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¿Alguna vez han visto a un pájaro grande alzar vuelo? Corre por el suelo, cada vez más rápido, agitando sus alas enormes, poniendo un pie delante del otro. Y luego, ¡pum!, llega ese momento mágico en que se eleva. Pues, ¡así somos nosotros! Cuando combinamos nuestro IQ, nuestra inteligencia, con nuestro SQ… nuestra inteligencia espiritual.
Con nuestro IQ, con la lógica, avanzamos a buen ritmo, un paso a la vez, hacia la solución de un problema. Pero con nuestro SQ, con nuestra superpotencia cognitiva natural, ¡agitamos nuestras alas poderosas y echamos a volar! Nos elevamos a cumbres vertiginosas, inaccesibles a pie.
Nuestro SQ nos lleva a lugares lejanos que nuestro IQ no puede ver, no puede probar que existen, ¡ni siquiera imaginar! Es el motor de la curiosidad sin igual de la humanidad. Me recuerda a una canción muy popular después de la Primera Guerra Mundial, cuando los soldados estadounidenses, muchos de ellos chicos de granja, regresaban de lugares exóticos en el extranjero. Decía algo así como, "¿Cómo vas a mantenerlos en la granja, después de que han visto París?"
La inteligencia insondable y penetrante del SQ abre tus ojos a realidades exóticas, trans-lógicas. Una vez que la usas, ¡nada te va a mantener de nuevo en la vieja granja darwiniana!
Debido a nuestro SQ, solo nosotros sentimos curiosidad por las ondas gravitacionales, los neutrinos y el vacío cuántico, cosas que no tienen una relación obvia con nuestra dura lucha por sobrevivir. De hecho, nuestra búsqueda ávida de tales fenómenos esotéricos ha producido invenciones terribles que ponen en grave peligro nuestra existencia.
¿Por qué estamos programados para sentir curiosidad por los misterios más remotos y arcanos de este mundo? ¿Y sobre lo que podría haber más allá de este mundo?
No es un defecto en nuestro diseño, como afirman algunos ateos. Es una evidencia clara de que tales realidades exóticas sí existen, realidades que no se pueden ver, probar o incluso imaginar.
Y nadie lo sabe mejor que mis colegas físicos.
La física… ¡madura!
La física, la ciencia en general, es como un adolescente perpetuo: nunca deja de crecer. Eso son buenas y malas noticias.
Es bueno porque los físicos están constantemente aprendiendo lecciones nuevas y sorprendentes. Es malo porque significa que las teorías científicas son perecederas. Los nuevos descubrimientos cambian continuamente el statu quo, destituyendo cualquier pensamiento erróneo y cualquier fe equivocada que pueda estar contaminando la visión del mundo del físico en ese momento.
Ocasionalmente, las nuevas lecciones obligan a realizar importantes cambios de imagen en la visión del mundo de los físicos, ¡estirones de crecimiento impactantes, por así decirlo! Aquí están los cuatro estirones más grandes que ha experimentado hasta ahora:
Primero: En el siglo IV antes de Cristo, el filósofo griego Aristóteles produjo una serie de manuscritos titulados colectivamente "Física". Fue el primer libro de texto de física del mundo, el comienzo de la física aristotélica.
Segundo: En 1687, el famoso inglés Isaac Newton publicó "Principios Matemáticos de la Filosofía Natural", comúnmente llamado "Principia" de Newton. Fue el comienzo de la física newtoniana o clásica.
Tercero: A principios del siglo XX, Albert Einstein y una legión de otros publicaron ideas sobre la estructura más íntima de la materia y la luz. Fue el comienzo de la física cuántica, una rama importante de la física moderna.
Cuarto: También a principios del siglo XX, Einstein produjo las teorías de la relatividad especial y general. Este fue el comienzo de la física relativista, otra rama importante de la física moderna.
Si tuviera que comparar la física con un animal, no sería una serpiente, que muda su vieja piel a medida que crece. Sería un nautilus, que continuamente y elegantemente expande el tamaño de su caparazón a medida que crece.
A medida que la física crece, no desecha por completo sus viejas creencias; las modifica, las reinterpreta y las añade. Por lo tanto, la física moderna conserva vestigios incluso de la física aristotélica.
