Las raíces de la cosmología no pueden ser reelaboradas sin
una nueva concepción del tiempo, incluyendo sus orígenes y su naturaleza
física. En la cosmología del Gran Estallido los físicos imaginaron que el
tiempo simplemente comenzaba, como si Dios pusiera en marcha el motor de su
Porsche cósmico. Las cosmologías alternativas, que se ciernen justo al otro
lado del horizonte, han de sustituir esta visión con algo nuevo. Sin embargo,
el tiempo es un asunto escurridizo. Tanto en nuestras ideas abstractas acerca
del tiempo como en nuestros intentos de comprender su experiencia directa,
siempre estamos caminando sobre una capa fina de hielo. Nuestra teorización
científica acerca del tiempo ha de encontrarse siempre, en algún punto, con
nuestro movimiento cotidiano a través del mismo. Pero ¿dónde está dicho punto?
Si la ciencia de la cosmología está cerca de volver a imaginar el tiempo,
entonces, ¿cómo afectará eso a la manera en que experimentamos el tiempo de un
momento al siguiente?
Adam Frank
El fin del principio, página 7
Preguntémosle a un amigo qué hora es y puede que mire su
reloj y nos responda que es la 1 y 17 minutos de la tarde. Pero ¿qué es la 1 y
17 minutos de la tarde? ¿Cuál es el significado de una medición tan exacta de
minutos? No hay nada innato, objetivo o dado por Dios acerca de este tipo de
tiempo. Como veremos, los relojes mecánicos no aparecieron hasta el siglo XIV,
y ni siquiera tenían minuteros (un invento que tardaría aproximadamente otros
trescientos años en aparecer). ¿Acaso la 1 y 17 minutos de la tarde existía
siquiera hace mil años, para campesinos que vivían en la Europa de la Edad
Media, en la China de la dinastía Song o en el Imperio persa central? ¿Existía
algo parecido a la 1 y 17 minutos de la tarde en los largos milenios anteriores
a que la inmensa mayoría de los seres humanos tuviera acceso a alguna forma de
dispositivo que midiera el tiempo?
Pero la 1 y 17 minutos de la tarde existe para nosotros. En
tanto que ciudadanos de una cultura tecnológicamente avanzada y repleta de omnipresentes
tecnologías medidoras del tiempo, hemos sentido la 1 y 17 minutos de la tarde
de más maneras de las que probablemente queremos pensar.
Adam Frank
El fin del principio, página 9
Si se mide frente al largo arco de la evolución humana, esta
experiencia del tiempo es algo nuevo y muy radical. Sentimos el tiempo de una
manera que nadie lo sentía hace mil años. En 2000 AEC o 850 EC no había un
acuerdo cultural con respecto a la 1 y 17 minutos. Para la inmensa mayoría de
la existencia humana, sólo existía «después del almuerzo» o «por la tarde».
Hemos creado un nuevo tiempo en nuestra sociedad hiperdigital, telepresente, de
mensajes instantáneos. Conectados simultáneamente a todos los puntos de un
globo cartografiado en el GPS, nos esforzamos por abrir la última tanda de
mensajes electrónicos enviados antes de la reunión de las 2.30 de la tarde,
sólo para ver, impotentes, cómo aparece una nueva tanda. Es un nuevo tiempo el
que hemos inventado, y parece que nos ha dejado sin tiempo ninguno.
Adam Frank
El fin del principio, página 10
Si el tiempo con el que vivimos es algo nuevo en la
evolución humana, ¿es real? Si otras culturas se movieron a través de cada
momento de sus días de maneras completamente diferentes, entonces, ¿cuán
concreto es la 1 y 17 minutos de la tarde, con toda la importancia, la urgencia
y el significado que le adjudicamos? Como veremos, el tiempo que imaginamos
para el cosmos y el tiempo que imaginamos en la experiencia humana resultan
estar tan fuertemente entrelazados que hemos perdido la capacidad de ver cada
uno de ellos por lo que es. Nuestras cosmologías están embebidas de tiempo y
han modelado los mundos de la cultura y la experiencia. Nuestras culturas están
embebidas de tiempo y han modelado nuestras mayores figuraciones de la
cosmología, desde el mito hasta la misma ciencia y las tecnologías exigentes
que encontramos hoy en día. Este trenzado de la ciencia y la cultura es un
relato que no estamos acostumbrados a contar. Es fácil pensar en la ciencia
como una especie de gigante enorme que recoge hechos en bruto y nos los cede en
forma de tecnologías revolucionarias (teléfonos móviles, armas atómicas,
antibióticos). Pero la separación precisa entre la ciencia y otras empresas
humanas como el arte, la política y los anhelos espirituales es demasiado
abstracta para ser cierta o útil. Queremos tener un vislumbre de las maneras en
que nuestra ciencia modela la experiencia y la cultura que crea, y es modelada
por ellas. La tarea requiere que planteemos las cuestiones más profundas de
todas acerca de la naturaleza del tiempo, del cosmos y de sus inicios.
Adam Frank
El fin del principio, página 10
A pesar de todo su poder, nuestras dos mayores teorías de la
física (la mecánica cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein, llamada de
la relatividad general) se enfrentan a un único e importante punto débil: no
pueden hablarse mutuamente. Los ámbitos de lo muy pequeño (la física cuántica)
y los ámbitos de lo muy grande (la gravedad) no pueden reconciliarse. Después
de cincuenta años de intentarlo, todavía nos falta el Santo Grial de la física,
una teoría de la gravedad cuántica: una teoría del espacio y del tiempo a
escalas tan pequeñas que a un átomo puedan enlazarse universos enteros. Para
comprender el estallido del Gran Estallido necesitamos la gravedad cuántica. En
consecuencia, nuestra cosmología permanece incompleta.
Adam Frank
El fin del principio, página 12
¿Pudo haber existido no sólo un estallido, sino varios
seguidos? ¿Puede nuestro universo ser sólo uno de una larga línea de ciclos?
¿Pudo haber muchos estallidos que se produjeron al mismo tiempo, creando un
número infinito de universos que existen simultáneamente, un multiverso de
infinitas posibilidades? Quizá, todavía de forma más radical, toda nuestra
concepción del tiempo está equivocada. Quizá el tiempo es una ilusión. Quizá no
existe el paso de un momento al siguiente.
Adam Frank
El fin del principio, página 13
Para nosotros, construir cosmologías es un asunto muy, muy
antiguo. Mitos y religiones han concebido Grandes Estallidos antes. Pero cuando
los científicos descubrieron que sus propias sendas de investigación les
llevaban hacia t = 0, con sus ecos de un momento bíblico de creación, esto no
dejó de constituir una sorpresa. Lo que muchos de ellos no sabían es que
incluso modelos cosmológicos alternativos tenían antecedentes en la mitología y
la religión.
La conexión, construcción e invención humanas del tiempo
empezó con nuestro despertar mental. El arqueólogo Steven Mithen llama a esto,
adecuadamente, el «Gran Estallido de la conciencia», y sigue siendo tan
misterioso y enigmático como el origen del cosmos. Hace dos mil generaciones,
en lo más profundo del frío de la última Edad del Hielo, los humanos
despertamos a nuestra situación difícil en el tiempo. Con el fin de salir
adelante, inventamos nuevas formas de organización social y nuevas maneras de
pensar que pusieron a la especie en una trayectoria evolutiva sin precedentes.
Inventamos la cultura y, al hacerlo, nos inventamos a nosotros mismos.
Todo empezó hace unos sesenta mil a cuarenta mil años, con
el enterramiento de los muertos. La muerte ha sido siempre un portal al gran
misterio del tiempo. Al terminar el tiempo (al menos tal como lo conocemos)
para el yo, la muerte actúa como una invitación a considerar la realidad del
tiempo y su significado. Esto lo sentimos incluso en los estadios tempranos de
nuestro desarrollo cultural. Disponiendo a los que se habían ido en posturas
acurrucadas de reposo, colocamos a nuestros seres queridos en tumbas con bienes
preciosos, tales como cuentas y cuchillos, lo que significaba una conciencia de
la muerte como tiempo. Posteriormente, en paredes de cuevas y acantilados
rocosos, empezamos a dejar un registro permanente de nuestra respuesta interior
ante el mundo en forma de arte que, hasta nuestros días, sigue siendo
perturbador. En estas cuevas cubiertas de pinturas de bisontes y mamuts, los
arqueólogos han encontrado también flautas hechas de hueso, y grabados sobre
fragmentos de hueso que parecen reseguir las fases de la Luna. Como especie,
nos despertamos no sólo a la expresión simbólica a través del arte, sino
también a la experiencia explícita del tiempo a través de los ritmos internos
expresados en la música y de los ritmos externos que advertíamos en el cielo.
El tiempo personal y el tiempo cósmico han estado
relacionados desde los orígenes más tempranos de la cultura. Cuando el
desarrollo de la agricultura siguió a los glaciares en retirada, hace unos doce
mil años, con ella surgió un nuevo sentido del tiempo. La agricultura llevó a
los excedentes y a la riqueza, las aldeas se transformaron en pueblos, los
pueblos en ciudades, y las ciudades crecieron hasta convertirse en imperios. En
cada estadio surgirían nuevos encuentros con el tiempo que nacían directamente
de las necesidades materiales de la cultura. Fue mediante un compromiso directo
y personificado con el mundo material (lo que hacíamos, cómo lo hacíamos y cómo
esto cambió la manera en que nos organizábamos) como cambió el tiempo mismo.
Cada cultura modeló su vida cotidiana mediante las tecnologías que construía y
mediante sus «hechos institucionales»: la realidad social inventada que las
tecnologías permitían y sostenían.
Pero las culturas (con sus instituciones inventadas)
necesitan justificación y apoyo. Necesitan situarse frente a un fondo cósmico
para conferir sentido a las vidas individuales y colectivas. El tema central de
este libro será explorar el enigmático enmarañamiento que ligaba el tiempo
humano a las narraciones cosmológicas del cielo y las estrellas, los orígenes y
las conclusiones finales.
Adam Frank
El fin del principio, página 13
El encuentro humano con el tiempo es fluido y maleable.
Puede cambiar de nuevo, y lo hará.
Adam Frank
El fin del principio, página 15
Según algunas líneas de investigación, parece que nacemos
con al menos cuatro ámbitos distintos de conocimiento intuitivo. Esos módulos
ricos en contenido rigen el lenguaje, la psicología humana, la biología y la
física. En cada uno de dichos ámbitos hay pruebas de que los humanos
evolucionaron con una guía interna de discernimiento, un grado de
comportamiento innato impregnado por la evolución, para ayudarnos a tratar
rápidamente con la comunicación, las interacciones sociales, el ambiente vivo y
el comportamiento del mundo material.
Adam Frank
El fin del principio, página 7
La historia de la evolución de la mente es una narración de
readaptación de su arquitectura. Sólo cuando el plan arquitectónico de la mente
humana cambió por la eliminación de paredes entre los módulos aislados pudo
iniciarse la evolución rápida de la consciencia y la cultura.
Adam Frank
El fin del principio, página 29
Lo que empezó hace milenios continúa hoy en día: la
circulación entre un encuentro físico con el mundo, las formas culturales
engendradas por dicho encuentro y la forma de la consciencia que determina cómo
pensamos y qué experimentamos. Los módulos evolutivos con su comprensión innata
de la física fueron un punto de partida. Pero lo que ocurrió en el Neolítico
fue un proceso trenzado que fluía entre el mundo exterior y la respuesta
interior. A esta conexión, poco conocida pero esencial, entre el mundo físico y
el invento cultural podemos denominarla enmarañamiento enigmático. Mediante
dicho enmarañamiento enigmático se inició un notable diálogo entre la mente y
la materia, que uniría para siempre el tiempo cósmico y el tiempo humano.
Adam Frank
El fin del principio, página 30
La vida humana se establece en función de los ritmos
naturales del cielo. Esos cambios celestes son la materia prima del tiempo. En
la historia entrelazada del tiempo cosmológico y del cultural hay cuatro ciclos
que han sido los más importantes para nuestro desarrollo: el día, el mes, el
año y el movimiento periódico de los planetas.
Adam Frank
El fin del principio, página 30
El arco de la evolución cultural nos ha ocultado la ligazón
entre el tiempo humano y el tiempo cósmico, pero en el mundo del Paleolítico la
separación nunca existió. El cosmos de nuestros antepasados del Paleolítico era
un todo, y éste incluía el tiempo. Los pueblos cazadores-recolectores del
Neolítico conocían su lugar en el mundo, porque todavía tenían que distinguirse
totalmente de dicho mundo o de sus movimientos a través del tiempo.
Adam Frank
El fin del principio, página 35
Es a través del mito que el cosmos de la Prehistoria se hace
aparente.
Adam Frank
El fin del principio, página 36
Así, desde la era del mito a la era de los griegos podemos
ver que surge un conjunto finito de preguntas que habrían de guiar
prácticamente todo el debate futuro y todas las concepciones cosmológicas
futuras. Pregunta 1: ¿Hay un universo o un multiverso? Lo que vemos, todas las
estrellas y las galaxias, ¿es todo lo que tiene el universo? ¿Acaso hay otros
conjuntos de materia que no podemos ver? ¿Existen otros universos con leyes que
difieren de las del nuestro? Pregunta 2: El espacio, ¿es infinito o está
limitado? ¿Se extiende el espacio eternamente? ¿Posee un límite? Si es así,
¿qué hay más allá de dicho límite? Pregunta 3: ¿Existe el espacio por sí mismo?
¿Es posible un vacío verdadero, o el espacio existe sólo en relación a la
materia que lo llena? ¿Existiría el espacio en un universo sin materia?
Pregunta 4: ¿Existe el tiempo por sí mismo? ¿Es el tiempo una propiedad real
del universo? ¿O sólo existe en relación a los cambios en la materia?
¿Existiría el tiempo en un universo sin materia? Pregunta 5: ¿Tiene el universo
un principio y/o un final en el tiempo? ¿Se creó el universo? ¿Tendrá un final?
Si es así, ¿qué hubo antes y qué vendrá después? Si el universo es eterno,
¿cómo es posible tal cosa? Estas cinco preguntas aparecerán una y otra vez en
la narración entrelazada del tiempo cósmico y el tiempo humano.
Adam Frank
El fin del principio, página 84
El día que vivimos en la actualidad, hecho de horas fijadas
rígidamente como mariposas clavadas en una caja de exhibición de un
coleccionista, empezó en la intersección del mundo del hombre con el cosmos de
Dios. La primera indicación de nuestro día moderno medido nació en el mundo
insular de la Edad Media. Los monasterios medievales proporcionaron el
arquetipo de nuestro tiempo en su ritual de las horas canónicas: las divisiones
del día en rondas de oración separadas. Desde la salida del sol a la siguiente
salida del sol, los monjes recorrían las horae canonicae, las rondas de culto
que empezaban al alba (maitines), seguían hasta el mediodía (sexta) y la puesta
del sol (completas) y durante toda la noche hasta llegar de nuevo a los
maitines. Las horae eran anunciadas por hermanos atentos. Cada hora, con sus
plegarias y deberes, tenía su lugar dentro del día ordenado de trabajo y culto
a Dios.
Adam Frank
El fin del principio, página 87
Los calendarios
mandan:
Política, religión y
tiempo materializados
La Edad Media europea se vivió, en su mayor parte, con el
tiempo romano (como todavía ocurre en la actualidad).6 Nuestra palabra
calendario deriva del latín calenda, que denota la designación romana de los
meses que empezaban con la luna nueva. Los primeros calendarios romanos se
basaban en el recuento de ciclos mensuales de la luna en lugar de marcar el
ciclo solar a través del cielo. Según el arqueoastrónomo Anthony Aveni, los
primeros calendarios romanos eran útiles para los agricultores y pudieron haber
sido poca cosa más que listas de festivales y de «días adecuados» en los que se
podían realizar negocios. Mientras contaban los ciclos mensuales impuestos
astronómicamente que formaban la base del cálculo del tiempo de los primeros
romanos, también apareció una unidad temporal puramente económica en la forma
de una «semana de mercado» de ocho días. En total, el año romano primitivo se
basaba en un ciclo de diez meses, y cada mes contenía treinta días.
Aunque los romanos eran bien conscientes de que un ciclo
solar contenía aproximadamente 365¼ días, su año más corto, de 300 días, no era
considerado un problema. Los dos meses adicionales tenían lugar durante las
estaciones en las que los campos no eran productivos. En cierto sentido, era un
tiempo sin tiempo; al menos, no era necesario contar el tiempo.
Hacia el último siglo AEC, los romanos se hallaban en camino
de controlar gran parte del mundo occidental. Una de las principales demandas
del imperio naciente sería un tiempo más racionalizado. Nuestra palabra
racionalidad adopta su significado original del latín ratio, y efectivamente,
los calendarios se acabaron centrando en la proporción entre dos números
críticos.
Los intentos de encajar el ciclo lunar de 29,5306 días en el
ciclo solar de 365,2422 días animaron buena parte de la historia del calendario.
Si se divide la duración del año por la duración del mes (365,2422 ÷ 29,5306)
se obtiene el número 12,3683. A medida que la sociedad romana se hacía más
compleja, requería un cálculo continuo del tiempo. Era relativamente fácil
construir un año aceptado socialmente de doce meses. Pero no podía ignorarse el
residuo, de 0,3683 meses. Esto dejaba aproximadamente once días de cada año
solar consignados al limbo. Si no se tenían en cuenta, estos once días podían
hacer que el año fuera a la deriva, haciendo que unos meses se deslizaran por
las estaciones hasta que los meses invernales empezaran a aparecer en pleno
verano. Para superar este dilema, los romanos dieron a la mayor parte de sus
meses veintinueve o treinta y un días, dejando sólo febrero con veintiocho
días. Pero esta manipulación seguía sin ser suficiente para hacer que los meses
se alinearan perfectamente con el año desde el punto de vista temporal. Todavía
quedaba una fracción de día sin justificar. Si pasaba el tiempo suficiente,
incluso esta porción de día haría que los meses se desplazaran por las
estaciones, hasta llegar a una situación en la que los festivales de verano se
celebrarían en la nieve.
Hacia el final de la República romana, se creó una clase
especial de «sacerdotes» del calendario, o pontífices. La tarea de un pontífice
era manipular periódicamente el calendario con el fin de mantener meses y
estaciones alineados, mediante la inserción de un mes adicional de veintisiete
días llamado mercedonio. En un claro ejemplo de conexión material que producía
nuevos hechos institucionales, el tiempo y la política se mezclaban cuando los
pontífices manipulaban a propósito la intercalación, demorando o acelerando la
inserción del mes de bonificación para beneficio propio o de sus amigos.
Posteriormente, en 63 AEC, se eligió pontífice máximo a un político joven y
ambicioso, que soñaba con la gloria militar. Su nombre era Julio César. En el
46 AEC, después de conquistar la Galia y de vencer en la sangrienta guerra
civil de Roma, César emprendió una reforma temporal espectacular. El calendario
juliano, con sus seis meses de 31 días, cinco meses de 30 días y uno (febrero)
de 28, se convirtió en el estándar. Cada cuarto ciclo solar se convertía en un
año bisiesto, en el que se añadía un día adicional a febrero para que meses y
estaciones estuvieran conformes.
El calendario juliano se convirtió de facto en el mapa del
tiempo para los seiscientos años siguientes, y durante largos siglos
experimentó únicamente modificaciones y ajustes menores. El problema más
insistente a que se enfrentó la construcción de César surgió con el
advenimiento del cristianismo.
Ya desde la invención del calendario en la antigua
Mesopotamia y el antiguo Egipto, su papel mítico-religioso a la hora de marcar
los días festivos había sido fundamental. La aparición del cristianismo como el
poder dominante en Europa no sería una excepción a dicha regla. El gran fracaso
del calendario juliano para el cosmos cristiano fue su incapacidad para fijar
el importantísimo y sagrado día de la Pascua. Con un ciclo de 365 días y seis
horas, el calendario juliano era todavía once minutos demasiado largo. Esto
puede no parecer mucho, pero a lo largo de los siglos estos minutos adicionales
van sumando. Al cabo de 138 años, el calendario juliano termina un día por
delante. La Pascua, que se quería que tuviera lugar en el equinoccio de
primavera (el 25 de marzo en el calendario juliano), derivaba lentamente hacia
fechas anteriores. En el siglo III EC, la Iglesia de Alejandría cambió la fecha
al 21 de marzo utilizando nuevos cálculos del calendario que pretendían
resolver el problema. Pero a medida que pasaban los siglos, se hizo cada vez
más patente que la Pascua se apartaba del equinoccio. No fue hasta la famosa
bula del papa Gregorio XIII en 1578 que se puso en marcha un nuevo proceso de
reforma del calendario.
El mantenimiento del calendario juliano durante los largos
siglos posteriores a la caída del Imperio romano fue uno de los pocos ejemplos
de pensamiento basado en la astronomía que quedó en Europa durante este
período. Este foco estrecho es indicativo del estado mental de Europa durante
la Edad Media. Los estudios astronómicos y la imaginación cosmológica se
atascaron. En la vida de la mente, el tiempo había retrocedido.
Adam Frank
El fin del principio, página 88
En 1193, la mayoría de los humanos no tenían necesidad de un
cómputo exacto del tiempo, ni acceso al mismo. Pero en 1393 muchas ciudades de
Europa ya disponían del más moderno de los aparatos: un reloj mecánico. Con su
cara prominente que mostraba las horas y campanas que marcaban el tiempo con
sonoros repiques, los campanarios no dejaron intacta ninguna faceta de la vida
europea. El día se había dividido, y nunca volvería a ser entero.
Adam Frank
El fin del principio, página 100
La necesidad de una mayor precisión se da solamente en
sociedades más complejas. Sin embargo, dichas necesidades no surgen por sí
solas. Por el contrario, la conexión material permite que la cultura en su
conjunto imagine dicha precisión y qué hacer con ella. La cultura evoluciona
con estas innovaciones imaginativas creando nuevos hechos institucionales que
entonces exigen precisión temporal. Como siempre, el enmarañamiento enigmático
entre el tiempo cósmico (o científico) y el tiempo personal (o experimentado) significó
que ambos se verían implicados en la evolución de una nueva conciencia del
tiempo. Este entrelazamiento es exactamente lo que ocurrió en la historia del
reloj y de la hora.
Adam Frank
El fin del principio, página 101
La división del día en veinticuatro horas iguales fue una
invención babilónica y puede relacionarse con la división del zodíaco en doce
constelaciones. Era probablemente una respuesta al hecho bien conocido de que
los relojes de sol sencillos (como un palo clavado enhiesto sobre el suelo)
muestran divisiones del día de longitud desigual: la sombra se desplaza más
lentamente a mediodía que cuando lo hace al caer la tarde o a primeras horas de
la mañana. Pero el día babilónico de veinticuatro horas igualmente espaciadas
sólo era usado por los astrónomos (una elite científica) y no obtuvo una
aceptación generalizada hasta la aparición de los relojes mecánicos. En la
antigua Roma, un contador del tiempo anunciaba el mediodía basándose en la
posición del sol entre los edificios más prominentes de la ciudad. En los
espacios públicos había asimismo toscos relojes de sol, lo que permitía una
cierta medición del tiempo público. Aun así, lo que ofrecían estas medidas
estaba lejos de ser el tiempo exacto, abstracto y omnipresente en el que vivimos
actualmente. Este tiempo habría de esperar a la creación de los relojes.
