martes, 4 de enero de 2011

Acerca de la Teoria de las Cuerdas



ENTREVISTA CON LEONARD SUSSKIND
Leonard Susskind es catedrático de Física teórica en la Universisdad de Stanford. Entre sus múltiples contribuciones a la física destaca la teoría de las cuerdas y su aplicación al estudio de los agujeros negros. Susskind, además, se ha interesado en divulgar sus teorías a un público no especialista, por lo que ha conseguido diversos galardones.

–Nuestra entrevista emana del convencimiento de que hay proximidades lógicas, epistemológicas, metafísicas y estéticas –cuando menos– entre la Física y la Filosofía. Que ambas manifiestan la particularidad de querer descubrir lo que apunta la ya vieja máxima que se pregunta de dónde venimos y quiénes somos. Isaac Asimov reseña, en su Introducción a Nueva Guía de la Ciencia, que «uno no puede sentirse a gusto en el mundo moderno, a menos que tenga una noción inteligente de lo que trata de conseguir la Ciencia». ¿Qué opina sobre esto?

¿De dónde venimos y quiénes somos? Encuentro difícil responder a preguntas como esas. Son demasiado grandes. De acuerdo, intentémoslo:
Somos una estirpe de cavernícolas primitivos que se ocupan de una pieza de gran sofisticación tecnológica (el mundo físico) del futuro. Está enterrado en sus tres cuartas partes, con tan sólo una pequeña telita que asoma. No la entendemos, así que golpeamos a su alrededor y nos tratamos de figurar qué es, cómo funciona, si tiene un propósito y quién la puso allí. Aprendemos que si golpeamos aquí, se verá allá. Descubrimos algunas reglas. Los filósofos cavernícolas discuten indefinidamente sobre su significado, pero lo que realmente necesitamos es un mecánico que lo coja, lo aparte y juguetee con él. Para esto están los físicos.

–Sr. Susskind, ¿qué es, dicho concisamente, la «Teoría de cuerdas»? ¿Por qué se postula como candidata a ser una teoría unificadora, una «teoría del todo»? ¿Y en qué sentido supone una tesis fundamental para construir el modelo actual que explicaría la constitución básica del Universo?

La Teoría de cuerdas es la única teoría matemática que contiene aquello que sabemos sobre la gravitación, junto con la mecánica cuántica. Otras teorías más tempranas, como la electrodinámica cuántica, no contemplaban fuerzas gravitacionales entre las partículas. Podrían haberlas añadido, pero habrían arruinado la consistencia matemática de la teoría. Así que podríamos decir que las teorías anteriores sólo eran consistentes si no existiera la fuerza gravitacional. La Teoría de cuerdas no sólo incluye la gravedad sino que sería inconsistente sin ella. Solíamos decir que esta teoría podía proporcionarnos un acercamiento hacia una descripción única del universo, pero estamos encontrando que realmente es una teoría de la diversidad. El universo puede ser rellenado por muchos tipos de regiones con todo tipo de propiedades exclusivas y la teoría de cuerdas clasificaría todas las diferentes posibilidades.

–Según una teoría postulada por Gerard t´ Hooft y Raphael Bousso, en el origen de la naturaleza podría haber únicamente ultrapequeños paquetes de información pura. ¿Significa esto que el big-bang que dio lugar al Universo tendría más que ver con una gigantesca bajada de bytes de un superordenador, que con una explosión masiva de materia?

Tenemos que recordar que somos esos cavernícolas mirando una pieza con la tecnología del siglo XXI. Pero t’ Hooft podría estar en lo cierto.

–Se presume que el Universo puede compararse a un holograma, el cual holograma sería el principio matriz sobre el que basar la Teoría de cuerdas. ¿Pero qué es el «Principio Holográfico»? ¿Aparece el mundo ante nosotros como un holograma? ¿En qué sentido la descripción del mundo que se derive de todo esto, el descubrimiento de la ley natural responsable de la evolución cósmica, sería más económica (Bousso) que la que tenemos actualmente?

Lo que sabemos es que si intentas introducir más información (bits) dentro de un volumen de espacio se desbordará produciendo un agujero negro más grande que la región. Así es que hay una cantidad máxima de información posible en cada región. Lo que resulta sorprendente es que el número máximo de bits es proporcional al área de la región, no a su volumen. Esto nos permitió, a t’ Hooft y a mí, llegar a la conclusión de que la descripción de una región de espacio podría hacerse en términos de «pixels» dentro de los límites de las dos dimensiones de tal región, por ejemplo, un «holograma».