Un buen ejemplo: Aristóteles permitió que los dioses entraran en sus explicaciones del mundo natural. En "Metafísica", escribe:
"Nuestros antepasados en las épocas más remotas han transmitido a su posteridad una tradición, en forma de mito, de que estos cuerpos [el sol, la luna, los planetas] son dioses, y que lo divino encierra la totalidad de la naturaleza... Uno debe considerar esto como una expresión inspirada."
La física moderna ya no permite tales referencias abiertas a los dioses en sus explicaciones, pero en las últimas décadas especialmente, ha recurrido cada vez más a conceptos que huelen a metafísica. De hecho, como estoy a punto de explicar, muchos de estos conceptos son más fantásticos que cualquier cosa que encuentres en la física de Aristóteles, ¡o incluso en el País de las Maravillas de Lewis Carroll!
¡La física en el País de las Maravillas!
El 9 de junio de 1905, la prestigiosa revista científica alemana "Annalen der Physik" (Anales de Física) publicó un artículo presentado por un joven y desconocido físico llamado Albert Einstein. El título sonaba mundano y esotérico: "Sobre un punto de vista heurístico sobre la creación y conversión de la luz".
Resultó ser el equivalente al famoso disparo de la Revolución Americana que se escuchó en todo el mundo. El momento en que la física experimentó su mayor transformación desde Aristóteles y Newton. El momento en que la física atravesó el Espejo.
Lo llamamos física cuántica. "Fue tan revolucionario", comentó el legendario Isaac Asimov, "que casi ningún físico... pudo obligarse a aceptarlo".
No tengo suficiente espacio aquí para explicar completamente la física cuántica. E incluso si lo tuviera, todavía no podría hacerlo.
Nadie puede explicar completamente la física cuántica. Ni siquiera el difunto premio Nobel Richard Feynman, quien en "The Character of Physical Law" confesó con franqueza: "Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica".
La física cuántica (también conocida como mecánica cuántica) es un trabajo en progreso. Un pastel a medio cocer. Un niño extremadamente extraño que todavía está creciendo.
La física cuántica nos ofrece vislumbres tentadores, pero no una visión completa, de la rareza microscópica del País de las Maravillas. Ofrece ecuaciones explícitas pero interpretaciones conflictivas de las ecuaciones.
Es como una moneda que cae entre los cojines del sofá. Cuanto más intentas alcanzarla, más se te escapa de las manos.
Eso es la física cuántica en pocas palabras.
Para ver más claramente lo que quiero decir, echa un vistazo a cinco afirmaciones impactantes que hace la física cuántica sobre el País de las Maravillas, afirmaciones que están más allá de nuestra capacidad de comprender completamente. Desafían las palabras, desafían la prueba, desafían incluso la imaginación humana. Sin embargo, los físicos creen en ellas de la misma manera que Aristóteles creía una vez en los dioses.
Primero: Todos los residentes del País de las Maravillas son paradójicos.
Ya expliqué que los rayos de luz son paradójicos. Se comportan simultáneamente como partículas y ondas, lo que equivale a afirmar que algo es simultáneamente blanco y negro.
Nadie puede comprender completamente una contradicción lógica tan flagrante, ni siquiera el propio Einstein.
En 1954, un año antes de morir, Einstein confesó a su viejo amigo Michele Besso: "Los cincuenta años completos de reflexión consciente no me han acercado a la respuesta a la pregunta: '¿Qué son los cuantos de luz?' Hoy en día, cualquier granuja cree que sabe lo que son, pero se engaña a sí mismo".
Y la extrañeza trans-lógica no termina ahí.
Un electrón, por ejemplo. Los físicos solían creer que era una partícula, simple y llanamente. Pero ahora sabemos que también se comporta simultáneamente como una partícula y una onda. El descubrimiento de esa profunda realidad trans-lógica se atribuye a un estudiante de posgrado francés de noble cuna llamado Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie.
Estas entidades trans-lógicas no solo habitan un reino cuántico remoto, parecido al País de las Maravillas. ¡Son la materia de la que estamos hechos tú y yo!
En tu propio núcleo, en otras palabras, eres una contradicción lógica viviente y respirante. Eres una criatura trans-lógica, metafísica, más extraña, más inescrutable, más inimaginable de lo que tu propia mente puede comprender completamente.
