Bueno, después de ver la susodicha película se me ocurrió hacer unos pocos cálculos sobre la diferencia temporal que experimentarían dos observadores situados a diferentes distancias del horizonte de sucesos de un agujero negro, en este caso, el agujero negro supermasivo "Gargantúa" de la película, que tiene unas 100 millones de veces la masa del Sol.
No es mi intención discutir la película aquí, ya que daría para un post demasiado largo (aunque no puedo callarme lo de los robots, demasiado esperpénticos a la par que ridículos, parecía que estaba viendo una película cómica del estilo "La guía del autoestopista galáctico"). Sino que sólo quiero centrarme en la curiosidad matemática respecto a los intervalos de tiempo que miden diferentes observadores en la vecindad de un agujero negro.
Para ello eché mano de las ecuaciones que aparecen en wikipedia:
donde TA es el tiempo que mide un observador situado a una distancia R de la singularidad del agujero negro y TB es el tiempo que mide un segundo observador situado a una distancia h del primero (G es la cte. de la gravedad, M la masa del agujero negro y c la velocidad de la luz).
El Radio de Schwarzschild de un agujero negro de estas características es aproximadamente 1 UA (UA es la abreviatura de Unidad Astronómica, y es la distancia promedio que separa la Tierra del Sol, que son unos 150 millones de kilómetros. En realidad, para 100 millones de veces la masa del Sol me salen 1,97 UA, que es casi el doble, pero para el caso es casi lo mismo, en comparación, notemos que el Rs de un agujero negro de masa solar es de unos 3 kilómetros). Esto significa, que cualquier objeto que se sitúe a una distancia menor de la singularidad que su radio de Schwarzschild, se verá irremediablemente atrapado y no podrá salir nunca.
Por lo tanto supongamos que situamos un observador en un planeta en órbita alrededor de Gargantúa a una distancia cómoda de 1 UA (es decir, 2 UA de la singularidad ya que el radio del horizonte ya es de 1 UA) y un segundo observador en una nave espacial en órbita también alrededor de Gargantúa y de forma estacionaria respecto del planeta donde se encuentra el primer observador.
Según la ecuación, Si h no es muy grande el tiempo que miden ambos observadores es casi el mismo. La diferencia aumentará a medida que aumenta h. Por otro lado, si R es muy grande, la diferencia de tiempo también será mínima (R+h será casi igual que R, por lo que dos observadores que estén muy alejados del agujero medirán tiempos casi iguales aunque la distancia entre ellos también sea grande)
Con esto ya intuimos un poco lo que sucede con el tiempo cerca del agujero negro. Echando números, suponiendo que R es de 2 UA y situando la nave espacial a 1UA del planeta (h = 1UA, ya que hemos supuesto una órbita geoestacionaria), nos sale que la razón entre los tiempos que miden entre ambos sistemas de referencia es de 1,15, es decir, el tiempo que mide el observador situado en B pasa 1,15 veces más rápido que el que pasa el observador en A, o lo que es lo mismo, el observador en la nave espacial envejece 1,15 veces más rápidamente a como lo hace el observador situado en el planeta.
Aquí nos encontramos con un problema respecto a la película (en realidad dos), ya que según se comenta el tiempo que miden desde el planeta pasa mucho más despacio que en la nave. Concretamente, 1 hora de tiempo medido desde el planeta equivalen a 7 años de tiempo medido en la nave. Con esta diferencia (el tiempo pasa 61320 veces más despacio) entre los tiempos de ambos sistemas de referencia y despejando h de la ecuación encontramos que la distancia del planeta al horizonte de sucesos debe ser muy pequeña. Si el planeta está aproximadamente a 1 UA sobre el horizonte, la diferencia de tiempo respecto el observador situado en la nave espacial nunca será de 61320 veces, sino sólo de 1,4 veces (y nunca aumenta de ese valor por mucho que la nave se aleje del planeta). Por lo que necesitamos acercar mucho el planeta al horizonte para que las diferencias se vayan incrementando.
Con el planeta situado a sólamente 1 metro de altura sobre el horizonte (!!!) los efectos son mucho más intensos, y un segundo observador a una distancia de unos 4 millones de kilómetros ya notaría que el tiempo pasa unas 60000 veces más deprisa, pero claro, el planeta debe estar casi rozando el horizonte.
Con esto se ve claramente que a una distancia prudencial (en la que un planeta pueda orbitar de forma tranquila alrededor de un agujero negro como Gargantúa) la diferencia temporal entre observadores separados incluso a grandes distancias entre ellos no es muy grande.
El segundo problema tiene que ver cuando uno de los observadores atraviesa el horizonte de sucesos.
En este caso, cuando R es igual al radio de Schwarzschild, la diferencia de tiempos que miden los observadores es infinita (el denominador de la ecuación se hace 0), o lo que es lo mismo, visto desde el observador externo, el observador que cae al agujero parece "congelarse en el tiempo" justo antes de cruzar el horizonte. Cualquier intervalo de tiempo que mida el observador que atraviesa el horizonte se convertirá en una cantidad infinita de tiempo para cualquier observador situado fuera.
Desde aquí os animo a que juguéis un poco con la ecuación y veáis vosotros mismos los interesantes efectos respecto al tiempo que de ella se deducen.
Interesante, se confirma que la tasa de expansión se ha venido frenando desde hace unos 10.000 millones de años, cuando la velocidad de expansión era de 68 km/s por cada millón de años-luz. Esto es unas 3 veces la tasa actual de expansión (72 Km/s/MPC, que viene a ser unos 22 Km/s por cada millón de años-luz).
