Diario de Innovación #33
Una alucinante introducción a la física moderna
Nuestro universo. Un lugar vasto, misterioso... y lleno de sorpresas.
Si pensamos en el universo, no solo hablamos de galaxias lejanas o agujeros negros que desafían la imaginación. También está el otro extremo: el mundo diminuto, donde partículas subatómicas juegan un baile impredecible.
Pero, ¿cómo hemos llegado a entender como funciona toda esta amalgama de elementos? ¿Qué nos dicen las leyes de la física sobre este universo, y sobre nosotros mismos? Hoy, viajaremos a través del espacio y el tiempo con Carlo Rovelli y sus Siete Breves Lecciones de Física.
Suscríbete para leer esta y otras muchas historias sobre innovación, tecnología y negocios.
Viajemos hasta el año 1905. Un joven llamado Albert Einstein envía tres artículos a la prestigiosa revista científica, Annalen der Physik. ¿El resultado? Tres revolucionarias ideas que cambian para siempre la forma en que entendemos el universo. Durante ese "año milagroso" (Annus Mirabilis), se introdujeron ideas fundamentales como la teoría de la relatividad especial, el efecto fotoeléctrico y el movimiento browniano. Estos trabajos sentaron las bases de la física moderna.
Una de ellas es la teoría de la relatividad especial. A priori una idea simple, pero con consecuencias enormes: el tiempo es relativo.
Sí, lo que llamamos tiempo puede moverse más lento o más rápido, dependiendo de cómo te desplaces. Toma un cohete, viaja a velocidades cercanas a la de la luz, y cuando regreses, el tiempo habrá pasado más lentamente para ti que para tus amigos aquí en la Tierra.
Pero Einstein no se detuvo ahí. Durante una década, trabajó en algo aún más grande: la teoría de la relatividad general. Su idea principal era tan elegante como audaz: la gravedad no es una fuerza; es la curvatura del espacio y el tiempo.
Imaginen un trampolín. Coloquen una bola pesada en el centro, y el trampolín se deforma. Eso mismo hace un planeta o una estrella en el tejido del espacio. Es por eso que la Tierra gira alrededor del Sol: está siguiendo la curva del espacio-tiempo.
Es hermosa, ¿verdad? La física también puede ser poesía.
Aprovecho y te dejo un reciente descubirmiento que se hizo gracias al telescopio James Webb:
Las implicaciones de este descubrimiento con respecto a las teorías de Einstein son principalmente una confirmación y una extensión del alcance de sus predicciones. Cuando Einstein planteó la relatividad general, el efecto de lentes gravitacionales era uno de sus resultados más sorprendentes: la idea de que la masa de un objeto podía curvar el espacio-tiempo y, con ello, desviar la trayectoria de la luz.
Lo que se ha observado con el telescopio James Webb—ese inédito patrón en zigzag formado a partir de un quásar lejano—no sólo respalda la teoría de Einstein, sino que la lleva a un nuevo nivel de detalle. El hecho de que estas lentes gravitacionales múltiples aparezcan bajo una alineación perfecta entre dos galaxias, generando imágenes múltiples aún más complejas que las típicas de dos o cuatro imágenes, demuestra que las herramientas conceptuales propuestas por la relatividad funcionan incluso en situaciones extremas y alineaciones cósmicas muy precisas.
En otras palabras, este “zigzag de Einstein” es una confirmación empírica más de que el tejido del universo se comporta tal como la relatividad lo describe. Pero además, esta configuración tan poco común abre nuevas ventanas para estudiar la distribución de materia oscura, la expansión acelerada del universo y la naturaleza de la energía oscura. Al tener datos tan refinados de cómo se deforma la luz, se pueden desentrañar los detalles sobre la curvatura del espacio-tiempo a escalas cósmicas, ofreciendo pistas sobre la tasa de expansión del universo e incluso refinando constantes cosmológicas.
Ahora, vamos a lo pequeño. Muy pequeño. Saltemos al mundo cuántico.
La mecánica cuántica nos lleva a un mundo que desafía el sentido común. Todo comenzó cuando Max Planck descubrió que la energía viene en paquetes diminutos, llamados cuantos. Más tarde, Einstein nos dijo que la luz no es solo una onda, sino que está hecha de partículas llamadas fotones.
Pero eso es solo el comienzo.
En los años 20, Niels Bohr nos mostró algo que parecía magia: los electrones no se mueven de forma continua alrededor del núcleo de un átomo. No. Saltan de una órbita a otra. Esos "saltos cuánticos" no siguen ninguna lógica clásica.
Y para cumplicarlo aún más, llegó Werner Heisenberg con su principio de incertidumbre: no podemos saber exactamente dónde está una partícula y hacia dónde va. Solo podemos calcular probabilidades.