Segundo: Algunos residentes del País de las Maravillas pueden teletransportarse y comunicarse instantáneamente.
Para ir desde la planta baja de un edificio alto hasta el piso veinte, necesitas tomar un ascensor o subir las escaleras. Incluso si fueras Superman o Superwoman, aún necesitarías cubrir la distancia entre los pisos.
¿Verdad?
En el País de las Maravillas, no necesariamente. Por ejemplo, un átomo es como un rascacielos con muchos pisos. Según la física cuántica, los electrones pueden, y de hecho lo hacen, ir de un piso a otro sin atravesar los pisos intermedios. Literalmente, se desmaterializan de un piso y se rematerializan instantáneamente en otro.
Luego está el asunto de la comunicación. Normalmente, se necesita tiempo para entregar un mensaje de A a B. Incluso la mensajería instantánea actual tarda en llegar del transmisor al receptor.
Pero no necesariamente en el País de las Maravillas. Por ejemplo, un electrón gira como una peonza, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario. Supongamos que dos electrones del mismo átomo se separan como gemelos separados al nacer, cada uno con un cierto giro. Medir el giro de un electrón afecta instantáneamente el giro del otro, como si los dos electrones estuvieran en comunicación telepática. Llamamos a este misterioso comportamiento entrelazamiento cuántico.
El entrelazamiento cuántico ha sido corroborado por muchos experimentos. En un estudio reciente, científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei encontraron que cuantos de luz gemelos separados por un récord de 746 millas todavía parecían capaces de comunicarse entre sí instantáneamente.
Tercero: Los residentes del País de las Maravillas pueden existir en muchos lugares a la vez.
Cuando estaba en la escuela secundaria, mi profesor de ciencias nos dijo que un átomo es como un sistema solar en miniatura. En su centro hay un núcleo hecho de neutrones y protones; girando alrededor del núcleo, como tantos planetas, están los electrones.
Esos días quedaron atrás.
Según la física cuántica, un átomo está todo difuminado, como una onda gigante. Pero no como una onda en la playa. Es como una onda de probabilidad.
Las probabilidades de que un átomo esté en un lugar determinado son bastante altas. Pero... hay una posibilidad, aunque infinitamente pequeña, de que esté en otro lugar, ¡tal vez incluso al otro lado del universo!
En cualquier momento dado, un átomo típico probablemente esté donde la física clásica dice que debería estar. Pero no puedes decir que está ahí con total confianza porque puede estar en muchos lugares simultáneamente.
Eso es cierto para cualquier residente microscópico típico del País de las Maravillas, no solo para los átomos. Tiene la extraña propiedad de estar difuminado en más de un lugar a la vez.
Considera, por ejemplo, un electrón confinado dentro de un pozo, como una canica atrapada en una zanja. Pensarías que nunca podría salir por sí solo, pero puede hacerlo. ¿Por qué? Porque aunque la mayor parte está de hecho confinada dentro del pozo, alguna parte de ella existe dentro y fuera de las paredes del pozo.
Sé que suena loco, el País de las Maravillas es un lugar loco, pero debido a la existencia difuminada del electrón, hay una pequeña posibilidad de que, si esperas el tiempo suficiente, se materialice fuera del pozo, como si fuera un espíritu que atraviesa una pared sólida. Llamamos a este asombroso fenómeno túnel cuántico.
Cuarto: Los experimentos en el País de las Maravillas nunca son verdaderamente objetivos.
En términos generales, los físicos hacen todo lo posible para no permitir que los sesgos y la negligencia contaminen los resultados de sus experimentos. Pero según la física cuántica, la objetividad es algo así como un mito.
La razón: Los físicos y sus equipos no pueden evitar interactuar con lo que están observando. Esa interacción inevitablemente afecta la observación.
Esta corrupción involuntaria es especialmente significativa cuando se observan cosas diminutas, como los cuantos de luz y las partículas subatómicas. Pero en última instancia, aflige a todos los experimentos.
Déjame decirlo de otra manera.
Has oído el viejo dicho: "La belleza está en el ojo del que mira". Significa que la belleza no tiene un significado independiente del observador. La belleza y su observador están inextricablemente conectados.
Asimismo, se puede decir que la totalidad del País de las Maravillas no tiene sentido sin observadores que lo describan. El País de las Maravillas y sus observadores, sus habitantes sintientes, ¡somos nosotros! están inextricablemente conectados.
"El Universo solo podría llegar a existir si alguien lo observara", dice Sir Martin Rees. "El Universo existe porque somos conscientes de que existe".
La objetividad, entonces, es un mito.
Tú y yo somos inevitablemente parte de nuestras descripciones del País de las Maravillas.
No hay forma de evitar esta corrupción cuántica.
Aquí hay un ejemplo concreto de lo que esto significa: Imagina un electrón giratorio encerrado dentro de una caja opaca. Según la física clásica, el electrón gira en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario; no hay una tercera posibilidad. Además, si dejas el electrón solo, la dirección de su giro no cambiará.
La física cuántica ve las cosas de manera muy diferente. Según la física cuántica, un electrón se comporta como una onda de probabilidad. Está girando simultáneamente en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario.
Sin embargo... en el instante en que abres la caja, en el instante en que interactúas con el electrón, haces que una de las posibilidades se haga realidad por completo. El electrón que observas estará girando en una sola dirección, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario, y ya no en ambas.
Por lo tanto, no eres un observador objetivo.
No estás simplemente observando una realidad preordenada.
Inevitablemente estás ayudando a determinar el resultado.
Tú.
Es una verdad absoluta, entonces, que no importa cuán cuidadosa u honestamente hagas un experimento, sus resultados siempre estarán contaminados por tu participación en él.
"La ciencia ya no está en la posición de observadora de la naturaleza", explicó el físico alemán Werner Heisenberg, "sino que más bien se reconoce como parte de la interacción entre el hombre y la naturaleza".
Aquí hay otra forma de entender esto: El comportamiento de una mujer que nunca has conocido está representado por una nube de muchas posibilidades. Pero en el instante en que la conoces, ella se convierte en una de esas posibilidades.
Además, y este es el punto esencial, tu interacción con ella influye en el resultado de tu encuentro. Afectas cómo se comporta.
Alguien más podría experimentar un resultado diferente al conocer a la misma mujer. Alguien más podría obtener de ella un comportamiento completamente diferente.
Entonces... volviendo a ese electrón. Cuando abra la caja, puedo o no experimentar el mismo resultado que tú. Hay un cincuenta por ciento de posibilidades de que lo haga. Y un cincuenta por ciento de posibilidades de que obtenga el resultado opuesto.
Mismo electrón. Misma caja. Resultado opuesto.
Si suficientes personas abren la caja, los resultados promediarán cincuenta y cincuenta. La mitad de los observadores verá el electrón girando en el sentido de las agujas del reloj; la mitad, en el sentido contrario.
Llamamos a este fenómeno intrigante el problema de la medición cuántica. ¿Por qué problema? Porque realmente no entendemos cómo la realidad puede ser tan subjetiva.
Es fácil entender cómo el mundo de la opinión es subjetivo. ¿Pero la realidad física dura?
"¿Cómo pasas de la realidad difusa y nebulosa de las probabilidades cuánticas, donde las cosas pueden estar en muchos lugares con diferentes probabilidades, a la realidad única y definida que observamos cuando hacemos una medición?", pregunta el físico Brian Greene de la Universidad de Columbia. ¿Respuesta? "No lo sabemos".
Es un problema, sin duda.
Quinto: Nunca podemos saber todo sobre el País de las Maravillas. Nunca.
Piensa en todas las mediciones que haces en la vida. Te subes a una báscula para pesarte. Mides las ventanas de tu sala de estar para cortinas nuevas. Dosificas cuidadosamente los ingredientes de una receta. Rastreas la altura de tu hijo en crecimiento.
Para los físicos, las mediciones lo son todo.
La temperatura de la Tierra. La masa de un glaciar. El diámetro de la órbita de un satélite. La edad del universo. Los físicos deben obtener sus mediciones correctamente cada vez si esperan ser publicados, ser creídos por el público, obtener financiación y ganar premios prestigiosos.