BOSS son las siglas de "Baryon Oscillation Spectroscopic Survey", es decir "Estudio de las variaciones espectroscópicas de los bariones). Consiste en un escaneo de los espectros (el espectro es un gráfico que muestra la intensidad de luz emitida por un cuerpo en diferentes longitudes de onda) de enormes nubes moleculares intergalácticas. La luz de los cuásares distantes viaja a través de estas nubes, de forma que éstas absorben una cierta cantidad de luz, dejando una huella en sus espectros. Estas huellas consisten en líneas de absorción, y estas líneas están desplazadas hacia el rojo en una cantidad que está relacionada con su velocidad de recesión. De esta forma, estudiando la luz alterada por nubes moleculares distantes, podemos calcular la velocidad de expansión del universo en un momento distante, en este caso, unos 3 mil millones de años luz después del Big Bang.
Además de esto, los científicos han podido estimar la geometría del universo a esa edad, y sigue siendo muy plano, lo que también viene a confirmar el modelo inflacionario. Si el universo al final tiene curvatura positiva y está cerrado (hiperesfera por ejemplo), debe ser muy, muy, muy grande, mucho, mucho, pero muuucho más que los 26.000 millones de años-luz de diámetro del horizonte cosmológico que podemos observar, que se dice pronto XDD.
Los hadrones son partículas formadas por quarks (protones, neutrones, etc). Pero no son agrupaciones arbitrarias de quarks, sino que el grupo debe formar lo que se llama "singlete de color", es decir, que los colores de los quarks sean rojo, verde y azul, de forma que la suma de los colores sea blanco (los colores de los quarks no son colores en sí, sino más bien son etiquetas). También hay "anticolores", por lo que un color más un anticolor también forma un singlete de color. De este modo, sólo puede haber, en teoría, hadrones formados por 3 quarks (rojo,verde,azul), hadrones por un quark+antiquark (por ejemplo, rojo y antirrojo), o un conjunto de quarks y antiquarks siempre que la suma de sus colores y anticolores sea blanco.
Pues bien. El nuevo hadrón exótico, denominado Z(4430), estaría formado por 4 quarks: ccdu, es decir, un quark "encanto", su antiquark, un quark "abajo" y un antiquark "arriba".
Viene a ser una confirmación adicional del modelo de la cromodinámica cuántica (la rama de la física cuántica dedicada al estudio de la interacción fuerte, es decir, de la interacción de quarks y gluones mediante la carga de color). La cromodinámica cuántica predice la formación de estados ligados de muchos quarks, como el estado de tetraquark de este caso:
Los estados de quarks también pueden tener gluones. Los gluones (en la versión virtual) son los transmisores de la interacción fuerte, y también tienen carga de color, lo que produce efectos que no tienen semejanza en otras interacciones (como la electromagnética), por ejemplo, es lo que causa que los quarks no puedan separase mucho unos de otros. Pero esto es ya otra historia y se escapa de la finalidad de este post.
No me acaba de quedar claro todo este rollo de los agujeros negros.
De un tiempo a esta parte la visión tradicional que tenía sobre los agujeros negros se está trastocando.
Agujeros negros y relatividad general
Desde que me leí "Historia del Tiempo" de Stephen Hawking hace ya una pila de años, mi visión de los agujeros negros ha sido siempre más o menos la misma: Objetos masivos supercompactos con una gravedad tan intensa que ni los rayos de luz pueden escapar. El concepto de "horizonte de sucesos" era bastante fácil de comprender: "el tamaño de la estrella en colapso justo en el momento en que los rayos de luz quedan atrapados". Es decir, marca el área que delimita la región desde la cual los rayos de luz no pueden escapar al exterior y que estaría formado por los rayos de luz que siempre se mantienen a esa distancia de la singularidad.
Luego, con la Relatividad General, lo que sucedía en el horizonte de sucesos se complicaba. Puesto que el paso del tiempo se dilata en presencia de un campo gravitatorio, justo en el horizonte de sucesos el tiempo debe detenerse (el tiempo medido desde un sistema de referencia externo). Esto se ilustraba con el clásico ejemplo de dos astronautas, uno de los cuales se acerca hacia el agujero negro mientras manda información (por ejemplo ondas de radio) hacia el otro compañero.
A medida que el astronauta se aproximaba al horizonte emitiendo ondas, el compañero que las recibe va notando que llegan cada vez con menor frecuencia. La frecuencia siempre irá disminuyendo a medida que el astronauta se acerca al horizonte de sucesos. Finalmente, el compañero receptor deja de registrar ondas cuando el astronauta alcanza el horizonte. El paso del tiempo para el astronauta que cae, medido desde el astronauta que permanece lejos del horizonte, parece haberse detenido.
Sin embargo, el astronauta que cae no nota nada (dejando a un lado los efectos de las fuerzas de marea, que en agujeros negros supermasivos estas fuerzas pueden ser lo suficientemente pequeñas como para que un astronauta no note nada al atravesar el horizonte). Él simplemente sigue emitiendo ondas con la frecuencia normal mientras atraviesa el horizonte.
Esta aparente paradoja no es más que un ejemplo, llevado al extremo, de la relatividad del tiempo medido en diferentes sistemas de referencia. Algo que no tiene nada de extraño desde la aparición de la Teoría de la Relatividad Especial en 1905.
Agujeros negros y mecánica cuántica
Dejando a un lado esto, más tarde, Hawking nos contó que, para preservar la integridad de las leyes de la termodinámica, un agujero negro debía tener una temperatura y que, por lo tanto, debía emitir radiación. Así que se puso a trabajar combinando aspectos de la física cuántica con la Relatividad General de los agujeros negros concluyendo que el horizonte de sucesos debería emitir una especie de radiación parecida a la radiación térmica, la famosa Radiación de Hawking.
Aquí la cosa ya se me sale un poco de madre.
