La Paradoja Einstein-TARDIS II Cap.2

Albert y el Doctor abandonaron la TARDIS con paso receloso, intentando no ser descubiertos por miradas intrusas. No demasiado lejos del oscuro almacén donde habían “aparcado” la nave, salieron al gran vestíbulo repleto de viajeros que esperaban en  mullidos asientos sus turnos para acceder a los trenes. Sin esperar aviso alguno, se deslizaron por la rampa mecánica para llegar a los andenes y, nada más contemplar las vías, se quedaron cautivados por la belleza del “Orient Express”. Aquel tren cuya fama ya había llegado a oídos de Albert, se encontraba en reposo, casi en silencio, con las luces apenas en penumbra suficiente para tareas de mantenimiento.

– Hemos llegado justo a tiempo- dijo el Doctor
– ¡Guau, es el Orient Express! ¡Nos vamos a Estambul!
– Te equivocas, Albert. No te dejes engañar por las apariencias, ni estamos en el París de tu tiempo, ni vamos a Oriente. Este tren se dirige a Próxima b
– ¿Próxima b?- nunca he oído hablar de esa ciudad
– Eso es porque no es una ciudad, es un planeta
– ¿Vamos a otro planeta y en tren?- preguntó Albert divertido, casi al borde de la risa contenida
– Pues si, listillo. Estamos ante una de las naves más rápidas que jamás haya construido el ser humano para transporte de pasajeros y alcanza una velocidad de 240 mil kilómetros por segundo, pero nosotros de momento, no vamos a embarcar, tan sólo vamos a  medir
– ¿A medir… qué?
– El tren
– ¿Y eso por qué?
– Todo a su tiempo chaval, confía en mí.
Aprovechando la poca actividad que rodeaba el andén donde permanecía el Orient Express, el Doctor se situó frente a la locomotora y pidió a Albert que colocara un  pequeño sensor al final del último vagón. Entonces, lanzó un rayo con su destornillador sónico que rebotó en él y volvió al punto de origen proporcionando el dato deseado
– 510 metros medidos con toda exactitud- dijo mostrando al chico el resultado en el display de su artilugio, memoriza el dato. Ahora regresemos a la TARDIS
– Entonces ¿no viajamos en el tren?
– Claro que sí, pero no pensarás que embarquemos sin billete ¿no?, mejor lo abordamos durante el viaje
Unos instantes más tarde, volvían a salir de la TARDIS en un rincón discreto dentro del Orient Express recién iniciado su viaje a Próxima b. Con el debido sigilo, cruzaron el pasillo central y accedieron al vagón restaurante. Durante unos instantes, ambos parpadearon ante el ostentoso lujo que impregnaba la estancia repleta de mesas vestidas con mantelería bordada a mano, vajillas de fina porcelana y copas de cristal de complejos labrados que esperaban pacientes la hora del almuerzo. Albert miró por una de las ventanas buscando alguna referencia que le indicara que realmente estaban viajando por el espacio, pues no sentía traqueteo alguno y le parecía que aún se encontraban parados en el andén,  pero nada podía ver a través del cristal, tan sólo su propio reflejo
– Vamos a hacer un experimento- dijo el Doctor y sacó de su bolsillo un pequeño dispositivo metálico con un botón rojo, lo colocó sobre una de las mesas y, al pulsarlo, un rayo de luz se proyectó hacia arriba regresando de nuevo al dispositivo que, de nuevo, volvía a impulsarlo.
– La luz sube y golpea uno de los muchos espejos con los que está decorado el techo- empezó a explicar el Doctor, pero Albert se dio cuenta que no podía ver ese efecto ¿cómo “demonios” podía estar tan alto?
– La luz tarda en subir y bajar un segundo, no le des más vueltas, no te distraigas de nuestro experimento- insistió, mientras apagaba con su destornillador sónico todas las luces del vagón. Acto seguido el Doctor convenció a Albert para regresar a la TARDIS abandonando el dispositivo que seguía funcionando sólo.
Un corto correteo hacia la consola de mandos y un breve instante fue todo lo que necesitó  para alcanzar su nuevo destino, en esta ocasión se trataba de un túnel de abastecimiento  de materia oscura y de obligado paso para el Orient Express. Al ver la cara de perplejidad del muchacho, le dijo con ironía:
– Sí ya sé, mi nave corre más y lo hemos adelantado, pero eso no tiene importancia ahora Albert- Observa con atención que ya llega…-  y en ese momento irrumpió majestuoso,  pero achatado el Orient Express en el túnel  – ¡Mira! Dijo señalando una de las ventanillas donde se podía distinguir un rayo de luz subir y bajar, al tiempo que describía una “V”-  ¿Te das cuenta de lo que ha sucedido?
– He visto que la luz del dispositivo que dejamos en una de las mesas, no se limitaba a subir y bajar como cuando estábamos dentro del tren, sino que además se desplazaba, ahora recorre una distancia mayor que antes
– Así es, cuando la luz sube, el espejo sobre el que tiene que reflejarse se ha desplazado debido al movimiento del tren, por ello no va perpendicular al suelo. Los mismo sucede al bajar, puesto que el dispositivo que debe devolverlo al techo también se ha desplazado, de ahí el trayecto en forma de “V” del rayo. Así, desde nuestro sistema de referencia, aquí en el andén, la luz tiene que recorrer una mayor distancia que para los que se encuentran dentro del tren. Por tanto, sólo hay dos posibilidades: o el rayo va más deprisa para nosotros..
– Cosa que hemos probado que no es posible- protestó Albert
– … o el tiempo va más lento para ellos- Albert miró al Doctor con perplejidad ante la evidencia, mientras éste se recreaba en los hechos-  como así es, por tanto… el tiempo para los pasajeros hacia “Próxima b” va más despacio que para nosotros.  No es sólo porque lo mida el reloj, no es una ilusión, todo va más lento, los latidos de sus corazones y sus pensamientos.  Estas cosas sólo suceden cuando el sistema de referencia se mueve a velocidades muy, muy altas. Si el tren fuera a la misma que la luz, el rayo nunca alcanzaría el espejo del techo, el tiempo se pararía completamente para los pasajeros y nosotros los veríamos congelados.
– Alucinante
– Y hay más, los pasajeros del tren no notarán nada extraño, el tiempo para ellos transcurre igual que siempre, todo es normal, excepto por una pequeña cuestión, si para ellos el tiempo efectivamente va más lento, necesariamente para los de fuera irá más rápido, así pues, cuando lleguen a su destino conforme el horario previsto, se darán cuenta de que la hora de su relojes no coincidirá con la de la estación, ya que los suyos irán retrasados, por tanto, habrán hecho el viaje en menos tiempo que para los que están fuera del sistema de referencia del Orient Express.
– Increíble
– ¿Cómo se explicarán este misterio los pasajeros del tren? Si han hecho el trayecto en menos tiempo que para los de afuera y la velocidad del tren no ha variado, sólo queda una explicación posible y es que el espacio se haya reducido, y efectivamente así es, habrán hecho menos kilómetros, la distancia entre la Tierra y Próxima b se habrá contraído al viajar a tan alta velocidad.
– ¡Venga ya!- dejó escapar Albert incrédulo
– Pues sí listillo, cuando los pasajeros abordaron el tren en la estación, les separaba una distancia de Próxima b de 4,2 años luz, pero una vez en movimiento y viajando a 240 mil kilómetro por segundo, o lo que es lo mismo, al 80% de la velocidad de la luz, la distancia se ha reducido a 2,52 años luz. No sólo el tiempo es relativo, también lo es el espacio. Incluso el tren se ve afectado por la contracción de la longitud
– Vamos que el tren ha menguado- dijo Albert resistiéndose a lo absurdo
– ¿Recuerdas cuanto te dije que medía?
– Exactamente 510 metros
– ¿Sabes la longitud este túnel?- el Doctor repitió la operación que realizara en la estación para medir al Orient Express – 350 metros exactamente- dijo enseñándole el dato a su incrédulo acompañante- ¿Te pareció en algún momento que el tren fuera más grande que este recinto?
– No – dijo Albert derrotado ante la evidencia
– Porque no lo era, en su sistema de referencia, el Orient Express no tiene nada que temer porque su longitud seguía siendo sus magníficos 510 metros, pero desde el nuestro se había contraído hasta los 306 metros. Este fenómeno sólo tiene lugar en la misma dirección del movimiento y sólo afecta a su longitud y no a sus demás dimensiones.
– ¿Y como sabes lo que medía el tren al pasar?
– Porque si bien has comprendido que no se pueden usar las matemáticas de Galileo para pasar las mediciones de un sistema de referencia a otro cuando está implicada la velocidad de la luz, si hay otras matemáticas, de tu propio siglo, que ayudan a realizar los cálculos: las de Lorentz,  con ellas se podrán construir las fórmulas que permitirán saber cuánto se va a dilatar el tiempo o cuánto se va a reducir el espacio en otro sistema de referencia inercial – sólo se necesita una persona capaz de realizar dicha tarea -“es hora de que acepte su destino”- pensó

