¡Haber, haber, momento! ¿Tuvo mucho que ver o fue la causa del origen? YA ESTAS CAMBIANDO TU DISCURSO (otra vez). Tu afirmabas que: sí había una causa del universo y que esa causa eran las fluctuaciones cuánticas. Donde mea Hawking es en esa afirmación tuya.
"The existence of the Earth and everything it contains is the result of quantum fluctuations in the early universe that are random"
Si tu visión está basada en este texto, me temo que estás equivocado. Yo leo que la tierra (no el universo) y todo lo que contiene es del resultado de las fluctuaciones cuánticas en el universo primitivo. ¿Dónde afirma que las fluctuaciones cuánticas son el origen del universo? Muero de ganas de que lo postees.
Estudios tomas de la paradoja de Edwin Schrödinger y del la fuerza de Hendrik Casimir hay que leer a estos dos cientificos para entender las teorias de Harwing espero no sea mucha información para ti.
Paradojas
Las leyes de la cuántica también desafían nuestro sentido común. Las leyes deterministas y perfectamente predictivas que rigen muchos de los fenómenos que podemos observar en el macromundo en el que nos movemos, dejan de tener validez en el micromundo de las partículas elementales. Y ahí comienza una nueva física mucho menos determinista y, en cierto sentido, regida por las leyes del azar y la probabilidad: la mecánica cuántica (que inicialmente se llamaba mecánica estadística...). La paradoja del gato de Schrödinger lo ilustra bien, aunque muchas personas aducen que se trata de un experimento imaginario muy abstracto, e incluso confuso, pero que da lugar a una paradoja que ilustra bien lo difícil de entender que resulta la ciencia de lo extremadamente pequeño.
El experimento imaginario, propuesto por el físico Edwin Schrödinger en el año 1937 para ilustrar las diferencias entre interacción y medida en el campo de la mecánica cuántica, consiste en imaginar a un gato metido dentro de una caja en la que existe además un dispositivo formado por una botellita de vidrio con un veneno muy volátil y por un martillo que, si cae sobre ella, la rompe dejando escapar el veneno (con lo que el gato muere, claro). El martillo está conectado a un mecanismo detector de partículas
alfa (o de cualquier otra cosa que llegue desde el exterior de la caja): si llega una partícula
alfa, el martillo cae, rompe la botella y el gato muere. Y si no llega la partícula, el gato sigue vivo.
Cuando todo el dispositivo está preparado, se realiza el experimento. Al lado de la caja que contiene al gato se sitúa un átomo radiactivo que tiene un 50% de probabilidades de emitir una partícula
alfa en una hora. Evidentemente, al cabo de una hora habrá ocurrido uno de los dos sucesos posibles: o bien se ha emitido una partícula
alfa y el gato ha muerto, o bien no la ha emitido y el gato sigue vivo. Ambas cosas son igualmente probables (puesto que la probabilidad de que ocurra una cosa o la otras es del 50%). Y, por tanto, en el interior de la caja, el gato puede estar o bien vivo o bien muerto. Pero es obvio que no podemos saberlo si no la abrimos para comprobarlo.
Hasta ahora la cosa no tiene mucho misterio. La aportación de Schrödinger es imaginar el experimento desde el punto de vista de la mecánica cuántica, cosa obviamente imposible porque lo del gato pertenece al macromundo y la cuántica al micromundo. Pero haciendo abstracción de ese cambio de escala de tamaños, se llega a una conclusión realmente extraña...
El gato podría ser descrito como una función de onda extremadamente compleja, que sería el resultado de la superposición de dos estados combinados al cincuenta por ciento: “gato vivo” y “gato muerto”. Es decir, aplicando el formalismo cuántico, el gato estaría a la vez vivo y muerto, porque son dos estados indistinguibles. La única forma de averiguar si el gato murió o no es realizar una verificación experimental, una medida: o sea, abrir la caja y mirar dentro. En unos casos nos encontraremos al gato vivo y en otros muerto. Pero, en realidad, cada vez que realizamos la medida, hemos interactuado con el sistema y lo hemos alterado, rompiendo la superposición de estados y haciendo que el sistema se decante por uno de sus dos estados posibles.
Pero si no abrimos la caja el gato puede estar a la vez vivo y muerto, aunque el sentido común nos indica que el gato no puede estarlo: o lo uno o lo otro. Para la mecánica cuántica, mientras nadie mire en el interior de la caja (o sea, mientras no se realice la medida) el gato se encuentra en una superposición de los dos estados a la vez: vivo y muerto.
Esta superposición de estados es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia y su aplicación a la descripción cuántica de los sistemas físicos, y permite explicar a la perfección el comportamiento de las partículas elementales y de los átomos. Obviamente, si se aplica a sistemas macroscópicos (como el gato o como cualquier otro ejemplo de la vida real que queramos imaginar), nos conduce a paradojas incomprensibles como la de Schrödinger.