Según se explica, esta radiación procede de un efecto cuántico que sucede en el horizonte de sucesos. Según parece, debido a fluctuaciones cuánticas del vacío (el vacío en física cuántica no está vacío del todo, sino que está lleno de campos como el gravitatorio, el electromagnético, etc, que hace que espontáneamente se formen pares de partículas y antipartículas virtuales que roban energía momentáneamente de este vacío para luego aniquilarse mutuamente devolviéndola) justo en el borde del horizonte de sucesos pueden formarse pares de partículas y antipartículas virtuales con uno de los compañeros de la pareja dentro del horizonte y otro fuera. El compañero que cae dentro no puede escapar mientras que el que cae fuera adquiere energía por el enorme potencial gravitatorio y se convierte en una partícula real. El efecto resultante es una capa de partículas y antipartículas reales en el exterior del horizonte que se aniquilan entre sí produciendo estos fotones de la radiación de Hawking.
Dado que la energía de las partículas de la radiación de Hawking procede del potencial gravitatorio del agujero negro, éste debe perder masa a medida que emite partículas.
De este modo, se podía explicar que los agujeros negros no fueran sumideros de entropía que ponían entre las cuerdas a la 2ª ley de la termodinámica (ya que harían que la entropía total del universo disminuyese). Ahora, el horizonte de sucesos tiene una temperatura y la entropía del agujero está relacionada con el área del horizonte (que, a su vez, es directamente proporcional a la masa del agujero negro). Cuando algo cae en el agujero, el horizonte de sucesos crece, por lo que su entropía aumenta y la 2ª ley queda a salvo.
Por ahora bien.
Pérdida de información, complementariedad y principio holográfico
Hasta que no empecé a leerme "La guerra de los agujeros negros" de Leonard Susskind, ni siquiera se me pasó por la cabeza preguntarme qué ocurría con la información que cae dentro del agujero.
¿Se pierde para siempre esta información?
Dado que nada puede escapar del agujero negro, y este acaba evaporándose por radiación de Hawking y desapareciendo, la información debería perderse irremediablemente.
Pero recordemos, que el horizonte de sucesos del agujero negro hace que el tiempo medido en sistemas de referencia distintos fluya a ritmos muy diferentes. Desde todos los sistemas de referencia externos al agujero negro, todos los sucesos parecen haberse detenido en el horizonte, es decir, toda la materia-energía que caiga hacia el horizonte se detiene justo antes de atravesarlo, por lo que la información no se pierde, ya que nunca atraviesa el horizonte. Aquí es donde surge el principio holográfico, ya que toda la materia-energía que cae en el agujero queda codificada en la superficie bidimensional del horizonte de sucesos. O, lo que es lo mismo: Toda la información que está dentro del agujero ha quedado codificada en el horizonte de sucesos.
Susskind propuso la idea de "complementariedad" en la que las historias de la materia-energía vistas tanto desde sistemas de referencia fuera y dentro del horizonte de sucesos no son diferentes sino complementarias e igualmente válidas, de forma parecida a que en la famosa dualidad onda-corpúsculo de la mecánica cuántica, ambas visiones de la luz como onda y como partícula no son visiones contrapuestas sino complementarias.
Por otro lado, desde todos los sistemas de referencia situados dentro del horizonte, toda la materia-energía fluye hacia el interior acumulándose en la singularidad (dejaremos de lado lo que ocurre en la singularidad en sí misma).
¿Qué ocurre cuando el agujero negro se evapora?
Visto desde fuera del horizonte, no ocurre nada puesto que el tiempo en el horizonte está detenido desde que se formó el agujero negro y toda la información está codificada en la superficie del horizonte. Pero visto desde dentro, la singularidad está cediendo masa de alguna forma a los fotones que se emiten en la radiación de Hawking, por lo que la información, de alguna manera, se recicla y se manda fuera.
Sé que la descripción es bastante ambigua y no tengo manera de deshacerme de los "de alguna manera", hasta ahora no he podido encontrar ninguna información más esclarecedora. De todos modos parece que los físicos tampoco se ponían de acuerdo y algunos decían que la información se perdía y otros decían que no. Aunque Hawking, que era el principal defensor de que la información se perdía, parece que finalmente recula y admite que la información se conserva.
Muros de fuego, horizontes aparentes, diagramas de Penrose, etc
Hasta ahora parecía que la idea que tenía de los agujeros negros era bastante clara y hasta tenía su lógica, pero últimamente no entiendo nada de lo que se habla de agujeros negros.
Aparece la idea del "muro de fuego", es decir, una capa de partículas de alta energía situada justo por encima del horizonte de sucesos que desintegraría cualquier cosa que cayese a través del horizonte (osea que, visto desde el sistema de referencia de un astronauta que cae, pasar por el horizonte no es una historia tan feliz como antes). Este muro de fuego, por lo visto resolvería la paradoja de la pérdida de información, aunque no tengo ni pajolera idea de cómo.
Luego surgen los conceptos de horizontes que son parecidos al horizonte de sucesos pero que cada uno tiene sus sutilezas: horizontes aparentes, superficies atrapadas, horizontes dinámicos, etc.
He leído las diferentes entradas del blog Cuentos Cuánticos y hasta he intentado leer la referencia de Arxiv de Ivan Booth, pero he de reconocer que no entiendo nada de nada.
Se utilizan muy a menudo los famosos diagramas de Penrose-Carter. El enlace de la wiki tampoco es que diga mucho, en Cuéntos Cuánticos se habla un poco más claro sobre ellos aquí y aquí. Aunque entiendo más o menos cómo se representan, en cuanto aparecen los diferentes tipos de superficies ya la cosa se sale de madre.
Y, finalmente, aparece de nuevo Hawking diciendo...bueno ya no se qué es lo que se decía exactamente, pero que inicialmente la prensa interpretó como que Hawking decía que los agujeros negros no existen y que, tras escarbar un poco, lo que parece que dice es que lo que antes llamábamos horizonte de sucesos ahora debemos llamarlo horizonte aparente.
