de un Universo invisible a nuestra mirada hasta la fecha. Esta página presenta imágenes de algunas de las exóticas maravillas que van a ser investigadas por el nuevo observatorio.
Esta
imagen del Telescopio
Espacial Hubble revela los fuegos artificiales
en el centro de una colisión entre dos galaxias. El Hubble ha
descubierto más de mil racimos de estrellas jóvenes que
estallan a la vida como resultado de este choque frontal.
Las galaxias de las Antenas, conocidas formalmente como NGC 4038 y NGC 4039, tienen un par de colas largas de materia luminosa, formadas a causa de las mareas gravitatorias de su encuentro. Parecen las antenas de un insecto. Las galaxias están a 63 millones de años-luz de la Tierra, en la constelación del Cuervo Sur.
Ésta entre otras muchas sorprendentes fotografías astronómicas puedes encontrarla aquí.
Many
words in one, the search for other universes
por
Alex Vilenkin
"Vivimos la posteridad de una gran explosión. Este extraordinario acontecimiento, llamado un poco frívolamente el big-bang, tuvo lugar hace catorce mil millones de años. Podemos actualmente ver desplegarse ante nosotros algo de la historia cósmica de aquel momento, la luz de las más remotas galaxias tarda miles de millones de años en alcanzar nuestros telescopios aquí en la Tierra, por lo que podemos ver las galaxias tal como eran en su juventud. Pero hay un límite en nuestra capacidad de ver a distancia en el espacio. Nuestro horizonte está en la máxima distancia que la luz haya podido recorrer desde el big-bang. Fuentes más allá de este horizonte no pueden ser vistas, simplemente porque su luz no ha tenido tiempo de alcanzar la Tierra.
Pero si existen partes del universo que no podemos detectar, ¿quién puede resistirse a imaginar que apariencia tienen? Hasta hace poco los físicos pensaron que la respuesta a esa pregunta era más bien aburrida, es solo más de lo mismo, más galaxias, más estrellas. Pero hoy en día, recientes desarrollos de la cosmología han llevado a una drástica revisión de este punto de vista.
De acuerdo a la nueva visión, partes distantes del universo se encuentran en un estado de expansión acelerada y explosiva, llamado "inflación". La expansión es tan rápida que en una breve fracción de Segundo una región del tamaño de un átomo alcanza dimensiones muy superiores al universo actualmente observable. La expansión es causada por un peculiar tipo de material, llamado "falso vacío", que produce una potente fuerza repulsiva. El término "falso" se refiere al hecho de que, a diferencia del "verdadero" vacío, este tipo de vacío es inestable y decae tras un breve período de tiempo, liberando gran cantidad de energía. La energía enciende una gran bola de fuego constituida de partículas y radiación. Esto es lo que ocurrió en nuestro vecindario cósmico hace catorce mil millones de años, es lo que llamamos el big-bang.
La idea de "inflación" era poco más que una especulativa hipótesis cuando Alan Guth la propuso por primera vez en 1980. Pero en los finales noventa observaciones de distantes supernovas y de la radiación de fondo de microondas cósmicas, un tenue efecto persistente del big-bang, dieron un buen empujón de evidencia observable l a la teoría. De forma que hoy en día la inflación lleva camino de convertirse en uno de los pilares de la moderna cosmología. Y ya que la teoría esta basada en datos en la parte observable del universo, podemos creer razonablemente en sus conclusiones sobre las partes que no podemos observar...
...La inflación es pues un proceso incontrolado que se ha detenido en nuestra vecindad pero que aún continúa en otras partes del universo, provocando su expansión a una velocidad escalofriante y la constante producción de nuevos universos isla como el nuestro. Este proceso inacabable y continuo es lo que llamamos "inflación eterna". El papel del big-bang en este panorama lo interpreta el decaimiento del "falso vacío". No se trata de un acontecimiento aislado de nuestro pasado: innumerables bangs tuvieron lugar previamente en partes remotas del universo, y muchos más tendrán lugar en otras zonas en el futuro...
En una visión global de la "inflación eterna",
los límites de los universos isla son las regiones donde los
big-bangs se está produciendo en este mismo momento. Las islas
recién formadas son microscópicamente pequeñas,
pero crecen sin límite cuando se hacen más viejas. Las
partes centrales de los grandes universos isla son muy antiguas: los
big-bang tuvieron lugar allí hace mucho tiempo. Ahora son oscuras
y estériles: hace mucho que todas las estrellas murieron en
esas zonas. Pero las regiones de la periferia de las islas son nuevas
y deben estar llenas de brillantes estrellas.
