Los mejores Premios Nobel de física del siglo XXI

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Matin Durrani, escribiendo en Physics World, analiza los 25 Premios Nobel concedidos durante el siglo XXI y selecciona los que, en su opinión, son los cinco mejores. El criterio que ha utilizado para ello se basa en buscar premios que cumplan las siguientes condiciones:

·         Debe ser fácil comprenderlo.

·         El trabajo teórico o experimental premiado fue un esfuerzo excepcional (tour-de-force).

·         Abrió nuevos caminos para la ciencia.

¿Universo o multiverso?

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En los artículos de este blog he dicho a menudo que las teorías sobre el multiverso (hay muchas) no son ciencia, sino elucubraciones, porque es imposible diseñar un experimento que demuestre la existencia o inexistencia de esos multiversos.

En un artículo que se publicó en mayo de 2023 en la revista Springer Nature, titulado Is Everyone Probably Elsewhere?, los autores aseguran que al menos sería posible distinguir entre las dos hipótesis siguientes:

1. Nuestro universo es único, no pertenece a ningún multiverso.
2. Nuestro universo pertenece a algún multiverso. Eso sí, no tendríamos ni idea de a qué tipo de multiverso pertenecería.

El fin del universo

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¿Seguirá el cosmos dilatándose indefinidamente o se detendrá la expansión algún día? ¿Qué fuerza sería capaz de conseguirlo? Es evidente que la única que podría hacerlo es la gravedad. La expansión del universo, que provoca la fuga de las galaxias, va en contra de la atracción gravitatoria, que trata de mantener todos los cuerpos unidos entre sí.

Si se mira la ecuación cósmica de la relatividad general de Einstein, la cuestión de si la gravedad conseguirá detener la expansión del universo depende de los valores relativos y de los signos de los tres términos de la ecuación. Según cuáles sean, pueden ocurrir tres cosas:

Harry Potter y el multiverso

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En el artículo anterior de este blog, hablé de la ausencia de grandes hombres en muchos de los campos de la actividad humana en la actualidad. En particular, en la ciencia. Poco después de escribir ese artículo, una entrevista en La Contra de La Vanguardia con Sabine Hossenfelder me hizo ver que no estoy solo al anunciar la crisis de la ciencia, al menos en el campo de la física teórica, en el que se encuadran las teorías del multiverso a las que hace algunas semanas dediqué otro artículo.

Sabine Hossenfelder es alemana y física teórica. Últimamente se ha convertido en noticia con la reciente publicación de un libro: Lost in Maths: How Beauty Leads Physics Astray, 2018 (traducido al español en 2019, Perdidos en las Matemáticas: Cómo la belleza confunde a los físicos), en el que sostiene que la física teórica no ha avanzado prácticamente nada en los últimos 60 años, y aboga por dedicar los fondos públicos a investigar los fundamentos de la mecánica cuántica, en vez de despilfarrarlos en mastodónticos aceleradores de partículas o investigando elucubraciones sin base, como la teoría de cuerdas y los multiversos.

La teoría del todo

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En la novela de ciencia-ficción de Joe Dacy, Esquelle and the lost enclave (2015), del género de hard science fiction (ciencia-ficción difícil), que combina hábilmente con los géneros de espionaje, aventura y política-ficción, abarca 1500 años de la historia futura de la humanidad e incluye viajes en el tiempo y manipulación del pasado, se dice lo siguiente:

En este momento, la Teoría del Todo es en realidad la Teoría de la Poca Cosa.

¿Tiene razón Joe Dacy? ¿Creemos que sabemos mucho, pero sabemos muy poco? ¿Qué es esa Teoría del Todo, que tiene un nombre tan rimbombante?

Se trata de un nombre inventado por algunos físicos y jaleado por la prensa, en la misma línea que el nombre de la partícula de Dios, aplicada al bosón de Higgs, que posiblemente se descubrió en 2012, y digo posiblemente porque, aunque la partícula descubierta tenía la masa prevista y se descompuso en algunas de las partículas previstas (no todas), aún no se ha demostrado que el campo de Higgs exista.

Lo que se quiere dar a entender con el nombre de Teoría del Todo es que ya lo sabemos todo sobre los fundamentos físicos de la materia, que no necesitamos a Dios.

La partícula de Dios

Peter Higgs

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Con el descubrimiento hace dos años del bosón de Higgs, la prensa generalista y algunos científicos han lanzado las campanas al vuelo. Tal como lo presentan, este descubrimiento completa la teoría estándar de física de partículas, por lo que ya lo sabemos todo y no necesitamos a Dios. De ahí el nombre impuesto al bosón de Higgs, con el que Higgs, por cierto, no está de acuerdo.

Es verdad que el descubrimiento de una partícula cuya existencia se predijo casi medio siglo antes es un éxito espectacular de la teoría estándar, comparable al éxito que alcanzó en 1846 la teoría de la gravitación universal de Newton con el descubrimiento del planeta Neptuno, cuya existencia había sido predicha poco antes por Le Verrier y Adams. También entonces se dijo que ya lo sabemos todo. 

Quedaba, es verdad, un cabo suelto, una discrepancia de apenas 43

Urbain Le Verrier

segundos de arco por siglo en la precesión de la órbita de Mercurio. Le Verrier intentó repetir su éxito y predijo que esa discrepancia se debía a un planeta desconocido situado entre Mercurio y el Sol, al que incluso dio nombre: Vulcano. Durante 60 años, los astrónomos buscaron el misterioso planeta sin encontrarlo, porque el problema, en este caso, estaba en la propia teoría de Newton, que acabó convirtiéndose en una primera aproximación y pasó el testigo a una nueva teoría que sí explicaba la discrepancia: la relatividad general de Einstein.

¿Podría pasarle algo parecido a la teoría estándar de física de partículas? ¿Vendrá también su mayor éxito seguido por su primer fracaso? ¿Queda algún cabo suelto en esta teoría, algo que aún no hemos sabido resolver?

La respuesta a la última pregunta es afirmativa. La teoría estándar de física de partículas tiene pendientes las siguientes cuestiones: