Física

Todos hemos oído hablar de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, pero lo cierto es que nunca antes habíamos podido leer las 46 páginas originales en alemán, escritas en Berlín, en las que el físico formuló en 1915 su célebre tesis.

Esto ha dejado de ser así gracias a la exposición realizada el domingo pasado en la Academia de Ciencias y Humanidades de Israel, en Jerusalén. El manuscrito original fue donado por el mismo Einstein a la Universidad de Jerusalén a propósito de su inauguración en 1925.

El responsable de la exposición, Hanoch Gutfreund, anunció que los aspectos de la conservación del manuscrito, tales como la luz, temperatura, humedad y la cantidad de visitantes, fueron tomados en cuenta al erigir la exhibición.

“La habitación se mantiene con una temperatura estable de 18 grados, una humedad de 50 y también limitamos la luz de la sala: no hay luz ultravioleta y mantenemos constantes 50 lux”, explica la conservadora y restauradora de papel, Timna Elper, de origen español.

Es difícil imaginar una temperatura más elevada que la generada por el astro rey, que nos baña con su luz y su calor desde que venimos a este mundo, del cual depende nuestra supervivencia y, por extensión, la vida en todo el planeta. Ahora tratad de imaginar una temperatura 250.000 veces mayor que la del Sol: 4 billones de grados.

Es imaginad que esa temperatura se obtiene en un laboratorio.

Es lo que ha ocurrido en el Laboratorio Nacional de Energía de Brookhaven, en Nueva York. La temperatura más alta jamás registrada (no, no ha sido en un producto de un atasco de tráfico en pleno agosto) ha sido producida en un experimento realizado en el colisionador de iones pesados RHIC, un acelerador de partículas de 3,8 kilómetros de circunferencia que se halla bajo tierra, a 4 metros bajo Upton.

La teletransportación, aunque ha sido una idea sugestiva y omnipresente en la ciencia ficción, siempre ha resultado una quimera.

No sólo por los problemas físicos que plantea sino también por los filosóficos: si podemos copiar el puñado de átomos que nos compone y formarlo en otro lugar distante, ¿quién somos en realidad? ¿El original o la copia?

¿Y existe algo parecido a la conciencia o incluso la vida si nos esfumamos para ser reconstruidos en otro lugar con otros átomos diferentes? ¿No nos morimos en realidad? ¿O la pregunta no tiene sentido?

Sin embargo, la teletransportación empieza ser más plausible década a década. Al menos a pequeña escala. La revista Time ha incluido un experimento en este sentido como uno de los más destacado del año 2009.

El Universo es una memoria gigante compuesta por una ingente cantidad de bits que tiene tendencia natural a aumentar. Esta es la revolucionaria dirección de investigación del físico holandés Erik Verlinde, en un informe que cuestiona los fundamentos básicos de la teoría gravitacional de Newton.

La clave del artículo de Verlinde es la siguiente: “si parece entropía, y se comporta como entropía, probablemente sea entropía”. Partiendo del trabajo de Stepehn Hawking, quien propuso que la temperatura del agujero negro es proporcional a la aceleración gravitatoria en su horizonte, Verlinde argumenta que una aceleración proporcional a una temperatura no puede ser más que un efecto de entropía.

Esa aceleración entrópica se manifiesta en un sistema que evoluciona de forma que cada vez necesita un mayor número de bits de información para describir todas sus características. ¿Es posible que la atracción gravitatoria no sea más que una consecuencia del aumento del número de bits necesarios para describir el sistema? ése es el argumento de Verlinde.

Muchos de vosotros habéis comentado por aquí que no acabáis de entender para qué se gasta tanto dinero en una máquina colosal como el LHC que, en apariencia, no tiene ninguna aplicación práctica.

Hoy vamos a hablar de una de sus posibles aplicaciones prácticas (ni mucho menos la más importante, pero sí una de las más fáciles de entender y más asociadas a la vida cotidiana): la eliminación de tumores cancerígenos.

Físicos del CERN han empezado a experimentar con antimateria, protones gemelos cargados negativamente, con células de hámster. La terapia demostró ser 4 veces más potente que con protones.