Los habitantes de los universos isla, como nosotros, ven un cuadro distinto. No perciben su universo como una isla finita. Para ellos es un universo infinito que se contiene a sí mismo. Esta dramática diferencia de perspectiva es una consecuencia de las diferencias impuestas por las formas de mantener el tiempo de forma apropiada tanto para la visión global como para la visión interna del universo isla. (De acuerdo a la teoría de la relatividad de Einstein el tiempo no es fijo sino dependiente del observador)...
Ya que cada universo isla es infinito desde el punto de vista de sus habitantes, puede ser dividido en un infinito número de regiones del mismo tamaño que nuestro universo observable. Mi colaborador Jaume Garriga y yo, les llamamos Regiones-O por abreviar. De forma que, si los objetos más distantes visibles desde la Tierra están a aproximadamente cuarenta mil millones de años luz de distancia, el diámetro de nuestra región-O sería el doble...
Una asombrosa consecuencia de esta nueva imagen del mundo es que en él debe haber una infinidad de regiones con historias absolutamente idénticas a las nuestras. O sea, que montones de réplicas de ti mismo están leyendo en este momento copias de este artículo. Viven en planetas exactamente iguales a la Tierra, con todas sus montañas, ciudades, árboles y mariposas. También deben existir regiones con historias algo diferentes de la nuestra, con todo tipo de variantes posibles. Por ejemplo, a algunos lectores les gustará saber que existen muchísimas regiones-O en las que Al Gore es presidente de los Estados Unidos.
En este asombroso nuevo mundo, nuestra Tierra y nuestra civilización son cualquier cosa menos únicas. Al contrario, innumerables civilizaciones idénticas están esparcidas a través de la infinita extensión del cosmos. Con la humanidad reducida a una absoluta insignificancia cósmica nuestra caída desde el centro del universo, un proceso que inició Copernico, es ahora completa..."
John Brockman, editor
Las dos docenas de ensayistas que colaboran en My Einstein se encuentran entre los físicos teóricos o experimentales, historiadores de la ciencia y periodistas científicos más importantes del mundo. Pero no es solo un libro sobre física. Es una colección de narraciones personales que nos proporcionan una visión especial sobre como valoran estos pensadores el legado científico y filosófico de Einstein y su influencia en sus propias vidas y trabajo. Son:
Roger Highfield sobre el mito de Einstein; John Archibald Wheeler (el único que llegó a conocer a Einstein, a través del premio Nobel Leon Lederman en un breve encuentro) sobre las reuniones de Princeton, Wheeler en la Facultad de Física de Princeton y Einstein en el Institute for Advanced Study; Gino C. Segrè, Lee Smolin, y Anton Zeilinger sobre las dificultades de Einstein con la teoría cuántica; George F. Smoot y Peter Galison sobre la mezcla einsteniana de puro pensamiento y observación física; Leon Lederman sobre la teoría especial de la relatividad; Charles Seife sobre el uso de la experimentación teórica por parte de Einstein; Frank J. Tipler sobre por qué debe Einstein ser considerado más como un científico reaccionario que como un científico revolucionario; George Dyson sobre sus días en Princeton y su amistad con Helen Dukas, su eterna amanuense; Corey Powell sobre los soportes filosóficos del uso por Einstein del término "Dios"; Steven Strogatz, George Johnson, y Jeremy Bernstein sobre como Einstein influyó cuando eran niños en su vocación de físicos; Leonard Susskind sobre la manera en que pensaba Einstein; Janna Levin y Maria Spiropulu sobre cómo está considerado actualmente entre los académicos; Marcelo Gleiser sobre ese mundo nuevo de misteriosas propiedades y extraños efectos de Einstein; Paul C.W. Davies, Lawrence Krauss, y Rocky Kolb sobre la acelerada expansión del universo y el "revival" de la constante cosmológica de Einstein; Richard A. Muller sobre la misteriosa naturaleza del tiempo y Paul J. Steinhardt sobre las nuevas cosmologías que implican un universo cíclico y su relación con el pensamiento cosmológico de Einstein.