Es un universo donde lo cierto desaparece y reina la posibilidad.
Pero estos avances científicos no estan muy lejos de tiempods donde creíamos que la Tierra era el centro del universo. Todo giraba a nuestro alrededor... o eso pensábamos. Inclusive hoy en día, hay gente que sigue defendiendo que es plana, bueno dejemos las torías conspiratorias para otro momento.
Luego vino Copérnico, y con él, la revelación: no somos el centro de nada. Solo somos un pequeño planeta orbitando el Sol. Y más tarde, descubrimos que nuestro Sol es apenas una estrella en una galaxia entre miles de millones de galaxias.
El universo no es estático, nos dijo Einstein. Se expande, como si fuera un gran globo que sigue inflándose.
Pero aquí está lo increíble: si seguimos retrocediendo en el tiempo, ese globo se encoge, hasta convertirse en un punto diminuto, infinitamente caliente y denso.
El Big Bang. El comienzo de todo.
Si te gusta lo que estas leyendo, no olvides que también tienes disponible el podcast de Innovation by Default 💡. Suscríbete aquí 👇
Así que sabiendo que nuestro universo, viene de un punto diminuto y que hasta donde creemos no para de expandirese, vamos a desmontar el universo, pieza por pieza.
Todo lo que ves —una estrella, un árbol, una persona— está hecho de partículas elementales. Quarks, electrones, gluones, fotones... diminutas entidades que se combinan para formar átomos y moléculas.
Pero aquí está el giro de guión, de todo lo que pensabamos hasta el momento del universo, estas partículas no son objetos sólidos. No son elementos tangibles. Son eventos. Interacciones momentáneas que forman una realidad siempre cambiante.
Incluso algo tan sólido como una roca es, en última instancia, un evento temporal. Una danza de partículas que, algún día, se desmoronará.
Nada es eterno. Todo es pasajero, sobre todo si el tiempo como hemos visto deja de tener sentido tal y como lo conocíamos.
Pero en esta complejidad incompleta, la relatividad general y la mecánica cuántica son dos teorías brillantes. Pero juntas... no encajan.
Una describe el universo como un lienzo continuo. La otra, como un mosaico hecho de diminutas piezas. ¿Cuál de ellas es la correcta?
Los físicos están trabajando en una solución, y una de las ideas más prometedoras es la gravedad cuántica de lazos. Según esta teoría, el espacio y el tiempo no son fluidos; son granulares. Hechos de pequeños "lazos" indivisibles.
Y aquí viene lo más loco: el Big Bang podría no haber sido el comienzo. Podría haber sido un Big Bounce. Un universo anterior colapsó y luego rebotó para formar el nuestro.
Un ciclo eterno de creación y destrucción.
Y claro, ante estos supuesto, cabe preguntarse: Entonces, ¿qué es el tiempo?
La termodinámica nos dice que el tiempo está ligado al calor. A la fricción, al movimiento azaroso de las partículas.
Sin calor, no habría una dirección del tiempo. No habría pasado, presente ni futuro. El tiempo, como lo conocemos, simplemente... no existiría.
Y en mitad de todas estas teorías que cuestionan nuestro entendimiento del universo, aquí estamos. La humanidad. Observando el devenir del universo y preguntándonos cuál es nuestro lugar en él.
Pero no olvidemos esto: no estamos separados del cosmos. Somos parte de él. Los mismos átomos que forman las estrellas están en nuestro cuerpo.
Y aunque nuestra existencia es efímera, nuestra curiosidad no tiene límites. Seguiremos explorando, descubriendo, y asombrándose. Porque, como dijo Rovelli, somos polvo de estrellas que piensa.
Así que, la próxima vez que mires al cielo o sientas el calor del Sol, recuerda: estás conectado con todo lo que existe. Y eso, querido lector, es el verdadero milagro de la física y de nuestra propia existencia.
Bonus extra
Para seguir profundizando en este y otros temas, te recomiendo otro libro: La Realidad No Existe de
. Aunque no tiene un enfoque tan científico, pone en duda todo aquello que se presenta ante nuestros ojos. Y nos invita a cuestionar todo lo que vemos y creemos.
Y es que la realidad en la que vivimos es muy frágil. Nos engañan los sentidos, el cerebro y la cultura; nos engañan hasta las leyes de la física. Pero, a pesar del vértigo que puede generarnos pensarlo, ser conscientes de nuestros filtros y nuestra percepción limitada de las cosas es el primer paso para empezar a entenderlas de verdad.
Gracias por acompañarme en este nuevo experimento, ¡y te espero mañana en el Diario de Innovación de Innovation by Default 💡!