(2) La ley de la ley
(3) ¿Qué es la realidad?
(4) Historias alternativas
(5) La teoría de todo
El Gran Diseño de Stephen Hawking y Leonard Mlodinow (Bantam, 2010) se propone responder científicamente a algunas cuestiones
que en tiempos pasados se explicaban mediante mitos de creación: por
qué existe el universo, y por qué es como es. Arguye Hawking-M que
desde tiempos antiguos se podía establecer la siguiente alternativa: o
bien el universo o bien la humanidad había de ser algo muy reciente—y
eso "porque la raza humana ha ido mejorando tan rápidamente en
conocimientos y tecnología que si la gente hubiera estado aquí desde
hace millones de años, la raza humana estaría mucho más avanzada en su
dominio" (124).
Suena plausible, pero... lo cierto es que no recuerdo
que ningún antiguo ni moderno haya hecho este razonamiento; desde
luego, no era la percepción general. De hecho,
las cantidades que menciona Hawking no se podían siquiera plantear como
una posible edad del universo (del "mundo")—Los mitos griegos conectan
unas genealogías de dioses de vida indefinida con unos antepasados
humanos extremadamente recientes, y si nos ha de servir de punto de
referencia el cristianismo, por su generalidad, entonces la edad de la
tierra no llegaba a seis mil años. Según las genealogías de Ussher la
creación tuvo lugar "a las nueve de la mañana del 27 de octubre del
4004 antes de Cristo". La idea misma de
buscar fechar con exactitud estas cuestiones da prueba ya de una
mentalidad moderna (¡incluso
en Ussher, en cierto modo!).
Lo
que no existía en la concepción antigua era
una larguísima historia del mundo sin humanidad en él; el mundo sin
humanos no tiene sentido ni planteamiento posible en las concepciones
precientíficas. Pero al parecer los mitos de creación sí que tenían una
característica acertada que la ciencia no había terminado de asumir:
que el Universo había tenido un origen—y que tendría un fin. Costó
elaborar las teorías científicas con capacidad de trazar el esquema de
una historia del universo. "La primera evidencia científica de que el
universo tuvo un principio vino en los años 20", dice Hawking-M., con
Edwin Hubble, y con Eddington y su imagen del universo en expansión en
los años 30. Esta noción de un universo en expansión fue una novedad
para Einstein (como la teoría cuántica, por otra parte). La noción del
Big Bang la formuló un físico y sacerdote católico, Georges Lemaître,
en 1927, siguiendo hacia atrás la lógica de un universo en expansión.
Sin embargo, la prehistoria de estas ideas siempre es más compleja—se
me ocurre, por ejemplo, que el planteamiento básico evolutivo de
Herbert Spencer favorece la noción de una fuerza inicial indiferenciada
que se va diversificando y multiplicando en sus efectos, a medida que
actúa sobre la materia generada ya en fases anteriores. En este
planteamiento general puede encontrarse el planteamiento intelectual
que permita una historización del universo, hasta reducirlo,
retrospectivamente, a la fuerza originaria e inanalizable que lo
constituyó.
La teoría de la multiplicación progresiva de efectos, o
generación de la complejidad por efecto mariposa, se presta a una
lectura inversa, cuyo corolario es la fuerza indiferenciada original.
Es curioso, por cierto, que First
Principles termina
con una nota de 1900 en la que Spencer se pregunta por la posibilidad
del origen de las formaciones estelares en enormes explosiones cuya
razón, estructura y origen todavía están sin explicar. Pero (dice)
deberían formularse las relaciones entre fuerza y materia que permitan
explicar esa disposición del universo (esto era antes del
descubrimiento de las múltiples galaxias, pero el principio no parece
diferente). Si no se pueden establecer esas relaciones, escribe
Spencer, la estructura del universo sería inexplicable. "Inexplicable"
es pues, curiosamente, la última palabra de First Principles,
a menos que lo sea "Philology", con la que termina el índice de
términos. Y parece que en efecto en algún punto la ciencia ha de
conformarse con datos iniciales que explican otros, pero que quedan
ellos mismos sin explicación—el Big Bang parece ser uno de esos
fenómenos.