La Paradoja Einstein-TARDIS II Cap.1

Albert regresaba de un mal día en el instituto. En su mente resonaban las palabras que el profesor Degenhart le había dirigido en clase: -“nunca conseguirás nada en la vida”- las evocaba, una y otra vez, hiriendo su orgullo y debilitando su autoestima. Avanzaba por calles estrechas de Múnich, débilmente iluminadas por un atardecer que se estremecía entre el frío y la niebla, pero nada parecía hacerle mella en sus pensamientos. Al pasar por un solar abandonado contempló, por el rabillo del ojo, un extraño símbolo tallado en una puerta de madera casi destrozada que daba acceso al lugar. No quería pararse, no quería que nada perturbara su melancolía obstinada, pero la curiosidad tiró de él y le hizo volver sobre sus pasos -aquel dibujo ¡le era tan familiar!- Buscó en el bolsillo del pantalón y sacó un objeto metálico, el amuleto que apareció en su mano hacía siete años. Se lo quedó mirando como si fuera la primera vez, era exactamente el símbolo opuesto al de aquella puerta – “Si yo tengo la llave del universo, ésta debe ser la cerradura” – pensó. Tenía que entrar en aquel solar, que más daba, al fin y al cabo estaba abandonado y el misterio se había apoderado de él, relegado sus preocupaciones a un segundo plano. Se adentró por un barrizal lleno de vidrios rotos y cascotes oscurecidos en cientos de hogueras pasadas. Sobresaliendo entre unos hierros observó un papel que casi se desintegró entre sus manos, tan sólo algunas frases inacabadas permanecían intactas: “En el vacío …” “los rayos del sol…” “…su velocidad nunca cambia”. No era la primera vez que creía ver este mensaje oculto en los lugares más peregrinos. Siguió avanzando y llegó hasta una casa que parecía apunto de desplomarse. En su interior la oscuridad y el moho no invitaba a permanecer mucho tiempo. Un crujido sobre su cabeza le hizo mirar hacia el techo y  pintada en una viga pudo distinguir una frase que rezaba: “Las leyes del universo se cumplen siempre, en todo lugar, en toda circunstancia”. Albert salió corriendo, y de repente, resbaló por una pendiente dándose un buen golpe y cayendo a un bosquecillo oculto a primera vista. Al levantarse le sorprendió, asomando tras un árbol, un artefacto azul acompañado de una luz intermitente, una imagen que le hizo remover un recuerdo perdido en su memoria.