En los días de Aristóteles y Newton, los físicos creían que no había límite para la precisión de una medición. Tenían fe en que algún día, con la combinación correcta de inteligencia, habilidad y equipo, podrían precisar cada pequeña cosa sobre el universo con una precisión ilimitada.
Luego sucedió 1927.
En ese fatídico año, Werner Heisenberg publicó una expresión matemática llamada el principio de incertidumbre. Afirma que no importa cuánto nos esforcemos, no importa cuán inteligentes o hábiles seamos, nunca podemos averiguar todo sobre el universo.
Es imposible hablar del principio de incertidumbre de Heisenberg sin recordar el teorema de incompletitud de Gödel. Ambos fueron descubrimientos impactantes de límites insuperables (del método científico y la lógica, respectivamente).
En "El maravilloso mago de Oz" de L. Frank Baum, un pequeño mago controla la tierra de Oz desde detrás de una cortina. Esto es esencialmente lo que dice el principio de incertidumbre sobre nuestro propio País de las Maravillas.
Dice que los secretos más íntimos del universo se esconden detrás de una cortina de incertidumbre. Una cortina que la física, a diferencia de Dorothy, nunca puede retirar, y que incluso nuestro SQ superpoderoso puede espiar con solo un éxito limitado.
Déjame decirlo de una manera un poco más técnica.
Ciertas cantidades medibles, descubrió Heisenberg, están emparejadas de una manera extraña. Dos de tales pares son el momento y la ubicación, y la energía y el tiempo. Los físicos llaman a estas parejas extrañas variables conjugadas u observables incompatibles.
Cuanto más precisamente medimos un miembro del par, menos precisamente podemos medir el otro. El País de las Maravillas está programado para que nunca podamos precisar ambos miembros con perfecta precisión.
Supongamos que experimentamos con núcleos de helio de movimiento rápido, como los que se encuentran en los rayos cósmicos. Cuanto mejor medimos el momento de un núcleo, peor podemos medir su posición.
Es como un balancín. Cuanto mayor sea la precisión de una cantidad medible, menor será la otra. No hay forma de evitarlo.
También es como lo que los videógrafos llaman enfoque de cremallera. Cuando tienes dos sujetos, uno en primer plano y otro al fondo, y te enfocas en el sujeto frontal, el sujeto posterior se vuelve borroso de inmediato. Y viceversa. Nunca puedes enfocar perfectamente ambos sujetos.
No es que estés siendo descuidado o incompetente. Es cómo funciona el País de las Maravillas, por razones profundas que no entendemos, y tal vez nunca lo haremos.
¡La física en el País de las Maravillas, parte dos!
El 26 de septiembre de 1905, "Annalen der Physik", la misma revista alemana que había publicado el artículo de Einstein sobre física cuántica tres meses antes, publicó su teoría de la relatividad especial. En este día notable, el fenómeno de veintiséis años llevó a los físicos aún más profundamente en la naturaleza salvaje del País de las Maravillas.
Aquí hay tres cosas impactantes que la teoría de Einstein afirma sobre el mundo que llamamos hogar. Todas ellas están totalmente en desacuerdo con la física aristotélica y newtoniana.
Primero: El País de las Maravillas tiene cuatro dimensiones.
Los físicos desde Aristóteles creían que el universo tenía solo tres dimensiones espaciales: arriba/abajo, derecha/izquierda y adelante/atrás. Estas dimensiones, etiquetadas como x, y, z, se describen fácilmente utilizando la geometría 3D ordinaria.
La relatividad especial, sin embargo, afirma que el tiempo también es una dimensión, aunque se comporta de manera muy diferente a las tres dimensiones espaciales. Es como decir que los hombres y las mujeres son ambos humanos, aunque se comportan de manera diferente.
Los físicos llaman a las cuatro dimensiones espacio-tiempo (una palabra) y las etiquetan como x, y, z, t. A veces se pueden describir fácilmente utilizando la geometría 4D ordinaria, pero no siempre.
Segundo: Ciertos aspectos superficiales del País de las Maravillas son relativos.
Para los físicos desde Aristóteles, las distancias, los tiempos y las masas, cantidades cotidianas medidas por reglas, relojes y balanzas, parecían ser inflexibles. Se esperaba que diferentes observadores siempre estuvieran de acuerdo en, digamos, la longitud de un pie, la duración de un minuto o la masa de un centavo.
