Partículas misteriosas

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Algunos físicos actúan a veces como si las hipótesis que proponen para explicar los misterios del universo fuesen siempre reales. Pero una hipótesis no es más que una propuesta para explicar un fenómeno natural, y no se puede considerar como una teoría confirmada mientras no haya proporcionado una o más predicciones acertadas sorprendentes. Este último detalle, que es esencial, generalmente se omite.

En 2020 leí dos libros de divulgación sobre cosmología y física de partículas (ambas ramas de la física están muy relacionadas):

¿Puede ser infinita la densidad?

Primera foto
de un agujero negro

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La teoría general de la relatividad de Einstein permite que existan objetos con densidad infinita (singularidades). Los hay de dos tipos:

1.      Agujeros negros, acumulaciones de materia en un volumen nulo, ya sea en el centro de una galaxia, o como resultado de una explosión de supernova.

2.      El universo, en su instante inicial (el Big Bang).

Una estrella como el sol está en equilibrio porque la atracción gravitatoria, que tiende a contraerla, es igual a la expansión provocada por las reacciones nucleares que tienen lugar dentro de la estrella. Cuando una estrella mucho más grande que el sol agota el combustible nuclear (primero el hidrógeno, luego el helio, luego otros elementos), al no haber ya reacciones nucleares que detengan la contracción, la estrella sufre una implosión, que al rebotar lanza al espacio grandes cantidades de materia: una explosión de supernova, que durante algún tiempo hace a la estrella más brillante que una galaxia entera. Pero siempre queda un resto de materia, que da lugar a la aparición de un objeto de tipo nuevo.

¿Es infinito el tiempo?

S.Agustín, por Louis Comfort Tiffany
Lightner Museum

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Desde la más remota antigüedad, el hombre se ha interesado por el enigma del tiempo. Porque el tiempo, a pesar de que todos lo experimentamos, es un enigma. Ya lo dijo San Agustín en sus Confesiones (L.XI C.XIV): ¿Qué es, pues, el tiempo? Si nadie me lo pregunta, lo sé; pero si quiero explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé.

Como dije en otro artículo, las explicaciones ideadas para resolver el enigma del tiempo se dividen en dos: las que lo consideran cíclico, con o sin repeticiones múltiples, lo que permitiría representar geométricamente el paso del tiempo mediante un círculo, y las que lo consideran lineal, que lo representan mediante una línea recta. A su vez, este último caso se divide en varios: se puede admitir, o no, que el tiempo tuvo principio; y se puede admitir, o no, que habrá un momento final del tiempo. Combinando estas dos alternativas, tenemos cuatro casos diferentes. En total suman seis posibilidades, que vamos a analizar a la luz de la cosmología moderna:

¿Es infinito el espacio?

Georg Cantor

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Según Georg Cantor, uno de los primeros en estudiar a fondo los infinitos, no hay un solo concepto de infinito, sino tres diferentes. Veamos cómo lo expresa:

El infinito actual surge en tres contextos: primero, cuando se realiza en la forma más completa en un ser de otro mundo completamente independiente, in Deo; ahí lo llamo el Infinito Absoluto o simplemente lo Absoluto. Segundo, cuando ocurre en el mundo contingente, creado. Tercero, cuando la mente lo capta in abstracto como una magnitud matemática, un número o un tipo de orden. Quiero plantear un marcado contraste entre lo Absoluto y lo que llamo lo Transfinito, es decir, los infinitos de los dos últimos tipos, que son claramente limitados, sujetos a seguir creciendo y, por lo tanto, relacionados con lo finito. (Georg Cantor, Gesammelte Abhandlungen, Springer, 1980, Ensayos recopilados en español).

El origen de los eucariotas

John Maynard Smith

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Como he dicho varias veces en este blog, la teoría de la evolución está bien establecida. Sin embargo, está lejos de explicarlo todo. Aún quedan muchos misterios. En un artículo anterior enumeré algunos. Un libro de J. Maynard Smith y E. Szathmáry, The Major Transitions in Evolution (Oxford University Press, 1995) los describe con más detalle.

Uno de esos problemas tiene que ver con los cambios de nivel que han tenido lugar en la historia de la vida, que convertí en la idea central de mi libro El Quinto Nivel de la Evolución. Como implica su título, a lo largo de la evolución las cosas no han sucedido de forma ordenada y estable. En varios puntos se han producido cambios de estado (al estilo de los de la física) en los que la evolución atravesó un punto crítico que le permitió alcanzar niveles superiores que abrieron campos de desarrollo enormes en el espacio de configuración. Esos puntos son los siguientes:

Paul Davies, divulgador científico

Paul Davies

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Paul Davies pasó al primer plano entre los científicos que dedican tiempo a la divulgación con su libro, publicado en 1992, La Mente de Dios (The Mind of God), escrito en respuesta a las últimas palabras de Stephen Hawking en su best-seller divulgativo Breve Historia del Tiempo (A Brief History of Time). En otro artículo hablé de otro de sus libros de divulgación, Un Silencio Inquietante (The Eerie Silence). Aquí voy a hablar de otros dos libros suyos.