Albert entró en la TARDIS, su doble puerta estaba entornada y un silencio de abandono se extendía a cada paso. El vértigo que le producía un lugar que era más grande por dentro que por fuera, le alertó de estar viviendo un experiencia que iba a poner en peligro su sentido de la realidad. Miró a su alrededor y contempló la consola en forma de hexágono, las palancas de colores, la columna de luz hasta el gigantesco techo abovedado y comenzó a invadir su mente la imagen del Doctor y aquellas conversaciones sobre la velocidad de la luz, la relatividad de Galileo y el éter. Sintió un pinchazo en el estómago al intuir que las frases que le habían asaltado durante el camino encajaban con ese recuerdo, pero no sabía aún con qué propósito. Bajó las escalerillas rozando los desproporcionados pasamanos tubulares hasta llegar a la galería semiesférica, y allí, en el balconcillo donde tiempo atrás contemplaba las hazañas de un salero graffitero, aguardaba la figura de un hombre alto con levita y manos en la espalda
– ¡Por fin has vuelto, mi aprendiz de genio! – dijo sin moverse- la última vez que te vi eras un niño sabihondo ¿en que te has convertido ahora?- y girándose de repente añadió- ¡ah, ya veo! en un quinceañero aturdido.
– Y yo recuerdo que la última vez que le vi, me contó que mi universo estaba loco, que el tiempo y el espacio eran relativos y que me lo demostraría… pero no lo hizo – le contestó en un emocionado reproche al ver el rostro del Doctor
– ¿Has hecho las tareas que te encomendé?
– He pensado mucho sobre la naturaleza de la luz, y a veces, creo que el universo me envía mensajes, mira- y sacó del bolsillo el trozo de papel que rescató entre los restos de la hoguera: “En el vacío …” “los rayos del sol…” “…su velocidad nunca cambia”
– ¿El universo? ¿No será más bien tu cerebro?- Albert, no se dio por aludido y continuó:
– Si fuera verdad, esa podría ser la puerta que me encomendaste buscar- dijo imitando la ironía del Doctor- si la velocidad de la luz nunca cambiara, si fuera constante, explicaría por qué Michaelson y Morley obtuvieron la misma medición para los dos rayos.  Nada puede hacer que la luz vaya más rápida o más lenta, el movimiento de la Tierra no podía aumentar ni disminuir sus 300 mil kilómetros por segundo. Además según el mensaje todo esto sucede en el vacío,  nada de éter
– Cierto, la luz es completamente independiente del movimiento y no importa desde qué punto de referencia se mida porque siempre va a tener la misma velocidad ¿Te acuerdas de nuestro Dalek cuando te pedí que imaginaras la velocidad del rayo de la muerte?
– Ahora lo entiendo,  no se habría visto influida por la del puente, no tenía sentido aplicar la suma de velocidades de Galileo. Lo único que no cambia, lo único absoluto es la velocidad de la luz
– Y en consecuencia…
–  Y en consecuencia ¿que?
– ¡Que el tiempo y el espacio son relativos!- dijo mientras soltaba una de sus risotadas que tanto confundían al Albert
– ¿Y eso por qué?
– ¿Qué por qué? Tu lo has dicho, Albert. Si lo único absoluto es la velocidad de la luz, entonces… todo lo demás debe ser relativo – contestó en tono de burla-  El universo tiene que hacer locuras para que su velocidad nunca cambie, al menos eso te parecerá cuando acabe la demostración que tanto esperas. Aunque para empezar tendrás que acompañarme al hangar.
– ¿Hangar? ¿en la TARDIS?- sin molestarse en responder, el Doctor corrió escaleras abajo hasta llegar a un pasadizo empedrado que imitaba con mucho realismo las paredes frías y oscuras de la Edad Media. Finalmente salieron a una nueva habitación abovedada, cuyas luces se encendieron al detectar su presencia, en el centro de ésta, una nave espacial esperaba a ser abordada.
– Esta es Gallifrey Uno- dijo el Doctor con orgullo-  un motín de guerra, esto es… un regalo de un viejo amigo… su carlinga es de cristal y su diseño es elegantemente aerodinámico. Perfecta para realizar el experimento en cuestión.
En el interior de la nave apareció la figura inequívoca del Dalek que se paseaba rodante  aguardando con inquietud su colaboración en una nueva misión.
– Subamos- dijo el Doctor, y un instante después, los tres se encontraban surcando el espacio sin ningún destino en particular. Una vez estabilizada la velocidad de la nave, a Albert le pareció flotar en el vacío entre las estrellas, entonces el Doctor interrumpió su ensoñación:
– He rediseñado al Dalek para que pueda efectuar dos disparos al mismo tiempo- dijo el Doctor mientras le colocaba un arma en el brazo con forma de chupón- ahora ya está preparado para realizar la prueba. Como puedes observar he situado dos sensores a ambos lados de la nave, uno mirando en el mismo sentido del desplazamiento de ésta y el otro en sentido contrario. Nuestro Dalek se colocará en medio de ellos y disparará dos “rayos de la muerte” al mismo tiempo, cada una de ellos saldrá en dirección a sensor y cuando lo alcance se iluminará una bombilla roja, indicándonos el instante exacto del impacto. ¿Qué crees que pasará?- preguntó a Albert
– Si dispara los rayos al mismo tiempo y las dos llevan la misma velocidad… ¿Qué impactarán a la vez?- respondió sin disimular su burla
– Vale, listillo  ¡que comience la prueba! – en ese mismo instante el Dalek se dispuso a cumplir su amenaza y disparó al unísono los “rayos de la muerte” acompañados de su inseparable grito de guerra: “¡Exterminar, exterminar!” y efectivamente, tal y como era de esperar, ambos rayos impactaron en el mismo instante en los sensores, sin otro daño que el resplandor de las bombillas que resultaba realmente molesto
– Es muy fácil saber lo que va a pasar cuando compartes el mismo sistema de referencia del experimento, pero ¿y si repitiera la prueba mientras la observamos desde la puerta de la TARDIS?- A Albert le resultaba complicado comprender en qué cambiaría el resultado por el hecho de estar fuera de la nave y aceptó el reto sin demasiado entusiasmo. Nada más volver a la TARDIS apareció en escena un nuevo personaje, se trataba de un humanoide bajito pero de aspecto bastante forzudo, su piel era verde marrón y su desproporcionada  cabeza tenía apariencia de huevo. Con aires de mayordomo inglés y atuendo de la época del muchacho se dirigió sin mediar palabra hacia Gallifrey Uno
– Este es Strax, de la raza Sontarans, especialmente entregado a misiones de trascendencia estratégicas clave. En esta ocasión pilotará la nave para que podamos quedarnos aquí y observar de nuevo el experimento- el extraño ser entró en la carlinga sin volver el rostro, ni reparar en las presentaciones
– ¡Exterminar, exterminar!- se escuchó al Dalek
– ¡Cállate de una vez!- fue lo único que Albert escuchó del mayordomo guerrero
Un rato más tarde, la nave Gallifrey Uno aparecía en el horizonte espacial que el Doctor y Albert contemplaban desde la puerta de la TARDIS. El joven estaba tan asustado por el abismo que se abría delante suya que le costaba trabajo concentrarse en las palabras de su mentor.
– Observa Albert, justo cuando la nave pase por delante de nosotros, el Dalek repetirá los disparos que efectuó cuando íbamos con él, quiero que prestes atención a las luces rojas.
A pesar de la distancia, la transparencia de la carlinga permitía ver con todo lujo de detalles la maniobra del Dalek y cómo, tras el disparo, se iluminaba primero la bombilla de la pantalla situada opuesta al movimiento de la nave y, un instante después, la que se encontraba a favor de éste.
– ¿Cómo es posible?- preguntó Albert alucinado- Pero, si antes se encendieron las dos al mismo tiempo ¿Qué ha pasado?
– Si el Dalek hubiera lanzado canicas en lugar de rayos luminosos podrías haber realizado sin problema la suma de Galileo. Imagínate, la canica sale disparada con su propia velocidad, en sentido opuesto a la marcha de la nave, como va al revés se restan la velocidad de la canica y la de la nave. A la otra canica, que va en el mismo sentido del movimiento, se le suma su propia velocidad a la de la nave, por tanto, una va más deprisa que la otra ¿no es cierto? pero claro, la canica que va al revés se encontrará con la pared de la nave antes, pues debido al movimiento, ésta se precipita hacia la canica y, en cambio, la otra canica tiene que alcanzar la pared que se le “escapa”, pero gracias a la diferencia de velocidad entre ambas, se compensa el trayecto y chocan a la vez en sus sensores ¿lo entiendes?
– Si, pero ¿que ha ocurrido con los “rayos de la muerte”?
-¿Recuerdas que te dije que el universo tiene que hacer locuras para mantener constante la velocidad de la luz? pues aquí tienes la primera prueba. Con la luz no podemos hacer la suma de velocidades de Galileo porque, como sabemos, ésta no puede ir ni más rápido, ni más lento de los 3oo mil kilómetros por segundo, por tanto, no puede compensar su velocidad como las canicas y se encontrará primero con la pared donde está situado el sensor en contra del movimiento de la nave y luego con la que va en la misma dirección, por tanto, primero se ilumina una bombilla y luego la otra.
– Si, pero…
– La locura comienza cuando pensamos realmente en lo que ha sucedido, porque mientras nosotros veíamos cómo las luces se encendían una después de la otra, Strax y Dalek observaban que ambas se encendían a la vez, porque recuerda: para quienes están en el sistema de referencia que se mueve de forma inercial, es como si estuviera parado
– Entonces ¿Quién tiene razón? ¿Cuál es la verdad?
– Todos tenemos razón Albert,  porque lo que es simultáneo en el sistema de referencia de Gallifrey Uno, no lo es en la TARDIS; cada sistema de referencia posee su tiempo propio; porque los simultáneo es relativo. Incluso si ahora mismo explotara una estrella ¿crees que todos los habitantes del universo verían el suceso al mismo tiempo?- y diciendo esto, una estrella explotó realmente, quedando una parte del espacio inundado por una nube de colores en distintos tonos malvas. Albert extasiado por la belleza del acontecimiento, le pareció que las partículas formaban la imagen de un gigantesco ojo, y lo miró fijamente mientras balbuceaba filosófico:
– Es como si existieran dos presentes, distintas realidades…
– Pues esto no ha hecho más que empezar  ¡Prepárate porque nos vamos!
– ¿A dónde?- preguntó Albert mientras perseguía al Doctor hasta la sala de control
– Tenemos que coger un tren- contestó, y de repente la nave se puso a vibrar y a emitir ese sonido tan especial, preludio de un viaje al fondo de lo absurdo.

La Paradoja Einstein-TARDIS I Cap.4

– Si no existiera el éter…- comenzó a decir Albert con mucha cautela como si las conclusiones se acumularan en su pensamiento antes que la lógica- no podría propagarse la luz…