Adam Frank
El fin del principio, página 102
Aunque es importante señalar que los intentos de crear
divisiones exactas del día (así como aparatos mecánicos que pudieran verificarlas)
son anteriores al invento europeo del reloj, estaban limitados a segmentos
reducidos de la población. Tanto en los monasterios como en las cortes de reyes
como Alfredo de Inglaterra se empleaban velas que ardían lentamente y con mechas
con un código de colores. Los relojes de agua accionados por el flujo
procedente de un depósito grande eran engorrosos e inexactos y pertenecían sólo
a los ricos y poderosos. Así, la mayor parte de la población europea, y de
hecho la mayor parte de la población mundial, «flotaba» sobre un tiempo que
todavía se hallaba directamente enredado en los aspectos físicos de la vida
cotidiana. El paso de la flotación temporal a la regimentación rígida dio
comienzo en los monasterios, donde un orden cósmico sagrado encontraría su reflejo
en las horas del día.
Adam Frank
El fin del principio, página 102
Aunque autores como Lewis Mumford pueden haber ido demasiado
lejos al ver la «disciplina de hierro» de los monasterios como una metáfora de
la era de las máquinas que habría de llegar, es probable que el vigor y la
vigilancia de los monjes en la ordenación del día proporcionara un ejemplo que
otros desearan seguir cuando la Europa Occidental despertó de su adormecimiento
de las Edades Oscuras. La mayor influencia de los monasterios pudo haber sido
el sencillo acto de mantener sus oficios de oración regulares en un mundo que
tenía poco uso para el tiempo regulado y complejo. En otras palabras, fue el
ejemplo del orden y no una demanda de exactitud lo que pudo ser su herencia más
importante en lo que se refiere al tiempo.
Adam Frank
El fin del principio, página 104
Nadie sabe quién inventó el reloj, aunque es probable que
fuera alguien asociado con un monasterio.48 En especial, nadie sabe quién
inventó su componente clave: el escape, los anillos metálicos dentados que
permiten que la energía gravitatoria almacenada en un peso colgado sea regulada
y liberada regularmente. Tal como comentó un autor del siglo XVIII: «Es verdad
que si supiéramos quién inventó por primera vez el medio de medir el tiempo
mediante el movimiento de ruedas dentadas... esta persona merecería todas
nuestras alabanzas». No importa quién diera con ello: el invento se extendió
rápidamente por la cultura como una oleada de posibilidad. En el espacio de un
siglo, los relojes mecánicos habrían de transformar la vida en Europa.
Adam Frank
El fin del principio, página 106
La explicación de Copérnico de los bucles retrógrados era la
esencia de la simplicidad en comparación con la concepción ptolemaica de los
epiciclos. Al asumir que los períodos de revolución planetaria aumentaban con
la distancia al Sol (la Tierra orbita más lentamente que Venus, que orbita más
lentamente que Mercurio, etc.), Copérnico transformó todo el movimiento
retrógrado en un sencillo efecto de atrapa y pasa. Los planetas interiores que
se mueven más rápidamente se solapan a los exteriores. Cuando un planeta
interior, como la Tierra, pasa a uno exterior, como Marte, el movimiento
aparente de Marte (lo que un observador ve desde la superficie de la Tierra) se
convierte en un lazo retrógrado. El mismo efecto se da para los observadores
que miran desde un planeta exterior hacia uno interior. Así, para los
observadores que viven en un sistema solar heliocéntrico, el misterio de los
lazos retrógrados se reduce a algo tan sencillo como el movimiento relativo de
los planetas contra el fondo fijo de las estrellas.
Adam Frank
El fin del principio, página 111
La incapacidad de los pensadores del Renacimiento de
librarse del tiempo bíblico puede parecer sorprendente a primera vista. ¿Cómo
es posible que hombres y mujeres que estaban tan dispuestos a poner en duda la
ortodoxia sobre la naturaleza de la arquitectura del universo fueran incapaces
de ir más allá de las afirmaciones basadas en la Biblia de sus cinco mil años
de historia? Pero cuando exploremos la historia entrelazada del tiempo cósmico
y humano, tomaremos nota de los flujos y reflujos de influencia que impulsaron
cambios en ambos. Como el oleaje que avanza y retrocede en un canal azotado por
la tormenta, en algunos momentos históricos las influencias culturales avanzan,
e impulsan el avance de la ciencia cosmológica y su visión del tiempo. Y en
otros momentos son los cambios en la ciencia los que avanzan, obligando a la
cultura y a su uso del tiempo a responder. Los cambios en la experiencia y en
la concepción del tiempo siempre se originan en nuestros encuentros con la
realidad material del mundo. Empiezan cuando encontramos nuevas maneras de
procesar la materia (madera, metal, fibra, vidrio), y a su vez estas nuevas
formas de conexión material nos permiten cambiar la manera en que organizamos
la cultura a través del tiempo y en el tiempo. «A través del tiempo» es la
manera en que las instituciones humanas surgen por evolución de nuevas formas
de conexión material, tomando una vida propia y propagándose a lo largo de
generaciones. «En el tiempo» es la organización cotidiana de nuestra vida a que
dichas instituciones nos obliga: el día estructurado de la escuela, la jornada
laboral, etc. En su conjunto, representan el flujo descendente desde el
compromiso material hasta los nuevos hechos institucionales y las nuevas
experiencias humanas del tiempo. La invención del reloj y su rápida difusión
por Europa es un ejemplo clave de este flujo descendente. Pero los cambios en
la cultura europea descubrieron, e incluso reclamaron, nuevos relatos del orden
cósmico. Los inicios de la práctica científica, tan evidentes en la revolución
copernicana, representan un flujo ascendente desde las nuevas formas de
conexión material hasta el reino de las ideas, las teorías y la concepción
cosmológica.
Adam Frank
El fin del principio, página 121
A medida que la mecánica de Newton hacía avanzar la era de
la máquina, el entrelazamiento del tiempo, la cultura y la cosmología se haría
más estrecho.
Adam Frank
El fin del principio, página 123
A veces las revoluciones empiezan en la mente de un único
genio. A veces proceden de la carne del mundo encontrado: madera, hierro y el
taller. A veces puede ser difícil señalar la diferencia.
Adam Frank
El fin del principio, página 125
FUNDICIÓN DE HIERRO DE CROWLEY, WINLATON, INGLATERRA. 1701
Maldito sea el reloj y maldito el celador del reloj.
El encargado del fuelle estaba cansado cuando alzó la vista
para mirar uno de los sempiternos relojes instalados en la elevada pared. Había
sido un largo turno en el fuego: cuatro horas seguidas, manteniendo las llamas
altas y el mineral de hierro fluyendo como sangre por las venas del diablo. El
hombre contempló sus manos hinchadas, ennegrecidas por el humo del fuego. Ya
hacía más de seis años que había venido al norte, al condado de Durham y a la
fundición de hierro de Crowley.1 Cuando su Sarah murió se vio obligado a
abandonar la granja por el bien de sus hijas. «Crowley ha puesto en marcha algo
distinto», dijeron en la taberna. «El salario que da es regular.» Un salario es
lo que necesitaba para impedir que sus chicas pasaran hambre, de manera que
empaquetó lo que tenían y viajaron al norte.
Crowley era bueno para sus familias, esto era verdad, y el
encargado del fuelle le estaba agradecido por ello. Había escuela para los
niños y no se permitía que ninguna familia pasara hambre, aunque uno de los
hombres estuviera herido. Pero el precio que pagaban era elevado.
Estaba junto a los fuelles, maldiciendo en voz baja, cuando
pasó el celador del reloj. De nuevo reducirían su paga. Había infringido otro
de los malditos códigos. Había tantos, ¿quién podía acordarse de todos? Casi
todos sus códigos y leyes envidiaban su tiempo, como si el viejo bastardo le
vigilara a hurtadillas por cada pausa que hacía.
«Me aseguro de que no malgastes el tiempo de Crowley», le
diría el celador del reloj, y le reduciría la paga porque tardó demasiado
tiempo en orinar. ¡Por el amor de Dios!, ¿acaso era culpa suya que tardara en
evacuar sus aguas? Al celador del reloj no le importaba. ¡Orden 103 del código!
¡Orden 40 del código! Se inclinó pesadamente sobre los fuelles y miró al otro
extremo de la fundición. Mirara donde mirara, veía hombres atareados con sus
obligaciones; y miraran donde miraran, ahí estaba el reloj, el maldito celador
del reloj y el código del viejo Crowley.
Adam Frank
El fin del principio, página 123
Los empleados de (Ambrose) Crowley trabajaban en el
nacimiento de un nuevo tipo de tiempo humano, un tiempo cuya concepción había
tenido lugar siglos antes con la rápida difusión del reloj mecánico. En el
siglo XVIII, durante la vida de Crowley, la tecnología y la fabricación de
relojes se habían hecho lo bastante avanzadas para que los aparatos estuvieran
presentes tanto en la casa de los comerciantes como en la de los señores.15 Sin
embargo, es notable que el minutero del reloj sólo se usara de manera
generalizada a finales del siglo XVII, en el momento exacto en que Crowley
estaba construyendo sus fundiciones. En realidad, fue el minutero lo que
impulsó el tiempo humano a una nueva dimensión. El minuto era una unidad de
tiempo pequeña pero viable. Los minutos pueden experimentarse; podemos verlos
pasar y se pueden convertir en la materia prima de nuevas conexiones con el
tiempo. La aparición del minutero (destinado a ser observado por generaciones
de estudiantes en la escuela, de obreros en la fábrica y de empleados de
oficina en su mesa) presagiaba un cambio irrevocable. Anunciaba un nuevo tipo
de tiempo que regiría el hogar, el taller y, más importante todavía, el
laboratorio. Mientras Ambrose Crowley construía el primer esbozo del tiempo
industrial, la ciencia reconstruía sus propias definiciones del tiempo, y para
completar este paso necesitaría a Isaac Newton.
Adam Frank
El fin del principio, página 128
Nacido en 1643, Isaac Newton llevó una vida de lo más
insólita, que se extendió mucho más allá de su genio científico. Empezando su
trabajo en la adolescencia, Newton acabaría por reformar casi todas las ramas
de la física y de las matemáticas. Pero terminó prácticamente su carrera
científica cuando se hallaba en los años finales de su cuarentena, cuando
abandonó su puesto en la Universidad de Cambridge y se convirtió en inspector
de la Casa de la Moneda, un puesto que se pretendía que fuera un honor vacío,
pero que él se tomó en serio, reformando la moneda inglesa y persiguiendo
activamente a los falsificadores. Un estudio de la alquimia que duró toda su
vida pudo haber producido el envenenamiento por mercurio que algunos estudiosos
afirman que explicaría su comportamiento excéntrico en sus últimos años. En su
vida personal, parece que Newton fue tan singular como lo era en sus empresas
profesionales. Capaz a la vez de amistad generosa y de furia intolerante, fue
un enigma para las personas que lo conocieron. Según el decir general, Newton
murió virgen, sin haber tenido ningún vínculo sentimental a lo largo de sus
ochenta y cinco años de vida.
Cien años después de su muerte, los autores de la Ilustración
canonizarían a Newton como un héroe de la razón pura. Pero desconocían que
Newton era un cristiano apasionado, que dedicó miles de páginas a los estudios
bíblicos, incluida la profecía. Documentos descubiertos recientemente muestran
que Newton era un hereje, que se oponía de forma vehemente a la doctrina de la
Santísima Trinidad en una época en que tal oposición acarreaba una sentencia de
muerte. Durante toda su vida, Newton se consideró un «sumo sacerdote de la
naturaleza»; como defensor de la teología natural, pensaba que el estudio de la
naturaleza revelaba la mano creativa de Dios. Su creencia irrevocable en la
presencia de Dios en todas partes proporcionó un principio que redefinió el
espacio y el tiempo en su nueva física. Al vivir en una cultura que se estaba
construyendo a lo largo de nuevas líneas imaginadas, la convicción de Newton de
una nueva teología natural se manifestó en nuevas visiones religiosas y
científicas. Y a partir de estas visiones, todo el cosmos iba a ser elaborado
de nuevo.
Adam Frank
El fin del principio, página 129
En esencia, la innovación de Newton fue hacer del espacio y
del tiempo realidades distintas. El espacio es «algo» distinto de la materia.
Existe con independencia de ninguna configuración de material. El espacio, para
Newton, tenía propiedades independientes de la materia que eran uniformes e
invariables. El espacio, en otras palabras, es el mismo en todas partes del
universo. E, igualmente importante, el tiempo también es «algo». Es distinto de
la materia y de los cambios de la materia. El fluir del tiempo es uniforme en
todas partes y no depende de la actividad de la materia. La nueva perspectiva
de Newton puede resumirse como sigue:
• El tiempo absoluto, real y matemático transcurre
igualmente sin relación con nada externo y sin referencia a ningún cambio en la
materia o en la manera en que se mida (es decir, la hora, el día, el mes o el
año).
• El espacio absoluto, real y matemático es el mismo en
todas partes; sus propiedades permanecen fijas sin relación con los cambios en
la materia.
• El movimiento absoluto es el movimiento de un cuerpo desde
una posición en el espacio absoluto a otra.
Así, Newton inventó un espacio absoluto y un tiempo
absoluto. Reales en sí mismos y de sí mismos, ambos son constantes, invariables
e independientes de las relaciones entre la materia y sus cambios. La nueva
concepción de Newton para el espacio y el tiempo de la física acabaría
llamándose el «sensorio divino» de la física. Era el ámbito de la perfecta
percepción de la realidad de Dios, un escenario vacío en el que se ejecutarían
la representación del cosmos y el drama de la física.
Al definir un espacio y tiempo absolutos, Newton había
creado con éxito su marco de referencia para definir el movimiento. Después,
con el movimiento ya fijado, podía definir la mecánica: las leyes matemáticas
que relacionan la fuerza y el movimiento. El resto de los Principia se dedica a
articular estas leyes matemáticas; fuerza, masa y aceleración estarían
claramente conectadas en una gran estructura teórica. La Tierra y el cielo
estaban unidos bajo este conjunto único de leyes, que acabó denominándose
mecánica newtoniana. Y, todavía más importante, estas leyes refundieron la
ciencia y la cultura de maneras que todavía son relevantes en la actualidad.
Adam Frank
El fin del principio, página 133
Las mediciones de longitud son siempre comparaciones de
tiempo que se convierten en espacio.
Adam Frank
El fin del principio, página 136
Muchas alternativas modernas al Gran Estallido dependen del
concepto de un multiverso. Así, estas discusiones iniciales de su posibilidad
dentro de un marco newtoniano nos muestran, de nuevo, la resiliencia de las
cinco grandes cuestiones cosmológicas. Una y otra vez, la humanidad retorna a
su mismo almacén de posibilidades cosmológicas, aunque nuevas formas de
conexión material alteren la cultura, la política y la economía.
Adam Frank
El fin del principio, página 143
Incluso antes de que la industria lo cambiara todo, puesto
que la era de la ciencia y la razón empezó con el siglo XVII, las actitudes
hacia la noche habían empezado a cambiar. El temor de los «vapores nocturnos»
se convirtió en la superstición de una época previa, y la gente estaba más
dispuesta a salir a deshora por razones sociales o comerciales. Pero a medida
que la Revolución industrial se afianzaba a finales del siglo XVII, la
experiencia de la noche, de milenios de antigüedad, se invirtió totalmente. La
conexión material, en forma de nuevas tecnologías de iluminación, impulsaría el
cambio, apartando la noche en una llamarada de iluminación. «Desde la invención
de la luz de gas, nuestra vida nocturna ha experimentado una intensificación
indescriptible», escribía un diarista del siglo XIX, «nuestro pulso se ha
acelerado, la excitación nerviosa ha aumentado; hemos tenido que cambiar
nuestro aspecto, nuestro comportamiento y nuestros hábitos, porque tenían que acomodarse
a una luz distinta». La larga historia de la iluminación, que empezó quemando
leña, fue, hasta mediados del siglo XVIII, una historia de pocas innovaciones.
Durante el período preindustrial, la bujía y la lámpara de aceite representaron
los mayores inventos después de las antorchas cubiertas de brea. El primer
cambio importante en la tecnología de la iluminación se produjo en París en la
década de 1760. En 1763, la Académie des Sciences organizó un concurso para el
desarrollo de una nueva fuente de luz que iluminara las calles de la ciudad,
azotadas por los crímenes. El invento que siguió se denominó réverbère o
linterna de reflexión. El réverbère, que utilizaba una base de aceite de quemar
con varias mechas y estaba provisto de dos reflectores, era muchas veces más
brillante que los faroles ordinarios de la época. Cuando se instalaron los
réverbères en París, los resultados se saludaron como una revolución: «Ahora la
ciudad está muy iluminada», escribía un comentarista. «La fuerza combinada de
1.200 réverbères crea una luz uniforme, viva y duradera.»
Adam Frank
El fin del principio, página 148
El uso generalizado del alumbrado de gas señaló el primer
paso real hacia el nuevo día de la noche. Introducidas en los inicios del siglo
XIX, las lámparas callejeras que quemaban gas de hulla proporcionaban una
iluminación diez veces más brillante que los réverbères. Las lámparas de gas,
que hicieron su primera aparición en el Pall Mall de Londres en 1807, pronto
iluminarían trescientos kilómetros de calles londinenses: más de cuarenta mil
lámparas.
Adam Frank
El fin del principio, página 149
La electricidad se apuntó la victoria final sobre la noche.
Cuando Thomas Edison presentó su lámpara de filamento de carbono (bombilla) en
la Exposición Eléctrica de París en 1881, ésta fue aclamada al instante como la
luz del futuro.64 En 1882, las primeras estaciones centrales generadoras de
electricidad eran operativas en Londres y Nueva York.
Adam Frank
El fin del principio, página 151
Cuando considerábamos las narraciones puramente
mitológicas/religiosas del universo y del tiempo era fácil ver de qué manera
operaba el entrelazamiento del cosmos y la cultura. Los mitos que eran
adecuados para el cazador-recolector no servían para el agricultor, de modo que
fueron sustituidos. Pero cuando entramos en la época dominada por la ciencia,
el trenzado entre el tiempo cósmico y el humano se hace más sutil. Las
tecnologías no aparecen simplemente formadas por entero a partir de
laboratorios recluidos para hacer su trabajo cambiando la cultura y promoviendo
nuevas ideas cosmológicas. Por el contrario, el entrelazamiento del tiempo
humano y las narraciones del tiempo cósmico parecen casi fractales, como si
cada fibra de cada hebra de la trenza se separara para formar nuevas trenzas
con las fibras de las demás hebras.
Adam Frank
El fin del principio, página 159
Cincuenta años fue todo el tiempo que hizo falta para
distribuir las horas del mundo. Después de cubrir decenas de milenios en
nuestra historia de tiempo humano y cósmico, llegamos ahora a las fronteras de
nuestra vida moderna: un mundo de tiempo legalizado, comprimido y medido. Desde
el Paleolítico al Neolítico, desde las primeras ciudades-estado al cosmos
racional de los griegos, desde la mecánica de Newton a la Revolución
industrial, el tiempo humano ha cambiado, y ha vuelto a cambiar. El tiempo
cósmico, en narraciones de creación mítica o de evolución científica, también
se ha transformado. Estos cambios se reflejaron y se refractaron los unos en
los otros a medida que nuestra conexión con las materias primas del mundo
conformó los hechos institucionales de cada vida humana. Nuestra historia de
estos cambios, hasta ahora, se ha desarrollado al ritmo de siglos. En su mayor
parte, podían transcurrir generaciones enteras con sólo pequeñas diferencias en
su experiencia.
Adam Frank
El fin del principio, página 162
El clic-clic del telégrafo proporcionó a la gente su primera
experiencia directa de la simultaneidad a grandes distancias.
Adam Frank
El fin del principio, página 168
A Einstein no le importaba el éter, de manera que no tenía
ningún interés en salvarlo.
Los estudiosos de Platón se habían pasado siglos intentando
resolver el problema que su maestro les planteó: cómo salvar las apariencias
del movimiento planetario. Einstein, como otros estudiosos de su generación,
recibió en herencia de sus mayores un problema para resolver en casa: salva el
éter y explica cómo la velocidad de la luz resulta constante incluso cuando los
marcos de referencia se mueven en relación a ella.
Pero Einstein no quiso jugar según estas reglas. No resolvió
el problema: lo cambió. Mientras otros invirtieron carreras enteras intentando
explicar por qué la velocidad de la luz era constante, Einstein simplemente
asumió que la velocidad de la luz era constante y construyó su física a partir
de estos cimientos.
Adam Frank
El fin del principio, página 178
Hay dos postulados sobre los que descansa toda la
relatividad. Primero, no existe un marco de referencia especial a partir del
cual puedan juzgarse los movimientos de todos los demás. En otras palabras, no
hay un «marco del éter» para juzgar el movimiento o el reposo. Todo movimiento
es un movimiento relativo. Segundo, la velocidad de la luz tiene que ser la
misma para todos los observadores, sea cual sea su estado de movimiento. Fue
esta segunda conjetura la que abrió la puerta a un mundo nuevo y extraño de
tiempo y espacio.
Adam Frank
El fin del principio, página 179
Einstein se dio cuenta de que si el universo tiene un límite
de velocidad y la luz se mueve a la máxima velocidad, entonces alguna otra cosa
ha de ceder para que la luz consiga su constancia. Como hemos visto, cada
medida de velocidad es una mezcla de otras dos medidas, una para la longitud y
otra para la duración. Esto significa que, si la velocidad de la luz ha de ser
constante, independientemente de su marco de referencia, entonces las medidas
de longitud y duración no pueden ser también independientes de esta manera.
Longitud (espacio) y duración (tiempo) han de hacerse flexibles, cambiando de
un marco de referencia a otro. En la relatividad de Einstein, todo el tiempo se
transformó en tiempo local y todo el espacio se convirtió en espacio local. Se
había acabado el sensorio divino de Newton. El tiempo no fluía suavemente en
todas partes del universo. En lugar de un único tiempo cósmico newtoniano que
todo lo abarcaba, ahora había un batiburrillo relativista de tiempos, cada uno
de los cuales era medido por observadores que se desplazaban los unos con
respecto a los demás. También desapareció la majestad metafísica del espacio
absoluto. En su lugar había medidas variables de longitud, hechas por muchos
observadores que se movían: los espectadores verán longitudes diferentes para
el mismo objeto. No hay una única longitud para un objeto y no hay un solo
tiempo entre acontecimientos. Todo depende de cómo se desplace uno en relación
a dichos acontecimientos y objetos. En sólo treinta y seis páginas de su
artículo de 1905, Einstein desenganchó el tiempo y el espacio de su amarre
newtoniano.