A fin de cuentas
Total, que después de todo este rollo, la imagen del agujero negro sigue siendo tan enigmática como antes. Yo sigo sin saber qué le ocurre realmente a la información cuando cae a través del horizonte de suc... de la cosa esa, y, me temo, no me enteraré del tema hasta que surja una buena reconciliación entre mecánica cuántica y relatividad general, algo que igual no veo antes de que la palme.
Mientras espero esta reconciliación, seguiré mirando hacia esos curiosos objetos astronómicos oscuros y de masas increíbles que pululan por los núcleos de galaxias expulsando jets de materia a velocidades relativistas y formando discos de acrecimiento que emiten rayos x, pensando en qué narices pasa allí arriba.
Recientemente, leyendo el libro de Roger Penrose "Los ciclos del tiempo", comprendí una forma sencilla de entender la entropía de un sistema a través de una herramienta matemática conocida como "espacio de fases".
Normalmente, en textos divulgativos, siempre se suele mencionar el concepto de entropía refiriéndose a él como "el grado de desorden de un sistema", entendiéndose por desorden como "un estado del sistema con un bajo nivel de información". Por ejemplo, una montaña de arena desordenada no presenta mucha información, mientras que un castillo de arena es un "montón de arena" con un alto nivel de información, y, por lo tanto, baja entropía.
El concepto del espacio de fases proporciona una forma clara de entender la entropía en términos del número posible de estados y el tipo de esos estados de un sistema dentro del espacio de fases de dicho sistema.
El espacio de fases de un sistema es una extensión del concepto de "Espacio de configuración", por lo que empezaré primero por este concepto y lo haré extensible al concepto del espacio de fases.
Espacio de configuración
Un espacio de configuración de un sistema, no es más que un espacio matemático abstracto con un número de dimensiones espaciales igual al número de coordenadas de cada componente del sistema.
Normalmente, estamos acostumbrados a la descripción del espacio como un sistema de 3 coordenadas espaciales en el que la posición de cada objeto queda determinado por 3 números. Por lo tanto, para poder describir un sistema de n objetos necesitamos n juegos de 3 números. Por ejemplo, para describir un sistema de dos partículas necesitamos 2 conjuntos de 3 coordenadas (6 números en total).
En lugar de utilizar una entidad compleja, como puede ser un sistema de n cosas, para describir su estado en un espacio de 3 dimensiones, podemos dar la vuelta a la tortilla y utilizar un objeto simple (un punto) en un espacio de 3xn dimensiones. Volviendo al ejemplo de nuestro sistema de 2 partículas, utilizar el espacio de configuración se traduce en describir el sistema dando la posición de un punto en un espacio de 6 dimensiones en lugar de utilizar 2 juegos de 3 números en un espacio de 3 dimensiones.´
Espacio de fases
El espacio de fases, no es más que una extensión del espacio de configuración en el que se añade una coordenada más, cantidad de movimiento (masa multiplicada por la velocidad de una partícula), al conjunto de coordenadas espaciales, por lo que tenemos 4 coordenadas para cada elemento del sistema. Un espacio de fases que describa un objeto compuesto por n partículas necesita 4*n dimensiones.
Efectivamente, no nos podemos imaginar espacios de más de 3 dimensiones (de hecho, tampoco podemos imaginarnos espacios de 3 dimensiones, solo podemos imaginar proyecciones bidimensionales de figuras tridimensionales, pero esto lo discutiremos en otra ocasión), por lo que hay que tener en cuenta, que un espacio de fases sólo es una herramienta matemática para simplificar ciertos aspectos involucrados en la descripción de un sistema.
Evolución de un sistema en el espacio de fases
Una vez que entendamos el concepto del espacio de fases, nos quedará claro que un sistema queda determinado por la posición de un punto en este espacio de fases, y , por lo tanto, su evolución, no es más que una sucesión de puntos (una línea o trayectoria) dentro de dicho espacio. E aquí, por lo tanto, la simplificación que ofrece esta herramienta: describir la evolución de un sistema como una trayectoria unidimensional dentro de un espacio de varias dimensiones en lugar de utilizar una trayectoria por cada componente del sistema en un espacio tridimensional. Volviendo al símil del montón de arena, podemos describir la evolución de dicho sistema mediante una trayectoria unidimensional dentro de su espacio de fases (que tendrá un número de dimensiones igual a 4*número de granos de arena).
Volviendo a la noción de entropía. Regiones de grano grueso.
¿Qué narices tiene que ver toda esta basura con la noción de entropía?
Bueno, vayamos despacio. Dentro de un espacio de fases, que no es más que la colección de todos los puntos posibles en los que puede encontrarse un sistema, encontramos "regiones" que tienen una mayor cantidad de información que otras. Las regiones que tienen diferentes cantidades de información se denominan "regiones de grano grueso" (no me preguntéis por el origen de los nombres).
Estas regiones pueden diferir grandemente unas de otras en su volumen. En el caso de nuestro sistema formado por un montón de arena, hay conjuntos de estados que tienen más o menos la misma cantidad de información, por ejemplo, un montón de arena no cambia mucho de aspecto si lo removemos un poco, por lo que conserva más o menos la misma cantidad de información (poca). Pero un castillo de arena, es un estado del sistema con bastante cantidad de información, y cualquier cambio en el sistema, por ejemplo si le damos un manotazo, o derribamos algunas almenas, conduce a un estado con una cantidad de información menor; o , en caso contrario, si perfilamos cada vez más detalles y aumentamos la resolución, el sistema tendrá una mayor cantidad de información.