– Estaríamos a oscuras- dijo el Doctor irónico- pero ya ves que no
– Sin embargo, las ondas necesitan un medio donde propagarse- insistió Albert
– ¡Ay el éter, el éter! si no existiera habría que inventarlo… ¡nos ha sacado tanta veces de problemas!…
– El interferómetro no registraba variación alguna en la velocidad de la luz… es como si la Tierra… ¡Estuviera parada!
– ¡Y sin embargo, nos movemos!- dijo el Doctor parafraseando a Galileo-  Además hay otra cuestión. Antes me hablaste de Maxwell, no hay una autoridad mayor en el campo del electromagnetismo, sus fórmulas sobre el comportamiento de estos fenómenos serán una aportación fundamental para la ciencia. Pues bien, en dichas fórmulas se producen distintos resultados cuando se llevan a cabo en sistemas de referencias diferentes y esto resulta “chocante”, la verdad sólo puede ser una
– ¿Y cuál es?
– Pues ahí está el problema, que Maxwell considera que la razón la tiene aquel sistema que se encuentra completamente en reposo y ese sólo puede ser el éter. Así pues, el éter explicaría el medio por el que se transmite la luz y además sería un sistema de referencia completamente quieto, donde existiría una verdad absoluta
-Entonces… ¿por qué dijiste que el experimento había sido un afortunado fracaso? Mas bien fue un rotundo fracaso
– Desde el punto de vista de Michaelson y Morley lo fue porque fueron incapaces de medir la velocidad de la Tierra respecto al éter, pero desde el punto de vista de la ciencia será un hecho afortunado porque sembrará la duda sobre la existencia del éter y posibilitará que alguien se atreva a dar otra explicación a este galimatías- y se le quedó mirando con los ojos muy abiertos como si quisiera comunicarle que él sería el elegido, pero Albert no se dio por aludido y continuó con sus pensamientos…
– He estudiado en las clases de física del colegio que, según Galileo, no existían los sistemas de referencia absolutos,  por eso enunció su principio de la relatividad, entonces… ¿cómo puede ser que ésto no sea así para los fenómenos electromagnéticos?
– No sé, dímelo tú. Tu eres el genio
– Yo no soy un genio, sólo soy un niño secuestrado por un Doctor loco
– Cierto, pero te caigo simpático y te ayudo a razonar por ti mismo ¿no es verdad?- le dijo guiñándole un ojo y añadió- Newton pensaba que la luz estaba formada por diminutas partículas, si fuera así no haría falta el éter… ¿no es cierto?
– Ya, eso también lo he estudiado, pero esa idea se descartó porque si la luz estuviera compuesta por partículas ¿cómo se explicaría que se desvíe cuando se encuentra un obstáculo o que se produzcan interferencias? Eso sólo lo hacen las ondas
– Tal vez la naturaleza de la luz admite más de una explicación, para descubrir la verdad hay que tener la mente abierta, Albert, ¡deja que la luz te ilumine!- El Doctor se fue a un mueble adosado a una pared de la nave y de un cajón extrajo un pequeño amuleto de complicado diseño, se lo entregó a Albert y le dijo:
– Tú abrirás la puerta a los secretos del universo, aquí tienes la llave, pero recuerda que la auténtica está en tu inteligencia. Una vez la hayas abierto, ya nada será lo mismo y nadie se atreverá a cerrarla. Ahora tienes muchos asuntos sobre los que pensar como “¿existen sistemas de referencias absolutos?” “¿es la luz una onda o una partícula? “¿Por qué fracasó el experimento de Michaelson y Morley?” Nos volveremos a ver, Albert- estas últimas palabras resonaron en la mente del pequeño, una y otra vez, mientras la nave volvía a temblar y las luces se apagaban y encendían intermitentemente, provocándole un profundo sueño. Al despertar se encontraba de nuevo en el jardín de su casa tendido en la hierba. Las estrellas titilaban en el cielo nocturno del verano de Múnich. Sintió en su mano un objeto metálico, se lo quedó mirando con emoción y pensó: “Debo encontrar la cerradura del universo”

La Paradoja Einstein-TARDIS I. Cap.3

– ¿Dónde estamos?- preguntó Albert mientras salía con recelo de la TARDIS, sus palabras y sus pasos provocaban eco en el interior de un edificio sin ventanas y paredes macizas, un tanto descuidadas, que le imprimían un aspecto de mazmorra
– Nos encontramos en Cleveland, una pequeña ciudad de los Estados Unidos en el estado de Ohio, y eso que ves ahí- dijo señalando una extravagante plataforma de piedra – es un aparato denominado interferómetro ideado por el profesor Michaelson- al acercarse Albert contempló una mesa rectangular sobre la que había montado un aparataje extraño del que solo pudo reconocer algunos espejos, toda la plataforma, a su vez, parecía flotar sobre una base redonda situada sobre una columna de ladrillos
– ¿Quiénes son ustedes?- preguntó irritado un hombre de unos treinta y tantos años, moreno de cabello ondulado y bigote puntiagudo, su cara colorada contrastaba con su bata blanca de laboratorio. El Doctor con aparente flema británica sacó del bolsillo una tarjeta de visita y se lo mostró con diligencia

– ¡Ah! es usted señor Watson, encantado de conocerle, soy el profesor Michaelson, no he podido darles las gracias personalmente por permitirnos a mi colega, el profesor Morley, y a mí, el uso de este local – dijo señalando a un hombre de unos cincuenta años, con gafas, bigote, calva incipiente y aspecto bonachón- sepa usted que hace una gran contribución a la ciencia. Nuestros aparatos son tan sensibles que si no estuviéramos en un sótano aislado, la simple vibración del suelo de la calle haría fracasar nuestro experimento- Albert estaba completamente alucinado, cómo era posible que ese señor confundiera al Doctor con el dueño de aquel oscuro local
– Más tarde te contaré qué es el papel psíquico- le dijo éste en un susurro apenas audible y dirigiéndose al profesor le contestó sonriendo: Este es mi hijo Albert, ambos estamos muy interesados en su experimento profesor Michaelson
– Pues van a presenciar ustedes la primera medición del interferómetro, pero para que puedan compartir con nosotros la emoción de este instante, voy a explicarles con una adivinanza el sentido de su funcionamiento: Imaginad que dos personas compiten en un río, ambos tienen que recorrer la misma distancia y nadan a la misma velocidad, pero en lugar de ir en la misma dirección, el primero prefiere nadar hasta la orilla de enfrente y volver, mientras que el segundo decide remontarlo y después bajar hacia el punto de partida ¿quien ganaría la carrera?
– Al que le afecte menos la corriente del río- se apresuró el Doctor antes de que el científico diera la respuesta
– ¡Exacto!- dijo el profesor Michaelson- pues mi interferómetro recrea esta misma competición con el único objetivo de medir el movimiento de la Tierra con respecto al éter.
Para ello, emitiré un rayo de luz desde esta linterna a este espejo semirreflectante que lo dividirá en un ángulo de 90 grados, y al igual que los nadadores, uno seguirá el camino a favor y en contra de la corriente y el otro la atravesará, algo que conseguiremos gracias a estos cuatro espejos estratégicamente colocados. Al regresar los rayos podré medir, gracias a este microscopio, la diferencia de tiempo entre ambos y establecer así la velocidad de la Tierra a través del éter.
– ¿Y cómo lo sabría?- preguntó Albert intrigado
– Gracias a las interferencias que formaran los dos rayos al unirse de nuevo. Si sus valles y crestas coinciden se formará una onda más grande, pero si la cresta de una coincidiera con el valle de la otra se anularían. El haz de luz resultante tendrá más o menos brillo dependiendo del resultado de esas interferencias. Y ahora, si me permiten vamos a dar comienzo al experimento, guarden silencio, por favor- dijo mientras ponía en funcionamiento el artilugio con las manos temblorosas por la emoción
– ¿Y bien?- preguntó impaciente el profesor Morley al observar el entrecejo arrugado de su colega mientras contemplaba el microscopio
– ¡No puede ser!- dijo, mientras negaba con la cabeza- ¡no hay diferencia alguna en las velocidad de ambos rayos!
– ¿Cómo puede ser?- le preguntó Albert al Doctor
– No sé… ¿y si no hubiera corriente? Así los dos nadadores llegarían a la vez a la meta
– Pero… ¿cómo no va a ver corriente? Eso es como decir que no hay éter
– Eso lo has dicho tú, no yo- le contestó como si peleara con su hermano pequeño
– ¡Silencio, por favor!- dijeron Michelson y Morley al unísono mientras repetían el experimento- el Doctor tiró de un brazo de Albert y lo llevó a regañadientes a la TARDIS, mientras se preguntaba si había sido testigo de un gran fracaso o de una gran misterio.