Adam Frank
El fin del principio, página 180
La flexibilidad del espacio y el tiempo en la nueva física
se aprecia claramente en la famosa «paradoja de los gemelos». Imaginemos una
pareja de gemelas idénticas, ambas nacidas al mismo tiempo. A los veinte años,
la gemela más aventurera se va en una nave espacial. Viaja hasta una estrella
situada a 30 años-luz, y lo hace a una velocidad que es el 99,9 % de la de la
luz. Cuando alcanza la estrella, da media vuelta y retorna a la Tierra. Allí,
la gemela que se quedó ha estado esperando 60 años a que volviera su hermana, y
ahora tiene ochenta años de edad. Sin embargo, la melliza viajera espacial sólo
ha registrado tres aniversarios durante su viaje de ida y vuelta. Ésta ha sido
la duración de su viaje. Su tiempo no fue el de su hermana. Para la hermana que
permaneció en la Tierra, la duración entre el momento en que la nave espacial
se fue y aquel en que volvió fue mucho más larga que para la gemela astronauta.
El ritmo del tiempo fluyó más rápido para la hermana que se quedó en casa,
tanto si se mide mediante los relojes de la plaza del pueblo como por los
latidos dentro de su pecho. La paradoja de los gemelos demuestra la relatividad
del espacio, así como la del tiempo. La hermana que se queda en casa mide la
distancia entre el Sol y el destino de su hermana como 30 años-luz. Pero el
odómetro de la melliza que viaja por el espacio sólo marcará 1,8 años-luz. Las
gemelas no comparten el mismo tiempo ni comparten el mismo espacio. El punto
importante que hay que digerir al pensar sobre la relatividad es que ambas
gemelas tienen razón. Ambas han hecho medidas adecuadas y precisas de longitud y
de duración. La intuición fundamental de Einstein fue que no existe una
respuesta «correcta» para las preguntas sobre el espacio y el tiempo porque no
hay un marco de referencia absoluto con un espacio y tiempo absolutos a partir
de los cuales juzgar la respuesta. Comprender la física correcta exige ver más
allá de los conceptos separados de espacio y tiempo. En la física de Newton, el
espacio era un tipo de entidad y el tiempo era otro. No estaban conectadas y
los cálculos nunca mezclaban medidas de tiempo y medidas de espacio. Einstein
unió tiempo y espacio para que formaran parte de un todo mayor. Una vez el
espacio y el tiempo ya no se ven como distintos y absolutos, entonces cada uno
de ellos se vuelve individualmente flexible para diferentes observadores. Mi
tiempo no será tu tiempo si nos movemos uno en relación al otro. Mi espacio
tampoco será tu espacio.
Adam Frank
El fin del principio, página 182
Incluso el concepto intuitivo de simultaneidad tenía que ser
revisado en la nueva visión einsteniana de la física. La idea intuitiva
(integrada en nuestro cerebro) de que sólo existe un «ahora» y es compartido
por todos se halla en el núcleo de gran parte del pensamiento social humano.
Todos sentimos que vivimos en el mismo presente y actuamos en consecuencia.
Bajo la física de la relatividad, todas las medidas de simultaneidad son
dependientes del marco de referencia. Una afirmación de que el lector y un
amigo de Marte nacieron en el mismo instante exacto, el mismo «ahora», depende
en realidad del marco de referencia de la persona que efectúa la medición de
tiempo. En un marco de referencia, los dos acontecimientos (el nacimiento del
lector y el de su amigo) tuvieron lugar en el mismo clic de un reloj. En otro
marco de referencia (en el que, quizá, un astronauta que miraba un reloj
recorría el sistema solar al 99 % de la velocidad de la luz), el lector nació
antes que su amigo. Todavía en otro marco de referencia, en el que otro
astronauta pasara a través del sistema solar desde otra dirección, el lector nació
después que su amigo. En la relatividad, lo simultáneo se convierte asimismo en
lo local. Este resultado (que el tiempo fluye más lentamente para objetos que
se desplazan a una velocidad cercana a la de la luz, un efecto denominado
«dilatación relativista del tiempo») es muy sorprendente. Que no pueda haber un
presente simultáneo universalmente reconocido, un «ahora» para toda la
creación, violenta nuestra intuición porque éste no es el tiempo en el que
nacimos. El problema, desde luego, es que el tiempo que reconocemos es aquel
que la evolución conformó a nuestro cerebro para ver. El cuerpo humano rara vez
se desplazó más deprisa que unos pocos kilómetros por hora antes de finales del
siglo XIX. Las mentes humanas nunca se comunicaron entre sí a través de
distancias que abarcan el globo utilizando señales eléctricas antes de finales
del siglo XIX. Así, carecemos de módulos físicos innatos que nos proporcionen
una comprensión instintiva de la relatividad. Nuestro cerebro evolucionó para
intuir un tipo de tiempo. Miles de años de evolución cultural y de compromiso
material nos han llevado lentamente más allá de esta limitación innata. Con la
relatividad, las rutas de nuestro razonamiento físico más profundo, nacidas
también de la conexión material, nos permitieron de repente saltar más allá de
la intuición y nos revelaron una forma de tiempo completamente nueva, que
habría de reformular el cosmos.
Adam Frank
El fin del principio, página 183
La distancia irrita a los astrónomos. No hay manera de
tender una cinta métrica hasta las estrellas. Los astrónomos han de encontrar
medidas sustitutas para convertirlas en distancias. En circunstancias
especiales, las medidas de la luminosidad pueden cumplir este propósito. La
luminosidad aparente de cualquier fuente de luz disminuye con la distancia.
Esto es tanto física básica como experiencia cotidiana. La luz de los faros de
un automóvil es dolorosamente intensa de cerca, pero estos mismos faros
parecerán tenues a un kilómetro de distancia en una noche oscura. Así, si se
conoce la luminosidad intrínseca de la fuente (como saber que una bombilla es
de 100 vatios), puede utilizarse este efecto de amortiguación para encontrar su
distancia.
Comparando lo luminoso que parece ser un objeto con lo
luminoso que sabemos que es de manera intrínseca, se puede estimar directamente
su distancia. El problema para los astrónomos es que las estrellas, y otras
fuentes de luz celestes, no llevan atada una etiqueta de «100 vatios». Por
suerte, determinadas clases de objetos celestes poseen propiedades que permiten
que los astrónomos deduzcan su luminosidad intrínseca, que es de la mayor
importancia. Se las denomina «candelas estándar», y valen su peso en oro. Una
vez identificada, una candela estándar hace que la determinación de la distancia
sea tan fácil como la medición de la luminosidad.
Adam Frank
El fin del principio, página 204
Los científicos viven en el mundo real, por abstractos y
lejanos que sean sus intereses profesionales. El enmarañamiento enigmático
entre el tiempo cósmico y el social entretejió juntos los dos intereses con los
hilos, movidos por la electricidad, de las máquinas y los instrumentos. En el
decurso de una sola década, la radio redefinió lo que quería decir «estar allí»
en acontecimientos tan diversos como combates de boxeo y bailes de salón.
Máquinas accionadas por la corriente comprimían el tiempo y el esfuerzo de días
en horas, y modificaban tanto los papeles como las esperanzas en la frontera
humana más íntima, el hogar. Los cielos empezaron a llenarse de aeroplanos. Los
buques podían estar en contacto continuo con tierra. Los automóviles se
generalizaron en un retículo, que crecía continuamente, de carreteras cubiertas
de asfalto. En todas partes y de todas las maneras, el espacio y el tiempo eran
redefinidos por la cultura mediante sus máquinas. Y las narraciones de la
cosmología cambiaban con la misma rapidez y de forma igualmente completa.
Adam Frank
El fin del principio, página 219
La prueba Castle Bravo en el atolón de Bikini fue el peor
episodio de contaminación radiactiva en la historia de los Estados Unidos.3 La
explosión de veintidós megatoneladas fue casi tres veces más potente de lo
esperado y un cambio en la dirección del viento hizo caer lluvia radiactiva
sobre los científicos y marinos norteamericanos repartidos por buques situados
a centenares de kilómetros.4 Se estima que trescientas personas recibieron
niveles peligrosos de exposición a la radiación.5 Un barco de pesca japonés con
el desdichado nombre de Daigo Fukuryū Maru* se encontraba en el límite de la
«zona de seguridad». Sobre los pescadores, que no estaban protegidos ni fueron
conscientes de ello, cayó lluvia radiactiva, y pronto empezaron a sentirse muy
mal. Una semana después, uno de los tripulantes del Daigo Fukuryū Maru murió.
La precipitación radiactiva procedente de Castle Bravo fue llevada por el
viento a Australia, la India, Japón e incluso los Estados Unidos y partes de
Europa. Aunque se suponía que la prueba era secreta, pronto se convirtió en un
embarazoso incidente internacional, que generó peticiones de prohibición de las
pruebas nucleares en la atmósfera y proporcionó un recordatorio palpable de que
cualquier conflagración nuclear tendría consecuencias globales. Para muchos, se
consideraba que el final del tiempo humano era una posibilidad bien concreta.
Adam Frank
El fin del principio, página 233
Empleando la metáfora del fonógrafo del compromiso material
de su propia cultura, Lemaître vio que la mecánica cuántica permitía que la
historia cósmica se desplegara en el momento, sin una ruta predeterminada
establecida por la física newtoniana. En otras palabras, basta con el átomo
primordial por sí mismo. La incertidumbre, propia de los fundamentos mismos de
la mecánica cuántica, permitió que Lemaître se soltara del anzuelo en términos
de especificar una causa para la evolución subsiguiente. Finalmente, el átomo
primordial se desintegraría sin una causa, conduciendo a la transformación y
evolución cósmicas, de la misma manera que un átomo de plutonio se desintegrará
finalmente sin ninguna causa. Lemaître pudo utilizar la indeterminación innata
de la mecánica cuántica (su afirmación de que la aleatoriedad es intrínseca a
la naturaleza) como un cimiento sobre el que construir una narración totalmente
científica de la evolución cósmica.
Sin embargo, es importante ver que esta versión temprana del
Gran Estallido no es una teoría de creación ex nihilo. El átomo primigenio ya
existe, y no se da ninguna explicación de este hecho bruto. La teoría de
Lemaître de la evolución cósmica empieza después de la creación en el sentido
de que el átomo primigenio ya es. Como todas las versiones del Gran Estallido,
incluida la moderna, Lemaître no inventó una teoría de la creación, sino una
teoría de después de la creación.
El funcionamiento básico de después de la creación
significaba reseguir hacia atrás en el tiempo, hasta donde la física
permitiera, soluciones de la relatividad general para el universo. Empleando
las ecuaciones de Einstein, los físicos habían aprendido a concebir la
evolución cósmica en términos de lo que llamaban el radio del universo. En
general, se podía pensar en el radio cósmico como la distancia entre dos puntos
cualesquiera elegidos arbitrariamente en el entramado del espacio-tiempo. Si el
espacio se expandía, entonces el radio del universo aumentaba y todos los
puntos se apartaban unos de otros. Si el espacio se contraía, entonces el radio
se reducía y todos los puntos se acercaban unos a otros. Lemaître sabía que, si
hacía remontar hacia atrás en el tiempo su apreciada solución del universo en
expansión hasta su extremo, entonces, en t = 0, el radio era cero. Así, si
había que creerse los modelos, en el inicio del tiempo el universo carecía en
absoluto de volumen. Toda su masa estaría comprimida en un único punto geométrico...
una absurdidad evidente. Esta singularidad, como se la denominaba, de densidad
de masa-energía infinita y de tamaño cero, acosaría a las cosmologías del Gran
Estallido hasta nuestra propia época. Por su parte, Lemaître se echó atrás ante
las infinitudes de la singularidad y negó que pudiera tener ningún significado
físico. Estaba seguro de que algo, algún otro tipo de física, tenía que
intervenir, permitiendo que el universo evitara las infinitudes de una
singularidad.
Adam Frank
El fin del principio, página 240
Mientras los dos físicos preparaban su manuscrito para
enviarlo a las revistas, Gamow, en el último minuto, vio la oportunidad de
hacer una broma que no pudo resistir. En referencia a las primeras letras del
alfabeto griego (alfa, beta y gama), Gamow insertó el nombre de su amigo Hans
Bethe, un físico nuclear que obtendría el premio Nobel, entre su nombre y el de
Ralph Alpher en la lista de autores. Escribiendo más tarde, Gamow recordaba
que:
El Dr. Bethe, que recibió una copia del manuscrito, no puso
ninguna objeción y, en realidad, ayudó mucho en las discusiones subsiguientes.
Sin embargo, corrió el rumor de que cuando, posteriormente, la teoría de α, β y
γ se fue a la ruina, el Dr. Bethe consideró seriamente cambiar su apellido por
el de Zacharias.44
A Ralph Alpher, la broma no le hizo gracia. Pensaba que
tener en el artículo los nombres de dos físicos famosos devaluaría su propia (y
enorme) contribución al trabajo. Lamentablemente, la historia demostraría que
tenía razón.
Dejando aparte la broma de Gamow, los cálculos iniciales del
artículo de Alpher, Bethe y Gamow parecían prometedores. Un segundo artículo en
1948 mejoró el primero al incluir parámetros para reacciones clave que
recientemente había publicado el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois (el
laboratorio era fruto del esfuerzo en física nuclear durante la época de
guerra). De 1948 a 1951, a Alpher se le unió otro joven físico, Robert Herman.
Juntos publicaron una serie de artículos detallados que unían la física nuclear
y su comprensión de lo muy pequeño con la interpretación que hacía la
relatividad general de lo muy grande. La síntesis creó un nuevo tipo de teoría
cosmológica que describía la evolución detallada del espacio, el tiempo y la
materia.
Adam Frank
El fin del principio, página 254
Fue la religión, o la reacción ante ella, lo que estimuló el
trabajo en una alternativa popular al Gran Estallido. En noviembre de 1951, el
papa Pío XII dio su respaldo al trabajo combinado de Gamow, Alpher y
Lemaître.61 En un discurso a la Academia Pontificia de Ciencias, el Papa
proclamó que «la ciencia actual, con un recorrido que se remonta a siglos, ha
logrado atestiguar el instante augusto del Fiat Lux [“Haya luz”] primordial».
Dijo: «En consecuencia, tuvo lugar la creación. Decimos, por lo tanto, que hay
un Creador. Por lo tanto, Dios existe». Lemaître, el sacerdote católico y
científico, estaba horrorizado. Sabía que siempre se podría refutar su teoría,
o cualquier otra. Viajó a Roma y aconsejó al Papa que no relacionara la fe con
ninguna hipótesis científica contingente. Sin embargo, otros estaban tan
convencidos como el Papa de las relaciones entre el Gran Estallido y el Génesis
bíblico, y tenían sus razones propias, y muy diferentes, para ser hostiles. En
la Unión Soviética, la aversión oficial de la doctrina comunista por la
religión significaba que cualquier teorización cosmológica con trazas de dogma
cristiano fuera sospechosa. Oficialmente, la cosmología del Gran Estallido se
consideraba «idealismo astronómico, que ayuda al clericalismo». No ayudaba
precisamente que al menos dos de los científicos que habían apoyado los modelos
relativistas originales de Friedmann del universo en expansión hubieran muerto
en las purgas de Stalin. En respuesta, los astrónomos soviéticos de la década
de 1950 dejaron en gran parte de lado «el estudio del universo en su conjunto».
Adam Frank
El fin del principio, página 255
Fue Hoyle quien, durante una serie de conferencias en la BBC
sobre la naturaleza del universo, acuñó «Gran Estallido» como un término
peyorativo. Lamentablemente para Hoyle, tanto el término como la teoría que
describía permanecieron. Pero el programa de la BBC hizo de Hoyle un nombre
cotidiano en la Inglaterra de la década de 1950 y dio al profesor y a su esposa
la oportunidad de adquirir un ansiado aparato electrodoméstico: un frigorífico.
Adam Frank
El fin del principio, página 268
El Gran Estallido de Gamow fue siempre una especie de
arqueología nuclear cósmica. Los primerísimos momentos del universo dejaron
trazas en el mundo que vemos en la actualidad. Si fuéramos lo bastante listos,
podríamos leer estas trazas. En su primer trabajo, Gamow consideró que la
abundancia cósmica de los elementos era precisamente esa huella.
Adam Frank
El fin del principio, página 268
Junto al reconocimiento de Hubble de un universo en
expansión y de la abundancia de elementos ligeros, la predicción de Alpher y
Gamow del fondo cósmico de microondas (CMB)* figura como uno de los mayores
avances cosmológicos del siglo XX. Al confirmar inadvertidamente dicha
predicción específica de una cosmología de Gran Estallido caliente, Arno y
Penzias encontraron la palanca y el fulcro necesarios para poner derechos todos
los modelos en competencia del universo. Los fotones de microondas que llenan
el universo con su rúbrica perfecta de cuerpo negro eran prueba directa de que
el universo fue antaño mucho más caliente y denso que la oscuridad fría y vacía
que vemos en la actualidad. El modelo del estado estacionario no ofrecía una
explicación fácil para los fotones fósiles que llenan el espacio, y pronto
desapareció como alternativa viable. A finales de la década de 1960, el Gran
Estallido caliente, con su matrimonio de escala subatómica, física cuántica y
relatividad general de escala universal, era la cosmología. El Gran Estallido
había triunfado. El tiempo cósmico tenía un principio, aunque nadie
comprendiera lo que esto significaba realmente.
Adam Frank
El fin del principio, página 2
Las nuevas cosmologías siempre requieren interpretaciones
imaginativas.
Adam Frank
El fin del principio, página 2
Dada nuestra proximidad a esta oleada tectónica de
recreación cultural, es imposible saber cuánto tiempo durará la era digital. La
revolución agrícola remodeló la experiencia humana durante muchos miles de años.
La Revolución industrial creó formas culturales que se extendieron durante
siglos. ¿Nos llevará la revolución digital simplemente a un callejón sin
salida, o bien impulsará formas de cultura sostenible que se extenderán durante
generaciones? Aunque ahora no podemos dar respuesta a esta pregunta, estamos lo
bastante cerca del alba de la era electrónica para ver de primera mano de qué
modo nuevas formas de tecnología (es decir, nuevas formas de conexión material)
reformulan directamente la experiencia humana del tiempo. Si se piensa en los
últimos cincuenta mil años de transformación cultural, cabría esperar que los
cambios en el tiempo humano que se manifiestan mediante la tecnología digital
siguieran los cambios en el tiempo cosmológico. Dicha expectativa se ha
cumplido
Adam Frank
El fin del principio, página 2
La introducción de relojes mecánicos cambió la organización
del día europeo y acabó por proporcionar una nueva metáfora para los cielos: un
reloj cósmico preciso, que la mano de Dios puso en marcha. Siglos más tarde, la
introducción de la máquina de vapor puso en movimiento la nueva era de las
máquinas de la Revolución industrial e impulsó los ritmos de la vida de sus
obreros mediante los relojes de marcar. La ciencia de la termodinámica, que surgió
de estas máquinas impulsadas por el vapor, planteó una nueva comprensión del
tiempo y la transformación en términos de energía, entropía y evolución. La
termodinámica produjo sus propias metáforas y herramientas conceptuales, que
cambiaron el pensamiento cosmológico. Después, justo antes del alba del siglo
XX, los ferrocarriles y los cables telegráficos crearon nuevas experiencias de
simultaneidad a través de distancias enormes. La teoría de la relatividad de
Einstein empleó esta nueva visión de la simultaneidad como centro de giro para
mezclar el espacio y el tiempo en el espacio-tiempo. Una vez se dispuso de un
discurso enteramente relativista del espacio-tiempo y de su geometría flexible,
la cosmología recibió su primer lenguaje completo. Una y otra vez, las
transformaciones en el tiempo cósmico y humano se agitaron a uno y otro lado, y
cada uno de estos tiempos sostenía al otro en los ámbitos metafóricos y
materiales.
En las últimas décadas del siglo XX, la tecnología del
silicio dominaba nuestra conexión material con el mundo. Máquinas que los
microcircuitos de silicio hacían posibles (ordenadores, asistentes digitales
personales, teléfonos móviles y dispositivos de GPS) aceleraban el movimiento
inmediato y muy personal a través de la vida cotidiana. Estas «máquinas» de
silicio se movían a velocidades tan rápidas que su cadencia era mucho más
propia de los átomos que de los humanos. Al construir la cultura sincronizada
con sus ciclos horarios, nuestro propio tiempo y experiencia se comprimieron de
maneras que eran a la vez emocionantes y agotadoras. Tanto en nuestra vida
laboral como en la personal se esperaba que hiciéramos más, porque estas
máquinas lo harían posible. Y así entramos en un nuevo tiempo cuyos contornos
se sentían tan cercanos y se vivían tan intensamente como el mundo del tictac
de nuestros bisabuelos o los días distribuidos por el Sol de nuestros
antepasados más distantes.
Al mismo tiempo, las capacidades científicas desatadas en la
era de los ordenadores empujaron hasta sus límites nuestra narración cósmica
del Gran Estallido. Simulaciones por ordenador, proyectos de acopio masivo de
datos y plataformas espaciales dotadas de telescopios revelaron nuevos retos
para cualquier cosmología que quisiera comenzar con un comienzo. En los últimos
años del siglo XX, tanto el tiempo como la evolución cósmica se hallaban en un
estado de aceleración permanente.
Adam Frank
El fin del principio, página 2
El tiempo no es simplemente aquello que leemos en un reloj.
Por el contrario, el tiempo, tal como es vivido, se puede definir como lo que
hacemos y cómo lo hacemos.
Adam Frank
El fin del principio, página 2
La historia de las revoluciones tecnológicas está llena de
primeras líneas emotivas. El primer mensaje de Samuel Morse que recorrió las
líneas telegráficas fue «Qué había logrado Dios».3 El famoso primer mensaje de
Alexander Graham Bell transmitido por teléfono fue «Sr. Watson, venga aquí;
quiero verle».4 Los orígenes del correo electrónico, lamentablemente, no
consiguen alcanzar un estándar tan espectacular.5 A lo que parece, el primer
mensaje moderno de correo electrónico que circuló entre dos ordenadores fue
«QWERTYUIOP». Ray Tomlinson, el hombre al que se atribuye la creación de la
primera versión en red del correo electrónico, tiene un recuerdo bastante vago
del suceso: «Me envié varios mensajes de prueba desde un ordenador a otro. Los
mensajes de prueba eran totalmente olvidables... Lo más probable es que el
primer mensaje fuera QWERTYUIOP o algo parecido».
En 1971, Tomlinson trabajaba como ingeniero informático con
un concesionario del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El proyecto
de la compañía consistía en colaborar en el desarrollo de la Red de la Agencia
de Proyectos de Investigación Avanzados (ARPANET) que fue la versión original
de lo que ahora llamamos Internet.