Por cierto, en algunos libros, por sensibilidad con los derechos de los animales, en el dispositivo experimental (por supuesto, hipotético) de Schrödinger ha sido sustituido el veneno por leche, que permite eventualmente que el gato pueda beber. Los dos estados posibles ahora son “gato alimentado” o “gato hambriento”. Es un poco menos cruel...
El Vacio y la Nada
La física cuántica ha dado lugar a muchas otras aparentes
insensateces, vistas desde el mundo real, es decir, el mundo macroscópico. Especialmente en lo que se refiere al comportamiento del espacio vacío, al concepto –físico, no filosófico- de la nada.
La nada, como negación de algo, es un concepto bastante abstracto que, no obstante, nos parece bastante claro en la vida cotidiana, puesto que se define como la ausencia de algo (tengo algo, no lo tengo; hay alguna cosa, no hay ninguna cosa, o sea, nada...).
En el espacio interestelar sabemos que hay un vacío muy vacío, es decir, con muy pocas cosas; pero algo hay... Por ejemplo, algo de materia (átomos sueltos) y de energía (radiación fósil, luz, ondas gravitatorias). Pero incluso en el espacio más vacío hoy sabemos que existe un extraño
éter, una extraña disposición asociada a la nada que podría ser la sede de fluctuaciones electromagnéticas gigantescas. Estas podrían, eventualmente, ser la fuente de una energía casi infinita que haría soñar despierto al más escéptico de los ingenieros. Y aún hay más; esa energía de la nada, del espacio vacío, podría ser la explicación de la “fuerza oscura” que acelera actualmente la expansión del Universo. Y, todavía más, la física teórica podría utilizarla para, por fin, encontrar la unificación de todas las fuerzas del Universo, que es el principal desafío científico que afrontan los físicos desde Einstein, un desafío contra el que se van estrellando las distintas teorías que se elaboran día tras día...
Los físicos antiguos definían al vacío como algo inerte, pasivo. Cero; nada, en suma. Incluso inventaron el
horror vacui, el horror de la Naturaleza al vacío para explicar distintos fenómenos. Pero gracias a Planck y a todos los demás físicos modernos, hoy sabemos que el vacío es una especie de medio natural agitado por increíbles fluctuaciones electromagnéticas que podrían convertir a la nada no ya en un problema sino en la solución a muchos enigmas.
No es fácil explicar lo que la teoría cuántica predice. Pero podemos, una vez más, buscar alguna analogía con el mundo real. Por ejemplo, tomemos una bola vacía (como una pelota de playa) a la que le sacamos toda la materia (por ejemplo, el aire) que hay dentro. Luego la protegemos de cualquier radiación energética y bajamos su temperatura hasta el cero absoluto, para que no emita tampoco la más mínima energía. Es obvio que la energía de la bola es mínima; y que dentro está vacía. ¿Qué ocurre en su interior? La respuesta es fácil: no ocurre nada, todo está congelado, en absoluta calma, en perfecto orden... ¡Pues no! La física cuántica nos dice que el vacío no es impasible sino que en él el campo electromagnético fluctúa de manera espontánea y caótica en torno al cero absoluto. El concepto nuevo que se ha venido a definir es el de “fluctuación cuántica de la nada”.
Naturalmente, en el ejemplo del mundo real que hemos tomado casi todo lo dicho parece imposible: no podemos tomar una pelota de playa y aislarla perfectamente de su entorno, eliminando todo lo que contiene y poniéndola a la temperatura del cero absoluto (que es inalcanzable para objetos materiales). Pero sí podemos imaginar, al menos en teoría, una pequeñísima bola vacía que tuviera esas características en el micromundo de las partículas elementales, allí donde la física cuántica es la única que funciona. Y entonces sí se produce esa fluctuación cuántica de la energía, una energía que podría ser nula e infinita a la vez, o alternativamente...
¿Es cosa de locos? El mundo cuántico parece, en efecto, un mundo de locos cuando intentamos entenderlo a base de analogías con el mundo real. Y es que en el mundo real la cuántica no funciona; funcionan las leyes de Newton, la relatividad... Pero las leyes de la cuántica resultan, en cambio, muy satisfactorias teóricamente, y además ahora sabemos que bien verificadas experimentalmente, en el mundo subatómico de las partículas. De hecho, las fluctuaciones de la famosa bola vacía ya fueron predichas por la teoría cuántica a partir del famoso principio de incertidumbre de Heisenberg, en 1925.
Dicho principio aplicado a una partícula estipula que su posición y su velocidad no pueden ser conocidas a la vez con total precisión, como sí ocurre en el macromundo real: cuanto mejor se conoce una, con peor precisión se conoce la otra; y solo podemos establecer una especie de “densidad de probabilidad” de conocer una en función de la otra. Y si aplicamos el principio de Heisenberg al campo electromagnético en el vacío, nos impide anular total y simultáneamente el campo eléctrico y el campo magnético. Lo que inevitablemente nos lleva a las famosas fluctuaciones a las que nos referíamos...