Volvamos a Hawking y Mlodinow. Narran cómo se han ido acumulando
pruebas que permiten medir y ubicar la Explosión Inicial. La teoría de
Einstein no permite analizar esta situación, pues remontándonos antes
de un determinado momento del tiempo, "la relatividad general predice
que hay un punto del tiempo en el cual la temperatura, densidad y
curvatura del universo se vuelven todas infinitas, una situación que
los matemáticos llaman una singularidad" (129). El resultado es que la
teoría de Einstein no funciona para esos parámetros, y por tanto "no es
correcto llevar la imagen del Big Bang hasta el principio de todo"
(129). Estos últimos días (septiembre de 2011) nos han hablado de
neutrinos que se mueven más deprisa que la luz. Hawking-M también
observan que el límite relativista de la velocidad de la luz no se
aplica a la expansión del propio espacio durante la primera fracción de
segundo del Big Bang. Una idea ésta de 1980, que combina mecánica
cuántica para ir más allá de la teoría de Einstein. La temperatura
equilibrada del universo requiere esta súbita expansión, pues no es
explicada por mecanismos que funcionen a la velocidad de la luz
(demasiado lenta, no habría habido tiempo para una ecualización
térmica).
Una cuestión de idoneidad
resulta intrigante. Resulta que "para que funcionen nuestros modelos
teóricos de inflación, había que establecer el estado inicial del
universo de una manera muy especial y altamente improbable" (130). Cosa
que parecería favorecer teorías sobre principios antrópicos (cuando no
sobre "diseños inteligentes", grandes ciertamente, para los que se
apuntan a esas cosas).
La duda que tengo es si, entrando en la ecuación una serie de
valores
inanalizables y arbitrarios (la velocidad de la luz, la velocidad de
expansión del universo, etc.) que sencillamente han de aceptarse por lo
que son, la C, o llámalo X, –si tiene algún sentido hablar de estados
especialmente improbables. ¿No es igual de improbable o arbitrario que
la velocidad de la luz sea la que es, en lugar de la mitad, o el doble?
¿O que los quarks tengan los colores o sabores que tienen, y no media
docena más? No sé si a este nivel de principios tan básicos de la
física tiene sentido usar los conceptos de probabilidad o
improbabilidad, que me parece son aplicables más a fenómenos de otro
orden de complejidad.
Sea como sea, arguyen Hawking y Mlodinow que este problema del carácter
extremadamente especial del estado inicial necesario en la teoría
clásica del universo inflacionario quedaría eliminado en la teoría que
ellos proponen (ya veremos a qué precio).
La teoría clásica de la relatividad general no tiene en cuenta la
estructura cuántica de la materia a pequeña escala; es una teoría
válida para las grandes escalas. Pero el universo originario era de
escala cuántica en su tamaño (—Otro
interrogante se me plantea aquí: si tiene sentido hablar de escala
cuántica antes de que exista siquiera la materia o las partículas que
se supone definen el ámbito de aplicación esa escala).
Exponen H-M la teoría del espacio-tiempo curvo, y cómo según la teoría cuántica se extrema la situación definida por la teoría de la relatividad—el tiempo y el espacio se combinan de tal manera que en casos extremos de curvatura, el tiempo se comporta como una dimensión más del espacio. Esto permitiría (al parecer) obviar el problema de la peculiaridad estructural del tiempo, es decir, de su discontinuidad o (vale decir) de su temporalidad, que parecería requerir que si hay un inicio, tenga que haber un impulso inicial externo al sistema (es decir, un papel para un dios, se apresuran a apuntar H-M, aunque a mí se me ocurren otras posibilidades sin barbas).