Pero la relatividad especial afirma que las distancias, los tiempos y las masas son elásticos, como una banda de goma. La longitud de un pie, la duración de un minuto, la masa de un centavo dependen de tu situación particular. Específicamente, de tu velocidad en relación con la cosa que estás midiendo.
No eres consciente de vivir en un País de las Maravillas gomoso por una simple razón. La rareza se vuelve obvia solo a velocidades enormes.
Mucha gente, especialmente aquellos que defienden una visión del mundo posterior a la verdad, se han abalanzado sobre este descubrimiento y lo han distorsionado enormemente. Así que antes de seguir adelante, déjame dejarlo muy claro: A pesar de las sorprendentes revelaciones de la relatividad especial, la verdad absoluta existe. Porque como estás a punto de ver, incluso la distancia, el tiempo y la masa, cualquier y todas las cantidades relativas, en última instancia obedecen las leyes absolutas de la física.
Déjame darte algunos ejemplos concretos de lo que quiero decir.
Primero, encuentra una regla de plástico duro y sostenla en tu mano. Si está bien hecha, tendrá exactamente doce pulgadas de largo.
Ahora supongamos que paso junto a ti a 60 mph con una regla idéntica de doce pulgadas en la mano. Para mí, tu regla se verá más corta que doce pulgadas. No por mucho, ten en cuenta. A 60 mph, calcularé que tu regla tiene 11.999999999999952 pulgadas de largo.
Aquí hay otro ejemplo.
Usa la aplicación de cronómetro de tu teléfono inteligente para medir un minuto. Si tu cronómetro funciona correctamente, el minuto tendrá exactamente sesenta segundos de duración.
Ahora imagina que paso junto a ti a 60 mph con una aplicación de cronómetro idéntica. Para mí, tu cronómetro parecerá funcionar más lento que el mío. En comparación con mi minuto, el tuyo parecerá tener 60.00000000000024 segundos de duración.
Un último ejemplo.
Pesa un centavo nuevo y brillante (que es 2.5 por ciento de cobre y 97.5 por ciento de zinc). Según la Casa de la Moneda de los Estados Unidos, su masa es exactamente de 2.500 gramos.
Ahora, una vez más, supongamos que paso junto a ti a 60 mph. Para mí, la masa de tu centavo parece mayor que 2.500 gramos, concretamente, 2.50000000000001 gramos.
Fácilmente puedo imaginar que estás sacudiendo la cabeza en este momento, protestando: "¡Una y la misma regla no puede tener dos longitudes diferentes! ¡Uno y el mismo minuto no puede tener dos duraciones diferentes! ¡Uno y el mismo centavo no puede tener dos masas diferentes!"
En realidad, sí pueden.
Simplemente no te das cuenta.
"¡Pero, vamos!", dices. "Alguien tiene que estar equivocado. ¡Tú y yo no podemos tener razón ambos! ¡Es imposible!"
Bienvenido al País de las Maravillas.
Bienvenido al mundo que habitas.
En nuestro extraño, extraño mundo, la longitud de un pie, la duración de un minuto, la masa de un centavo, la distancia, el tiempo y la masa, no son verdades absolutas. Son ilusiones ópticas. Como las muchas facetas de un solo diamante duro, son aspectos superficiales de una realidad absoluta más profunda.
Tercero: La luz tiene un estatus sagrado en el País de las Maravillas.
Ya hemos echado un vistazo a esta realidad notable. Aquí te daré una comprensión más profunda de ella. Pero no te preocupes, no me pondré demasiado técnico.
Primero, debes ser consciente de esta verdad absoluta: La velocidad es relativa. Supongamos que estás conduciendo por la autopista y un policía estacionado te registra a 60 mph. Para alguien que conduce junto a ti a 60 mph, estás parado, en efecto, estás yendo a 0 mph porque no te estás moviendo en relación con el otro automóvil.
Entonces, ¿quién tiene razón? ¿El policía estacionado o el automovilista en el carril siguiente? ¡Ambos! Porque la velocidad es relativa; depende de tu punto de vista o marco de referencia.
Este hecho familiar no debería sorprenderte. La velocidad está compuesta de distancia y tiempo, se define como distancia por tiempo, ambas cantidades relativas.