La ventaja que ofrece la antimateria es que en la radioterapia convencional es imposible depositar radiación ionizante en el tumor para que lo destruya y evitar irradiar el tejido sano. Los protones y la antimateria, por el contrario, se ajustan para liberar la mayor parte de su energía en el punto exacto del tumor.

Las nuevas tecnologías facilitan el entrenamiento de los deportistas de tal forma que, hoy en día, se obtienen marcas impensables hace apenas unas décadas.

Sin embargo, el ser humano tiene unos límites físicos que nunca podrá superar, a no ser que se convierta en una especie de mujer biónica. Cierto es que muchos de los límites actuales son simplemente psicológicos: en cuanto un atleta, por ejemplo, supera una marca que permanecía imbatible durante años, no es raro que otros atletas superen a sí mismo esa marca en poco tiempo, como si en realidad una barrera psicológica del tipo “es imposible” les hubiera boicoteado los músculos.

Pero una vez superados los psicológicos, los físicos no habrá forma de sortearlos. Y éstos llegaran sobre el año 2060. A partir de ese año, se acabaron los récords mundiales.

Como corolario de las limitaciones epistemológicas de la ciencia, es hora de ir a los casos prácticos. ¿Qué hazañas asumen generalmente los científicos que jamás se alcanzarán? ¿Qué es imposible de conseguir aunque la ciencia avance 1.000 años? ¿Qué es lo que nunca se podrá resolver?

1.Nunca se podrá llegar al cero absoluto. Es decir, -273,15 grados centígrados. Dos son los fenómenos que impiden alcanzar esta temperatura. El primero es que los gases, al enfriarse, se contraen hasta un punto límite en el que su volumen es cero. Este punto es precisamente la temperatura de -273, 15 grados bajo cero. El segundo fenómeno es que la temperatura se considera una consecuencia del movimiento de las moléculas de un cuerpo. Al aproximarnos al cero absoluto, se supone que todo movimiento va desapareciendo y las moléculas tienden al estado de reposo.

Así pues, se precisaría de una cantidad de tiempo y de energía infinitos para alcanzar el cero absoluto. Un equipo de la Universidad de Helsinki consiguió hace un tiempo el máximo acercamiento a esta cifra, pero se quedó a 3 diezmilmillonésimas de grado del cero absoluto.

El problema de responder a todas las preguntas del universo es que nosotros vivimos en ese mismo universo. El sistema no puede saber cómo es el sistema si está dentro de ese mismo sistema.

Por ejemplo, resulta incongruente conocer la posición, velocidad y energía de todas las partículas del cosmos si los instrumentos que empleamos para hacerlo también están compuestos de esas mismas partículas.

De nuevo Martin Gardner:

La ciencia es un mecanismo para acumular conocimiento que, aunque no alcance nunca la certeza absoluta que nos prometen las religiones, se acerca progresivamente a una mayor comprensión del mundo y de nosotros mismos.

Pero ¿hay un final en esta escalada de conocimiento? ¿La ciencia tiene vedado el paso a algunas regiones de la ignorancia? ¿La ciencia está legitimada para preguntárselo todo?

Obviamente, saberlo TODO es imposible (o altamente improbable). Por ejemplo, jamás podremos saber cuántos pelos tuvo Alejandro Magno en su cabeza. Tampoco conoceremos jamás todos los decimales de Pi. Ni todos los teoremas posibles de la geometría.

Y parafraseando a Gödel, todo sistema matemático lo bastante complejo como para incluir la aritmética contiene teoremas que no se puede demostrar si son ciertos o falsos por medio del sistema.

Detrás de expresiones rimbombantes de la física como Teorías del Todo, “sólo” se quiere decir que algún día llegaremos a conocer todas las leyes fundamentales de la física, y que quizás logremos unificarlas en una sola ecuación o en un pequeño conjunto de ecuaciones. Pero todavía quedarán muchas de preguntas sin respuestas, así que la Teoría del Todo no es una teoría de la totalidad de las cosas, en realidad.