–En virtud del «Principio Holográfico», que maneja términos como datos (bits y bytes), y a tenor de que según dicho Principio la naturaleza sería un conjunto de bits preprogramados, díganos: ¿afectarían estas concepciones a las fronteras entre lo real y lo virtual?

Recuerda lo del cavernícola. No lo sé. ¿Somos una realidad virtual en la computadora de alguien? ¿Es ese alguien, a su vez, una realidad virtual en la computadora de otro más?… Golpear, golpear.

–¿Y cuáles son las consecuencias antropológicas derivadas de esta nueva visión del cosmos (puesto del hombre en el Universo)?

Hasta donde puedo alcanzar, podría decir que somos objetos accidentales que habitan regiones no letales donde el medio ambiente parece permitir nuestra existencia. Esta será probablemente una fracción minúscula del universo. Pero de nuevo me estáis pidiendo que os explique el significado filosófico de una máquina antes de que los mecánicos hallan jugado con ella lo suficiente como para saber cómo funciona.

–En abril de 2004, Wayne Hu y Martin White consignaban, en un artículo publicado en Investigación y Ciencia (edición española de Scientific American), que las observaciones recientes de la radiación del fondo cósmico de microondas muestran que el universo primigenio resonaba armoniosamente. A nosotros nos resulta muy curiosa esta tesis, máxime cuando, en virtud de explicaciones completamente incomparables, Pitágoras de Samos mantenía, en el siglo VI a. C. que los cielos emitían una bellísima sinfonía musical... De hecho, esta creencia influyó en Kepler y en Giordano Bruno, entre otros. Pero díganos, señor Susskind, ¿el Universo produce música?

Por supuesto que el universo produce música, pero si escuchamos el sonido del big-bang, no creo que os gustara tanto como Bach o Vivaldi. «Ruido» es un término más apropiado que «música». Algo más parecido a los sonidos provenientes de vuestro aparato digestivo.

–Paulatinamente, los astrónomos disponen de una descripción coherente de lo acontecido en 14.000 millones de años de evolución cósmica, cifra que se acepta como aproximadamente correcta para responder a cuándo ocurrió el big-bang. Ahora bien, ¿qué sucedió antes del big-bang? ¿De dónde procedía el huevo cósmico primigenio del cual hablan los físicos?

Muchos de nosotros, hojalateros, pensamos que el universo sufrió un periodo de inflación exponencial hacia una talla muchísimo más grande que el universo observable. Muy probablemente vino a través de muchas inflaciones durante las cuales se generaron todos los ecosistemas predichos en la Teoría de cuerdas. Al menos, tal y como pienso, es la mejor opción.

–Permítanos solicitarle que nos revele cuál es su impresión respecto a la posibilidad de la existencia de más universos, de más dimensiones.


Creo que la prueba que emana de la cosmología y la Teoría de cuerdas apunta hacia un enorme «megaverso» o «multiverso» lleno de lo que Alan Guth llamaba «universos de bolsillo», cada cual con su propia lista de partículas elementales y sus constantes naturales. La Teoría de cuerdas proporciona un formidable «Paisaje» de posibilidades para estos bolsillos. La razón principal de que tantas posibilidades existan es que las dimensiones extras pueden ser desarrolladas de muy diferentes formas. Muchas de estas formas producen entornos que pueden ser mortales para nosotros, pero una pequeñísima fracción es habitable.

–¿Y qué hay de los viajes en el tiempo?

Es fácil si quieres ir al futuro. Hay muchas maneras de hacerlo: usando los agujeros negros, la paradoja de los gemelos, etc. Probablemente la manera más sencilla de hacerlo sea irse a dormir. En un abrir y cerrar de ojos te levantas y es ocho horas más tarde. Es volver al presente o regresar al pasado lo que parece complicado. El viaje hacia el futuro no es un problema. El viaje al pasado es, en mi opinión, imposible.


–Quisiéramos saber si, en un sentido lato, es usted pesimista u optimista respecto del progreso tecnológico galopante ocurrido en este siglo (por ejemplo, en lo que se refiere a la preservación del medio ambiente.)