Pero ahora a la única excepción impactante.
Según la relatividad especial, la velocidad de la luz en el vacío, 299,792,458 metros por segundo, no es relativa. Déjame explicar.
Supongamos que un cuanto de luz atraviesa tu habitación. De pie en la puerta con una pistola de radar modificada, lo registras yendo, como se esperaba, a 299,792,458 metros por segundo. (Obviamente estoy ignorando que tu habitación no es un vacío. Pero esta simplificación no afecta lo que estoy explicando).
Ahora, ¿qué tal para alguien que pasa conduciendo a 1,000,000,000 mph? Aquí está la sorpresa: El cuanto de luz todavía parecerá viajar a 299,792,458 metros por segundo.
A diferencia de la velocidad de un automóvil o cualquier otra cosa en el universo, la velocidad de la luz no depende del punto de vista de uno; es la misma para todos, en todas partes, siempre. Es una verdad absoluta, la única velocidad en el universo con ese estatus supremo, por razones, ten en cuenta, que no entendemos. Es un misterio.
Una última cosa sobre la enigmática sacralidad de la luz: Tú y yo nunca podemos acelerar a la velocidad de la luz, no importa cuánto nos esforcemos.
Cuanto más nos esforzamos, más masivos nos volvemos, lo que hace que sea aún más difícil para nosotros acelerar. Parafraseando un anuncio de televisión popular, solo podemos gritar: "¡Ayuda! ¡Tengo sobrepeso y no puedo acelerar!"
Por cierto, nosotros los físicos sabemos que este fenómeno realmente sucede: Las partículas subatómicas en los aceleradores de átomos se hinchan exactamente de esta manera a medida que aceleran hacia la velocidad de la luz. Simplemente no entendemos la razón fundamental por la que el universo funciona de esta manera.
¡La física en el País de las Maravillas, parte tres!
Piensa en la gravedad como un amante misterioso. Vives con ella todos los días, pero no sabes casi nada sobre ella.
Incluso Isaac Newton, que sabía más sobre la gravedad que nadie más en su época, se rindió y les pasó la pelota a otros: "La gravedad debe ser causada por un agente que actúa constantemente de acuerdo con ciertas leyes", dijo, "pero si este agente es material o inmaterial es una pregunta que he dejado a la consideración de mis lectores".
Siglos después, el 25 de noviembre de 1915, Einstein afirmó haber descifrado el código. De pie frente a una clase de física en la Real Academia Prusiana de Ciencias en Berlín, anunció que la gravedad es causada por hoyuelos en el tejido elástico del espacio-tiempo 4D.
Sí, hoyuelos.
El sol, por ejemplo, crea un hoyuelo enorme de la misma manera que un elefante de circo lo haría en una cama elástica de goma. La Tierra produce un hoyuelo mucho más pequeño. Tú y yo hacemos hoyuelos espacio-tiempo realmente insignificantes.
Dice Einstein: Siempre que viajes a través de un hoyuelo espacio-tiempo, naturalmente seguirás sus contornos y, por lo tanto, te desviarás del rumbo. (Habiendo conducido a través de muchos baches mientras vivía en Boston, conozco la sensación). Debido a que el hoyuelo es invisible, comprensiblemente culparás a tu curso alterado a una fuerza invisible: la gravedad.
Si tienes la desgracia de viajar a través de un hoyuelo espacio-tiempo lo suficientemente profundo, caerás en él y nunca saldrás. Llamamos a esos hoyuelos agujeros negros, los Triángulos de las Bermudas del espacio exterior.
Para explicar toda esta rareza, Einstein necesitaba usar una geometría mucho más exótica que la de Euclides. Para obtener ayuda, contactó a amigos que eran virtuosos matemáticos, incluido Marcel Grossmann, un ex compañero de clase de la universidad.
Con su guía, Einstein finalmente encontró la geometría no euclidiana correcta para el trabajo: una geometría 4D inventada en la década de 1850 por el prodigio alemán Bernhard Riemann.
Con la geometría de Riemann, Einstein formuló una ley de la gravedad que superó la antigua de Newton, para mí, la ecuación más hermosa de toda la física:
Puede que odies las matemáticas, mucha gente lo hace. Pero solo por un momento, te invito a ver esta ecuación como yo la veo: como una obra de arte.
