La verdadera composición última del universo (III): La desmaterialización del universo

Experientia docet

Viene de Verdad verdadera

La visión aristotélica del universo permea el pensamiento cristiano y, a través de él, el occidental. Sin ir más lejos, si afirmamos que lo que existe es una combinación de materia y forma, visión muy común en el día a día y en muchos aspectos de la ciencia popular, no estaremos más que remitiéndonos a la vieja teoría del hilemorfismo. Según Aristóteles la materia sin forma o, en términos más modernos, sin estructura, es el caos, lo que para los griegos o el autor del Génesis es en la práctica equivalente a la nada.

A lo largo de los últimos siglos la ciencia ha ido socavando esta forma de comprender la realidad. Cuanto más aspectos de la realidad es capaz de explicar nuestro conocimiento científico más sale la materia del cuadro. Algo fundamental en nuestra búsqueda de la verdadera composición última del universo.

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La desmaterialización de la naturaleza comenzó formalmente con Isaac Newton, cuya teoría de la gravedad hacía uso de una idea aparentemente más ligada al ocultismo que a la ciencia: lo que Einstein llamaría la espeluznante acción a distancia. El Sol ejerce su influencia gravitatoria sobre los planetas sin que haya materia que los una. Newton, consciente de que aunque funcionase parecía magia más que otra cosa, se encogió de hombros, dijo “no hago hipótesis”, y se dedicó a otra cosa.

La versión más actual de la acción a distancia y que llevó a Einstein a calificarla como espeluznante, realmente no es una acción, sino algo más refinado: el entrelazamiento cuántico no es una acción que se transmite, sino una modificación de la descripción matemática del universo que se produce al medir el estado de una partícula que afecta a la partícula entrelazada con ella simultáneamente, sin importar que las separan millones de años luz; no se transmite información y, por tanto, no hay acción a distancia.

También hoy sabemos que la materia deforma el espacio, y que el espacio deformado le dice a la materia cómo debe moverse, sustituyendo la necesidad de la materia para llevar a cabo acciones a distancia por una deformación geométrica de algo que hemos dado en llamar el espaciotiempo.

Ya en 1844, Michael Faraday, observando que la materia podía reconocerse solo por las fuerzas que actúan sobre ella, preguntó “¿Qué razón hay para suponer que existe en absoluto?” La realidad física no consistiría realmente de materia sino de campos, es decir, de estructuras puramente matemáticas definidas por puntos y números.

Pero, ¿y los átomos? Existen, ¿no? Parece que estamos todos de acuerdo en afirmar que sí, pero lo que realmente estamos diciendo es que acordamos interpretar determinados valores matemáticos (todo lo que creemos experimentar es reducible a valores matemáticos, a la posición de una aguja en una escala) como que existen unas cosas que llamamos átomos. Pero en última instancia solo existen esos valores matemáticos. Pero vayamos por partes.

A comienzos del siglo XX se descubrió que los átomos, hasta ese momento representación última de la solidez eran realmente espacio vacío. Y la teoría cuántica estableció a partir de mediados de la década de los veinte que las partículas que los constituían no eran cognoscibles como tales, sino que tan solo se podía describir su comportamiento: como si a un ciego que nunca ha tenido una pieza de ajedrez en la mano le describimos como se mueve cada una y eso es todo lo que conoce del juego físico. Ese comportamiento de las partículas además se corresponde con un conjunto de extrañas propiedades abstractas, profundamente matemáticas, más que con el de una pequeñas e intuitivas bolitas de billar.

Conforme avanzaba el siglo, cada nuevo nivel de explicación daba lugar a la desaparición de la materia y su sustitución por estructura. La culminación de la desmaterialización del universo es la teoría de cuerdas, que construye lo que entendemos por materia a partir de pura geometría.

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Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

14 comentarios

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  • Avatar de Argie

    Pregunta tonta: ¿si los átomos son solo valores matemáticos, entonces por qué motivo IBM puede fotografiarlos?
    Ya sé, debe ser tontísima la pregunta, pero creo que no logro entender el concepto de «valores matemáticos»: todo puede ser descripto matemáticamente, lo que no debería implicar que ese «todo» no exista materialmente, me parece. Porque después de todo las matemáticas son un lenguaje, una manera de expresarse.

    Gracias.

    • Avatar de Z3k

      Eso mismo venía a comentar, me parece que el tema que trata el artículo es mas una cuestión de semántica que otra cosa: que es la materia, la nada, la realidad? a la hora de expresar o definir estos conceptos el lenguaje a tiene grandes limitaciones que no se dan en las matemáticas afortunadamente, pero de ahí a afirmar que solamente existen realmente los valores matemáticos hay un abismo a mi entender.