En fin, que la extrema curvatura del espacio Big Bang haría que el tiempo pierda su honesto nombre, a ese nivel de simplicidad, y que lo que a nosotros nos aparece como un principio, viéndolo desde el tiempo, no sea un principio en el sentido de que antes de la generación del tiempo como tal no puede haber ni principios ni anterioridad—y el tiempo sería tan continuo como el espacio, al menos en esta perspectiva matemática sobre el mismo.
Aclaran H-M. que estas condiciones ajenas a nuestra experiencia del
espacio y del tiempo está fuera de nuestra experiencia, pero no de
nuestras matemáticas. Se puede construir un modelo matemático en el
que el tiempo, en lugar de ser lineal y discontinuo, sea tan continuo
como la superficie de una esfera, y no tendría sentido hablar del
tiempo anterior al Big Bang. "Esta idea de que las historias habrían de
ser superficies cerradas sin límites se llama una situación de no
límite" (135).
La aplicación de los cálculos de Feynman a esta situación requeriría que se generasen (en teoría al menos) todas las historias posibles que conducen hasta nuestro universo.
Según esta teoría de la creación de múltiples universos sólo algunos de éstos pasarían de la fase de meras fluctuaciones cuánticas. No entiendo por qué "unos pocos" y no infinitos; serán pocos proporcionalmente hablando—pocos de los generados pasan a la fase inflacionaria— pero sobre el papel no tiene por qué haber un límite a su número, al menos no se entiende qué es lo que pondría ese límite.
Lo que sí podría explicarse matemáticamente con esta teoría— bueno explicarse es mucho decir; pongamos que lo que sí podría proporcionar esta teoría es un modelo matemático de por qué el universo no es regular, simétrico, simple, etc— viniendo como viene de una fuerza simple no obstaculizada sino por sí misma. (Es la cuestión que nos intrigaba al comentar la versión victoriana del Big Bang, en la teoría de la complejidad de Spencer, aquí: "El efecto mariposa y la complejidad ex nihilo"). La Irregularidad Inicial (a.k.a. the crack there is in everything) sería el producto de una fluctuación cuántica:
"En la suma de historias, sólo hay una historia completamente uniforme y regular, y tendrá la mayor probabilidad, pero muchas otras historias con ligeras irregularidades tendrán probabilidades casi igual de altas. Por eso la inflación predice que es probable que el universo temprano [supongo que quiere decir "UN" universo temprano] sea ligeramente no uniforme, correspondiendo a las pequeñas variaciones de temperatura que se observaron en la CMBR [la radiación de fondo— las irregularidades que darían lugar a acumulaciones de materia, galaxias, etc.] (138)Y el origen y distribución de estas irregularidades sería mero producto del azar:
"Si uno fuera religioso, podría decir que Dios realmente sí que juega a los dados" (139)Esto por contradecir a Einstein, que (el pobre) creía en un solo universo, el nuestro. Se aprecia aquí también lo engañoso del título de este capítulo de The Grand Design, no menos engañoso que el uso del término "design", diseño, con sus connotaciones intencionalistas y creacionistas. Me refiero a la "elección" de nuestro universo. No elegimos, claro, nosotros menos que nadie, pero ni siquiera el imaginario creador "elegiría", pues quien echa los dados no está eligiendo el resultado. Hawking_Mlodinow parecen bastante conscientes de esto, y el uso de esta terminología intencionalista es casi juguetón, alguno podría decir que provocador o irresponsable.
No queda claro hasta ahora en qué medida la existencia de esos otros universos, cada uno creado por fluctuaciones cuánticas incalculables, es una mera conveniencia teórica, o si tiene posibilidades de pasar del campo de las matemáticas al de la física.
En este punto me recuerda más que nunca el libro de Hawking al Hacedor de Estrellas ideado por Stapledon en su novela de cosmología-ficción Star Maker (1937). En un artículo anterior hablé de la dimensión narrativa y reflexiva de esta novela (ver "Apocalipsis de la Comunicación Total"). Ahora me interesa más su teoría del multiverso, en analogía a estas especulaciones de la física actual. Por tanto, haremos un breve excurso hacia Stapledon antes de volver a la "elección de universo" según Hawking.