A los usuarios de ARPANET les gustó el correo electrónico y
no fue necesario animarlos a que lo usaran. Su aceptación de la nueva
herramienta ofrece una lección objetiva en los ámbitos del tiempo y de la
cultura. Aquí, en el alba misma de una nueva forma de compromiso material,
podemos ver el inicio del proceso. No se soñaba en el correo electrónico como
un medio de cambiar la comunicación humana y la experiencia humana del tiempo.
En 1976, sólo unos pocos años después de que los que desarrollaron ARPANET
escribieran su informe, el reto del mundo todavía experimentaba las
comunicaciones como el nítido timbre del teléfono que sonaba en la pared de la
cocina o en la mesilla de noche. Correo quería decir un sobre de papel cuyo
peso podía estimarse en la mano. Pero para el pequeño grupo de usuarios de
ARPANET, se había hecho posible otro tipo de actividad. Al escribir en un
teclado un mensaje que, al instante, aparecía en el ordenador de su receptor en
algún otro lugar del país, se había imaginado y se había realizado un nuevo
tipo de comportamiento y una nueva manera de invertir el tiempo. Fue la semilla
de un nuevo compromiso material que se abría paso desde abajo, agrietando la
superficie de la cultura. El resto del mundo, para bien o para mal, pronto
cuidaría esta semilla para que produjera algo completamente nuevo para la
experiencia humana del tiempo.
Adam Frank
El fin del principio, página 281
La omnipresencia del correo electrónico permitió que las
compañías de programas informáticos crearan plataformas integradas utilizando
como base las comunicaciones electrónicas. Estas herramientas no tardarían en
dictar y modelar nuestros días. El Outlook de Microsoft apareció a finales de
la década de 1990, y a principios de la de 2000, su funcionalidad conectada de
correo electrónico, calendario, lista de contactos y lista de tareas se hizo
omnipresente. El Outlook tenía sus raíces en la década de 1980, en una compañía
canadiense llamada Consumers Software y en su aplicación Network Courier. El
programa fue incorporado a Windows en 1986, y se convirtió en Microsoft Mail
3.0 como parte del Windows 3.0, cuyo éxito era fenomenal. Cuando el programa
autónomo de Windows Schedule+, un calendario, se fusionó con Microsoft Mail, la
tectónica de placas de la cultura se agitó en un terremoto conocido como
sistema Outlook de gestión de la información personal (PIM).
Adam Frank
El fin del principio, página 2
A mediados de la década de 1970, el triunfo del Gran
Estallido caliente era completo. Había entonces tres pilares inexpugnables de
pruebas que respaldaban el Gran Estallido: la expansión del universo, la
abundancia de elementos ligeros y la presencia sorprendente del fondo cósmico
de microondas. Para negar el Gran Estallido, un oponente necesitaba desmontar
todos y cada uno de estos pilares. A medida que los años pasaban y los datos
que los respaldaban aumentaban, los críticos se enfrentaban a una tarea
hercúlea. El Gran Estallido, con su inicio implícito del espacio y del tiempo,
se había convertido en el modelo estándar para la cosmología. Todo lo demás se
transformaba en una especie de loca especulación, una herejía contra una
montaña creciente de hechos observacionales.
Adam Frank
El fin del principio, página 288
Problemas en el alba
del tiempo
El Gran Estallido se había convertido en el modelo dominante
para el nacimiento del tiempo y del universo. Pero a medida que transcurría
célere la década del rock disco y punk, aparecieron nuevos problemas. Las
cuestiones a las que se enfrentaba el Gran Estallido procedían de varias
direcciones. Algunas habían surgido de los ámbitos de la astronomía de
observación, mientras que otras brotaron de la interfaz creciente entre la
cosmología y la física de partículas. A finales de la década de 1970, al menos
tres de dichas cuestiones resultaron ser especialmente apremiantes.
El problema de la
causalidad
Utilizando el fondo cósmico de microondas, los astrónomos
podían hacer mediciones detalladas de las propiedades del universo temprano. En
particular, podían deducir con gran precisión la temperatura del plasma cósmico
inicial. Observando el cielo en diferentes direcciones, podían comparar
condiciones tales como la temperatura en regiones muy separadas del universo
temprano. Para su asombro, encontraron temperaturas invariables con
independencia de la dirección en la que observaban. Incluso cuando sus
instrumentos apuntaban a direcciones opuestas del cielo, todavía encontraban
que la temperatura del plasma cósmico era la misma, hasta una parte en diez
mil. ¿Por qué tendría la temperatura que ser la misma en todas partes? Puesto
que el universo empezó como una bola de fuego caótica que se expandía, sería
razonable esperar que algunas partes de la bola de fuego terminaran con
condiciones algo diferentes de las demás.
El problema fundamental al que los astrónomos se enfrentaban
con un universo con condiciones de uniformidad casi perfecta puede plantearse
simplemente como uno de causa y efecto. Puntos en lados opuestos del cielo se
hallaban demasiado separados en el universo primigenio para haber estado
siquiera conectados. Regiones del universo que ahora se hallan a un hemisferio
de distancia en el cielo se hallaban tan alejadas cuando los fotones del CMB se
desacoplaron que nunca jamás pudieron haber estado en contacto. Una señal
luminosa no podía salvar su separación en el momento del Gran Estallido hasta
el momento en el que las ondas de luz del CMB se liberaron. Ésta es la raíz del
dilema de causa y efecto.
Los astrónomos saben con qué rapidez el universo se expande
ahora. También pensaban que tenían una idea bastante buena de lo rápida que fue
dicha expansión a partir de los primeros segundos después del Gran Estallido y
en adelante, al utilizar las soluciones de Friedmann-Lemaître. Con este conocimiento,
era fácil ver que regiones del espacio en lados opuestos del cielo nunca
pudieron haber estado tan juntas como para haber estado conectadas causalmente.
Esto significa que las temperaturas perfectamente constantes que el CMB
implicaba eran una sorprendente coincidencia cósmica. Para los astrónomos, fue
como si al abrir el periódico de la mañana se descubriera que todas y cada una
de las ciudades del planeta tuvieran exactamente la misma temperatura hasta la
cuarta cifra decimal.
Pero a los astrónomos no les gustan las coincidencias
profundas. Las coincidencias son el tipo de cosa que los mantiene levantados
por la noche, preguntándose qué otra cosa puede haber ahí. Si la luz ni
siquiera tuvo tiempo para ir de un vecindario cósmico a otro, entonces los
diferentes vecindarios no pudieron haber sabido unos de otros. No tuvieron
tiempo de transmitir información (en forma de ondas luminosas) en uno y otro
sentido para permitir esta perfecta sincronización de la temperatura. Este
galimatías causal era un problema monstruoso para astrónomos y físicos. Si no
podían resolverlo, sus esperanzas de una cosmología racional se derrumbarían.
El problema de la
planitud
Recuérdese que las soluciones de Friedmann-Lemaître para la
evolución cósmica contienen un número crítico que determina la forma del
universo, así como su destino. Como vimos en el capítulo 6, omega (Ω) es la
densidad de materia-energía del universo expresada en términos de un valor
especial o «crítico». Encontrar el verdadero valor de omega se había convertido
en el Santo Grial de la cosmología del Gran Estallido. En la década de 1970, la
mejor respuesta indicaba que omega era algo menor que 1. (Los valores parecían
hallarse alrededor de Ω = 0,05.) Esto se acercaba lo bastante al mágico número
1 para constituir un problema real para los teóricos del Gran Estallido.
Según la teoría, omega, en general, cambiará su valor a
medida que el universo evoluciona. Sólo si omega es exactamente 1, permanecerá
exactamente igual a 1 durante todo el tiempo cósmico. Si omega fuera
exactamente igual a 1, ello significaría asimismo que la geometría del espacio
cósmico era exactamente plana, y que siempre lo había sido.
Si el espacio empezó con omega mayor que o inferior a 1,
aunque sólo fuera por una cantidad minúscula, entonces la expansión cósmica
altera su valor de forma espectacular a lo largo del tiempo, pasando a valores
extremadamente pequeños como 10–40 o enormemente grandes como 1040.21 Mientras
que para la mayoría de nosotros Ω = 0,05 puede no parecernos muy cerca de 1,
para un cosmólogo que espera un número del orden de un millar de cuatrillones,
se encuentra lo suficientemente cerca del valor crítico de Ω = 1 para hacer que
parezca que está ocurriendo algo improbable. O bien la densidad cósmica tenía
realmente el valor crítico de 1 y nuestras mediciones no tenían en cuenta el
resto de la materia-energía, o bien omega tenía en el Gran Estallido un valor
específico que a lo largo del tiempo cambió, de manera que en este momento
particular de la historia cósmica se aproximaba a 1. Si omega era menos de 1 al
inicio de la evolución cósmica, tendría que haberse establecido con un valor
especial hasta el sexagésimo lugar decimal para terminar con lo que los
astrónomos veían en la década de 1970. Esta exigencia era, ciertamente, un
ajuste fino de las condiciones cósmicas iniciales, y los astrónomos se topaban
con otra coincidencia más. Todo lo que sabían los astrónomos les decía que un
omega de casi 1 implicaba malas noticias para la teoría, y ello requería una explicación.
El problema del
monopolo magnético
El tercer problema para la cosmología del Gran Estallido
surgió del ámbito de la física de partículas. El universo está lleno de cargas
magnéticas. Algunas son negativas, como las de los electrones, y algunas son
positivas, como las de los protones. Los físicos denominan monopolos eléctricos
a estas polaridades distintas y separadas. Una de las cosas extrañas sobre
nuestro mundo es que no hay monopolos magnéticos: cada campo magnético presenta
polos norte y sur conectados. No hay partículas que presenten sólo una «carga»
magnética norte o sur. Los físicos se han preguntado siempre por qué no se han
visto nunca cargas magnéticas separadas. En la década de 1970, los teóricos que
procuraban profundizar en la estructura del mundo intentaban desarrollar lo que
denominaban grandes teorías unificadas, o GUT, de la física de partículas. Se
pretendía que las GUT fueran más allá del modelo estándar. Eran el gran intento
de los físicos teóricos para comprender la estructura de la materia y sus
interacciones a un nivel más profundo. Hacía tiempo que los físicos de
partículas sospechaban que las cuatro fuerzas conocidas que modelan el universo
eran simplemente facetas distintas de una «superfuerza» única, todavía por
descubrir. Eran vehementes en la búsqueda de una unificación de dichas fuerzas.
Sus mejores grandes teorías unificadas exigían la creación de monopolos
magnéticos en la sopa de partículas que se desarrolló después del Gran
Estallido. Sin embargo, a pesar de años de búsqueda, no se ha visto nunca un
monopolo.
Para los físicos de partículas, la ausencia de monopolos era
un desconcierto. Junto con los problemas del horizonte y de la planitud, el
problema del monopolo suponía un reto inamovible a la ortodoxia del Gran Estallido.
Adam Frank
El fin del principio, página 292
La teoría de la inflación empezó como un audaz intento de
resolver la panoplia de paradojas que importunaban a los cosmólogos a finales
de la década de 1970. La idea básica de la cosmología inflacionaria era a la
vez radical y elegante. Con la inflación, los cosmólogos imaginaban que la
parte del universo que podemos ver experimentó un breve período de rápida
expansión en su historia muy temprana. Aquí, «temprana» es una subestima. La
era de la inflación empezó cuando el universo tenía sólo 10–33 segundos de
edad. Esto es menos de una milésima de quintillonésima de segundo después del
Gran Estallido.22 Durante la inflación, el universo aumentó de tamaño por un
factor de aproximadamente 1040 (es decir, un 1 seguido de cuarenta ceros),
ampliando su escala desde una fracción del tamaño de una partícula subatómica
hasta llegar al diámetro de una pelota de béisbol. Esta expansión a base de
esteroides tiene lugar en sólo 10–33 de segundo. Cuando la inflación termina,
el universo recupera la expansión más pausada que vemos en la actualidad. En
comparación, en la última mitad de la vida del universo (los últimos siete mil
millones de años) la escala cósmica ha aumentado en menos de un factor de diez.
Aunque pueda parecer una adición loca e incluso innecesaria al Gran Estallido,
el breve período de hiperexpansión de la inflación resolvía todos los problemas
con la cosmología estándar. Con la inflación, el problema de la causalidad
desaparece porque cada parte del universo que vemos hoy estaba en contacto
causal antes de que el espacio se dilatara hasta el extremo. El problema de la
planitud se resuelve también: la expansión rápida de la inflación hace que el
espacio se extienda naturalmente plano, de modo que omega se ve forzada a un
valor de 1, con independencia de cuál fuera su valor original. Los físicos
estaban felices por tener una teoría que no requería un ajuste fino de las
condiciones iniciales del universo (se suponía que mediciones futuras
encontrarían finalmente la «masa-energía» que faltaba y producirían un valor de
espacio plano de Ω = 1). Finalmente, la inflación también eliminó el problema
del monopolo magnético. El espacio está tan diluido debido a su breve período
de inflación que la densidad de los monopolos también se diluyó. Los monopolos
son separados a tanta distancia unos de otros cuando el espacio se expande
violentamente que las probabilidades de que observemos uno se vuelven
esencialmente cero. Así, con un único cambio al Gran Estallido (un período
temprano y breve de hiperexpansión), todos los problemas se resolvieron. Era
difícil que físicos y astrónomos no se dieran cuenta de ello.
Adam Frank
El fin del principio, página 296
En ningún ámbito de la ciencia fue más patente el liderazgo
de Zwicky que en el reconocimiento de la materia oscura.
Adam Frank
El fin del principio, página 301
El término materia oscura era más una descripción de
ignorancia que otra cosa. Todo lo que los astrónomos sabían de la materia
oscura era que producía una fuerza gravitatoria que impulsaba a la materia
luminosa a orbitar alrededor de sus centros galácticos a grandes velocidades. A
medida que se acumulaban las pruebas de que la materia oscura pesaba mucho más
que la materia normal, por un factor de diez a cien, se inició la carrera para
comprender tanto su naturaleza como su lugar en la física. A mediados de la
década de 1990, los científicos habían llegado a la conclusión de que la
materia oscura omnipresente era esencialmente distinta del material del que el
lector y yo estamos hechos. «Nuestro tipo de ingrediente» se denomina materia
bariónica y está compuesta de protones y neutrones. Utilizando diversas
técnicas se había descartado la posibilidad de un universo dominado por
«bariones oscuros» (estrellas muertas, o incluso enormes cantidades de rocas
flotando en el espacio profundo). Fuera lo que fuere la materia oscura, era
evidente que no respondía al electromagnetismo o a la fuerza nuclear fuerte. No
era «nuestro tipo de ingrediente».
Adam Frank
El fin del principio, página 302
Al iniciarse el nuevo milenio, los cosmólogos tenían que
encajar un nuevo actor, la materia oscura fría, en sus modelos. Los físicos de
partículas estaban dispuestos a suministrar muchos candidatos teóricos (algunos
decían que demasiados) para la materia oscura fría. Casi todos eran alguna
forma de partícula masiva débilmente interactiva (abreviado, WIMP). Dichas
partículas sólo notaban la fuerza nuclear débil y la gravedad. Los físicos se
encaminaban a nuevos territorios, pues las WIMP no formaban parte del modelo
estándar. Aunque la perspectiva de encontrar una nueva física más allá del
modelo estándar era apasionante, la realidad es que ninguna forma de partícula
de materia oscura había hecho su aparición en ningún laboratorio. Las
observaciones de grupos de galaxias y las simulaciones de formación de grupos
de la década de 1980 fueron el principio del esfuerzo heroico para cartografiar
el cosmos a todas las escalas de espacio y tiempo visibles. Fue un esfuerzo que
requirió los ordenadores cada vez más rápidos y más complejos que aparecieron a
lo largo de la década. Dichos superordenadores, una nueva herramienta para los
científicos, crearon posibilidades inimaginadas para cartografiar la evolución
cósmica. El siguiente paso en cosmología, totalmente inesperado, descubriría
que la confección de mapas y un nuevo concepto (la aceleración cósmica) estaban
muy conectados. Y precisamente en este momento, un emparejamiento similar de
mapas y aceleración iba a encontrar también su sitio en la construcción del
tiempo humano.
Adam Frank
El fin del principio, página 304
La aparición de la conexión material basada en el silicio
cambiaría nuestro encuentro con los mapas a todos los niveles. De la misma
manera en que el correo electrónico y la gestión de la información personal
remodelaron nuestra experiencia del día al cambiar nuestras expectativas del
tiempo, las tecnologías electrónicas radicales asociadas con el GPS habrían de
cambiar nuestros encuentros con el espacio y conducirían a sus propios cambios
en el tiempo. Y, al igual que con el correo electrónico y el universo del
Outlook, el GPS significaría una aceleración profunda y ubicua de la cultura
humana.
Adam Frank
El fin del principio, página 307
La singularidad. Todo se reducía siempre a la singularidad.
Desde que Friedmann y Lemaître descubrieron sus universos en expansión
escondidos en las ecuaciones de Einstein, el abominable comportamiento singular
en t = 0 ha fastidiado a la cosmología. Si se hace girar la película de la expansión
cósmica en sentido contrario, hasta el mismo inicio, el radio del universo se
reduce a cero. No hay espacio, literalmente, para toda la materia que hay en el
universo. Cada punto del tejido del espacio se halla amontonado sobre todos los
demás puntos. La masa-energía del universo está aplastada en un único punto
geométrico con un volumen cero. En t = 0 la densidad cósmica, la temperatura e
incluso la curvatura del espacio alcanzan el infinito. Para los físicos, este
punto no es otra cosa que la abominación de una singularidad.
Los infinitos que se encuentran en una singularidad no son
como los infinitos con los que los cosmólogos filósofos han estado bregando
durante milenios. No son los infinitos de las cinco grandes preguntas
cosmológicas, como en «¿Existirá siempre el universo?», o «¿Es infinito el
espacio?». Por el contrario, la singularidad con su densidad infinita y su
temperatura infinita habla de algo mucho más mundano. Más que profundidad
filosófica, estos infinitos implican un fracaso de la física. Las temperaturas
y densidades elevadas hasta lo imposible en la singularidad cerca de t = 0
significan simplemente que las ecuaciones de Einstein ya no funcionan y ya no
son una descripción precisa de la realidad. Este tipo de problema puede ocurrir
incluso en la física terrestre. A veces aparecen infinitos en ecuaciones que
describen fenómenos tan ordinarios como el flujo de un líquido o la conducción
de calor. Cuando aparecen, los físicos saben que se ha forzado a las ecuaciones
más allá de su utilidad. La receta para avanzar siempre implica encontrar un
nuevo conjunto de ecuaciones con una descripción más profunda de la física en
la que se basan. Así, la singularidad cósmica al principio del Gran Estallido
era una señal de «¡Alto!».
Un tipo de explosión parecido tiene lugar en el centro de un
agujero negro. Aparecen singularidades en la descripción relativista general de
una estrella masiva que se desploma sobre sí misma. La densidad en el centro de
la estrella que se derrumba es llevada hasta el infinito junto con la curvatura
del espacio-tiempo. Al final, el desplome produce un agujero negro con una
singularidad en el medio: un aparente desgarrón en el tejido del
espacio-tiempo.
Entre los relativistas generales siempre ha existido la
esperanza de que pudieran evitarse las singularidades y su fin aparentemente
violento del espacio-tiempo tanto para los agujeros negros como para la
cosmología del Gran Estallido. Sin embargo, en las décadas de 1960 y 1970
Stephen Hawking y Roger Penrose indagaron en profundidad en la estructura de la
relatividad general y descubrieron que las singularidades eran inevitables. Las
estrellas que se desmoronan terminan siempre en una singularidad, y las
cosmologías del Gran Estallido siempre empiezan con ellas. El mensaje principal
de estos teoremas de singularidad era demostrar que hay bestias singulares que
acechan dentro de la relatividad general como límites, lugares desde los cuales
las ecuaciones no pueden avanzar. Hacer un progreso adicional significaba ir
más allá de las ecuaciones de la relatividad general.
Aunque se conoce desde hace años el problema de la
relatividad general con las singularidades, su solución ha eludido a los
físicos durante el mismo tiempo. La relatividad general es una teoría clásica.
Trata al espacio-tiempo como un tejido uniforme: un continuo infinitamente
divisible. Pero la física cuántica había mostrado a los científicos que en sus
niveles más profundos la naturaleza no aparecía nunca como un continuo. La
lección principal de la mecánica cuántica había sido enseñar a los físicos que
en la naturaleza todo se encuentra en manojos discretos. La naturaleza, en su
raíz, es granular. Energía, momento, rotación, espín; en los niveles más
pequeños, la naturaleza no era continua, sino que estaba cuantizada, era
discreta, constituida por manojos, de la misma manera que una playa, si se la
inspecciona en detalle, resulta estar constituida por una multitud de
minúsculas partículas de arena.
Así, los físicos comprendieron que, en algún punto, las
ecuaciones clásicas de Einstein basadas en el continuo han de dejar de
cumplirse y el mismo espacio-tiempo ha de convertirse a la mecánica cuántica.
Incluso podían calcular las escalas físicas a las que esto ocurre. Por debajo
de la longitud de Planck, un imposiblemente pequeño 10–35 de metro, el
espacio-tiempo uniforme tenía que venirse abajo.7 El límite puede expresarse
asimismo como una escala de tiempo, lo que es particularmente útil para la
cosmología. Cuando el universo era más joven que el tiempo de Planck de 10–44
de segundo, el espacio-tiempo tuvo que haber adoptado su verdadero aspecto de
mecánica cuántica. ¿Cómo hemos de imaginar un entorno cuántico para toda la
existencia? Al pensar acerca de estos ámbitos, los físicos hablarán a veces de
una «espuma» de espacio-tiempo, con burbujas de espacio-tiempo separadas,
literalmente, por nada. Las burbujas de espacio-tiempo son la realidad y entre
ellas hay la no existencia.
Si el lector no sabe cómo representarse el espacio-tiempo
espumoso, o cuantizado, no se preocupe. No hay nadie que lo sepa, al menos no
de una manera totalmente consistente. A pesar de más de cinco décadas de
esfuerzos, las mejores mentes de la física no han desarrollado todavía una
teoría completa de la gravedad cuántica. Más importante que las grandes teorías
unificadas, la gravedad cuántica ha sido el único Santo Grial de la física
durante décadas.
En los últimos años del siglo XX, la búsqueda de una gran
teoría unificada que uniera las fuerzas fuerte, débil y electromagnética perdió
ímpetu. Los caminos explorados por primera vez en las décadas de 1960 y 1970 no
dieron resultado. Como consecuencia de los esfuerzos estériles, la gravedad
cuántica adoptó una nueva urgencia como una manera de sortear los problemas de
las GUT y de ir directamente a la superunificación. La mayoría de los físicos
creían que una explicación real de la gravedad cuántica se convertiría en una
teoría del todo (TOE), una gran teoría global que podría explicar todas las
partículas y todas las fuerzas. Los físicos estaban convencidos de que
conseguir este elevado objetivo los haría saltar a través de la singularidad
del Gran Estallido para ver qué había más allá y qué hubo antes.