Sus exquisitos trazos de pincel inspirados en el SQ retratan la extraña belleza de un País de las Maravillas 4D sembrado de hoyuelos que el ojo no puede ver, el IQ no puede probar y la mente no puede imaginar completamente. De un mundo, tu mundo y el mío, cuyos encantamientos mágicos no se pueden expresar con palabras.
¿Recuerdas a Joe, el paciente con cerebro dividido que conocimos?
Cuando se colocó una foto de una sartén frente a Joe, no pudo verla, ni nombrarla. La foto representaba algo invisible y más allá de las palabras.
Pero cuando Joe cerró los ojos, esbozó una sartén. No fue un IQ consciente el que dirigió el lápiz en su mano. Fue una conciencia interna, un SQ profético, lo que produjo el dibujo.
La ecuación de Einstein es como el boceto de Joe. Es la creación de un SQ que abre nuestros ojos a verdades que no podemos verbalizar.
Visto de esta manera, las matemáticas son más una forma de arte que un lenguaje. Se parece más a la cinematografía, la actuación, la composición musical, la escultura y el baile, todos los talentos impulsados por el SQ que equipan a nuestra especie para percibir, procesar y comunicar verdades y realidades extra mundanas que nos dejan sin palabras.
Leonardo da Vinci, un héroe mío desde la infancia, llenó cuadernos con hermosos dibujos y hermosas ecuaciones que hablaban de lo natural y lo sobrenatural. "Que ningún hombre que no sea matemático", amonestó, "lea los elementos de mi obra".
Para mí, Leonardo representa al científico por excelencia con un alto SQ y un alto IQ. Alguien que, con sus gafas 3D firmemente colocadas, vio el País de las Maravillas en toda su extraña e impresionante magnificencia. Según una miniserie italiana sobre su vida, Leonardo explicó su perspectiva estereoscópica de esta manera: "Dado que ningún intelecto puede penetrar la naturaleza y ningún lenguaje puede explicar sus maravillas, el pensamiento humano es guiado a la contemplación de lo divino".
Más allá de la burbuja.
Los descubrimientos de la física moderna son innegablemente fascinantes, pero también son descabellados. Lo que podría dejarte preguntándote: ¿A quién le importa?
¿Por qué debería importarte si la masa de un centavo es fija o elástica? ¿Si el universo tiene tres dimensiones o cuatro (o veinte o más)? ¿Si la gravedad es una fuerza invisible o la consecuencia de algún bache cósmico? Ninguna de esta información te ayudará a vigilar tu peso, a lidiar con tu jefe o a enfrentar las realidades de la enfermedad, el envejecimiento y la muerte.
Tal vez no lo haga. Pero sí importa.
Hace años, el actor y comediante Jim Carrey protagonizó una película llamada "El Show de Truman" sobre un hombre de treinta y tantos años cuya vida entera ha sido transmitida en vivo como un reality show, todo sin que Truman lo supiera. Su mundo cotidiano parece ser completamente normal. Pero un día, comienza a notar ciertas rarezas que lo llevan a hacer un descubrimiento impactante: Todo su mundo cotidiano es en realidad un estudio de sonido, una pequeña burbuja de normalidad rodeada por un vasto e impresionante País de las Maravillas poblado por cosas y personas que nunca había visto ni podría haber imaginado.
Tú eres Truman.
Tu mundo cotidiano es una burbuja de normalidad. Una burbuja de realidad mundana que en algunos días, tal vez muchos, te hace sentir atrapado, aburrido, incluso deprimido.
Sin embargo, si conoces y comprendes los descubrimientos de la física moderna, son liberadores. Gracias a estas revelaciones, ahora te das cuenta, como Truman, de que hay más en la vida que tu burbuja cotidiana de normalidad.
Ahora te das cuenta de que eres una parte integral de un País de las Maravillas que existe, no por ahí en algún lugar, sino a tu alrededor e incluso dentro de ti, dentro de las mismas células de tu cuerpo y cerebro. Un País de las Maravillas deslumbrante y trans-lógico que ni siquiera Lewis Carroll podría haber imaginado.