Pero rápidamente nos damos cuenta de que el volumen de estados en que un montón de arena tiene poca información es muy superior al volumen de los estados en que un montón de arena tiene mucha información. Dicho en cristiano: hay muchos más estados en que un montón de arena se parece simplemente a un montón de arena cualquiera, que estados en que un montón de arena se parece a un castillo.
Esto, que no es más que una verdad de perogrullo, como se dice, significa que el volumen de la región de grano grueso de un sistema es mucho mayor cuanto menos información contenga, y por lo tanto, es mucho más probable que cualquier trayectoria de un sistema en un espacio de fases acabe en una región de grano grueso de poca información, puesto que los volúmenes de las regiones de grano grueso de poca información son muy superiores (de hecho muchos órdenes de magnitud superiores) a los volúmenes de las regiones de grano grueso de mucha información.
Es por esto que en estos términos se define la entropía de un sistema como "Una cantidad que es directamente proporcional al volumen de la región de grano grueso en la que se encuentra dicho sistema". Si la región de grano grueso tiene poca información (voluen muy grande), la entropía será alta, y si dicha región tiene poca información (volumen pequeño), la entropía será pequeña. Por esto es por lo que los montones de arena son sistemas de alta entropía, mientras que los castillos de arena son montones de arena de baja entropía.
Ludwig Boltzmann es el gran protagonista de esta historia, quien la resumió en la famosa ecuación que yace grabada en su propia tumba:
S = K*LogV
S es entropía.
K es la Constante de Boltzmann (1,38e-23 J/K).
V es el volumen de la región de grano grueso del espacio de fases.
2ª ley de la termodinámica
Normalmente encontraremos con que la famosa segunda ley se enuncia más o menos de la siguiente forma: "En un sistema aislado, la entropía del mismo siempre se mantendrá constante o aumentará, pero nunca disminuirá"
¿Como se traduce esto en términos de volúmenes de espacios de fases?
Pues más o menos sería como sigue:
"Un sistema aislado evoluciona de forma que es mucho más probable que acabe en una región de grano grueso de poca información, puesto que los volúmenes de estas regiones son muy superiores a aquellas de mucha información".
Por lo que una ley que en principio no parece que tenga mucho que ver con el sentido común se convierte casi en una obviedad trivial: "Un sistema aislado evoluciona siempre de forma que acabe en uno de sus estados más probables".
O lo que traducido en el lenguaje de los montones de arena:
"Un castillo de arena aislado evolucionará hacia un montón de arena amorfo, puesto que hay muchas más configuraciones para los montones de arena en los que estos se parecen a montones de arena amorfos que a castillos".
El siguiente es un video de YouTube acerca de la Fe y la Razón.
Es bastante largo y recomiendo su NO visionado, y mucho menos recomiendo leer la enorme parrafada que me he tirado escribiendo una mañana entera. Es una enorme pérdida de tiempo.
Avisados quedáis ;-)
Fe y Razón
Conferencia de Pablo Domínguez
Comienza hablando sobre la inquietud del hombre por conocer
la verdad. Mi opinión al respecto no deja de ser la de siempre, es un mecanismo
de seguridad, conocer lo que no se conoce da seguridad, es un mecanismo evolutivo
de preservación biológica.
Describe a la Ciencia como un sistema, que cuando hacemos
ciencia construimos sistemas interconectados para describir la realidad como un
todo. No es del todo una descripción incorrecta, pero no deja de ser muy vaga y
muy imprecisa. Para empezar se le olvida
comentar que cualquier procedimiento científico comienza con la
observación de la realidad. La fase de toma de datos. Sin esos datos, que después
deben ser analizados, no se pueden elaborar hipótesis que permitan explicar los
fenómenos observados y no se pueden elaborar teorías que permitan hacer
predicciones sobre el estado futuro del sistema o de la parcela de realidad
estudiada. Por ejemplo, Las leyes de Kepler con las cuales se relacionan las
leyes de Newton, y , a la postre, la Teoría general de la relatividad de
Einstein, no hubieran sido posibles sin la tediosa y larga tarea de toma de
datos de cuerpos orbitales que hizo Tycho Brahe.
Una vez elaborada una teoría, dicha teoría debe ser capaz de
elaborar predicciones, y dichas predicciones deben comprobarse con una nueva
fase de toma de datos a través de experimentos directamente enfocados a buscar
pruebas de dichas predicciones. Por ejemplo, el modelo estándar de partículas
predice la existencia del bosón de Higgs, dicha predicción debe ser puesta a
prueba en los aceleradores de partículas hasta poder confirmar dicha
predicción.
Se trata de una construcción de sistemas, sí, pero hay que
tener presente la forma en que se elaboran dichos sistemas (basándose en
observaciones y mediciones de parcelas de la realidad) y el impacto que dichas
construcciones teóricas tienen sobre el mundo real (es decir, realizando
experimentos que comprueben la validez de las predicciones). Así es, en líneas
generales, como funciona la ciencia.
El conferenciante continúa argumentando, que un sistema que
describa por entero a la realidad, ya sea una construcción científica o de
cualquier tipo, debe ser completo y debe ser continuo, cosa bastante lógica
puesto que todas las partes del sistema de la realidad total deben estar interrelacionados,
por lo tanto comenta que dicho sistema no puede tener fallas, no puede tener
huecos. Aquí es donde empieza hablando de una “crisis” en la ciencia, puesto
que se ponen de manifiesto alguna de estas fallas o huecos. Sin embargo, si
comparamos el conocimiento al que se ha llegado respecto al conocimiento de
hace un siglo, yo no veo ninguna crisis, más bien al contrario, se ha producido
una reducción enorme de los huecos. Desde la descripción del macrocosmos con
las teorías de Einstein, a la descripción del microcosmos por la teoría cuántica.
