LQG y comunicaciones hiperlumínicas (parte I).

Comenzaré aquí la primera parte de dos entradas para explicar un modelo teórico de comunicaciones hiperlumínicas, que habilitarían al ser humano el enviar y recibir información a velocidades superiores a la de la luz. Para ello haré uso de conceptos actuales de física teórica, y de la gravedad cuántica de bucles, una moderna teoría de unificación de la gravedad con la mecánica cuántica. Vamos a ello.

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La Era Oscura de la física teórica

Es posible que el título de esta entrada sea algo catastrofista. Pero no está demasiado alejado de la realidad.

Me explicaré. La física que se conocía y teorizaba hace 70 años disponía de una serie de elementos clave que explicaban las características generales del universo. Esto se puede ver con un ejemplo creo que muy evidente: Peter Higgs, el hombre que desarrolló la idea de la existencia del bosón de Higgs, nació en 1929, y propuso su idea del famoso bosón de Higgs, que algunos llaman con gran error “la partícula de Dios”, en los años sesenta.

Recientemente se ha verificado su idea, pero eso no debe hacer olvidar un aspecto crítico de lo que le ocurre actualmente a la física teórica: en los últimos 50 años, no ha habido pasos significativos. Podemos decir, sin ninguna duda y con entusiasmo, que se han apuntalado muchos de los aspectos de lo que en física se conoce como Teoría Estándar, que explica tres de las cuatro fuerzas conocidas: el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil, y la fuerza nuclear fuerte. Pero deja atrás la cuarta fuerza, la gravedad, que en realidad ni siquiera es una fuerza, sino una distorsión del campo espacio-temporal del universo, como perfectamente explica la teoría de la relatividad general de Einstein. Se han dado avances, pero no se han constatado grandes logros; solo se han resuelto los que ya estaban planteados muchas décadas atrás.

Varios son los retos que la física debe superar actualmente, y que tozudamente se resisten a ser resueltos, por razones que van desde poca inversión, desidia, y obsesión por los resultados rápidos. Explicaré todo esto a continuación.

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Aspectos de la nueva física aplicada a la materia bariónica

Tremendamente interesante me ha parecido este artículo de Scientific American que abunda en el descubrimiento de una partícula bariónica con cuatro veces la masa de un protón, que comenté recientemente. El hecho de que se descubran partículas teóricas que, se suponía, deberían poder existir, es un hecho de una importancia capital para entender los aspectos más detallados y la estructura de la materia y la energía. Poder explorar nuevas partículas abre un campo de posibilidades inmenso.

Pero vamos a ver y a resumir el contenido de este artículo, indicando brevemente sus características:

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Un protón, donde se tienen en cuenta las interacciones de las partículas virtuales

 

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El mapa de la física en el siglo XXI

Para comenzar esta semana me gustaría presentar este gráfico que he encontrado navegando por esos mundos de Internet. Este mapa me ha parecido muy interesante, porque muestra de forma esquemática todos los campos de la física pasada, presente, y lo que se espera encontrar en el futuro, según el conocimiento actual.

Puede verse el grupo de la física clásica, que fue el único grupo hasta el año 1900, cuando Max Planck inauguró la mecánica cuántica con su problema de la radiación del cuerpo negro. La física clásica se usa actualmente en muchísimas situaciones, y sigue siendo útil para una enorme cantidad de situaciones. Sin embargo, existen problemas donde la física clásica sencillamente no funciona. Por eso apareció la físíca o mecánica cuántica y la relatividad general.

La relatividad y la mecánica cuántica son dos mundos todavía separados, y desde hace 70 años se trabaja para unir ambas. Pero ambas son extremadamente eficaces en sus áreas. Por ejemplo, el GPS no podría funcionar si no se aplicase la relatividad general a los relojes que orbitan la Tierra, que se retrasan con respecto a los relojes del suelo. No es que funcionen mal. Simplemente el campo gravitatorio que sufren es menor, y de ahí que funcionen más lentamente. Es así, y si no se tuviese en cuenta, no habría GPS.

La mecánica cuántica, bueno, qué decir. Usted está leyendo esto gracias a la mecánica cuántica. Hace funcionar toda la electrónica actual, y muchos aparatos esenciales en hospitales. Cuando le hagan un TAC o un escáner de positrones o una radiografía o una ecografía o radioterapia o le analicen con un microscopio de efecto túnel entre otros, piense en mecánica cuántica.

Arriba a la derecha está la filosofía. Mucha gente dirá para qué sirve. Respondo rápidamente: sirve para aprender a pensar. La filosofía nos enseña los mecanismos del pensamiento racional. Sin filosofía no hay pensamiento, solo hay datos. La filosofía es la máquina que hace funcionar el cerebro cuando se plantea el universo. De la filosofía nace la ciencia. Sin filosofía, ni hay ciencia, ni hay sociedades, ni hay pensamiento. Es así de sencillo y directo. Así que lo repito: la filosofía es la base de la mente racional.

Y luego queda el abismo de la ignorancia, que es grande, pero se ha estrechado mucho en los últimos tres siglos. Y el futuro, que es apasionante, y que debe responder a muchas preguntas muy importantes. Que serán respondidas, si no hacemos explotar el planeta primero claro. Esperemos que eso no suceda, y podamos crear finalmente una sociedad avanzada y respetuosa con la Tierra y con la vida. Ese sería el mejor colofón para este diagrama, sin ninguna duda.