Adam Frank
El fin del principio, página 330
Aunque los fragmentos de cuerda son demasiado pequeños para
poder verlos directamente, si la teoría de cuerdas es correcta sus propiedades
describirán todas las partículas conocidas y conocibles, incluidas las que
corresponden a las cuatro fuerzas.
Sin embargo, había que pagar un precio para este triunfo. La
teoría de cuerdas es muy matemática, de una manera que haría sonreír a
Pitágoras. Sus niveles de abstracción van mucho más allá de los de la
relatividad general o de la física cuántica ordinaria, y requieren un
importante salto de fe teórica. La teoría de cuerdas puede recuperar partículas
y fuerzas conocidas sólo si el universo tiene más espacio del que percibimos,
lo que implica un cosmos con lo que se denomina dimensiones adicionales. Además
de las tres dimensiones con las que estamos familiarizados, longitud, anchura y
profundidad, la teoría de cuerdas requiere que el universo posea siete dimensiones
adicionales del espacio. Con menos, las ecuaciones fallan.
¿Por qué no podemos pasar a estas siete direcciones
adicionales? La teoría de cuerdas da respuesta a esta pregunta arrollando sobre
sí mismas las dimensiones extra (los físicos dicen que las dimensiones
adicionales están «compactadas»). Para imaginar esto, tome el lector una hoja
de papel y enróllela en una pajita superdelgada. Vista desde suficiente
distancia, la hoja bidimensional de papel parece haberse convertido en una
línea unidimensional. Así es como las siete dimensiones adicionales de la
teoría de cuerdas se hallan «ocultas». Cada dimensión adicional se pliega sobre
sí misma a unas escalas tan minúsculas que no podemos percibirlas (aunque los
físicos tienen la esperanza de que puedan existir efectos mesurables de este
enrollamiento dimensional).
Para muchos físicos, esta multiplicación de las dimensiones
era demasiado extraña. Las dimensiones adicionales invisibles se convirtieron
en razón suficiente para rechazar la teoría de cuerdas. Para otros, era un
pequeño precio que había que pagar para este paso tan grande hacia una teoría
cuántica de la gravedad.
Después de la primera revolución de las cuerdas, las cosas
volvieron a enturbiarse. Los teóricos se habían dado cuenta de que no había
una, sino cinco maneras distintas de construir una teoría de cuerdas. Después,
a mediados de la década de 1990, tuvo lugar una segunda revolución cuando el
físico Ed Witten demostró que las cinco versiones de la teoría eran sólo
imágenes de un constructo más profundo y unificado que él denominó teoría M.
(Nunca explicó qué quería decir la M, aunque otros creyeron que significaba
«misterio» o «madre de todas las teorías».) Una característica crítica de esta
segunda revolución fue la aparición de un nuevo conjunto de actores en el
escenario de la teoría de cuerdas: las branas (o membranas) multidimensionales.
En la exploración del notable terreno matemático de la
teoría de cuerdas, los físicos encontraron que además de las cuerdas
unidimensionales vibrantes, también eran posibles membranas multidimensionales
vibrantes. Un ejemplo bidimensional de una membrana sería la piel tensamente
estirada de un tambor. Los físicos llaman a esto una 2-brana. También pueden
existir branas de más dimensiones (denominadas p-branas, donde p es el número
de dimensiones). Dichas branas se convirtieron en actores fundamentales del
universo de once dimensiones de la teoría de cuerdas (diez dimensiones
espaciales + la dimensión temporal). Los físicos exploraron una cornucopia de
posibilidades geométricas hiperdimensionales con cuerdas culebreantes y branas
que colisionan para producir rociadas de oscilaciones que, si la teoría es correcta,
nos parecerían partículas tanto conocidas como desconocidas.
Adam Frank
El fin del principio, página 335-336
Burt Ovrut exploraba un modelo en el que todo nuestro mundo
tridimensional (incluidos todos los protones, electrones, galaxias, planetas y
personas) constituye una brana (una 3-brana) en un espacio de más de tres
dimensiones. En este universo hiperdimensional pueden existir otras 3-branas, y
pueden tener sus propias versiones de protones, electrones, galaxias, planetas
y (quizá) personas. Así, nuestro universo tridimensional es sólo una 3-brana en
un espacio de más dimensiones (denominado «la Mole»). Ovrut se concentró en un
modelo con dos de estos mundos de branas separados entre sí en la dimensión
«adicional», como dos hojas de papel que cuelgan paralelas entre sí. El
objetivo de este ejercicio teórico era demostrar que podía hacerse que tres de
las cuatro fuerzas fundamentales conocidas «vivieran» sólo en la 3-brana. Sólo
la gravedad, la cuarta fuerza, se extendería a toda la Mole. Obligar al
electromagnetismo y a las fuerzas nucleares fuerte y débil a operar únicamente
dentro de la membrana tridimensional era como obligar a hormigas a desplazarse
sólo a través de una hoja de papel bidimensional, sin permitirles saltar de la
hoja. La teoría del universo de Ovrut conspira para obligar a nuestra
experiencia sobre (en realidad, en) la 3-brana, aunque hay más espacio en las
dimensiones adicionales. La gravedad, en la teoría de Ovrut, era la única
fuerza que ocupaba todo este espacio hiperdimensional, incluido el espacio
entre mundos de branas. Al diluir la gravedad en toda la Mole, el concepto
podía ofrecer una explicación de su debilidad como fuerza.
Adam Frank
El fin del principio, página 339
Con un guiño a los estoicos, los dos científicos denominaron
a esta primera versión de su modelo universo ecpirótico, que significa «nacido
del fuego». Todavía no había ciclos. Sólo imaginaron que las branas se
acercaban lentamente entre sí, quizá a lo largo de un pasado infinito. Todo se
centraba en la colisión única. La notable conclusión de sus cálculos era que
esta colisión de mundos de branas podía explicar todos los rasgos del universo
posterior al Gran Estallido igual de bien que el Gran Estallido.
Adam Frank
El fin del principio, página 343
Para Steinhardt y Turok, la energía oscura no sólo se
convirtió en la clave para resolver su problema de uniformidad, sino que
también hizo encajar toda la visión del modelo, con lo que se creó una versión
completamente nueva del universo cíclico.
Adam Frank
El fin del principio, página 345
El nuevo modelo ecpirótico cíclico de Steinhardt y Turok
evitaba todos los escollos de las formalizaciones previas de la idea. El
desastre del Mixmaster no ocurre nunca, porque la energía oscura produce
presiones elevadas, que evitan que el espacio dentro de las branas y entre
ellas experimente ningún giro extraño. El dilema de la entropía, que eliminó
los modelos relativistas cíclicos, se evita asimismo debido a las dimensiones
adicionales del nuevo modelo. Un examen más atento de los cálculos de Tolman
demuestra que no es la entropía misma, sino la cantidad de entropía en cada
centímetro cúbico de espacio (es decir, la densidad de la entropía) lo que da
al traste con los ciclos eternamente recurrentes. Si el espacio tridimensional
se contrajera, entonces toda la entropía quedaría realmente comprimida en un
espacio minúsculo, y su densidad impulsaría el nuevo salto a tamaños cada vez
mayores y duraciones cada vez más extensas. Pero en el nuevo modelo cíclico, el
espacio tridimensional entre las branas en el que viven la materia, la
radiación y la entropía, nunca se contrae. Es el espacio entre las branas, la
dimensión adicional que sólo conoce la Mole, lo que se contrae. Puesto que el
espacio tridimensional dentro de las branas se expande de forma continua y
eterna, la entropía que se genera en cada salto se diluye continuamente. Según
la teoría de Steinhardt y Turok, todos los problemas que eliminaron los modelos
de universos oscilantes previos quedaban resueltos de forma natural dentro del
marco del modelo. No se necesitaban flecos teóricos. Surgiera la pregunta que
surgiera, el nuevo modelo cíclico siempre estaba dispuesto a darle respuesta.
Adam Frank
El fin del principio, página 346
La presciencia del nuevo modelo cíclico a la hora de tratar
con los problemas convenció a Steinhardt y Turok de que habían dado con una
teoría válida del universo que no tenía nada que ver con estallidos o
comienzos.
Adam Frank
El fin del principio, página 347
Los intentos de imaginar alternativas al Gran Estallido no
acabaron con el descubrimiento del fondo cósmico de microondas. Un pequeño
contingente de astrónomos y físicos seguía sin estar convencido y trabajaba con
determinación sobre cosmologías alternativas. A medida que pasaban las décadas,
el problema al que se enfrentaban era la montaña creciente de pruebas que
respaldaban la imagen básica del Gran Estallido de un universo que se expandía
a partir de un estado condensado caliente. Para poner en cuestión el Gran
Estallido era necesario abordar todas estas líneas distintas de pruebas: la
expansión del espacio, la abundancia de elementos ligeros, la existencia del
CMB, el patrón de fluctuaciones de temperatura y densidad en el CMB, la
distribución de los grupos de galaxias en el espacio. Cada línea de pruebas
apunta a un universo que evoluciona a partir de un estado caliente y denso, y
cada línea de pruebas está entrelazada con las otras. La distribución de los
grupos de galaxias, por ejemplo, puede relacionarse directamente con el patrón
de fluctuaciones de temperatura y densidad en el CMB, pues los burujos que se
ven en el CMB son los que crecieron hasta formar los grupos que vemos en la
actualidad. Cualquier teoría de cosmología alternativa plausible ha de
recuperar estas conexiones de una manera natural. Pero los modelos no han
estado a la altura de la tarea. El modelo cíclico del mundo de branas de
Steinhardt y Turok ha sido una excepción a esta regla, y ello en una medida
impresionante. Hace una serie de predicciones concretas y comprobables que
soportan bien los datos que los cosmólogos ya tienen a su disposición. La
mayoría de dichas predicciones son las mismas que las correspondientes a la
inflación. Como la inflación, el modelo ecpirótico cíclico predice un universo
con espacio plano.16 Y, como la inflación, anticipa una relación estrecha entre
las fluctuaciones del CMB y la distribución de los grupos de galaxias. Así, la
inflación y el modelo ecpirótico cíclico se presentan en pie de igualdad.
Adam Frank
El fin del principio, página 347
Esta capacidad de abordar la mayoría de las pruebas
experimentales de manera natural, sin ningún ajuste fino especial, hace que el
modelo cíclico sea insólito en términos de cosmologías alternativas. En un
cierto sentido, esto es más que lo que producen los modelos inflacionarios.
Tienen que añadir la energía oscura y el campo cuántico inflacionario como
entidades separadas y no relacionadas en lugar de como partes naturales de un
modelo unificado. Sin embargo, existe una prueba futura que utiliza ondas
gravitatorias que tendría que ser capaz de distinguir entre estos dos relatos
muy distintos de la historia cósmica. Las ondas gravitatorias son rizos que se
mueven en el tejido del espacio-tiempo. Como los rizos que se extienden a
partir del punto en el que una piedra cayó en un estanque, las ondas
gravitatorias se generan allí donde la masa-energía se mueve a través del fondo
de espacio-tiempo. Aunque nunca se han observado directamente, hay objetos
astronómicos exóticos, como las estrellas de neutrones binarias, que
proporcionan pruebas indirectas de su existencia.18 En la actualidad, los
científicos construyen detectores sensibles para captar dichas ondas
procedentes de eventos gigantescos cercanos, como la fusión de agujeros negros.
También se espera que se hayan generado rizos de espacio-tiempo en masa durante
los primeros momentos caóticos de la historia cósmica. Predecir la forma y la
intensidad de dichas ondas constituye una prueba futura crítica para todos los
modelos cosmológicos. La inflación hace predicciones muy diferentes para estas
ondas gravitatorias fósiles que las que hace el modelo cíclico. La detección de
dichas ondas se halla todavía probablemente a décadas de distancia, pues
requerirá instrumentos basados en el espacio. Pero cuando se encuentren las
ondas gravitatorias, y si se encuentran, determinarán qué concepción del tiempo
y de la evolución cósmica ha de abandonarse y cuál puede reclamar algo de la
verdad.
Adam Frank
El fin del principio, página 348
Un universo de ciclos eternos, que resurge eternamente de
las cenizas de su propia destrucción, es una visión seductora que se ha
ofrecido muchas veces como narración en el mito cósmico y en la ciencia
cósmica. Un cosmos de esta guisa no tiene principio ni fin, únicamente renacimientos
sin fin que se extienden desde el pasado infinito al futuro infinito. La
diferencia entre mito y ciencia, sin embargo, reside en los dos imperativos de
la ciencia: consistencia teórica y pruebas empíricas. Por atractivo que
Lemaître hubiera encontrado el «universo fénix» implícito en sus soluciones
relativistas generales y las de Friedmann, exploraciones más profundas de la
hipótesis condujeron siempre al desastre. El aumento de la entropía densa desde
un ciclo al siguiente condenaba a los modelos cíclicos, al igual que ocurría
con la sacudida caótica del espacio-tiempo de una fase de Mixmaster del Gran
Colapso. Sencillamente, la relatividad general clásica combinada con la física
cuántica de la materia no era un marco que permitiera la existencia de un
universo cíclico. Sólo saliendo de la relatividad clásica pudo tener éxito el
nuevo modelo cíclico de Steinhardt y Turok. Sólo adoptando una visión del
cosmos de un mundo de branas hiperdimensional inspirado por la teoría de
cuerdas pudieron superar los escollos. Para adoptar la elegancia de un universo
que se regeneraba eternamente, el nuevo modelo cíclico necesitaba más espacio.
Pero ¿acaso éste era un precio demasiado elevado que pagar?
Al final de la primera década del siglo XXI, para muchos físicos
se había desvanecido el entusiasmo por la teoría de cuerdas y sus
revoluciones.20 A principios de la década, los investigadores de cuerdas habían
descubierto que su teoría que entonces todavía estaba apareciendo no llevaría a
una única especificación de la evolución cósmica. En lugar de una única
predicción general de la teoría de cuerdas sobre el aspecto que debería tener
nuestro universo, había muchos teóricos que empezaron a hablar acerca de un
«paisaje» de muchos universos.21 En el nuevo panorama, nuestro universo no
estaría determinado únicamente por la teoría de cuerdas, sino que se
convertiría en un ejemplo de un extenso abanico de posibilidades. Según las
mejores estimaciones, el número de universos potenciales en el paisaje sería
del orden de 10500, que a todos los efectos era prácticamente infinito. Para
algunos, el aparente fracaso de la teoría de cuerdas para predecir
explícitamente las características de este universo concreto en el que
habitamos fue la gota que colmó el vaso. En lugar de una teoría del todo,
algunos críticos empezaron a llamarla una «teoría del nada».
El modelo cíclico de Steinhardt y Turok nunca necesitó de
toda la maquinaria de la teoría de cuerdas. Pero al empezar con la idea del
mundo de branas hiperdimensional, aceptó algunas conjeturas clave sobre la
realidad (las dimensiones adicionales) que se situaban por encima y más allá de
lo que experimentamos directamente.
Desde luego, la teoría de cuerdas no es la única manera de
crear una ruta hacia la gravedad cuántica. Otras ideas proporcionan un terreno
rico y fértil para que los teóricos puedan explorarlo. Estos otros caminos no
han recibido tanta atención o esfuerzo como la teoría de cuerdas, pero se han
hecho avances. Una teoría denominada gravedad cuántica de bucles es quizá la
más conocida de ellas. La gravedad cuántica de bucles busca desvelar los
detalles del espacio-tiempo cuantizado en la forma de átomos elementales de
existencia. Originalmente desarrollada por investigadores como Abhay Ashtekar,
Ted Jacobson, Carlos Rovelli y Lee Smolin, el campo ha crecido más lentamente
que la teoría de cuerdas. Como consecuencia del desengaño general a propósito
de los fallos percibidos en la teoría de cuerdas (es decir, el paisaje de
cuerdas), en la actualidad se presta más atención tanto a la gravedad cuántica
de bucles como a otras rutas hacia la gravedad cuántica. La gravedad cuántica
de bucles en particular ha madurado incluso hasta el punto en el que los
investigadores han empezado a considerar sus alternativas cosmológicas.
Cosmólogos cuánticos de bucles como Martin Bojowald, de la Universidad Estatal
de Pensilvania, han encontrado incluso pruebas para su propia versión de
modelos cíclicos, pues el espacio-tiempo atomizado puede producir rutas a
través de la temida singularidad de un Gran Colapso. El libro popular de
Bojowald Once Before Time, publicado en 2010, ofrecía una descripción de la
cosmología cuántica de bucles para el profano.
Existen asimismo otras versiones de cosmologías cíclicas. En
2009, el físico Paul Frampton, de la Universidad de Carolina del Norte, publicó
un libro popular, Did Time Begin?, sobre su propia versión de un modelo
cíclico.24 El mismo año en que se publicó el libro de Bojowald, nada menos que
Roger Penrose anunció lo que él afirmaba que eran pruebas de ciclos previos que
existían en el CMB. Sus ideas aparecerían también en un libro popular titulado
Cycles of Time. Era evidente que una marea de nuevas teorías que se extendían a
la situación previa al Gran Estallido había empezado a inundar la imaginación
popular desde los ámbitos de la cosmología académica.
Así, el antiguo sueño de ciclos interminables está muy vivo
como una posibilidad para la cosmología de mañana. Las visiones védicas y
estoicas de creación seguida de destrucción, seguida de nuevo de creación una
vez y siempre, sigue siendo una alternativa muy viable. Ya sean los mundos de
branas en colisión de Steinhardt y Turok u otra forma de teoría gravitatoria
cuántica lo que proporcionen el marco de referencia, la antigua llamada mítica
a los ciclos permanece, y todavía no puede descartarse.
Adam Frank
El fin del principio, página 352
La eternidad puede llevar muchas máscaras. Un universo que
recorre infinitos ciclos de creación y destrucción ofrece una ruta más allá, y
antes, del Gran Estallido. Es una solución elegante y estéticamente agradable
al dilema del origen del tiempo. Pero no es la única solución. El deseo de un
universo intemporal que cambia localmente, pero se halla enmarcado dentro de
una arquitectura cósmica invariable posee asimismo un atractivo estético. Desde
Aristóteles a Newton y a Einstein, filósofos y científicos se han sentido
atraídos por visiones de un universo en eterno reposo. Pero el descubrimiento
de Hubble en 1930 de un universo en expansión, ahora unido al descubrimiento en
1999 de una expansión que se acelera, hace imposible la vieja visión de la
estasis. Para los que buscan sustituir el origen del tiempo con la eternidad
hacia delante y hacia atrás, la estasis ha de ser sustituida por un estado
estacionario: un universo que siempre cambia pero que siempre tiene el mismo
aspecto. Los incansables intentos de Fred Hoyle para crear una cosmología de
estado estacionario en la década de 1950 estuvieron impulsados por la estética
de este científico. Pero los esfuerzos de Hoyle y de sus colaboradores fueron
neutralizados cuando el mundo habló tan claramente por sí mismo. El compromiso
material, en la forma de antenas de microondas sintonizadas astronómicamente,
proporcionó una señal nada ambigua, y seleccionó entre historias cósmicas en
competencia. Una vez se hubo descubierto el fondo cósmico de microondas,
resultó claro que el universo actual no se parece nada al universo de hace
13.700 millones de años. El universo no está en estado estacionario. Siempre
cambia y no siempre tiene el mismo aspecto. Así, el modelo de estado
estacionario de Hoyle no podía proporcionar una teoría científicamente
sostenible para un universo libre del principio del tiempo. Sin embargo, el
canto de sirena de la eternidad no desapareció: se hallaba a la espera de una
nueva expresión. No es poca ironía que las nuevas posibilidades para la
eternidad y un universo de estado estacionario aparecieran del interior de la
teoría misma que pretendía salvar el Gran Estallido. Sólo unos pocos años después
de la formulación original de la cosmología inflacionaria, algunos de sus
defensores más creativos encontraron una manera de salir de la paradoja del
antes y el después del Gran Estallido. La inflación se convirtió en inflación
eterna, y el universo único se convirtió en un multiverso. Cuando terminó la
última década del siglo XX, ideas que antaño se consideraban propias de la
ciencia ficción recibieron un fundamento matemático seguro. Los universos
múltiples se convirtieron en la sustancia de la física fundacional. Todavía más
extraño: algunos científicos empezaron a preguntarse si la existencia misma de
la vida podía de alguna manera desempeñar un papel a la hora de seleccionar la
naturaleza del cosmos que vemos. Apareció otra solución a la cuestión del
«antes» del Gran Estallido, muy diferente de los modelos cíclicos, en forma de
una teoría denominada de la inflación eterna. Pero al considerar las
consecuencias de la nueva teoría muchos científicos vieron que necesitaba una
redefinición del objetivo fundamental de la cosmología científica. ¿Acaso era
una solución con un precio demasiado elevado? Para comprender la inflación
eterna y su universo de universos, el relato ha de empezar con los inicios de
la inflación: sus mecanismos para hacer montañas cósmicas a partir de granos de
arena infinitesimales.
Adam Frank
El fin del principio, página 357
Hacer que la inflación cósmica funcione significa encontrar
un campo cuántico con la forma adecuada de energía potencial. El campo tendría
que caer desde su estado de energía latente del falso vacío hasta su estado de
baja energía de vacío verdadero en exactamente la manera adecuada, y en el
momento preciso, para hiperexpansionar una pequeña mota de espacio-tiempo
posterior al Gran Estallido.
Adam Frank
El fin del principio, página 361
La inflación, a su manera, es una solución elegante a las
paradojas que acosan a la cosmología del Gran Estallido y a la física de
partículas. Llenemos el universo inicial con superenergía oscura para
hiperexpandir el espacio sólo cuando sea necesario, y después sentémonos y
observemos cómo se desvanecen todos los problemas con los monopolos, la
causalidad y todo lo demás. Pero el coste de la solución de la inflación a la
paradoja fue un reconocimiento de que el Gran Estallido creó más universos que
los que vemos. Igualmente, importante fue darse cuenta de que las demás
regiones de creación existían en un estado completamente diferente al de
nuestra tajada del pastel. Una vez se hubo liberado de la botella a este genio
(el resto del universo), los físicos encontraron difícil obligarlo a entrar de
nuevo en ella.
Adam Frank
El fin del principio, página 364
La cosmología inflacionaria utiliza las fluctuaciones
aleatorias asociadas con la física cuántica para golpear a una pequeña región
del espacio para que suba hasta su percha de falso vacío y para que después
caiga de nuevo al estado de vacío verdadero, situado más abajo en la curva de
energía potencial. Los golpes cuánticos aleatorios se producen aproximadamente
una vez cada 10–33 de segundo. En algunas regiones del espacio los golpes
aleatorios se acumularán lo suficiente para hacer saltar el campo inflacionario
de su estado de falso vacío y enviarlo «rodando» cuesta abajo hasta el vacío
verdadero. Explorando este proceso en más detalle, Vilenkin se dio cuenta de
que el espacio inflacionado siempre ganaba al espacio no inflacionado en
términos de puro volumen. Una vez que la inflación se iniciaba, siempre había
algunas partes del universo que permanecían en el falso vacío. En otras
palabras, la inflación no se detenía. Era eterna.