    • Avatar de Angel

      IBM construye una imagen a partir de una señal eléctrica (via STM). En lo que estoy radicalmente en desacuerdo es en considerar lo campos como objetos matemáticos. Los campos físicas, con una o varias descripciones matemáticas (al igual que las particulas de la mecánica clásica). No creo que centrarse en el lenguaje ayude a entender los fenómenos

    • Avatar de Gerardo

      ¿Que fotografia IBM? ¿Los Atomos? o los fotones con una medida (interacción) que provienen de esos «atomos».

      Realmente lo que aparece en la fotografia NO SON LOS ATOMOS, sino los fotones despues de interactuar con dichos atomos. Y la fotografia TAMPOCO muestra fotones, sino los números que representan a dichos fotones

      ¿Lo que ves en el espejo eres tu? o es la interpretación que tu cerebro hace de los fotones que vienen del espejo

      El punto es que lo que llamamos atomos son simplemente el «nombre» que le ponemos a algo que estamos midiendo, cuando los números de las medidas concuerdan con un patron, a eso llamamos atomos.

      Mi opinion: La materia es solo energia comportandose según algunos patrones matematicos

  • Avatar de Hector04 (@hector_denis)

    La existencia es una palabra que no es suficiente para describir el universo, debemos hablar de Real y Realidad ya que probablemente tengamos dos juegos de leyes físicas, las duras que modifican parámetros importante en cualquier universo concebible (tiempo, entropía e irreversibilidad, energía oscura, gravedad, física cuántica,campos en general) y aquellas que le dan la naturaleza a nuestro propio universo(las 4 campos/fuerza, materia oscura, estructura fina, mecánica cuántica aplicada, higgs, etc) Lo «real» es descrito en espacio probabilista y describe rotaciones o movimientos ajenos al espaciotiempo(como el espin o la física que usa numeros complejos), la «realidad» en cambio es el colapso e irreversibilidad de dichos procesos en el espaciotiempo(dígase medible). Por ende, Real y Realidad son aspectos distintos de un mismo ámbito, de aquí se deduce que la epistemología destruye la ontología.

  • Avatar de Guillermo

    Es sorprendente que cites el concepto de «desmaterialización del universo» precisamente en un momento en que uno de los mayores enigmas de la física es la «materia oscura».

    Curiosamente la detección de la materia oscura sólo ha sido posible de forma indirecta mediante la detección de la curvatura del espacio que provoca dicha materia. Así hemos podido medir el el comportamiento gravitatorio de las galaxias donde se encuentra dicha «materia oscura» así como el efecto sobre la luz de las galaxias lejanas.

    Sin embargo no ha sido posible detectar aún ninguna partícula de materia oscura.
    Y lo que me extraña es ese afán actual de los físicos «por convertir todo en partícula».

    ¿Por qué llamarla «materia oscura» si lo único que hemos detectado es una curvatura del espacio-tiempo?

    Lo mismo esas curvatura espacio-temporales que denominamos «materia oscura» son pliegues aleatorios del espacio-tiempo originados en el big-bang, sin ninguna partícula concreta que la provoque.

    Me temo que nuestra forma de comprender el mundo sigue pretendiendo convertir lo intangible en tangible. Sin embargo los pasos revolucionarios en la ciencia siempre van en la dirección de la mayor abstracción posible.

  • Avatar de Jorge

    Considero que si mencionamos «pliegues aleatorios de espacio-tiempo» esencialmente seguimos hablando de materia-energía porque en primera instancia son las explicaciones más sencillas y conocidas de aquello que puede originar esos pliegues, torciones, distorciones o curvatura del entramado, es decir si el espacio-tiempo está curvado, torcido o plegado es por causa de la materia-energía.

  • Avatar de Jorge

    Va una pregunta: ¿Que nos hace pensar que la cuerda fundamental no es una partícula?, nadie ha hablado de la geometría de la partícula, nadie ha sostenido que la partícula es redonda. Luego entonces podría tratarse de una partícula con forma de cuerda y que vibre.

    ¿No es posible entonces que la cuerda esté a su vez constituída de otro tipo más infinitesimal aún de partícula?

    Considero inconveniente hablar de «elementos fundamentales de la materia» porque estaríamos cayendo en un absolutismo similar al que se esgrimía cuando se creía que el Átomo ya no tenía división.

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