Se ha producido una descripción científica de la realidad que conecta los
primeros instantes de formación del universo con el presente de una forma continua
y sin huecos. Una descripción continua de la realidad que abarca desde
partículas elementales, hasta supercúmulos de galaxias. No, no se trata de una crisis, se trata de un
éxito de la ciencia sin precedentes.
Un inciso respecto a la teoría evolutiva, ya que este señor
comete un patinazo importante. La evolución es un hecho, tan real como el
fenómeno de la caída de los cuerpos. Otro tema es la teoría que describe el
hecho evolutivo (teoría de la evolución, teoría sintética, síntesis evolutiva o
como se le quiera llamar). Los huecos en el registro fósil a los que se refiere
este señor, no se deben a saltos cualtitativos en la evolución, sino a saltos
en la fosilización de los resto orgánicos. Este señor debería estar más
informado acerca del proceso de fosilización y las condiciones extremadamente
ideales en las que se produce una preservación con la calidad suficiente como
para poder ser estudiada, estas condiciones son muy particulares, por lo que la
formación de un fósil es un fenómeno raro e infrecuente, por lo tanto no es de extrañar
que el registro fósil esté lleno de huecos y de saltos. La teoría evolutiva,
debe tomar estas pruebas como una confirmación parcial y no absoluta debido a
esta incompletitud del registro fósil y debe, por tanto, buscar pruebas adicionales
en otros ámbitos, como en la genética, ecología de poblaciones, etc, ámbitos,
en los cuales, la teoría moderna de la evolución se ha mostrado profundamente
satisfactoria.
Obviamente, la descripción científica de la realidad no está
aún completa, y es cierto que existen escollos de un alto nivel de complejidad
como la unificación de la física o el mismo origen del universo que aún deben
ser solucionados, pero no se trata tampoco de una crisis. Aunque el modelo
estándar fracase en su formulación de esta unificación no se deberá considerar
una crisis, sino una redirección del camino de la ciencia hacia el camino
correcto que nos lleve al conocimiento de la realidad.
El núcleo de la conferencia comienza con lo que este señor
denomina “Gran Crisis” que consiste en la formulación de una serie de
principios matemáticos que indican que no es posible elaborar un sistema
axiomático que sea completo (que describa todos los fenómenos que se puedan
producir en dicho sistema), consistente (no posea contradicciones) y definible
(no contenta ambigüedades). Por lo tanto, no es posible elaborar un sistema que
describa la totalidad de la realidad mediante la razón humana (más bien,
mediante la elaboración de proposiciones axiomáticas). O dicho de otro modo, la
razón humana tiene una seria limitación a la hora de explicar sistemas de
cierta complejidad. Sin embargo hay que tener presente lo que la realidad es, y
no es otra cosa que un conjunto finito de reglas relativamente simples. Por
ejemplo la regla de la gravedad, o la regla de la fuerza nuclear fuerte, etc.
La matemática es la herramienta de la razón humana para comprender el conjunto
de reglas de la realidad, pero eso no significa que la realidad tenga que
comportarse como un sistema de conceptos elaborado por el intelecto humano.
¿Significan los teoremas de Gödel y demás matemáticos que la realidad es
inexplicable? Eso depende de finalmente cómo sea la realidad. Debemos primero,
por lo tanto, observar y descubrir cómo es, antes de poder concluir si es
explicable o no o si son necesarias o no una o varias proposiciones externas a
dicho sistema para intentar explicarlo. Primero debemos descubrir cómo es la
realidad, luego veremos si necesitamos premisas externas o no.
Hay que tener siempre presente, que el objetivo es la
descripción de la realidad y comprender cómo funciona y porqué. La razón es el
instrumento que utilizamos para llevar a cabo ese propósito, y como tal, puede
ser eficaz o no, o puede ser eficaz en algunos aspectos y en otros no, etc. A
mí no me interesa saber si debemos ser racionalistas o irracionalistas o una
mezcla de ambas. Lo que me interesa es cómo se comporta esa realidad. Tal vez
sea inalcanzable por el intelecto humano debido a estas incapacidades, o tal
vez sea lo suficientemente simple como para que lo entendamos fácilmente. Por
lo tanto es absurdo adoptar cualquiera de las posturas racionalista o
irracionalista cuando hablamos de fenómenos donde interviene la fe religiosa (aquí
es donde la introduce por primera vez): Racionalista (reducir los fenómenos de
la fe, como la resurrección de Cristo o de comer cuerpo y sangre de Cristo en
la eucaristía, a términos que podamos entender, por ejemplo asumiendo que son
metáforas o alegorías), o irracionalista (separar la fe del racionalismo y
adoptarla como una herramienta para enfocar nuestras vidas), o una postura que
a la que se refiere como una razón distinta (capaz de reconocer qué es
explicable en términos racionalistas y qué fenómenos caen en el terreno de la
fe porque requieren de una explicación externa al sistema).
Lo primero que hay que hacer es analizar cuidadosamente cualquier
fenómeno identificado como “inexplicable”. ¿Es verdaderamente inexplicable?, ¿o
debo concluir que es inexplicable porque lo dice un libro?. Es decir, cuando nos movemos en fenómenos
pertenecientes al terreno de la fe, como por ejemplo la resurrección de Cristo,
¿realmente se llevó a cabo dicha resurrección?, ¿y en tal caso cómo es posible?.
Aquí ya no estamos hablando de un
sistema axiomático completo que requiera de una explicación externa al sistema,
sino de fenómenos particulares perfectamente abarcables y estudiables por la
ciencia. Aceptar dichos fenómenos como algo perteneciente a la fe y no tratar
de analizarlos científicamente es abandonar el deseo de conocer la realidad,
porque el mismo miedo que nos hace intentar entender la realidad, nos hace
adoptar creencias falsas que nos permitan calmar ese miedo y engañarnos a
nosotros mismos cuando nos enfrentamos a conceptos difíciles.