Los últimos tres minutos (The Last Three Minutes, 1994): Este libro de divulgación está un poco atrasado, pues es anterior al modelo cosmológico estándar, pero explica bien cómo estaba la cosmología cuando se publicó el libro, y muchas de las cosas que dice siguen siendo válidas. Dice algo interesante: que la teoría del Big Bang de Lemaître (a quien Davies no nombra) debería haber sido aceptada mucho antes de que sus dos predicciones acertadas sorprendentes le dieran el espaldarazo en los años 60, porque hay otro argumento que la apoya, y que los científicos del siglo XIX debieron haber notado, pero no lo hicieron: Si el universo fuera infinitamente antiguo, ya habría muerto. Es evidente que, si algo tiende a detenerse con una tasa finita, no puede haber existido desde toda la eternidad. Por cierto, en el párrafo citado comete un error: ignora la diferencia entre eternidad y perpetuidad, que resolvió Boecio hace un milenio y medio. Hay también un fallo importante cuando dice que el radio del cosmos visible es de 15.000 millones de años-luz, porque no tiene en cuenta la expansión del universo. El radio correcto es de unos 43.000 millones de años-luz. A esto hay que sumar algún error cometido por el traductor al español, como traducir silicon como silicona (la traducción correcta es silicio). En cambio, ha traducido correctamente los números muy grandes (billón, trillón, cuatrillón...), uno de los errores típicos de los traductores del inglés americano al español.

La ciencia no puede demostrar que Dios no existe

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En varios artículos he señalado que es imposible demostrar científicamente que Dios existe, como también es imposible demostrar científicamente que Dios no existe. La razón es que el objeto de la investigación científica es el mundo material, y Dios no es parte de ese mundo, y por tanto está fuera del alcance de la ciencia.

En un artículo anterior critiqué un libro que intentaba hacer lo primero, desde el punto de vista de autores creyentes. En este voy a criticar otro libro que intenta hacer lo segundo, desde el punto de vista ateo. Se trata de M-E: The God Within, cuyo autor es Joseph R. Abrahamson.

Aunque el autor dice que se apoya en los principios de la lógica y del método científico, comete errores importantes que indican que no conoce a fondo esas disciplinas. El argumento que presenta como demostración de que Dios no existe, aunque no aparece explícitamente en el libro, está difuso en él, se deduce de su lectura y puede resumirse así:

¿Fantasmas en el universo?

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El modelo cosmológico estándar ha introducido en la física dos conceptos nuevos, que no existían antes:

• La materia oscura: Parece ser cinco veces más abundante que la materia ordinaria, pero no sabemos lo que es, qué la compone. Sólo sabemos que parece estar sujeta a la gravedad, y hasta ahora se ha llegado a la conclusión de su existencia por dos caminos diferentes: a) Analizando el movimiento de rotación de las galaxias, que parece exigir que haya en ellas más masa de la que podemos ver. b) Estudiando la radiación cósmica de fondo de microondas, que ha servido de base para ajustar el modelo cosmológico estándar.
• La energía oscura: No tenemos ni idea de lo que es. Algunos hablan de una quinta interacción (o fuerza) fundamental, la quintaesencia, que se uniría a las cuatro que conocemos: gravitación, electromagnética, fuerte y débil. Otros ofrecen otras explicaciones, ninguna de las cuales ha recibido confirmación experimental. La hipótesis de su existencia se apoya también en dos observaciones: a) Analizando la velocidad de expansión del universo, tras el descubrimiento, en 1998, de que dicha velocidad se está acelerando. b) Estudiando la radiación cósmica de fondo de microondas, que ha servido de base para ajustar el modelo cosmológico estándar.

Argumentos contra la teoría de la evolución

Drosophila melanogaster

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A pesar de lo que dije en el último párrafo de mi artículo anterior, todavía quedan personas bien-pensantes (aunque es rarísimo que sean biólogos) que se oponen a la teoría de la evolución, y a veces ofrecen argumentos para defender su modo de pensar. Voy a considerar aquí algunos de esos argumentos, y a responderlos.

Pregunta: No se ha conseguido reproducir la evolución en el laboratorio, ni siquiera al nivel de los microorganismos. Si la teoría de la evolución fuera correcta, ¿no deberíamos haber conseguido ya crear alguna especie nueva en el laboratorio?

La teoría de la evolución ¿es ciencia?

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En tres artículos anteriores (este fue el último) he escrito aproximadamente este párrafo:

La teoría científica de la evolución está fuertemente contrastada con datos de otras ciencias, como la embriología, la anatomía comparada, la paleontología, la biogeografía, o la biología molecular (el análisis del ADN).

Como, a pesar de todo, sigue habiendo quien duda del carácter científico de esta teoría, en este artículo voy a desarrollar el párrafo anterior, explicando con un poco más de detalle en qué datos científicos se apoya.