La Paradoja Einstein-TARDIS I. Cap.2

Cuando la nave se estabilizó, se impuso una calma expectante y el Doctor se interesó por los conocimientos de física del pequeño científico
– Eres un chico muy inteligente y curioso, supongo que habrás oído hablar del Principio de Relatividad de Galileo ¿no?
– Si, lo he estudiado en la escuela- cerró los ojos y recitó de memoria-  Galileo decía que las leyes de la mecánica son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales
– Muy bien, pero ¿qué significa eso? ¿qué quiere decir las leyes de la mecánica?
– Bueno… la mecánica es…- comenzó a explicar Albert mientras se rascaba la cabeza- la ciencia que estudia el movimiento de los cuerpos… y las fuerzas que hacen que se muevan
– ¿Y un sistema de referencia inercial?
– Un sistema de referencia es aquel donde se encuentra el cuerpo que vamos a estudiar y será inercial si… – Albert intentaba recordar las lecciones de física atropelladamente- …si está fijo o es rectilíneo y uniforme
– Así es. En la Tierra viajamos en su movimiento de rotación a una velocidad de vértigo, pero no te das cuenta porque no hay aceleraciones ni frenazos. En los sistema inerciales no se aprecia el movimiento. Ahora mismo nos movemos en la TARDIS a velocidad constante, pero ni tú ni yo lo notamos, parece como si estuviéramos parados, pero si alguien nos viera desde Gallifrey…
– Galli… ¿Qué?
– ¡Ah sí, perdón! desde la Tierra, quiero decir… para esa persona no habría duda de que nos movemos
– Pero… eso no significa que el tiempo y las dimensiones sean relativas…- le espetó Albert intentando poner en un compromiso al Doctor- …tan sólo el movimiento
– Ten paciencia, todo a su debido momento- le respondió dando vueltas sin parar en su silla divirtiéndose como si el niño fuese él – de momento acompáñame a la galería esférica
El Doctor Who se precipitó por las escalerillas metalizadas que bajaban entre gigantescos pasamanos tubulares. Albert intentaba, a duras penas seguir sus pasos, casi cegado por el brillo de tanta superficie pulida. Finalmente, llegaron a una enorme galería semicircular. Para pasar de un lado a otro de tan peculiar estancia se extendían puentes de suelo transparente y autodeslizante que comunicaban las distintas alturas de la estancia, facilitando el acceso a otras habitaciones de utilidad impredecible.
Justo a la entrada del primer puente se encontraba un artilugio autómata del tamaño de un hombre, pero que a Albert le pareció un salero gigante. Se trataba de un híbrido entre un ser extraterrestre y un robot militar preparado para la lucha bruta. Uno de sus brazos tenía forma de arma mortífera, el otro parecía un chupón para desatascar. Desde la mitad hacia abajo tenía incrustadas tiras con cuatro semiesferas que aumentaban su robustez y cuya finalidad era una incógnita. Una antena terminada en un potente ojo le aportaba una visión de 360 grados.
– Creo que éste es un sitio magnífico para seguir hablando de Galileo y con la ayuda de nuestro colaborador Dalek podremos recordar una de sus contribuciones a la física más relevante- dijo el Doctor sin reparar en el semblante perplejo de su discípulo.
El salero rodante avanzó hacia el puente y su suelo autodeslizante empezó a desplazarlo con una velocidad uniforme, el Doctor continuó:
– Como bien explicaste, Albert, nos encontramos ante dos sistemas de referencias distintos: el puente por donde avanza nuestro Dalek a una velocidad de 0,8 metros por segundo y nuestra posición en esta barandilla, todo lo quietos que podemos estar dentro de la TARDIS.
Justo en el momento en que el artefacto rodante pasaba por delante de ellos levantó su brazo con forma de chupón y disparó una bola de pintura azul que se precipitó por el puente y terminó impactando en la pared dibujando un absurdo graffiti.
– ¡Bravo! – gritó el Doctor emocionado y aplaudiendo el tino del salero rodante- ¿Has visto eso, Albert? Ha lanzado la bola de pintura a una velocidad de 22 metros por segundo sin desviarse ni un ápice de su objetivo- Albert aturdido por la incompresible alegría de su maestro no terminaba de comprender el éxito de tal disparo- No te será difícil, con los datos que te he proporcionado, decirme a qué velocidad iba la bola de pintura sobre el puente visto desde nuestro punto de referencia.
– Es muy fácil, sólo hay que sumar las velocidades, si el puente avanza a 0,8 metros por segundo y la bola de pintura a 22, la velocidad resultante es de 22,8 metros por segundo
– Exacto, pero para nuestro Dalek la velocidad de la bola se queda en 22, no hay nada que sumar, pues desde su sistema inercial es como si estuviera parado- y diciendo esto, el robot volvió a lanzar una segunda pelota de color rojo, pero esta vez en el sentido opuesto a la marcha del puente. Una nueva mancha en la pared hizo parpadear las luces de la TARDIS a modo de “protesta”
– ¿Y ahora, Albert?
– Pues ahora, en lugar de sumar las velocidades, se restan porque la bola va en sentido contrario al movimiento, así pues, su velocidad es de 21,2 metros por segundo
– ¡Magnífico! Pero… ¿y si en lugar de lanzar esas coloridas bolas de pintura, nuestro Dalek hubiera disparado su rayo de la muerte?- la pregunta resonó en la nave y la cara del Doctor adoptó una mueca maléfica, hasta las luces de la TARDIS parecieron temblar.  Albert sintió un escalofrío cuando vio al Dalek hacer ademán de disparar su brazo mortífero al tiempo que repetía con voz metálica:
– ¡Exterminar! ¡Exterminar!
– ¿Qué es el “rayo de la muerte”?- preguntó aliviado al ver que éste desistía de su amenaza
– Un rayo de luz de mucha intensidad que pueden convertirse en un arma letal
– Luz y muerte- pensó Albert dramático
– Y puede que te inclines a pensar que bastaría con sumar o restar la velocidad de la luz a la velocidad del Dalek, como acabas de hacer con las pelotas de pintura… ¿no es cierto?
– Pues… si ¿qué problema hay?
– Puede que las cosas no sean tan simples como crees… por cierto ¿sabrías decirme qué es la luz?
Albert, a pesar de su corta edad, sentía una curiosidad irresistible por los temas científicos, la luz era un fenómeno que le atraía con especial debilidad y había leído mucho al respecto, así que no dudó en lucirse con la explicación.
– La luz es una forma de energía que nos permite ver el mundo que nos rodea. Según el científico James Clerk Maxwell está constituida por ondas electromagnéticas. Y antes de que me preguntes qué son te diré que, cuando un campo eléctrico y uno magnético se mueven a la vez se producen este tipo de ondas que viajan a una velocidad de ¡300 mil kilómetros por segundo!
– Cierto, y también sabrás que si la luz es una onda necesita de un medio donde propagarse
– Por supuesto, el éter – contestó y sus palabras le sonaron repelentes
– Ven conmigo a la sala de control quiero enseñarte algo
Nada más llegar, las luces de la nave se apagaron y de la “nada” apareció una proyección holográfica que representaba la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Albert se sentía fascinado y unas gotitas lacrimosas reflejaban la emoción de su mirada.
– Este polvillo amarillo que ves envolviendo el sistema solar representa el éter- dijo el Doctor señalando el campo en cuestión con su destornillador sónico- que está quieto y la Tierra se mueve a través de él arrastrándo el “viento del éter”, es igual que  cuando vas en bici al colegio y sientes el aire en tu cara…
– Yo no voy en bici al colegio- protestó Albert
– Pues deberías ir, es un deporte muy sano- contestó impaciente el Doctor- Como iba diciendo… la Tierra al avanzar por el éter lo arrastra con su movimiento. Si lanzáramos un rayo de luz en el mismo sentido en la que se desplaza ésta alrededor del sol y otro en sentido contrario…- el Doctor hizo una pausa para que ambos rayos dibujados en el aire ilustrara su explicación- e hiciéramos la operación de suma y resta que tú hiciste antes, obtendríamos una velocidad por un lado de 300 mil kilómetros por segundo más la velocidad de la Tierra, cuando va a favor del viento y  menos la velocidad de ésta, cuando va en contra del viento, por tanto, la diferencia entre ambas sería igual al doble de la velocidad de la Tierra. Tan sólo haría falta que un alma científicamente curiosa que se pusiera a la labor de comprobar experimentalmente este resultado para obtener la respuesta… ¿no es cierto?-
– Pues, sí- contestó Albert sin tiempo a reaccionar ante la emoción creciente de las palabras del Doctor
– Pues, no- y soltó una gran carcajada que resonó en las paredes de la TARDIS como si fuera la morada de un loco- Al cabo de unos segundos añadió recomponiendo la voz:
– Quiero que salgas conmigo al exterior, vas a ser testigo de primera mano del más afortunado fracaso de la ciencia de tu tiempo…

La Paradoja Einstein-TARDIS I. Cap.1

A la memoria de mi padre




Londres, estudios de la BBC, en 1963

 
– Vaya, estoy impresionado, son unos guiones muy originales ¿Cómo se te ocurrió el personaje de un Doctor extraterrestre que viaja en el tiempo en una cabina de policía que es mucho más grande por dentro que por fuera?
– Me inspiré en unos dibujos que encontré dentro de un cuaderno que perteneció a Albert Einstein, formaba parte de un lote que adquirí en una subasta junto con otros objetos personales del científico.
– ¿Albert Einstein? Nunca lo habría imaginado
***

Albert caminaba ensimismado con la brújula que su padre le había regalado mientras estuvo enfermo. El movimiento apenas imperceptible de la aguja indicando el norte lo hacía avanzar hacia el centro del jardín, pero en su imaginación atravesaba la selva amazónica intentando huir de una realidad en la que se sentía desgraciado. Soñaba encontrar un lugar oculto donde perderse y no tener que volver a la escuela que le aburría tanto.