Adam Frank
El fin del principio, página 265
Si la inflación continúa eternamente, entonces hay universos
de bolsillo de vacío verdadero que se están formando constantemente a partir
del fondo de espacio de falso vacío que se hiperexpande. Todos estos universos,
junto con el espacio inflacionario que hay entre ellos, forman una nueva
entidad: un multiverso. El multiverso es un universo de universos. Una vez se
ha formado un universo de bolsillo como el nuestro, su historia no es diferente
de lo que ocurre en el modelo estándar, posterior al Gran Estallido. El espacio
se expande, la materia se enfría, se forman núcleos y el CMB acaba por ocupar
todo el universo observable.
Adam Frank
El fin del principio, página 366
La inflación eterna no sólo predice la formación de otros
universos en el multiverso, sino que la mayoría de ellos no se parecerán en
absoluto a aquel en el que vivimos.
Adam Frank
El fin del principio, página 367
Sobre la base de la analogía del agua al congelarse, la
teoría de la inflación eterna predice que cada universo de bolsillo podría
formarse con una física diferente. La simetría inicial y la física unificada
del falso vacío se rompen durante la transición al estado de vacío verdadero
dentro de un universo de bolsillo. En algunos universos de bolsillo puede no
existir el electromagnetismo, mientras que en otros el electromagnetismo puede
ser mil veces más fuerte de lo que es en el nuestro. Algunos universos de
bolsillo poseen dos formas de la fuerza nuclear fuerte y carecen de fuerza
débil. En otros la situación se invierte. Las posibilidades son casi infinitas.
En realidad, en este punto puede hacerse actuar el paisaje de la teoría de
cuerdas, lo que proporciona 10500 maneras distintas de pasar del vacío falso al
verdadero. Si la teoría de cuerdas es la teoría correcta del todo, entonces
será el fundamento para la inflación. Los 10500 hoyuelos del «paisaje
energético» de posibilidades de la teoría de cuerdas se convierten entonces en
10500 posibles leyes de la física para los universos de bolsillo. Cada
posibilidad es un universo de bolsillo que existe dentro de la totalidad del
multiverso. Desde la década de 1990 en adelante, la inflación eterna consiguió
el reconocimiento como una consecuencia casi inevitable de la inflación antigua
y simple. Aunque había maneras de construir la teoría de la inflación de modo
que todo el espacio-tiempo hiciera de una sola vez la transición desde el falso
vacío, estos tipos de inflación no eran su forma más general. Abandonado a sus
propios recursos, parecía probable que un cosmos que se infla se convierta en
un cosmos que se infla eternamente, completo con universos de bolsillo
separados y diferentes leyes de la física. De este modo, se añadió multiverso
al léxico de la cosmología. Congresos enteros, a los que asistían físicos
serios, se dedicaron a la exploración teórica de las propiedades del
multiverso. Y aunque los científicos hablaban de universos de bolsillo con
leyes físicas diferentes, el objetivo era siempre encontrar las metaleyes (como
la teoría de cuerdas) que regirían el multiverso en su conjunto. Con todo ello,
empezaba a hacerse patente el reconocimiento de un alejamiento del Gran
Estallido. La eternidad que implicaba la inflación eterna parecía anular el
inicio del tiempo. El infinito en el pasado y en el futuro había encontrado la
manera de retornar a la cosmología. Perforando la flecha del tiempo del
multiverso «El problema real no es el inicio del tiempo, sino la flecha del
tiempo»,9 dijo Sean Carroll, un físico teórico de Caltech.
Adam Frank
El fin del principio, página 368
Sobre la base de la analogía del agua al congelarse, la
teoría de la inflación eterna predice que cada universo de bolsillo podría
formarse con una física diferente. La simetría inicial y la física unificada
del falso vacío se rompen durante la transición al estado de vacío verdadero
dentro de un universo de bolsillo. En algunos universos de bolsillo puede no
existir el electromagnetismo, mientras que en otros el electromagnetismo puede
ser mil veces más fuerte de lo que es en el nuestro. Algunos universos de
bolsillo poseen dos formas de la fuerza nuclear fuerte y carecen de fuerza
débil. En otros la situación se invierte. Las posibilidades son casi infinitas.
En realidad, en este punto puede hacerse actuar el paisaje de la teoría de
cuerdas, lo que proporciona 10500 maneras distintas de pasar del vacío falso al
verdadero. Si la teoría de cuerdas es la teoría correcta del todo, entonces
será el fundamento para la inflación. Los 10500 hoyuelos del «paisaje
energético» de posibilidades de la teoría de cuerdas se convierten entonces en
10500 posibles leyes de la física para los universos de bolsillo. Cada
posibilidad es un universo de bolsillo que existe dentro de la totalidad del
multiverso.
Desde la década de 1990 en adelante, la inflación eterna
consiguió el reconocimiento como una consecuencia casi inevitable de la
inflación antigua y simple. Aunque había maneras de construir la teoría de la
inflación de modo que todo el espacio-tiempo hiciera de una sola vez la
transición desde el falso vacío, estos tipos de inflación no eran su forma más
general. Abandonado a sus propios recursos, parecía probable que un cosmos que
se infla se convierta en un cosmos que se infla eternamente, completo con
universos de bolsillo separados y diferentes leyes de la física. De este modo,
se añadió multiverso al léxico de la cosmología. Congresos enteros, a los que
asistían físicos serios, se dedicaron a la exploración teórica de las propiedades
del multiverso. Y aunque los científicos hablaban de universos de bolsillo con
leyes físicas diferentes, el objetivo era siempre encontrar las metaleyes (como
la teoría de cuerdas) que regirían el multiverso en su conjunto. Con todo ello,
empezaba a hacerse patente el reconocimiento de un alejamiento del Gran
Estallido. La eternidad que implicaba la inflación eterna parecía anular el
inicio del tiempo.
El infinito en el pasado y en el futuro había encontrado la
manera de retornar a la cosmología.
Adam Frank
El fin del principio, página 368
La flecha del tiempo es uno de los problemas más profundos
de la física. La cosmología del Gran Estallido no puede librarse de sus
cuestiones intrincadas. El problema es sencillo y se encuentra en la interfase
entre la segunda ley de la termodinámica y el resto de la física. Desde Newton,
las ecuaciones que describen la física han sido reversibles en el tiempo. A las
leyes que rigen los objetos individuales no les importa la dirección del
tiempo. Imagine el lector una película de dos bolas de billar que chocan en el
espacio. Realmente, no hay manera de decir si la película se pasa hacia delante
o hacia atrás. Lo mismo es cierto para dos átomos que colisionan. Las
ecuaciones de la física cuántica, como las ecuaciones de Newton, no tienen
inscritas en ellas una dirección del tiempo.
Sin embargo, si mezclamos un número astronómico de átomos en
algo como una docena de huevos, entonces todo cambia. De pronto, pasado y
futuro tienen un aspecto muy distinto. Como todo el mundo sabe, no se puede
desbatir una tortilla hecha con esos huevos. Con grupos grandes de átomos, la
termodinámica aparece en el escenario y con ella llega aquella importantísima
cantidad, la entropía. Ya nos hemos encontrado con diferentes maneras de pensar
en la entropía, entre ellas una medida del desorden del sistema. La otra cara
de esta definición es ver de qué manera la entropía está directamente
relacionada con el número de maneras en que las partes de un sistema pueden
disponerse. Juntas, estas definiciones relacionan la importante segunda ley de
la termodinámica con una dirección del tiempo.
Reviéntese un globo en una gran habitación vacía y los
átomos* llenarán todo el espacio. Caliéntese una taza de café y se enfriará
hasta la temperatura de la habitación. En ambos casos, el sistema se desliza a
través de cambios hasta que se alcanza un equilibrio. Pero en física, el
equilibrio y la máxima entropía significan la misma cosa, y ambos están
relacionados con el sistema que consigue un estado de máximo desorden. ¿Qué
significa máximo desorden? Es sólo otra manera de decir el máximo número de
maneras para disponer las partes del sistema. Por ejemplo, sólo hay unas pocas
maneras de hacer que los átomos se apretujen en un rincón de la habitación. Hay
que comprimir los átomos, y no queda mucho espacio entre ellos. En cambio, hay
muchas maneras de distribuir los mismos átomos por toda la habitación. De modo
que el camino desde una entropía baja (todos los átomos en un rincón de la
habitación) hasta la máxima entropía (los átomos ocupando la habitación) define
la flecha del tiempo. La ruta al equilibrio discrimina lo que hay antes de lo
que hay después. Una vez se alcanza el equilibrio nada cambia, y la diferencia
entre pasado y futuro no tiene sentido.
Pensando en esta definición, el problema de la entropía del
Gran Estallido puede enunciarse de forma sencilla: nuestro universo ha estado
evolucionando durante trece mil millones de años, de modo que no pudo haber
empezado en equilibrio. De algún modo, toda la materia (energía, espacio y
tiempo) en el universo empezó en un estado de baja entropía. Ésta es la única
manera en que pudo haber tenido lugar cambio y evolución. Ésta es la única
manera en que pudimos haber empezado con un Gran Estallido y terminado con el
maravillosamente diverso cosmos de estrellas, planetas y personas que
encontramos hoy en día.
La idea de que el Gran Estallido tenía una baja entropía
puede parecer extraña a primera vista. Era una confusión caliente y caótica,
¿no es cierto? ¿Cómo puede el universo vacío y frío que encontramos en la
actualidad, un universo lleno de estrellas, planetas y termes, tener una mayor
entropía? La respuesta es la gravedad. El universo no es una caja de átomos; es
un espacio-tiempo en expansión lleno de efectos gravitatorios. Al incluir la
gravedad en los cálculos, el movimiento desde una sopa uniforme y primordial de
partículas hasta el universo con montones de galaxias que vemos en la
actualidad puede comprenderse como lo que es: un aumento de entropía. Pero no
es necesario entretenerse en estos detalles para hacer la conexión entre
evolución, entropía y equilibrio. Si el universo evolucionó (como lo hizo, y
todavía lo hace), entonces tuvo que haber empezado con una entropía inferior a
la que tiene ahora.
Una vez se reconoce esto, como el físico matemático Roger
Penrose hizo en la década de 1970, tenemos un problema. Si la entropía es
equivalente al número de maneras de disponer un sistema, entonces el inicio de
baja entropía sugerido por el Gran Estallido es notablemente improbable.
Si el lector tuviera un saco lleno de un millón de canicas
negras y sólo unas pocas canicas blancas, se sorprendería mucho si al
introducir la mano en el saco extrajera una canica blanca. Ésta es la situación
a la que se enfrentan los cosmólogos que intentan explicar el Gran Estallido de
baja entropía. «Existe, literalmente, un número infinito de maneras de
establecer el universo inicial», dice Sean Carroll, «y prácticamente todas
ellas tienen una entropía elevada». Pero estos numerosos universos de entropía
elevada empezarían en equilibrio, lo que haría que la evolución y el cambio
fueran imposibles.
La probabilidad de que nuestro universo empezara en un
estado de baja entropía es tan asombrosamente improbable que casi es embarazosa.
Sin una explicación convincente, los físicos tienen que admitir que nuestro
Gran Estallido, de alguna manera, tuvo que estar finamente ajustado. Empezó
improbablemente lejos del equilibrio y, por lo tanto, puede señalar la flecha
del tiempo en una dirección. Hemos encontrado el ajuste fino antes, en el
modelo estándar de la física de partículas. Recuérdese que las veinte
constantes, aproximadamente, necesarias en el modelo estándar son
asombrosamente sensibles. Si la naturaleza hubiera «elegido» un valor siquiera
algo diferente para estos números, el universo tendría un aspecto tan diferente
que la vida tal como la conocemos no podría haberse formado nunca. El Gran
Estallido de baja entropía requiere un tipo similar de ajuste fino. Con
tantísimas maneras de hacer que un universo empezara con una entropía alta,
¿cómo terminamos en uno que empezó con baja entropía? Para los físicos, el
ajuste fino es equivalente a decir que ocurrió un milagro, lo que a la mayoría
de los científicos no les sienta bien. La belleza de la aproximación científica
al mundo es el énfasis de la ciencia en explicaciones plausibles y puramente
científicas, incluso en un campo como la cosmología. De modo que para Carroll y
otros el problema real no es sólo explicar qué ocurrió antes del Gran
Estallido, sino explicar también el improbable origen de baja entropía de
nuestro universo, que dirigió la flecha del tiempo hacia delante.
Adam Frank
El fin del principio, página 374
Un fondo de energía oscura en un espacio-tiempo vacío y plano
es también crucial para Carroll y Chen, porque la física cuántica afirma que
cualquier campo de energía produce funciones aleatorias. Estos picos cuánticos
rápidos en la energía oscura pueden servir como el desencadenador para el paso
siguiente de su relato. Si se espera el tiempo suficiente, fuertes
fluctuaciones pueden empujar momentáneamente a alguna minúscula región del
fondo vacío a lo largo de la curva de energía potencial de la inflación, hasta
un estado de falso vacío. El resultado es una nueva región de inflación que
crea nuevas cosechas de universos bebé a partir del espacio vacío. Adviértase
que se emplea el término universo bebé en lugar de universo de bolsillo. Aunque
los detalles de la gravedad cuántica sigan siendo desconocidos, los físicos
esperan que las fluctuaciones cuánticas puedan dar origen a ámbitos de
espacio-tiempo separados y desconectados. Carroll empleó esta posibilidad para
ir más allá con su multiverso que las ideas usuales de inflación eterna. Los
universos bebé se arrancan literalmente del espacio-tiempo de sus padres y, al
hacerlo, empiezan en un estado de baja entropía. Por la naturaleza de su
creación, los universos bebé empiezan con baja entropía y pueden seguir
inflándose y evolucionando por su cuenta.
Adam Frank
El fin del principio, página 374
Existe un vértigo convincente en la solución de Carroll y
Chen. Su multiverso siempre ha existido y siempre existirá. Es dinámico y
evoluciona, pero, en un sentido estadístico, siempre es el mismo. El Gran
Estallido es sólo nuestro Gran Estallido, y no es único. Lo definimos como
nuestro pasado porque es la dirección en la que la entropía era menor. Pero los
límites a la entropía de todo el multiverso no se alcanzan nunca, porque
siempre se pueden crear e inflar más universos bebé. Nuevos universos fluyen
continuamente hacia el pasado y el futuro del multiverso. La distinción pierde
cualquier significado cósmico absoluto. El multiverso se halla fuera del tiempo
porque no hay un flujo universal de su tiempo en ninguna dirección particular.
La pregunta del «antes» no sólo se ha contestado, ha sido abrumada.
Adam Frank
El fin del principio, página 375
El principio
antrópico consigue nuevos conversos
El ajuste fino es un problema real para físicos y
cosmólogos. Desde las veinte constantes necesarias para la exigencia del modelo
estándar del Gran Estallido de unas condiciones iniciales especiales, de baja
entropía, el imperativo de que el universo se construyera «exactamente así»
(hasta muchos lugares decimales) para que la vida se formara, ha perturbado
durante décadas el proyecto de la física fundamental. El objetivo de los
físicos ha sido siempre encontrar leyes intemporales que especifiquen la forma
exacta de la naturaleza y su evolución. Pero cuanto más sondeaban los científicos
el universo, más observaban accidentes felices que seleccionaban condiciones
especiales y valores especiales de constantes. Todos estos accidentes aparecían
en la forma exactamente adecuada para crear un cosmos en el que pudiera crecer
la vida. Era un dilema que, a buen seguro, complacía a los defensores del
diseño inteligente, partidarios de un dios. Con el ajuste fino podían afirmar
que la misma física proporcionaba pruebas de una superinteligencia que hacía
girar los diales de su creación y seleccionaba las condiciones precisamente
adecuadas (de entre una infinidad de posibilidades) para hacer este cosmos
improbable. Una salida tan fácil sería anatema para el proyecto que Tales, el
creador de la tradición racional griega, inició hace 2.500 años. Para muchos
científicos, el multiverso, con su infinidad de universos, parecía proporcionar
una clara explicación del dilema. Pero para invocar completamente su poder, los
científicos tenían que enfrentarse a la temible palabra de la cosmología que
empieza con A: el principio antrópico.
El principio antrópico ha estado revoloteando durante
décadas en el segundo plano del pensamiento cosmológico. En su forma más
simple, afirma que el universo y sus leyes han de adoptar una forma consistente
con nuestra existencia en él. Esto, al principio, puede parecer una tautología
(algo tan evidente que no vale la pena plantearlo), pero a lo largo de los años
algunos físicos y cosmólogos se han encariñado con demostrar de qué modo el
principio antrópico podía emplearse para hacer predicciones cosmológicas. En la
década de 1950 fue precisamente Fred Hoyle quien encontró casualmente un
ejemplo temprano de razonamiento antrópico cuando predijo que tenían que
existir reacciones nucleares específicas para que en el interior de las estrellas
se formara carbono (esencial para nuestra existencia). La predicción de física
nuclear de Hoyle se confirmó sólo unos años más tarde en experimentos. Un
«éxito» más reciente del principio antrópico tuvo lugar en 1995, cuando el
físico Steven Weinberg, galardonado con un premio Nobel, se preguntó por qué la
constante cosmológica era mucho más pequeña de lo que sugerirían los cálculos
de la física de partículas.
Recuérdese que los físicos saben desde hace tiempo que la
mecánica cuántica predice que el vacío es cualquier cosa menos espacio vacuo;
por el contrario, es un estado que bulle de partículas virtuales que entran y
salen de la existencia sin violar nunca las reglas de la incertidumbre. Los
físicos de partículas vieron que este vacío cuántico podría expresarse como una
energía que impregnara todo el espacio, exactamente como una constante
cosmológica. Pero sus predicciones para el tamaño de la constante cosmológica
sobre la base de la energía del vacío eran tan grandes que el universo que conocemos
nunca se podría haber formado. De alguna manera, razonaron, las fluctuaciones
del vacío cuántico han de eliminarse entre sí. La mayoría de los investigadores
pensaron que la eliminación sería completa, lo que conduciría a una constante
cosmológica que sería exactamente cero. Utilizando razonamiento antrópico en
relación a la necesidad de la formación de galaxias como un precursor de la
formación de la vida, Weinberg fue más allá y pudo obtener un valor superior
para la constante cosmológica. Cualquier valor más elevado que su predicción,
aducía Weinberg, despedazaba las protogalaxias antes de que se pudieran formar
por completo. Para que las galaxias y por lo tanto la vida pudieran existir,
concluía Weinberg, la constante tenía que ser así de grande, pero no mayor. El
descubrimiento de la energía oscura en 1999, si se interpretaba como una
constante cosmológica, daba un valor exactamente en el rango que Weinberg
predecía.
El principio antrópico adopta muchas formas. Algunas de
dichas formas son tan endebles que son inútiles y existen como una especie de
parodia de la idea: «la existencia de vida nos dice que el universo ha de
permitir que exista la vida». Algunas formas son tan potentes que hacen que la
mayoría de los científicos materialistas se sientan frustrados: «las leyes de
la física han de tener una forma que haga que la vida sea un rasgo necesario de
la evolución cósmica». Después de su introducción en los últimos años de la
década de 1960 y en la de 1970, la mayoría de los científicos rechazaron el
pensamiento antrópico, viendo que era tan obvio que resultaba inútil, o tan
restrictivo que suponía un ejercicio de misticismo. El éxito tantas veces
citado de Hoyle, por ejemplo, se rechazó por no ser realmente antrópico.
Después de todo, el carbono es tan importante para la caliza como lo es para la
vida. El problema siempre era ver de qué manera las leyes para este universo
concreto podrían relacionarse con nuestra existencia. Pero si existiera más de
un universo, entonces el principio antrópico adoptaría un significado
completamente nuevo.
Un multiverso hace que el razonamiento antrópico sea una
cuestión de estadística. La inflación eterna nos proporciona un extenso
conjunto de universos, cada uno de los cuales tendrá una física distinta y
distintas constantes que guíen dicha física. Con tantas posibilidades, nuestra
aparición en este universo de bolsillo concreto con su aparente ajuste fino de
constantes y de condiciones iniciales se convierte en algo menos que un
misterio. Incluso si la vida es exquisitamente sensible a las constantes de la
naturaleza de dicho universo, la muestra infinita, o casi infinita, de
universos de bolsillo del multiverso significa que constantes favorables para
la vida tienen que haberse presentado en algún lugar. Desde luego, nosotros nos
hallamos en uno de estos universos a los que les tocó la lotería de la vida.
Pero existen otros universos con otras físicas, y muchos de ellos serán
estériles. En algunos de estos otros universos, la energía oscura separó el
espacio tan deprisa que nunca se formaron las galaxias y no existe ninguna
estructura de estrellas. Materia y energía se dispersaron como jirones de
niebla aventados por un vacío infinito. En otros universos, la física nuclear
del carbono y de otros elementos es sólo lo bastante diferente para evitar que
las estrellas cocinen en su núcleo elementos pesados. Las estrellas arden, pero
la vida e incluso los planetas pueden ver impedida su existencia. Existen
muchas posibilidades. En un multiverso, señalan algunos científicos, será el
razonamiento antrópico lo que proporcione una manera para elegir entre todos
ellos.
Algunos investigadores han llevado esta lógica un paso más
allá. Hace tiempo que un principio básico de la ciencia dice que explicar
fenómenos sobre la base de la perspectiva del observador es una forma de
alegato especial. Los científicos invocan a veces lo que denominan principio
copernicano para eliminar las afirmaciones de que un observador se halla en una
época especial o en un lugar especial que conducen a resultados especiales.
Utilizando el multiverso y argumentos antrópicos, algunos cosmólogos aducen que
tampoco debiéramos esperar terminar en un universo «especial». Esto sólo serían
más ajustes finos.
Introduzcamos la mano en el saco de universos de bolsillo y
elijamos uno al azar. Por término medio, elegiremos un universo que posea el
tipo promedio de condiciones para el multiverso en su conjunto. La misma regla
es de aplicación para el universo que nos encontramos ocupando. Si el principio
copernicano es cierto, entonces nuestro universo tiene que estar cerca del
universo promedio. Por lo tanto, un científico debería poder utilizar nuestra
existencia para decir algo acerca de las estadísticas reales de los universos
de bolsillo de todo el multiverso. No deberíamos esperar otra cosa que
encontrarnos en un universo promedio, mediocre. Según como se mire, esta
perspectiva es humillante o insultante.