Otro de los puntos cruciales del argumento es cuando
introduce la analogía del avión y del ingeniero. Evidentemente, una persona no
formada no puede explicar cómo puede sustentarse un avión en pleno vuelo, pero
hay principios físicos sencillos de entender detrás de este fenómeno y solo se
trata de adquirir el conocimiento necesario para entender cómo se sustenta un
avión. Esto mismo puede extenderse a cualquier sistema, incluso al universo mismo.
Si cualquier fenómeno particular funciona a través de un conjunto finito de
reglas simples, entonces es comprensible por cualquiera que adquiera el
conocimiento necesario.
Sin embargo el conferenciante utiliza este argumento de
forma que, junto con los principios matemáticos acerca de los sistemas
axiomáticos, le sirve para dar a entender, que el universo debe estar
organizado o “planificado” por una inteligencia de orden superior externa en la
cual confiamos y por tanto nos contentamos con saber que las cosas funcionan
como funcionan porque alguna inteligencia superior lo ha planificado de este
modo. Se da por lo tanto una interpretación finalista (el universo es como es
porque algo o alguien ha querido que sea así) del universo.
De esta forma, el conferenciante enlaza estas ideas con el
asunto de la formación del universo. Plantea dos posturas: Azar y creacionismo.
Al hablar del azar esquiva un poco el asunto, intenta diferenciar lo que es la
causalidad de la libertad (hay cosas que suceden por causa-efecto, y hay cosas
que suceden por libertad del ser humano). Esto es dar un salto tremendo entre
un montón de fenómenos intermedios, fenómenos a medio camino entre la simple
causalidad de una reacción química que produce la combustión de un billete de
500 euros, hasta el intrincado comportamiento humano. En este ámbito de cosas
surge lo que en ciencia se denomina como Caos o comportamiento estocástico, que
se trata ni más ni menos que de la dificultad de hacer predicciones en sistemas
complejos de muchas variables en los cuales el más mínimo error en la lectura
de las condiciones iniciales conduce a predicciones erróneas en un futuro a
corto, medio o largo plazo. El comportamiento humano es uno de estos fenómenos
estocásticos. Nuestro comportamiento no es impredecible porque seamos libres,
es impredecible porque es complejo, y hoy por hoy no disponemos de la capacidad
suficiente como para analizar todas las variables de las que se compone un
sistema de pensamiento o conciencia humana. Incluso aunque algunos aspectos de
la conciencian tengan una naturaleza relacionada con el comportamiento del
mundo cuántico (como algunos autores dan a entender, p. ej. Roger Penrose),
esto no implica que las acciones de las personas sean impredecibles.
Después de dar este salto descomunal y de dar a entender que
el azar no existe, sino que existe causalidad y libertad, comenta incluso que
ciertas personas “sensatas” (hace referencia a ciertos ateos, agnósticos o
filósofos) piensan que el modelo creacionista (modelo del universo como
creación de Dios) otorga una gran coherencia al modelo científico de creación
del universo. Sin embargo vuelvo a
resaltar lo mismo de siempre: el universo es como es independientemente de cómo
nosotros queramos que sea. El universo no tiene porqué ser coherente o
incoherente. Somos nosotros con nuestros prejuicios quienes afirmamos que el
universo debe ser coherente. Como verdaderos científicos debemos deshacernos de
prejuicios e investigar la realidad tal y como es, no como nos gustaría que
fuera.
Al margen de esto, aunque un modelo creacionista otorgase
cierta coherencia, eso no quita que se deba poder investigar acerca del
creador. Si realmente existe una conexión, y (volviendo al principio), las
partes del sistema deben de estar interconectadas, entonces el creador debe
poder ser sujeto de estudio científico del mismo modo que lo es un quark o una
galaxia. Si realmente existe una conexión real entre nuestra realidad y un
posible creador, entonces no estamos sino ante una extensión de la propia
realidad, y como tal, estudiable científicamente y expuesta al mismo problema
de los sistemas axiomáticos que tratábamos antes. Si intentamos explicar dicho
sistema a través de un conjunto de axiomas de cierta complejidad, entonces
volveremos a necesitar una explicación externa y por lo tanto, la explicación
de un universo creado por Dios se torna del mismo modo incompleta.
A parte de este importante defecto recurrente del que el
conferenciante parece no darse cuenta (o no quiere darse cuenta), yo no veo
porqué debe proporcionar la explicación creacionista cierta coherencia al
sistema. Si el universo finalmente resulta ser un fenómeno dentro de una
realidad mayor, dicho fenómeno puede no requerir de un modelo creacionista,
sino que simplemente puede ser un fenómeno como otro cualquiera dentro de dicho
“universo extendido”. Por ejemplo el tan afamado problema de las constantes del
universo (lo que se denomina principio antrópico), que consiste en la aparente “perfección”
en que las constantes universales están finamente ajustadas de forma que existe
vida inteligente, puede explicarse en un multiverso en que cada universo o
parcela de este multiverso tiene un subconjunto diferente de valores para estas
constantes fundamentales de forma que la vida inteligente aparece justamente
sólo en aquellos universos cuyas constantes sean las adecuadas. No estoy
defendiendo la idea del multiverso (no
es ciencia verdadera, ya que no pueden elaborarse predicciones que puedan
falsarse), pero es una idea válida que también otorga coherencia a nuestro
modelo de creación del universo sin recurrir a la acción de una posible
inteligencia ordenadora.