De repente apareció rodeada de vegetación y con apariencia de abandono, una caseta azul de rígidas formas geométricas. Su altura de tres metros contrastaba con su base cuadricular de menos de uno y medio. Constaba de dos pares de ventanas pequeñas y cuadradas en cada lateral y una puerta doble que permanecía cerrada desde hacía mucho tiempo, como mostraba la maleza que se había enredado entre sus tiradores. Al arrancarla Albert pudo leer un cartel muy deteriorado que decía:

“Teléfono de la policía.
Gratis para uso público.
Empuje para abrir”
Miró a su alrededor y encontró una piedra que hizo rodar frente a ella, aunque al subirse apenas pudo ver desde la ventana su interior débilmente iluminado. De repente un silbido lo sobresaltó. La caseta comenzó a temblar mientras una luz en el techo giraba intermitentemente. Las puertas cedieron de golpe y el pequeño Albert se deslizó en su interior, engullido por el artefacto.
Tras rodar varias veces se quedó tendido en el suelo, abrió los ojos y sintió que su mundo había desaparecido, que ya no se encontraba en la seguridad del jardín de su casa de Múnich, de aquella noche de verano de 1887. Observó a su alrededor una enorme sala de techo abovedado con vigas de un azul iridiscente y metálico. En su centro se encontraba una consola en forma de hexágono con palancas de distintas formas y colores, engarzada en una columna de luz que se proyectaba hasta el techo. Si no hubiera sido por la época que le tocó vivir, la hubiera identificado como una “nave extraterrestre”, pero sus alucinados ojos infantiles tan sólo lograron parpadear varias veces, intentando creer un hecho inexplicable.
– Bienvenido a mi “casa”, pequeño Albert- dijo una voz con tono sarcástico
– ¿Quién es usted? ¿Cómo sabe mi nombre?- respondió asustado- Al incorporarse pudo ver a un hombre de mediana edad, de piel curtida y mirada traviesa. Vestía levita larga, chalequillo, camisa, un atuendo no demasiado extraño para la época del niño, pero muy extravagante para la de la nave. Mientras le sonreía con la emoción contenida le respondió:
– En el futuro todo el mundo sabrá tu nombre, el mío es el Doctor
– ¿Qué Doctor?
– El Doctor Who
– ¿Y vive en esta habitación?
– ¡Ja, ja, ja! Esto no es una habitación, Albert, es una nave del tiempo, su nombre es TARDIS y yo soy un Señor del Tiempo
– ¡ja, ja,ja! No se puede viajar en el tiempo
– ¿Ah no?¿Y eso por qué?
– No sé … no lo ha hecho nadie, nunca
– Eso es porque no conoces nuestra raza, nosotros podemos ver lo que fue, lo que es y lo que será. Me desplazo a través del continuo flujo espacio-temporal, gracias a la TARDIS
– ¿TARDIS? ¿Por qué se llama así?
– Está formada con las iniciales de “Tiempo y dimensiones relativas en el espacio”
– Pero el tiempo y las dimensiones no son relativas…- empezó a decir Albert pensativo- porque entonces la realidad no tendría sentido…
-¡Ja, ja! No te preocupes, te voy a llevar a un lugar donde suceden cosas muy extrañas- le interrumpió el Doctor Who divertido
– ¿Y dónde está ese lugar?
– En tu universo, Albert… en tu universo- repitió, corrió hacia la consola y activó sus coloridos mandos, entonces la TARDIS se puso a temblar al compás de un peculiar sonido, como si todo su mecanismo interno tarareara la música de una nueva aventura.

Una Cuestión de Tiempo II

La física cuántica puede explicar todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza excepto la gravedad porque, cuando se aplica a ésta, es imposible solucionar las ecuaciones que se plantean, ya que se producen sumas infinitas de números que cada vez son más grandes. De momento, lo que se ha conseguido es utilizarla para explicar fenómenos con un límite mayor que la longitud de Planck y una energía menor que la energía de Planck, pero con estos límites hay fenómenos en el universo que no se pueden explicar porque se salen de ellos y las ecuaciones se vuelven irresolubles, como sucede en los agujeros negros o el Big Bang.
En los años sesenta los físicos John Wheeler y Bryce DeWitt crearon la  “ecuación de Wheeler-DeWitt” con la que podían eludir los problemas de combinar la mecánica cuántica y la relatividad general, pero… ¿Qué sucedió? 
Ecuación Wheeler-DeWitt
Pues que dicha ecuación expresaba un universo estático, sin tiempo, es decir, sustituyeron un problema grave por otro peor, porque…
¿Cómo pueden decir que no existe el tiempo? 
 
El físico británico Julian Barbour consideró muy seriamente el universo estático que emergía de esta ecuación y propuso un modelo de universo SIN TIEMPO.
Para Barbour, cada una de las distintas maneras en que se pueden combinar todas las partículas del universo forma una especie de “fotografía” denominada “Ahora”. Cada uno de esos “Ahoras” existe simultánea e independientemente entre sí, no siendo ninguno de ellos el pasado ni el futuro del otro, como dice Barbour: “el gato que salta no es el mismo gato que cae”. Todos ellos se distribuyen por un paisaje denominado “Platonia” un país atemporal formado por matemáticas perfectas.
Pero, si no existe el tiempo… ¿Cómo explica entonces un mundo en movimiento?
Imaginemos que todas las fotografías del álbum familiar se nos cayeran al suelo de forma caótica, si quisiéramos ordenarlas buscaríamos un criterio que las relacionara entre sí, seguramente trataríamos de seguir la secuencia en que fueron tomadas, colocando primero aquellas en la que éramos niños y luego las que somos más jóvenes y así sucesivamente. De esta forma, reconstruimos la historia familiar, a partir de objetos estáticos como son las fotos, pero el tiempo no subyace de ellas, la memoria es lo único que nos permite la idea de movimiento.
Fotos caóticas de «Dioses de la Realidad»
De igual forma cada “Ahora” contiene también una especie de memoria que nos proporciona la sensación de tiempo y movimiento, son registros denominados “cápsulas del tiempo” que existen en el cerebro, los fósiles, en los registros geológicos, en los genes…
Es decir,  aunque los «Ahoras» son independientes entre sí y ninguno de ellos forma el pasado de otro, si pueden estar vinculados por un orden. Barbour nos propone el ejemplo de los números enteros. Cada uno de ellos existe simultáneamente, pero algunos pueden formar parte del conjunto de los números primos, lo que no significa que el número 3 se produzca en el pasado el número 5. En la cosmología de Platonia, no puede surgir la cuestión de qué sucedió antes del Big Bang, éste es sólo un tipo de «Ahora» muy singular denominado punto Alfa y  no se trata de ninguna explosión violenta ocurrida en un pasado remoto.
Observador desde fuera del universo
No podemos saber si la idea de Barbour sobre los «Ahoras» es correcta o no, pues en la actualidad, no existe ninguna forma de ponerla a prueba, sin embargo, no todas las afirmaciones sobre la posibilidad de que el tiempo no exista se quedan en el mundo de las matemáticas. Esto fue lo que sucedió para la solución propuesta en 1983, por los físicos Don Page y William Wootters. Demostraron matemáticamente que el entrelazamiento cuántico (ver entrada “El Fantasma de Einstein”) podía usarse para medir el tiempo, llegando a la conclusión de que éste surgía de dicho entrelazamiento y que sólo se producía para los observadores desde dentro del universo, si el observador estuviera fuera, el universo sería estático como expresa la ecuación Wheeler-DeWitt. Y así quedó la cosa, porque…
¿Cómo demonios se va a demostrar de forma experimental esta idea teniendo en cuenta que se necesita a un observador fuera del universo?
¡Pues, se consiguió!
Bueno realmente lo que se hizo fue  “fabricar” un universo con sólo dos fotones (por algo le llamaron universo de juguete). La hazaña tuvo lugar en octubre de 2013, por el Instituto Nacional de Investigación Metrológica de Turín. Se enviaron los fotones por dos caminos separados, éstos empezaron orientados (ya sea en horizontal o vertical) y la polarización iba girando conforme pasaban a través de una placa de cuarzo y una serie de detectores. Entonces, uno de los fotones fue tratado como un reloj y su lectura afectó al valor de la polarización del segundo fotón. Esto significaba que un observador que lo midiese influía en el universo de los fotones (universo de juguete) formando parte del mismo. Repitiendo el experimento con placas cada vez más gruesas (cuanto más gruesa era la placa mayor tiempo tardaban en pasar a través y más evolucionaba su polarización hasta tener un valor particular) la polarización del segundo fotón variaba con el tiempo.
Repitiendo el experimento en modo “superobservador” (desde fuera del universo), midieron el estado cuántico del sistema en su conjunto y resultó que era siempre el mismo, dando como consecuencia un universo estático. Aunque el experimento no demostró exactamente que el tiempo “no exista”, sí de alguna manera nos dio un indicio de que podría ser tan sólo una propiedad emergente del entrelazamiento cuántico y no una propiedad intrínseca del universo. Además es una esperanza para que de algún modo terminen por encajar las ecuaciones cuánticas con la relatividad general. Solo bastaría que consiguieran repetirlo más allá de un universo de juguete.