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Radiación Cherenkov, la luz como límite

De vez en cuando aparece en alguna web la noticia de que, en realidad, Einstein estaba equivocado. Y es cierto, Einstein no acertó en todo, lo cual no quiere decir que los errores que cometió fueran realmente aspectos destacables de sus trabajos. Simplemente, como ser humano, tenía límites, incluso él. La verdad es que la teoría de la relatividad general de Einstein sigue, a día de hoy, siendo completamente válida. Incluso después de las incontables páginas dejando entender que su teoría se ha superado. No. No es así. Se superará, seguramente, por qué no. Al fin y al cabo sabemos que la relatividad, siendo una teoría clásica que no tiene en cuenta la mecánica cuántica, debe ser superada. Pero no se ha conseguido de momento.

Una de las cuestiones que se sacan del cajón para “demostrar” que Einstein ha sido superado es la radiación Cherenkov. En este fenómeno, perfectamente conocido, los electrones o protones se mueven en un medio determinado a velocidades hiperlumínicas. Es decir, se mueven más rápido que los fotones. En resumen: partículas con masa y carga eléctrica se desplazan más rápido que la luz. Y está demostrado. ¡Qué me dices!

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Radiación Cherenkov en un reactor nuclear

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Otro caso de “no teletransporte cuántico”

Siempre digo que hay formas muy diversas de mostrar las noticias. En la actualidad, esa forma tiene un objetivo muy claro: conseguir los famosos “me gusta” de la noticia, y el clásico “compartir”. La obsesión llega a páginas incluso de gran calado y seriedad. Cuando no te ponen un banner que ocupa casi toda la pantalla para que te suscribas a su web.

Yo como soy tonto no hago esas cosas, ni aquí ni en el Facebook. Eso significa que estoy perdiendo algunos seguidores. Pero los que me siguen lo hacen porque tienen interés en seguirme, y en el momento en que deciden marchar, les agradezco su interés, y espero que sigan adelante en el mundo de la ciencia y el pensamiento. Nunca, jamás, se me ha ocurrido pedirle a nadie que se quede conmigo si no ha querido. Creo que cada persona debe decidir sin influencias externas con quién debe estar.

En general, las noticias de este estilo tienen unas pocas líneas, quizás dos o tres párrafos. Imposible escribir más, porque entonces no lo leerá casi nadie. Si empiezas a profundizar en un tema, la gran mayoría de los lectores huirá de tu página. Lo que se hace es poner una noticia corta, y luego, un sinfín de entradas diversas: cómo adelgazar en dos semanas. La mujer del cuñado del vecino de la actriz tal fotografiada en top less en alguna isla. El asesino del hacha vuelve a actuar, vea en exclusiva los cadáveres mutilados. La gente no puede dejar de ver este bonito vídeo de gatitos mientras saltan en un sofá. ¿Quiere ganar millones invirtiendo 20 euros? Nosotros le decimos cómo. Etc etc.

Si usted es de los que gustan de leer algo más que una línea introductoria y es amante de la ciencia, este enlace adjunto podría interesarle. Explica el “teletransporte cuántico” de un electrón, en un experimento que lo demuestra como real.

Vamos a ver: sabíamos que los electrones, como todas las partículas subatómicas, se comportan según las leyes de la mecánica cuántica. Y esto que se ha observado NO es, repito, no es teletransporte cuántico. Se trata del conocido fenómeno de la función de onda probabilística de una partícula, que se encuentra en una posición y velocidad indeterminados, y que, cuando se observa, tiene una probabilidad determinada de aparecer en un punto del espacio.

Este es el famoso principio de incertidumbre de Heinserberg. Y, de hecho, el electrón podría aparecer incluso en el otro lado del universo. La probabilidad es muy baja, pero mayor de cero. No se ha teletransportado; simplemente la función de onda nos ha dado una posición probabilística.

Por lo demás, el experimento en sí es muy interesante, porque demuestra empíricamente este hecho. Genial, una gran noticia. Pero por favor, que no lo llamen teletransporte, incluso si es para conseguir lectores. Porque no lo es. Simplemente.

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El mito del conocimiento absoluto

Uno de los objetivos básicos de la ciencia es el conocimiento. La ciencia básica es aquella parte de la misma que busca conocer el universo y su naturaleza, sin otra finalidad que obtener ese conocimiento. Luego otros, si cabe, ya aplicarán ese conocimiento en soluciones de todo tipo. Mucha gente dice “¿para qué sirve conocer esto, qué utilidad tiene?” La respuesta es simple: es mejor conocer algo aparentemente inútil que seguir en una ignorancia que nunca tendrá aplicación alguna.

La ciencia es mucho más que conocimiento por supuesto. Es una herramienta para mejorar la vida de todos los seres humanos de la Tierra y para comprendernos mejor a nosotros mismos. También se puede aplicar en todos los órdenes de magnitud de la vida, desde problemas cotidianos como si es mejor desayunar esto o aquello, hasta el diseño de naves interestelares. Como herramienta, se puede usar bien o mal. Pero bien usada su poder es enorme. Ahora bien, en esa búsqueda de conocimiento, ¿existen límites? Y si es así, ¿cuáles son esos límites?

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Atenea representaba la sabiduría en la Grecia clásica. Hoy se usa su nombre para muchos eventos de carácter científico y cultural

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