Sin embargo, en el seno de la comunidad cosmológica existe
un debate enorme y virulento acerca del significado de «estadística de todos
los universos». Algunos científicos dicen que es imposible definir un universo
promedio, mientras que otros ofrecen lo que dicen que son definiciones
operativas. Pero bajo el debate técnico hay una cuestión más profunda acerca de
la dirección y el objetivo de la ciencia cosmológica en una era posterior al
Gran Estallido.
Adam Frank
El fin del principio, página 268
Sean cuales fueren sus afiliaciones religiosas personales,
muchos físicos comparten la visión de una especie de Dios no religioso, y ello
se refleja en su Santo Grial: la búsqueda de la descripción fundamental de la
realidad fundamental.
Adam Frank
El fin del principio, página 381
Siguiendo la brillante línea de razonamiento desde Pitágoras
a Kepler, a Newton y más allá, la empresa moderna de la física ha sido una
búsqueda de una descripción única y unificada del mundo.
Adam Frank
El fin del principio, página 381
Leonard Susskind no forma parte de los fieles. Susskind, el
teórico de cuerdas que acuñó el término «paisaje de cuerdas», ha argumentado
con fuerza que ha llegado el tiempo del principio antrópico.16 Aboga por
adoptarlo como un medio de efectuar más avances en articular por qué nuestro
universo tiene la estructura que tiene. Pensando en términos de universos de
bolsillo y de sus estadísticas, Susskind y otros sugieren que ya es hora de
cambiar el objetivo de la teorización cosmológica. En lugar de encontrar la
única ley eterna de la naturaleza que ordenó este universo, hemos de encontrar
una ley eterna que rija todos los universos. La física de nuestro universo
único se convierte entonces en un accidente de la estadística. Se trata de una
idea radical, de la que muchos científicos se burlan.
Adam Frank
El fin del principio, página 382
Si la inflación es cierta (y hay un cuerpo reducido pero
creciente de datos que la respaldan), ¿se sigue de ahí necesariamente la
inflación eterna? Y si la inflación eterna es una consecuencia de la inflación,
¿ha de existir un multiverso sin principio ni final? Si el multiverso es real,
¿acaso el proyecto de la física y la cosmología, con sus grandes sueños de una
teoría final, se convierte en una reliquia de una época más ingenua? Los datos
son, en último término, los que darán respuesta a las cuestiones de los
multiversos y de la inflación eterna. Pero ¿cuánto tiempo se tardará en
compilar estos datos? Mientras tanto, ¿qué precio pagaremos por ir más allá del
Gran Estallido? Son éstas preguntas a las que se enfrenta toda la comunidad de
físicos, astrónomos y cosmólogos.
Adam Frank
El fin del principio, página 382
Julian Barbour es un físico rebelde, un investigador
convencido de que ir más allá del Gran Estallido y antes del mismo requerirá
algo más que simplemente nuevas teorías de cuerdas, branas o inflación. En
lugar de ello, Barbour está dispuesto a poner en tela de juicio hipótesis
fundamentales de las que la física ha dependido durante siglos. No está solo.
En todo el globo, un grupo pequeño pero decidido de científicos ha adoptado
también la capa del rebelde. Cada uno de ellos, a su propia manera, cree que el
progreso en las fronteras de la física y la cosmología se ha estancado. A sus
ojos, para conseguir un avance renovado será necesario apartarse de los métodos
y modelos actuales. Para algunos de estos investigadores, su salida de la
física convencional se produjo como consecuencia del trabajo en su seno. Otros
han experimentado una desavenencia creciente con la dirección que la cosmología
y la física fundamental han tomado, lo que los lleva a plantear preguntas más profundas
y fundamentales. A cada uno de ellos, la teoría de cuerdas y sus 10500
soluciones posibles les parece un callejón sin salida, y la multiplicación de
universos no observables en modelos de multiversos se parece más a la ciencia
ficción que a la ciencia. Tiene que haber algo distinto, algo mejor, algo que
todavía no se ha imaginado, que esté aguardando. Cada uno de los rebeldes ve un
problema fundamental con la física y la cosmología. En casi todos los casos, el
problema que ven es el tiempo. Cada uno de ellos está preparado para desmontar
la manera en que la física describe el tiempo y para comenzar de nuevo. A veces
están preparados con soluciones radicales que, si son correctas, alterarán
profundamente el propio significado del tiempo y su papel en la cosmología. En
otros casos, las críticas se inclinan hacia la metafísica, se preguntan qué
significa la física, cómo se lleva a cabo y cómo todo empieza con el tiempo. En
todos los casos, estos rebeldes están dispuestos a plantar cara a lo convencional
y a reexaminar la manera en que deberían plantearse las preguntas sobre el
tiempo, la física y la cosmología.
Adam Frank
El fin del principio, página 503
Puede pensarse en los Ahoras de Barbour como páginas de una
novela arrancadas del lomo del libro y lanzadas aleatoriamente sobre el suelo.
Cada página es una entidad separada que existe sin tiempo, que existe fuera del
tiempo. Si se disponen las páginas en algún orden especial y nos desplazamos
por ellas paso a paso se consigue que se desarrolle un relato. Aun así, con
independencia de cómo dispongamos las hojas, cada página es completa e
independiente.
Adam Frank
El fin del principio, página 387
Para Barbour, la física de la realidad es la física de estos
Ahoras considerados en conjunto como un todo. No hay un momento pasado que
fluya hacia un momento futuro. En lugar de ello, todas las diferentes
configuraciones posibles del universo, toda localización posible de cada átomo
a lo largo de toda la creación, existen simultáneamente. Todos los Ahoras de
Barbour existen a la vez en un extenso ámbito platónico que se mantiene
completa y absolutamente sin tiempo.
Adam Frank
El fin del principio, página 387
El pasado y el futuro, el principio y el final han
desaparecido simplemente en la física de Barbour.
Adam Frank
El fin del principio, página 389
El número 3 no se encuentra en el pasado del número 5, de la
misma manera que el Ahora del gato que salta desde la mesa no tiene lugar en el
pasado del Ahora en el que el gato llega al suelo.5 El pasado y el futuro, el
principio y el final han desaparecido simplemente en la física de Barbour.
Adam Frank
El fin del principio, página 389
La perfecta disposición intemporal de Barbour de los Ahoras
en el paisaje de Platonia es la más radical de todas las soluciones al enigma
del Antes. Pero su audacia revela un camino alternativo a partir de este
extraño momento en la historia de la ciencia. En una época en la que la búsqueda
de la gravedad cuántica ha multiplicado las dimensiones y el descubrimiento de
la energía oscura ha hecho que los cosmólogos vuelvan a sus pizarras, todas las
cosas fundamentales parecen estar disponibles. Barbour está dispuesto a
retroceder aún más y a ofrecer «no hay tiempo» como una respuesta más básica a
la pregunta «¿Qué es el tiempo?».
Adam Frank
El fin del principio, página 389
La cosmología cuántica es el intento de explicar todo el
universo como un objeto cuántico.
Adam Frank
El fin del principio, página 391
Desde luego, sin una teoría completa de la gravedad cuántica
la cosmología cuántica sólo puede esbozar las posibilidades.
Adam Frank
El fin del principio, página 391
Se considera que la cosmología inflacionaria es una forma de
cosmología cuántica.
Adam Frank
El fin del principio, página 392
La manera en que el tiempo aparece en la manera cotidiana de
hacer física (a un estudiante en un laboratorio, por ejemplo) y la manera en
que aparece en la cosmología cuántica son profundamente diferentes. Si uno
intenta calcular el movimiento de una bola de billar en la física normal, introduce
simplemente el tiempo en las ecuaciones de Newton para el movimiento y deja que
las fuerzas que actúan sobre la bola la muevan de un lugar a otro. Pero cuando
uno intenta explicar la historia fundamental del universo, no se puede
simplemente suponer el tiempo: uno tiene que deducir dónde vive el tiempo en
las ecuaciones de cosmología cuántica. Uno tiene que considerar qué parte de su
descripción matemática representa el tiempo. El problema, encontró Albrecht, es
que no hay una fórmula única que les diga a los físicos cómo hacerlo. No existe
una regla única que explique cómo evolucionó el universo, porque no hay una
manera única de separar el tiempo de los otros fragmentos de la ecuación.
Adam Frank
El fin del principio, página 393
Albrecht y sus colegas esperaban que la cosmología cuántica
les dijera exactamente por qué el universo en que vivimos tiene el aspecto que
tiene. La ambigüedad del reloj les bloqueaba el camino. Si Albrecht está en lo
cierto, entonces la cosmología cuántica no podrá predecir nunca completamente
el decurso de la historia cósmica porque nunca pueden especificarse de antemano
las leyes que determinan dicha historia.
Adam Frank
El fin del principio, página 395
Aunque Andy Albrecht podría no estar metafísicamente
predispuesto a poner en tela de juicio la existencia de leyes intemporales,
otros dirían que la metafísica y la filosofía son exactamente allí donde empezó
el problema. Para el físico Lee Smolin, del Instituto Perimeter, y el filósofo
Roberto Mangabeira Unger, de la Universidad de Harvard, el verdadero reto para
avanzar es ir más allá de una metafísica que no se declara pero que está
descarriando todo el esfuerzo de la física fundamental y la cosmología. En una
iniciativa que es valiente o temeraria, Unger y Smolin quieren poner en
entredicho los límites filosóficos del pensamiento que conducen a los
multiversos y a las dimensiones superiores. En su opinión, estos mundos
fantásticos son sólo eso: fantasías, y el avance puede exigir que volvamos a
examinar nuestras creencias más estimadas en las leyes físicas eternas.
Adam Frank
El fin del principio, página 397
Según Smolin y Unger, las «ficciones» invisibles de las
nuevas teorías se crean en respuesta a algún reto que plantea el mundo que
observamos directamente. Por ejemplo, los físicos quieren una teoría de la
gravedad cuántica, y la teoría de cuerdas parece una posibilidad atractiva.
Pero no se podría hacer que el proyecto de la teoría de cuerdas de intercambiar
partículas puntuales por cuerdas microscópicas funcionara si el mundo sólo
fuera tridimensional. En respuesta, los teóricos de las cuerdas «añadieron más
espacio», permitiendo que el mundo incluyera siete dimensiones adicionales que
nos están ocultas. Con esta jugada, los investigadores construyeron un marco
operativo para la gravedad cuántica en términos de cuerdas vibrantes, pero el
precio que pagaron fue la necesidad de añadir siete dimensiones invisibles a la
realidad.
Adam Frank
El fin del principio, página 400
A los ojos de Unger, el multiverso representa otra ficción.
Las cosmologías de multiversos eliminan el problema planteado por las veinte
constantes de ajuste fino del modelo estándar. En un universo de universos, los
valores de las constantes que vemos en nuestro cosmos son sólo un accidente. En
lugar de ser física fundamental, los valores de las constantes se convierten
simplemente en un asunto de estadística que tiene lugar a lo largo de muchas
encarnaciones del modelo estándar en los muchos universos de bolsillo que
constituyen el multiverso.
En ambos casos (el multiverso y las dimensiones ocultas de
la teoría de cuerdas), Unger dice que las teorías no explican; lo que hacen es
dejar de explicar. Para Unger, estos universos o dimensiones invisibles vacían
la realidad de lo que experimentamos realmente. «Cuando imaginamos que nuestro
universo es sólo uno de una multitud de mundos posibles, devaluamos este mundo,
el único que vemos, el único que deberíamos intentar explicar», dice. Tanto
Unger como Smolin quieren que el énfasis en física pase de estos mundos
posibles al único mundo real. Este mundo, dicen, está saturado de tiempo y está
libre de leyes intemporales.
En opinión de Smolin y Unger, es fundamental que
reconozcamos de qué manera la metafísica de los universos de la teoría de
cuerdas y del multiverso continúa el dominio de una idea antigua cuyas raíces
hay que buscar en Platón. La tarea de la física teórica, según esta tesis
venerable, es descubrir leyes universales e intemporales de la naturaleza. «Por
definición, este objetivo es trascendental», dice Smolin. «Requiere comprender
algo verdadero fuera del tiempo y más allá del espacio.» Tanto para Smolin como
para Unger las conexiones con la religión son evidentes. «Debido a esa
trascendencia implícita», escribió Smolin en un artículo reciente, «este
objetivo simplemente continúa las presuposiciones metafísicas todavía más
antiguas de la religión: que el mundo que experimentamos es menos real que una
realidad mucho mayor e intemporal de verdades eternas». No hay necesidad, dicen
Smolin y Unger, de mantener la física pegada a este tipo de filosofía, en
especial si esto introduce tanta ficción en el ámbito de la ciencia.
Adam Frank
El fin del principio, página 400
Cuando se enfrentan a las cuestiones del tiempo y de lo que
hubo antes del Gran Estallido, cada uno de los pensadores rebeldes que se ha
presentado en este capítulo ofrece una perspectiva diferente. Julian Barbour
nos dice que «antes» del Gran Estallido no es ningún problema, porque el
«antes» y el «después» nunca existieron, para empezar. No hay tiempo ni cambio.
Andreas Albrecht, uno de los líderes originales de la teoría de la inflación,
sigue sus ecuaciones de cosmología cuántica hasta su conclusión lógica y
observa con asombro cómo la ambigüedad del reloj se traga la posibilidad de una
ley eterna, intemporal. Lee Smolin y Roberto Unger contemplan el paisaje de la
cosmología moderna con sus dimensiones adicionales y otros universos, declaran
que son ficciones y se disponen deliberadamente a inventar otra ruta. Cada uno
de estos investigadores es serio, sobrio y determinado, pero cada uno explora
una frontera que se halla en el borde, o bien más allá del borde, de lo que la
física cosmológica imperante parece estar dispuesta a considerar.
En una era en la que la cosmología imperante ofrece tantas
alternativas que resultan extrañas al modelo estándar del Gran Estallido, puede
parecer igualmente extraño que alguna de estas ideas se considere que es
demasiado o demasiado lejos. Pero la ciencia es, por encima de todo, una
comunidad de pensadores. Durante cientos de años, dicha comunidad ha
desarrollado su propio consenso sobre los problemas que piensa que son
esenciales y, más importante todavía, sobre qué métodos considera apropiados
para atacar dichos problemas. Las opciones que ofrece en la actualidad la
cosmología imperante pueden parecerle al resto de la cultura una serie
conturbadora de títulos extraños: teoría de cuerdas, gravedad cuántica de
bucle, universos holográficos, mundos de branas, etc. Pero dichas teorías viven
todavía en el sentido compartido de la comunidad científica de lo que es
razonable en términos de objetivos y métodos. Lo que pone en el borde algo como
el principio antrópico es su requerimiento implícito de cambiar los objetivos
de la ciencia. Los cuatro rebeldes que hemos encontrado en este capítulo van
todavía más allá: cada uno de ellos ofrece una crítica mucho más profunda de
las conjeturas que constituyen la base de la física cosmológica moderna.
La presencia de los rebeldes y de sus visiones diversas
demuestra el carácter inestable y emocionante de este momento en la
construcción de la cosmología. Nos hallamos claramente preparados para ir más
allá del modelo del Gran Estallido, que ahora tiene sesenta años de antigüedad,
de un universo que empezó con un único momento de creación. La génesis se ha
acabado. Pero ¿qué ocupará su lugar? Las nuevas teorías, muchas de las cuales
suponen extrañas exigencias a la realidad, se multiplican como conejos. Las
observaciones que pueden zanjar la cuestión se hallan, en el mejor de los
casos, a décadas de distancia. Nuevos descubrimientos, como la energía oscura,
pueden hacer zozobrar el proyecto actual y lanzarnos en cualquier momento en
una nueva dirección. Con tanto cambio y tanta incertidumbre, hay que ser justo
incluso con los rebeldes.
Adam Frank
El fin del principio, página 403
La primera pregunta a la que llegamos surge del
reconocimiento de que hemos estado creando el tiempo desde que empezamos a
moldear la cultura. El tiempo humano cambia de una era a la siguiente, y no hay
nada otorgado por Dios u otorgado por la física en la forma de tiempo en la que
cada persona nace. Cuando enseñamos a nuestros hijos cómo leer el reloj, los
estamos introduciendo en un marco específico de tiempo imaginado. Cuando van
por primera vez a la escuela y descubren que la sexta hora de clase es la de
Matemáticas pero que la séptima es la de Lengua se les enseña, de nuevo, a
existir en un contexto de un tiempo definido culturalmente y hecho real a
través de formas específicas de compromiso material. Para cuando empezamos a
trabajar, estamos tan metidos en este tiempo cultural que apenas podemos ver lo
que es realmente: una invención.
Adam Frank
El fin del principio, página 408
El tiempo en el que vivimos hoy, el tiempo que gobierna
nuestras vidas, descansa sobre un único valor: eficiencia.
Adam Frank
El fin del principio, página 410
Universos en
formación: Cosmología y verdades cósmicas
Mide veinticuatro metros de alto y pesa siete mil toneladas.
Dos mil novecientos kilómetros de cables entran y salen de su mole octogonal.
Los cables proporcionan corriente eléctrica y transportan petabytes de datos
desde sus rimeros de paneles de obleas de silicio hasta bancos de ordenadores.
Lo llaman Atlas. Es el detector principal del Gran Colisionador de Hadrones, un
acelerador de partículas que representa el futuro de la física de partículas.
El centro del detector Atlas es recorrido por un tubo de metal de vacío que se
extiende hacia la distancia de las instalaciones subterráneas. Recorrer el tubo
a lo largo del túnel que lo alberga supone para el visitante efectuar un circuito
de veintisiete kilómetros. Imanes superconductores llenos de helio
superenfriado rodean el tubo de metal a lo largo de todo el túnel. Dentro del
tubo, los protones son acelerados hasta una velocidad que se halla sólo una
pizca por debajo de la de la luz. Un haz de protones circula en una dirección
por un lado del tubo. Otro haz, que por seguridad se mantiene separado del
primero en el otro lado del tubo, circula a lo largo de la pista en la
dirección opuesta. En el seno de las grandes fauces de Atlas, las corrientes
opuestas de materia son desviadas magnéticamente una hacia la otra. Cuando las
partículas colisionan se aniquilan, enviando en todas direcciones una rociada
de residuos. En el detector, se captan y se miden las trazas de la colisión.
Los datos se enviarán a los ordenadores para crear un registro de estos breves
instantes en que los humanos consiguieron, por brevemente que fuera y por
pequeñísima que fuera la escala, recrear las condiciones que existieron sólo
una vez en la historia temprana de este universo.
Se tardaron veinte años en construir el Gran Colisionador de
Hadrones (LHC), con un coste de más de 9.000 millones de dólares. Situado en
las afueras de Ginebra, Suiza, se trata de una instalación internacional
operada por veinte países a través del trabajo de miles de científicos y
técnicos. Es el mayor experimento de física que jamás se haya creado. Las
esperanzas de todo el campo de la física fundamental viajan con estos haces de
protones que circulan. Desde la primera prueba indirecta de la teoría de
cuerdas hasta las detecciones directas de materia oscura, los físicos esperan
que el LHC sea el motor que finalmente los lleve más allá del modelo estándar.
Pero por su tamaño, coste y organización enormes, el LHC representa también
algo más. Es la culminación de una nueva manera de hacer ciencia que surgió con
(y de) la cultura que hemos construido en fecha tan reciente.
La física y la ciencia cosmológica se transformaron tan
profundamente por la nueva cultura de la eficiencia como lo fue la vida
cotidiana. Los años posteriores a la segunda guerra mundial, en particular,
vieron el desarrollo de la «Gran Ciencia», proyectos enormes a la escala
industrial dedicados a dar respuesta a grandes preguntas. La física de
partículas abrió el camino en el desarrollo de la Gran Ciencia, con la
construcción de aceleradores de partículas cada vez mayores y de coste
astronómico que requerían el personal de una fábrica de tamaño medio. Sin estos
programas, el modelo estándar (con sus leptones, quarks y bosones fuerza) no se
hubiera conseguido nunca. El programa espacial es otro ejemplo potente de Gran
Ciencia. La infraestructura necesaria para diseñar, construir y lanzar un
telescopio de investigación basado en el espacio, incluso de ambiciones
modestas, se extiende a través de continentes. La gestión de tanto esfuerzo humano,
detalle técnico y financiación contribuyó a las capacidades rápidamente
cambiantes del compromiso material (y se basó en ellas) y de todos los
comportamientos culturales que se generaron con él.
La hiperconectada Internet surgió, en parte, como una herramienta
de investigación para los físicos de partículas. El primer navegador de la Red
surgió de un laboratorio de astrofísica computacional. Al tiempo que estas
tecnologías explotaban en la cultura mayor, reescribiendo el paisaje del
comportamiento humano, también estaban remodelando la cultura y las
posibilidades científicas. Lo que sólo unas décadas antes les habría tomado
meses a los científicos, tardaba ahora segundos y se podía repetir millones de
veces. La compilación automática de datos que se usaba para producir mapas
cósmicos de galaxias distribuidas a lo largo de miles de millones de años-luz
es sólo un ejemplo de la eficiencia facilitada por los ordenadores en la que
actualmente se basa la cosmología moderna. Las colaboraciones entre los cientos
de científicos, ingenieros y técnicos que construyeron el satélite WMAP, con su
visión de alta resolución del fondo cósmico de microondas, es otro. Las
conclusiones cosmológicas que el WMAP ofreció a miles de científicos, que
estaban conectados entre sí mediante redes electrónicas, no habrían sido
posibles sin el mismo tipo de conexión material que impulsó el Facebook, la
Wikipedia y Amazon.com.
Fue contra el fondo de estos esfuerzos que se puso en tela
de juicio el estallido del Gran Estallido. Los teóricos siguieron sus propios
imperativos en la construcción de la cosmología a medida que contribuían a los
interrogantes a gran escala del mundo, y respondían a ellos. Sus esfuerzos,
expresados en el lenguaje de la física matemática y de los modelos teóricos,
ofrecen ahora narraciones nuevas y radicales del universo y del tiempo. La
pregunta es: ¿qué ocurrirá después?
La detección del fondo cósmico de microondas en 1964 por
parte de Wilson y Penzias fue un accidente. Esto es lo que hace su historia, y
la historia de la ciencia del Gran Estallido, tan convincente. Tropezaron con
pruebas de la verdadera historia de la evolución cósmica como si hubieran dado
con la Piedra de Rosetta mientras paseaban por el bosque. En este
descubrimiento hay una lección para nosotros. El fondo cósmico de microondas
hablaba tan fuertemente a favor del modelo del Gran Estallido que cualquier
disenso fue inmediatamente sofocado. Las pruebas eran así de completas. Incluso
una persona que contemplara la estática de una pantalla ordinaria de televisión
podía captar unos cuantos fotones del CMB en el caos titilante. En este
sentido, el compromiso material de la vida cotidiana, en la forma de las
tecnologías de la televisión, permitió que todos «vieran» el Gran Estallido.
¿Encontrarán las nuevas cosmologías alternativas pruebas tan convincentes?