Una Cuestión de Tiempo I

 
 
¿Te imaginas un mundo donde no exista el tiempo? 
 
 
Sería como una película parada en un fotograma eterno o un cómic aburrido de una sola viñeta. El tiempo crea el movimiento, marca los latidos de nuestro corazón, ordena los pensamientos, construye el presente y lo fulmina en pasado en cada momento.
A veces, parece dilatarse angustiosamente, y otras, se nos escapa sin que podamos retenerlo, pero…

¿Qué es el tiempo?

¿Acaso es una percepción humana? ¿Habita sólo en nuestra mente o es un fenómeno concreto ajeno a nosotros mismos? La comunidad científica no se pone de acuerdo para dar una única respuesta y es que comprender la verdadera naturaleza del tiempo ha sido uno de los grandes debates filosóficos desde hace miles de años, no en vano, nos encontramos ante uno de los mayores misterios del universo.
 
 
 
 
Pero, hay algo que no podemos confundir con el tiempo y es su medida. Un reloj marca su duración, el inexorable avance de sus manecillas nos indica el paso de segundos, minutos, horas… pero, eso no es el tiempo, es tan sólo nuestra forma de contar algo que no sabemos qué es.
El tiempo fluye como un río, en un devenir continuo de pequeños instantes, pero…
 
 
¿Qué es un instante?
¿Podría ser infinitamente pequeño?
¿Existe un límite mínimo para separar los latidos del tiempo?
 
 
 
Parece ser que sí, se denomina tiempo de Planck y es lo tarda la luz en recorrer el menor espacio que se puede medir en el universo, es decir, la longitud de Planck, un espacio tan pequeño, que por debajo de él, deja de existir la geometría clásica.
Un fotón lo recorre en 10-43 segundos, para que tengamos una idea, en cada segundo hay decenas de trillones de cuatrillones de tiempos de Planck, un intervalo tan, tan diminuto, que hasta hoy en día no ha sido posible medirlo, pues el record del menor tiempo capturado por los científicos se encuentra en 12 attosegundos, es decir, tan sólo doce veces la trillonésima parte de un segundo (12 x 10−18)
 
 
 
¿Crees que una porción de tiempo tan ridículamente pequeña está vacía de contenido? ¿Qué su ínfima duración le incapacita para albergar sucesos trascendentes?
 
 
 
 
Te equivocas, pues dentro del primer “tiempo de Planck” que existió, se encuentra escondido, nada más y nada menos, que el secreto del origen del universo. En ese primer instante, el espacio y el tiempo estaban comprimidos en una mota infinitamente pequeña de energía y una única fuerza lo gobernaba todo, en un estado absoluto de perfección. Y fue, en ese primer instante, que esta mota de energía estalló desplegando el universo, en lo que se conoce como el Big Bang.
 
 
Pero, ¿qué sucede exactamente por debajo de esa barrera que es el tiempo de Planck? 
 
Al parecer, nos encontramos ante un abismo inquietante, ante un fallo en el sistema en “Matrix”, porque a ese nivel, puede que el tiempo deje de existir, entonces ¿tropezaríamos con el fotograma “parado” de la película de la realidad? ¿Podría el tiempo avanzar en pequeños “saltitos” cinematográficos? NO SE SABE
 
 

Pero, si nos hemos preguntado por la duración mínima del tiempo ¿Qué hay de su duración máxima? O en otras palabras… ¿existe la eternidad?

Cuando nos planteamos esta idea, automáticamente la asociamos con la inmortalidad y sentimos el vértigo de aquello que nunca tendrá fin. Pero, desde el punto de vista científico la respuesta está relacionada con el origen y el destino del universo, pues el tiempo está íntimamente ligado a él.

 
 
 
Existen varias teorías, por ejemplo, para el físico Stephen Hawking el espacio y el tiempo están imbricados entre sí y el inicio del tiempo es similar al borde del mundo. Cuando en la antigüedad se creía que la Tierra era plana se podía pensar que el mar se derramaba por los bordes, pero cuando se averiguó que el mundo tenía una superficie curva se dieron cuenta que era imposible que esto pudiera suceder. El inicio del universo podría ser similar al Polo Sur de la Tierra, los grados de latitud del planeta realizarían el papel del tiempo. A medida que nos desplazamos hasta el norte, los círculos de latitud que, representarían el tamaño del universo, se expandirían. Preguntarse qué ocurrió antes del origen del universo sería como preguntarse qué hay al sur del Polo Sur. Un universo así no necesita ser creado, pues no tendría un principio, simplemente sería.
Para el químico Ilya Progogine, el tiempo no nació con nuestro universo sino que precede a la existencia y hará que surjan nuevos universos. El nacimiento de nuestro tiempo no es el nacimiento de «El Tiempo» porque en el vacío fluctuante preexistía en estado potencial. Este tiempo está “siempre ahí” en estado latente y sólo necesita de un fenómeno de fluctuación para actualizarse.
 
 
 
 
Para los defensores de la teoría de los Multiversos, la realidad es un lugar donde los universos aparecen y desaparecen eternamente, pero esa eternidad sólo podría contemplarse desde fuera de estos universos, porque en el interior de cada uno de ellos el tiempo tendría un final, pues cada uno de ellos está destinado a desaparecer más tarde o más temprano.
 
 
 
 
 
Otra teoría sobre el tiempo bastante curiosa es la denominada “Tiempo Holográfico” del físico Andy Strominger. Para él, nuestro universo es la imagen proyectada hacia atrás en el tiempo de un holograma que está situado en un futuro infinito. El holograma contiene todo lo que ha sido el universo y todo lo que siempre será. Si nos encontramos muy cerca de él, tendremos mucha información, pero si nos alejamos en el tiempo, distinguiremos cada vez menos detalles, habrá menos información presente, por eso, en el universo de hace miles de millones de años no existían más que nubes de gas. En un universo holográfico emergente, no hay un Big Bang, en su lugar existe una explosión continua que surgió de la Nada. En el tiempo holográfico cuanto más vayamos hacia el futuro, el incremento del tiempo nos moverá cada vez menos hacia adelante y necesitaríamos una cantidad infinita de tiempo para alcanzar el holograma.
La eternidad puede referirse al tiempo infinito, pero también a aquello que carece de él, pero…
¿Cómo puede ser que no exista el Tiempo?
 
 

Sígueme a la segunda parte

Referencias: 
– El nacimiento del tiempo. Llya Prigogine
– El Gran Diseño. Stephen Hawking
– Documental: “Secretos del Universo: ¿Puede la Eternidad terminar?”