Soy de las dos maneras. Temo lo que el hombre está haciendo con el medioambiente y veo poca sabiduría en nuestros líderes. Las decisiones las toman personas poderosas movidas por el propio interés y sus seguidores. Sin embargo, ahora hay muchísima más conciencia de la fragilidad del medioambiente que la que ha habido nunca. Es una carrera. La degradación del medioambiente y la superpoblación frente a la reforestación, los programas de limpieza del aire, los recursos de energías renovables, etc. ¿Quién ganará? No lo sé.

–En otro orden de cosas. Einstein se confesó creyente en el Dios de Spinoza. Stephen Hawking, en su Historia del tiempo, sostiene que «si el universo tiene un principio, podemos suponer que tiene un creador. Pero si fuese totalmente autocontenido, no tendría ni origen ni fin: simplemente, sería. ¿Para qué, pues, un creador?». Mientras que Ilya Prigogine advertía de que si el mundo es determinista, entonces «Dios queda reducido a un mero archivero que va pasando páginas de un libro de historia cósmica escrito de antemano»... Y Carl Sagan pensaba que para salvar nuestro planeta y preservar el medio ambiente es necesaria una estrecha colaboración entre científicos y religiosos. Por otra parte, el pensador rumano E. M. Cioran creía que en esta época sólo podemos ser ya «ex creyentes, mentalidades religiosas sin religión». Pero, ¿cree que acabará la física con los misterios? ¿En qué horizonte cabría situar –si la hay– su receptividad religiosa, Dr. Susskind? ¿Cree en Dios? ¿En qué Dios?

Somos trogloditas mirando una pieza cuyo equipamiento está más allá de nuestro conocimiento. Pero encuentro la idea de Dios muy desconcertante. ¿Quién creó a Dios? ¿Puede Dios violar las leyes de la mecánica cuántica? El que crea que posee las respuestas está lleno de tonterías.

–Sabemos cuál es, en sentido biológico y físico, la finalidad que tienen el envejecimiento y la extinción. Lo que quisiéramos pedirle es que nos explique, en un sentido más filosófico o existencial, cómo entiende y afronta usted la muerte; y si es algo que le preocupe u obsesione.

No me gusta aunque, por otro lado, la idea de vivir eternamente parece demasiado largo. Sobrellevo la idea de la muerte viviendo.

Antimateria capturada


El CERN atrapa antimateria por primera vez.
Los científicos del CERN han sido capaces de crear 38 átomos de antihidrógeno, y han podido preservarlos por aproximadamente un sexto de segundo(172ms). Esto forma parte del proyecto ALPHA que incluye físicos de la Universidad de California, Berkeley y del LBNL(Lawrence Berkeley National Laboratory).

Los científicos han logrado echar el guante a uno de los ingredientes más esquivos del universo, la antimateria. Un equipo del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha capturado por primera vez átomos de antihidrógeno, la forma más sencilla de antimateria.
Está hecha de partículas con cargas inversas a las de las que componen los átomos de materia normal. Cuando chocan, materia y antimateria se aniquilan al instante dejando un destello de energía. Después del Big Bang que originó el Universo, había igual cantidad de ambas, pero, por causas desconocidas, la materia se impuso haciendo posible que el Universo y la Tierra estén plagados de objetos en lugar de nada.
El CERN había producido ya átomos de antimateria en grandes cantidades en 2002, pero no había logrado atraparlos.
Eran destellos ininteligibles. Ahora, los investigadores del experimento ALPHA describen en Nature cómo lograron producir 38 átomos de antihidrógeno y mantenerlos estables por una décima de segundo antes de que se esfumasen, todo un récord que permitirá estudiarlos por primera vez.
"Creemos que podemos retener la antimateria mucho más tiempo y ya estamos haciendo progresos", explicó ayer a Público Jeffrey Hangst, uno de los responsables del hallazgo. El material permitirá estudiar cómo se comporta la antimateria y saber si se confirma el actual marco teórico que rige la física de partículas.

El mayor interés por la antimateria se centra en sus aplicaciones como combustible, pues la aniquilación de una partícula con una antipartícula genera energía pura según la ecuación de Einstein E=mc².La energía generada por kilo (9×1016 J/kg), es unas diez mil millones de veces mayor que la generada por reacciones químicas y diez mil veces mayor que la energía nuclear de fisión.
Por ejemplo, se estima que sólo serían necesarios 10 miligramos de antimateria para propulsar una nave a Marte.