La teoría de cuerdas ha proporcionado profundos atisbos
matemáticos a una diversidad de campos. Puede que al final resulte ser los
cimientos de una física completamente nueva que encontrará su propia
confirmación en los experimentos. Éste sería un rumbo emocionante. La
confirmación experimental de dimensiones invisibles extendería radicalmente el
significado de nuestro concepto de «cosmos». Pero también puede ocurrir que la
teoría de cuerdas no sea más que matemáticas, una colección de ideas
interconectadas intelectualmente ricas, pero sin conexión con la física. El
multiverso es asimismo una posibilidad turbadora. Si en nuestros experimentos y
observaciones se manifestaran pruebas de otros universos, ello abriría las
puertas de la imaginación cosmológica de la humanidad y se iniciaría un nuevo
capítulo en el esfuerzo de la humanidad para situarnos frente al verdadero
fondo cósmico. Pero puede que nunca encontremos pruebas de siquiera otro universo
en nuestros mapas de galaxias, en el fondo cósmico de microondas o en ningún
otro lugar. Como el éter de hace un siglo, puede resultar que el multiverso no
sea nada más que el deseo profundamente sentido por los científicos.
A la vista de estas cuestiones, muchos científicos critican
hoy en día la confianza de la cosmología en entidades que actualmente no son
observables, como las dimensiones adicionales de la teoría de cuerdas o los
múltiples universos que utiliza la inflación eterna. La teoría de cuerdas, en
particular, lleva existiendo, bajo diversas formas, más de treinta años y
todavía ha de producir alguna conexión tangible con observaciones o
experimentos. Sus defensores aducen que hemos de esperar y que tiene sentido
hacerlo dada la extensión del alcance de la teoría. Pero ¿cuánto tiempo estarán
dispuestas a esperar la comunidad científica y la cultura que la sostiene?
Más importante aún: ¿qué forma adoptarán las pruebas de una
definición nueva y radical del universo? La detección del CMB anunció una
victoria total para los modelos del Gran Estallido. ¿Serán las pruebas para
entidades cosmológicas esotéricas tales como un multiverso tan claras como para
acallar el disenso como hizo el CMB? ¿O acaso las pruebas para algo como la
cosmología de cuerdas se hallan tan alejadas en el ámbito de los efectos de
noveno orden en un espectro de perturbaciones que las interpretaciones
diferirán durante décadas? ¿Qué ocurrirá si no llegan pruebas directas y
convincentes de las dimensiones ocultas o de otros universos? ¿Continuarán los
cosmólogos infiriendo su existencia porque añadir estas características a una
teoría es la única manera de explicar lo que se observa, como la apariencia de
ajuste fino?
Finalmente, ¿habrá de cambiar la definición de la propia
ciencia, y sus objetivos fundamentales, en respuesta a nuevas teorías y a su
confrontación con nuevos datos? El reconocimiento de que la teoría de cuerdas
no puede predecir nuestro universo de manera única, pero que en cambio
proporciona un paisaje casi infinito de universos posibles, fue una decepción
para muchos. Para otros, entre ellos Leonard Susskind, señalaba hacia una
aproximación diferente, una aproximación antrópica, a la ciencia cosmológica.
¿Cómo tendrá que cambiar la ciencia mientras se extiende para abarcar las
preguntas más antiguas y más profundas de la existencia y la realidad? ¿Acaso
debería cambiar?
Estas preguntas dependerán evidentemente del compromiso
material en forma de nuevas tecnologías para la experimentación física y la
observación astronómica. Dentro de unas pocas décadas podrán lanzarse al
espacio detectores de ondas gravitatorias hiperprecisos, y representan una
dirección para el nuevo compromiso material. Los detectores de ondas
gravitatorias podrían proporcionar pruebas de cosmologías alternativas. Pero no
está claro si los detectores de ondas gravitatorias que se planean serán lo
bastante sensibles para ver las señales que predicen las nuevas cosmologías.
Así, las preguntas de alternativas al Gran Estallido se basarán asimismo en la
cultura que sostenga a la ciencia.
Las pruebas sólidas y convincentes para la teoría de
cuerdas, la cosmología de branas y los modelos de multiversos pueden llegar en
las próximas décadas. Pero si no llegan, entonces toda la aproximación que en
la actualidad se desarrolla de manera tan activa puede quedarse al borde del
camino. Si las predicciones de las nuevas tecnologías siguen hallándose más
allá del alcance de los experimentos, entonces los esfuerzos para dedicarse a
estas cosmologías languidecerán. Como el éter de hace un siglo, miles de
artículos científicos pueden convertirse en nada más que reliquias históricas
de callejones científicos sin salida. Ni la ciencia ni la cultura esperarán por
siempre. La construcción del cosmos seguirá adelante, especialmente cuando la
cultura se enfrente a sus propios cambios. En este caso, los enfoques realmente
radicales para redefinir el tiempo cósmico podrán empezar a encontrar respaldo,
incentivos y financiación.
El punto principal es que, como hemos visto, la cultura
siempre necesita una cosmología que respalde sus propios hechos
institucionales, sus propios principios organizativos. Desde esta perspectiva,
no es sorprendente que una cultura que construye su tiempo en ciclos temporales
inferiores a los milisegundos encuentre su imagen en una cosmología que se
centra en acontecimientos que ocurrieron 10–33 de segundo después de la creación.
Vivimos en una cultura científica, impulsada por la tecnología, y nos dirigimos
a la ciencia para que nos proporcione nuestro marco de referencia cosmológico y
nuestra orientación. Un mito que deja de ser útil deja de existir, dijo Karen
Armstrong, refiriéndose a la cultura humana en milenios pretéritos. Lo mismo
puede decirse de las narraciones científicas del universo. Incluso hoy en día,
la cultura humana necesita su cosmología dominante, y si la cultura cambia
parece que la construcción del cosmos también lo hará. Lo que hemos aprendido
acerca del tiempo después del Gran Estallido es sólido. El relato del universo
en expansión, de partículas subatómicas que se fusionan en núcleos ligeros, de
fotones del fondo cósmico de microondas liberados para atravesar el espacio
eternamente y de galaxias que se condensan a partir de un mar de hidrógeno
representa lo mejor que la ciencia moderna ha conseguido. Pero ahora el
contexto en el que colocamos dicho relato se ha vuelto fluido. Es el estallido
del principio, el significado mismo del principio, lo que está disponible.
Viendo la evolución entrelazada del tiempo cósmico y del
tiempo humano nos lleva a la pregunta más profunda de todas: ¿cuál es la
naturaleza de la verdad en la ciencia cosmológica? ¿A cuánta parte del cosmos
tenemos acceso objetivo?
Máscaras del universo
En 1996, el físico Alan Sokal dio los toques finales a un
nuevo artículo y lo envió a una revista académica. El artículo no era una
descripción de un nuevo método experimental ni de un nuevo cálculo teórico, y
la revista no era una publicación científica. Sokal había enviado su nuevo
trabajo a Social Text, una revista dedicada a «estudios de la cultura
posmoderna», y todo su artículo era un absurdo, un engaño.
La revista dedicaba un número a las llamadas guerras de la
ciencia que hicieron su aparición en las décadas de 1980 y 1990, cuando algunos
estudiosos de las humanidades empezaron a argumentar que la ciencia estaba
«socialmente construida». Según su opinión, en la práctica científica no había
una verdad intrínseca. Por el contrario, los resultados de la ciencia eran una
especie de ficción pactada, un juego con normas inventadas como las del bridge
o el ajedrez. El lenguaje de las argumentaciones de los constructivistas
sociales se basaba en gran parte en los estudios posmodernos de literatura y
podía ser muy obtuso y arcano. El artículo de Sokal, «Transgressing the
Boundaries: Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity», parecía
estar de acuerdo con la argumentación de los constructivistas sociales que
afirmaba que la gravedad cuántica era una invención cultural que dependía
únicamente y de forma explícita de convenciones lingüísticas. Esto no era,
desde luego, lo que creía Alan Sokal. En lugar de ello, lo que quería era ver si
la revista «publicaría un artículo liberalmente sazonado con idioteces si a)
sonaba bien y b) halagaba las preconcepciones ideológicas de los editores». La
revista publicó, efectivamente, el artículo, y una vez Sokal hubo revelado el
engaño, la revista quedó en ridículo. La tormenta de controversia que siguió no
se ha acallado todavía por completo.
La construcción social de la ciencia, la idea de que la
ciencia no revela aspectos de la propia estructura del mundo, es con toda
seguridad un error. Es evidente que el mundo retrocede, incluso en el contexto
de interrogantes muy abstractos y dependientes de la tecnología, como el
estudio del fondo cósmico de microondas. Pero cuando tratamos del encuentro de
la ciencia con cuestiones generales como las cinco preguntas que son el meollo
de la cosmología, el extremo polar del constructivismo social, lo que los
filósofos denominan realismo ingenuo, es un error del mismo tipo.
Durante siglos, filósofos y científicos han debatido sobre
el realismo y su opuesto, el antirrealismo. Tal como indicó el filósofo Samir
Okasha,
Los realistas sostienen que el propósito de la ciencia es
proporcionar una descripción verdadera del mundo. Esto podría parecer una
doctrina relativamente inocua. Porque a buen seguro nadie piensa que la ciencia
tiene la pretensión de producir una descripción falsa del mundo. Pero no es
esto lo que piensan los antirrealistas. Más bien, los antirrealistas sostienen
que el propósito de la ciencia es proporcionar una descripción verdadera de una
determinada parte del mundo: la parte «observable». Y en lo que se refiere a la
parte «no observable» del mundo, no importa en absoluto si lo que la ciencia
dice es verdad o no, según los antirrealistas.
Como ocurre con todos los ismos, estas posiciones se presentan
con muchísimas variantes. El realismo ingenuo es la idea de que la ciencia nos
proporciona una descripción perfecta y completa de la realidad, completamente
objetiva y completamente independiente. Aunque el realismo ingenuo tiene
sentido en la vida cotidiana, resulta un problema real a la hora de confrontar
el universo como un todo. Las razones para ello son bastante evidentes, y son
las que Andy Albrecht cita en su exploración de la ambigüedad del reloj:
seguimos encerrados en el sistema, el universo, que esperamos describir.
Tenemos un ejemplo y sólo uno del universo que queremos estudiar, de modo que
su investigación es muy diferente de, pongamos por caso, la conducción de calor
de una barra de metal en un laboratorio. Más importante todavía: dadas las
posibilidades intrínsecas de infinitos tanto en el espacio como en el tiempo ni
siquiera podemos estar seguros de que nuestra definición de «universo», el
sistema que queremos estudiar, sea correcta cuando empezamos el proyecto.
El universo no es una barra de hierro, una semilla que
germina, un átomo en una trampa magnética o incluso un planeta que orbita
alrededor de una estrella distante. Es la totalidad de la existencia y, debido
a ello, sólo «obtenemos» lo que observamos; hemos de construir a partir de esto
lo mejor que podamos. Y es exactamente con este reconocimiento que hacen su
aparición perspectivas más ricas y más interesantes sobre las interacciones con
la cultura.
El razonamiento que se ha seguido a lo largo de este libro,
el razonamiento sobre el entrelazamiento inseparable del tiempo cósmico y el
tiempo social, podría interpretarse de dos maneras distintas. La primera no es
muy interesante: la tecnología cambia y permite a los científicos mayores
capacidades para estudiar el mundo, y la cosmología responde a dicha tecnología
con nuevos datos y nuevos modelos. Éste es el tipo de narración fácil y
triunfalista que obtenemos en el instituto. Es el catón de la «marcha de la
ciencia» que es fácil de leer y más fácil todavía de pensar. La segunda
interpretación del tiempo cósmico y social pinta un panorama más rico. El
compromiso material modela tanto la imaginación cultural como la cosmológica.
Crea horizontes de posibilidad. Los datos de la cosmología son la materia
prima. Son la manera como el mundo responde a nuestras interrogaciones. Pero
los relatos que imaginamos (los relatos que podemos imaginar) tienen que estar
siempre enmarcados por las imaginaciones culturales que el compromiso material
hizo posibles.
El compromiso material que fluye a la vez hacia arriba y
hacia abajo crea la posibilidad de nuevos paisajes imaginativos para que la
cultura humana, incluida la ciencia, habite en ellos. La invención de dichos
paisajes mediante la construcción cultural abre un conjunto de nuevas
posibilidades para la construcción de la cosmología que a la vez facilitan y
limitan la imaginación. Este paisaje imaginativo cambiante centra nuestros
esfuerzos para construir la cosmología en nuevas direcciones, creando nuevas respuestas
a preguntas que han estado con nosotros desde la época del mito. Los
científicos, como todo el mundo, nacen en medio de los hechos institucionales
de la cultura. Nuestros almacenes personales de metáforas, analogías y visiones
creativas son modelados por el mundo específico dentro del que crecemos. De
este entorno cultural proceden los universos mecánicos y los universos
Mixmaster cuando los cosmólogos buscan construir sus respuestas imaginativas a
base de los datos que la conexión material les proporciona. Así, cultura y
cosmología fluyen hacia delante y hacia atrás a través de un proceso emparejado
de invención, interrogación y respuesta.
En 1948, el mitólogo comparado Joseph Campbell consideró la
panoplia de religiones y sistemas míticos del mundo y declaró que cada uno de
ellos era una «máscara de Dios». En 1985, el cosmólogo Edward Harrison
consideró la historia de la cosmología y declaró que sus ideas cambiantes eran
«máscaras del universo». Haciendo la distinción entre el único universo físico
y los muchos universos imaginados culturalmente (entre una realidad última y
las realidades que construimos mediante investigación e interpretación),
Harrison escribió:
Allí donde hay una sociedad de seres humanos, por primitiva
que sea, allí encontramos un universo, y donde hay un universo, del tipo que
sea, allí encontramos una sociedad. Ambos van juntos, uno no existe sin el
otro. Un universo unifica a una sociedad, permitiendo a sus miembros
comunicarse y compartir sus pensamientos y experiencias... Cada uno determina
lo que se percibe y lo que constituye conocimiento válido, y los miembros de
una sociedad creen lo que perciben y perciben lo que creen.
Su último punto es el más radical: cada sociedad percibe lo
que cree. Así, cada marco de referencia impuesto culturalmente actúa como un
filtro que limita nuestra concepción del universo al tiempo que permite
nuestras exploraciones.
¿Acaso esta perspectiva sustrae a la ciencia su poder
notable e inspirador? En absoluto. El universo está allí y responde. El
descubrimiento del proceso científico, sus metodologías y su importantísima
ética de honestidad en la investigación (tan fundamental para la ciencia) fue
un paso básico en nuestra evolución. Cuando la práctica de la ciencia se
formalizó en los comienzos del siglo XVI, aportó nuevos y enormes poderes y
energías a la conexión material, lo que amplió muchísimo nuestra visión y
nuestras capacidades. La ciencia ha cambiado nuestra capacidad de ver la
estructura interna del mundo. Pero el reconocimiento de que vemos sólo los
universos y no el universo entero nos debe llevar más allá de las narraciones
sencillas de qué es la ciencia y qué hace. El reconocimiento de que el cosmos y
la cultura se hallan tan infinitamente entrelazados puede cambiar nuestra visión
de ambos, y lo hará. Lo que necesitamos es una comprensión más rica de nuestra
relación adecuada con el universo en su conjunto y con los universos que
creamos.
Hay un antiguo cuento de un grupo de filósofos ciegos que
estudian un elefante. Uno palpa la cola y declara que un elefante es como una
serpiente. Otro toca la oreja y declara que un elefante es como una hoja de
palma. Un tercero toquetea la pata y declara que el elefante es como un árbol.
La relación entre el universo en y de sí mismo y el universo que cada cultura
inventa para sí misma se parece mucho a la que existe entre los filósofos y su
elefante. Quizá ya sea hora de ver el universo como un elefante infinito o,
mejor aún, como un diamante con infinitas facetas. A medida que la cultura
cambia, distintas facetas aparecen a la vista. Obtenemos un conocimiento más
profundo incluso si el universo en y de sí mismo permanece en último término
mayor que todas nuestras explicaciones. Al final, es nuestro diálogo con el
universo lo que más importa. Reconocer la evolución entrelazada de la cultura y
de la visión cósmica no disminuye el poder de la ciencia; nos permite ver más
claramente nuestro papel como participantes en el universo.
Para plantearlo de manera directa: nunca se nos podrá sacar
de la narración de la creación. Siempre somos, en alguna manera parcial, pero
esencial, sus cocreadores. Al adoptar esta perspectiva damos el paso más
radical de todos. Empezamos a alejarnos de un copernicanismo reflexivo que hizo
que los seres humanos fueran irrelevantes en el cosmos y que, en cambio,
reconoce que hay un lugar vital para nosotros: una vida en el centro del
universo que manifestamos mediante el acto creativo de ser humanos, crear
cultura y practicar ciencia.
Adam Frank
El fin del principio, página 419
El artículo de Sokal, «Transgressing the Boundaries: Toward
a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity», parecía estar de acuerdo con
la argumentación de los constructivistas sociales que afirmaba que la gravedad
cuántica era una invención cultural que dependía únicamente y de forma explícita
de convenciones lingüísticas. Esto no era, desde luego, lo que creía Alan
Sokal. En lugar de ello, lo que quería era ver si la revista «publicaría un
artículo liberalmente sazonado con idioteces si a) sonaba bien y b) halagaba
las preconcepciones ideológicas de los editores». La revista publicó,
efectivamente, el artículo, y una vez Sokal hubo revelado el engaño, la revista
quedó en ridículo. La tormenta de controversia que siguió no se ha acallado
todavía por completo.
Adam Frank
El fin del principio, página 423
La construcción social de la ciencia, la idea de que la
ciencia no revela aspectos de la propia estructura del mundo, es con toda
seguridad un error. Es evidente que el mundo retrocede, incluso en el contexto
de interrogantes muy abstractos y dependientes de la tecnología, como el
estudio del fondo cósmico de microondas. Pero cuando tratamos del encuentro de
la ciencia con cuestiones generales como las cinco preguntas que son el meollo
de la cosmología, el extremo polar del constructivismo social, lo que los
filósofos denominan realismo ingenuo, es un error del mismo tipo.
Adam Frank
El fin del principio, página 423
La ciencia ha cambiado nuestra capacidad de ver la
estructura interna del mundo. Pero el reconocimiento de que vemos sólo los
universos y no el universo entero nos debe llevar más allá de las narraciones
sencillas de qué es la ciencia y qué hace. El reconocimiento de que el cosmos y
la cultura se hallan tan infinitamente entrelazados puede cambiar nuestra
visión de ambos, y lo hará. Lo que necesitamos es una comprensión más rica de
nuestra relación adecuada con el universo en su conjunto y con los universos
que creamos.
Adam Frank
El fin del principio, página 427
Examinar la manera en que el tiempo cultural y el tiempo
cósmico han surgido en tándem durante cincuenta mil años nos permite aplicar
una perspectiva más amplia a los movimientos que buscan un «nuevo tiempo». Primero
podemos ver que la cosmología no es simplemente un proyecto abstracto que se
realiza en torres de marfil. En lugar de ello, es una parte vital de la
búsqueda de significado en las empresas humanas. También podemos ver que los
cambios en las visiones cosmológicas del tiempo acompañan a los cambios en las
visiones culturales del tiempo. El precipicio actual al borde del cual se
encuentra la ciencia cosmológica señala un cambio venidero en la base de la
empresa humana. El hecho de que casi cada mes aparezcan nuevos libros escritos
por científicos que plantean teorías cosmológicas diferentes más allá del Gran
Estallido debiera indicarnos algo. Hay aires de cambio.
Adam Frank
El fin del principio, página 429
Si, por primera vez, podemos reconocer que nuestro tiempo ha
sido siempre una invención, entonces podremos plantear preguntas más
conscientes sobre qué nos será útil inventar a continuación. Si podemos
reconocer el enmarañamiento enigmático entre el tiempo cultural y el tiempo
cósmico, podemos dejar de buscar a Dios en forma de «teorías finales» y
encontrar nuestro lugar justo (y justamente central) en las narraciones de la
creación. De una forma o de otra, nos encontraremos de nuevo allí donde
pertenecemos, en el centro de nuestro universo, un universo repleto de
significado y potencial. Al reconocer el final del principio cuando nos
desplacemos más allá de la cosmología del Gran Estallido, podríamos también
reconocer el final de nuestro propio principio. Desde este punto privilegiado
podremos obtener un primer atisbo del principio de nuestra siguiente fase
evolutiva como una cultura realmente global cuyo compromiso material abarca
todo el planeta.
Adam Frank
El fin del principio, página 430
Al reseguir la historia de la cosmología y la cultura nos
hemos centrado casi exclusivamente en Occidente, en las tradiciones europeas y
su impacto. En la búsqueda de nuevas metáforas que puedan adoptar un
conocimiento nuevo y adecuado del cosmos, la cultura y el tiempo, quizá
tengamos que dirigirnos a una de las culturas que no hemos seguido. Al
considerar la tensión entre el mundo relativo de la experiencia humana y una
realidad absoluta subyacente (entre el universo y el Universo), la filosofía
budista pone énfasis en una doctrina denominada aparición dependiente.15 Desde
su perspectiva, todo lo que hay en el universo (cada objeto, idea, ser,
acontecimiento y proceso) depende de todo lo demás. Nada existe nunca
completamente solo. Esto incluiría el universo, la máscara que colocamos sobre
el absoluto.
La imagen que acude a la mente es la de un campo de trigo
después de la cosecha. Hay altas gavillas de trigo atado que se mantienen
enhiestas en pares, cada gavilla recostándose en la otra. No tiene sentido
preguntar cuál es la gavilla que descansa y cuál es la que sostiene. Cada una
se apoya en la otra y cada una necesita a la otra como soporte.
A menudo se escucha la afirmación de que cuanto más sabemos
sobre el universo, más parece carecer de sentido. Si se considera por lo que es
el encuentro de mucho significado entre los seres humanos y el universo, quizá
se pueda alterar este nihilismo que con frecuencia se ha criticado: «Nada
existe completamente solo». Los seres humanos construyen universos, y los
universos sostienen seres humanos. Incrustados en el mundo, somos los que
miramos hacia afuera, respondiendo con esfuerzo y dedicación para descubrir y modelar
lo que encontramos, honrándolo todo con el estudio y la indagación. Al
considerar la interdependencia de universos y seres humanos, no debemos
devaluar nuestra posición en el cosmos, aunque empezamos a darnos cuenta de la
inmensa y abrumadora vastedad de dicho cosmos. En lugar de emitir afirmaciones
de teorías finales, quizá debiéramos centrarnos en nuestro diálogo
ininterrumpido con el universo. Es el diálogo lo que más importa, no su final
imaginado. Es el sagrado acto de investigación por el que reseguimos suavemente
los perfiles experimentados de un todo mucho mayor. Es el diálogo que permite
que la brillantez de las infinitas facetas del diamante reluzca claramente. Es
el diálogo que instila en nosotros un poder y una capacidad que están, y siempre
han estado, saturados de significado.
Adam Frank
El fin del principio, página 431
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