Otra de las preguntas profundas que expone el
conferenciante es la de “porqué existe
algo en lugar de no existir nada”, sin embargo incluso una explicación
creacionista no pone solución a dicho problema, puesto que si dios es el principio
causal de nuestro universo y, por lo tanto, debe existir una conexión real de
causa-efecto, entonces la realidad “extendida” que incluye tanto a nuestro
universo como a la realidad que envuelve al creador puede someterse
recurrentemente a la misma pregunta.
En cualquier caso nos enfrentamos a un tema más del tipo
filosófico que científico, y cualquier respuesta es igualmente válida frente a
otra, ninguna otorga más coherencia que la otra.
De este modo el conferenciante pasa de la necesidad de una
explicación externa para un sistema completo a la hipotética coherencia que el
modelo creacionista aporta a la explicación del origen del universo y lo enlaza
con la necesidad moral de la existencia de Dios citando a Sartre. Pero aquí ya
estamos perdiendo la pista de lo que verdaderamente se hablaba al principio,
que es la tendencia del ser humano a conocer el entorno que le rodea, a conocer
la realidad. El objetivo es conocer la realidad, no adoptar una u otra forma de
ver las cosas para enfocar mi vida, el objetivo no es cómo vivo mi vida, ni qué
impacto tiene sobre los demás. No estoy diciendo que no haya que vivir en
sociedad ni que haya que adoptar unas ciertas normas de convivencia, pero no
hay que mezclar de lo que estamos hablando. El hecho de que la realidad sea de
una u otra manera no debe afectar a los principios morales o sociales con los
que me relaciono con los demás. Esta mezcla es una táctica de los “filósofos”
religiosos para intercalar la idea de que la moralidad o el comportamiento
social se basan en unas reglas que “trascienden” la realidad, que están más
allá de la realidad física. Es aquí donde se produce un punto de inflexión y
donde el conferenciante abandona cualquier intención de hablar acerca de la
realidad y se dedica a debatir acerca de dichos principios morales, los cuales,
según él, deben proceder de una “verdad” más fundamental y externa al sistema
físico.
Para terminar, una de las frases chocantes de la conferencia
es la de “la apertura de la razón a la fe es connatural a la razón”, es decir,
la razón humana es un subcojunto de una razón superior que incluye la “sabiduría
divina”, que entre la razón y la esta razón superior existe una “discontinuidad
continua” que sólo se puede atravesar por medio de la fe. Este acceso a una “verdad de orden superior”
es la que nos otorga la verdad acerca de la moralidad. Que la moralidad no
puede deducirse por meros procesos racionales y que, de seguir por ese camino,
se llega a la relatividad moral, la “entroponomía” o entropía en las leyes, o
caos en las leyes. Es decir, que las normas morales, no pueden razonarse, sino
que deben imponerse desde un nivel superior, un nivel trascendente a nuestra
existencia. De este modo, una conferencia que se promociona como un
acercamiento a la verdad de la realidad, a la naturaleza de la razón, se torna
en una discusión acerca de las normas morales del ser humano.
Nuevamente debemos
tener presente lo que es a realidad, y la forma en la que debemos abarcarla. A
la realidad no le importan nuestras normas morales. El universo seguirá
existiendo cuando nosotros desaparezcamos. El universo está repleto planetas
con sus propios seres y quizás con sus propios seres conscientes con sus
propias normas morales. ¿Qué le importa al universo lo que sucede en un
minúsculo planeta en una minúscula galaxia apartada a un minúsculo rincón del
universo? ¿Cómo puede tomarse en serio siquiera la pretensión de que un ente
superior ha puesto este universo para nuestro uso y disfrute?, ¿cómo se puede
ser tan absurdamente antropocentrista?. Es un discurso profundamente
descorazonador y sólo revela una profunda despreocupación por conocer cómo es
la realidad en sí misma. Para alguien quien dice estar en busca de la verdad,
no puede ir por un camino más errado. Para ver la realidad a la cara hay que
mirar al frente, no mirarse su propio ombligo. Hay que dejarse de filosofías
absurdas y de tratar de acceder a la realidad desde meramente lo racional. La
ciencia necesita de observar, de observar la realidad, de experimentar. Se
necesita mirar a la realidad para poder comprenderla, no esquivarla. ¿Cómo se
puede decir que la ciencia cojea en tal o cual sentido si me dedico a leer
filosofía en lugar de coger un microscopio?.
Se trata de un gran descubrimiento realizado por el espectrómetro HARPS, el cual calcula los desplazamientos de la velocidad radial de la estrella (Alfa Centauri B) mediante desplazamientos de las líneas espectrales (efecto Doppler) con una gran precisión.
Con los datos, el equipo de científicos ha deducido que el tirón gravitatorio lo provoca un planeta de masa parecida a la de la Tierra orbitando la estrella con un período de 3,2 días (fuera de la zona de habitabilidad hipotética de la estrella), por lo que no es habitable y es poco probable que dicho planeta albergue vida tal y como la conocemos.
Pese a ello, es probable que haya más planetas en el sistema, y quizás alguno esté dentro de la zona de habitabilidad de Alfa Centauri B, y no sólo eso, sino que además, puede que Alfa Centari A también tenga planetas.
Ambas estrellas A y B son parecidas a nuestro sol, A es una estrella de la secuencia principal de tipo G2V como nuestro Sol mientras que B es de tipo K1V (anaranjada, y por lo tanto más fría que el Sol), las luminosidades son de 1,2 y 0,44 veces la del Sol respectivamente y ambas orbitan alrededor de un centro de masas común en un período de casi 80 años y 23,7 UA de semieje mayor (unos 3500 millones de kms, algo más que el semieje mayor de la órbita de Urano), por lo que las zonas de habitabilidad de ambas estrellas no interfieren entre si.
Habrá que estar atentos a futuras observaciones (espectroscópicas o incluso visuales) que puedan proporcionar mayor información acerca del sistema y sus posibles planetas.