El Misterio Está en la Masa

Como hemos visto, aunque pudiéramos eliminar todo cuanto existe en el espacio aún seguiría existiendo algo, pues el vacío está muy lleno, y una de las cosas que podríamos encontrar en el vacío es el famoso bosón de Higgs que cuando fue encontrado  la gente preguntaba ¿pero qué es eso del bosón? Algunos contestaban: es el que da la masa.
¿Pero qué es un bosón? ¿Qué es eso de que da la masa? ¿Por qué Higgs?
Pero…vayamos por partes
 
Si nos damos un paseo y cogemos una piedra del camino, tenemos claro que tiene masa, la podemos sentir en nuestras manos y pensamos de ella que es algo propio de su naturaleza tenerla, pues de lo contrario, no existiría. Pero la piedra, como todo cuanto nos rodea, está compuesta por millones y millones de átomos y dentro de cada uno de ellos existen una serie de partículas denominadas protones, neutrones y electrones. 
Los protones y neutrones están constituidos por partículas aún más pequeñas que se denominan quarks. Los electrones son, de por sí, una partícula elemental. Todas las partículas elementales pueden dividirse en dos grupos: las de materia (fermiones) y las de fuerza (bosones), los quarks y los electrones pertenecen a la primera. Los bosones se encargan de transmitir la fuerza que se da entre las partículas. Cada fuerza fundamental tiene su partícula encargada de realizar esta labor, así la fuerza electromagnética tiene al bosón fotón para transmitirla, la fuerza nuclear fuerte al bosón gluón, la débil tiene a los bosones W y Z y aún queda por encontrar al  “gravitón” que sería el portador de la fuerza gravitatoria.
 
 
Bien, hasta aquí ya tenemos localizado al bosón… pero ¿y el Higgs?
 
El Modelo Estándar de física de partículas (teoría que combina la mecánica cuántica con la de la relatividad y establece ecuaciones que predicen la existencia de un gran número de partículas) no permitía que algunas de ellas tuvieran masa (los bosones W y Z), pero resultó que sí, que la tenían. Entonces, algunos científicos allá por los sesenta, se pusieron a investigar el tema y se preguntaron por qué unas partículas tenían mucha masa como los quarks, los electrones muy poca y los fotones no tenían ninguna.
 
Peter Higgs
Entonces aparece en escena Peter Higgs, junto con otros científicos como F. Englert y R. Brout  para ponerle un pequeño “parche” a la Teoría Estándar y que todo encajara como debiera, respetando la masa de esas díscolas partículas. Y es aquí cuando surge el “Campo de Higgs”. La forma más popular de explicar dicha hipótesis es mediante la siguiente analogía:
 Imaginemos un océano donde nada felizmente un pez que es un auténtico velocista, se desliza perfectamente por el agua y apenas ésta le pone resistencia, detrás de él nada agotado un submarinista, entrado en carnes, que avanza a duras penas sintiendo como el agua frena su ambición de alcanzar el pez. Pues bien, el océano vendría a ser el campo de Higgs, extendiéndose por todo el vacío, frenando a unas partículas más que a otras al avanzar por él, cuanto más le frena más masa tienen (como el submarinista-quark) cuanto menos interactúa con el medio, menos masa (como el pez-electrón). Al fotón no lo frena nadie, por lo que no tiene masa.
 
 
Así pues, la masa no es una propiedad intrínseca de la partícula, sino el resultado de una interacción con el campo de Higgs.
 
 
 
Pero ¿de qué está hecho el campo de Higgs?
Pues de bosones de Higgs y aquí se cierra el círculo. Lo mismo que el agua está compuesta de partículas de H2O, el campo de Higgs está formado por los bosones encargados de transmitir la masa, como los bosones que vimos antes, de transmitir fuerza.
Así que si alguna vez pensaste como Newton que la materia estaba formada por partículas sólidas con masa, pues va a resultar que era una ilusión, que no es más que una actividad de campos cuyas interacciones apenas se vislumbra.
 
Pero ¿por qué el bosón de Higgs es tan importante?
 
Peter Higgs recibiendo el premio Nobel
Porque todo cuanto existe está constituido por átomos, si éstos no tuvieran masa no existiría la materia, por lo cual el universo sería un lugar muy distinto, no existiría la biología, ni la química, ni la piedra del camino, ni, por supuesto, nosotros. Así pues, no me extraña que todos estuvieran tan contentos cuando en julio de 2012 el CERN anunció haber detectado una partícula tipo bosón que parecía coincidir con la predicha por Peter Higgs en 1964. 
 
 La realidad volvía estar dentro de los cauces establecidos, menos mal.
Pero el bosón de Higgs es un misterio de por sí. Se especula que podría ser una llave para una nueva física, porque hasta ahora todas las partículas descubiertas o son de materia o son de interacción, pero el Higgs… ¿Qué es el Higgs? Podría ser la manifestación de algo mayor, como un siguiente nivel que nos ayudaría a entender mejor los secretos del universo.
 
 
 
 
 
 
 
Referencias:
Que es el bosón de Higgs, en plan sencillo (Pere Estupinya)
Que es la masa 
Que es el bosón de Higgs
Que es y cómo nos afecta el bosón de Higgs
– El espejismo de la ciencia. Rupert Sheldrake

El Misterio de las Formas

 
 
¿Os habéis preguntado alguna vez la importancia que tienen las formas de las cosas que nos rodean?
 
Aunque este planteamiento pueda parecer algo trivial, si las cosas no tuvieran un diseño específico no podríamos distinguir unos objetos de otros. Así, nuestro mundo está lleno de árboles, piedras, letras, gatos… que reconocemos gracias al aspecto que poseen, pero, ¿comprendemos realmente qué son las formas? 
Todas las cosas poseen unas características propias que pueden ser medidas como su masa, su energía, su temperatura, podemos saber la proporción que posee de determinados elementos químicos, etc. pero, ¿podemos hacer lo mismo con sus formas? 
 

La forma está unida a la materia, pero ésta no basta para explicarla. Por ejemplo, reconocemos una cuchara por su aspecto, pero las cucharas pueden ser de madera, de acero, de plástico… y esa misma materia puede servir para dar forma a otros objetos como a un tenedor. Por otro lado, si reducimos a cenizas un objeto, la cantidad de materia y energía se conserva, pero la forma desaparece totalmente. Es decir, la materia y la energía pueden estar presentes de muy distintas maneras por lo que no sirve para explicar el concepto. Las formas, pues, sólo pueden reconocerse directamente.

Forma de jirafa y.. ¿perro?

Su descripción y clasificación es el objetivo de muchas ramas de la ciencia. La única manera de representarla es mediante fotos, dibujos, diagramas o modelos, pero no existe una fórmula matemática exacta que nos explique la forma de una jirafa o de un perro. Y si la descripción de las formas estáticas es un problema matemático, ni que decir tiene la descripción de los cambios que se producen en los organismos vivos hasta desarrollar su forma, es decir, la morfogénesis.

La manera en que los organismos vivos adquieren su forma compleja a partir de huevos fertilizados es hoy en día un misterio. Para los seguidores de la corriente mecanicista (véase «En busca del alma perdida») el origen de las formas debe encontrarse siempre en la materia, es decir, dentro del huevo fertilizado.

En el siglo XVII los preformistas pensaban que dentro de éste se encontraba una versión reducida del organismo adulto. Pero esta teoría se demostró errónea. Para los teóricos neodarwinianos y los genetistas la herencia debía explicarse, igualmente, en términos materiales. La forma, los instintos o todo aquello que pueda heredarse debía estar contenido en los genes, ya que no podía estar en otro lugar. Sin embargo, se sabe que si bien la presencia o ausencia de un determinado gen puede influir en la estructura de un ser vivo esto no prueba que los genes determinen la forma, es decir, no existen genes para unas características determinadas. Entonces

 ¿son suficientes los genes para explicar la forma? ¿y si influyeran determinadas causas inmateriales?
 
En el otro lado de la polémica, el embriólogo vitalista Hans Driesch, afirmó en 1900 que, existía “algo” que actuaba sobre el organismo, que no era parte material del mismo y que guiaba el desarrollo de los seres vivos hasta alcanzar las características de su especie. Aunque los genes eran los “medios materiales” el orden de éstos se debía a este factor inmaterial al que denominó “entelequia” basándose en Aristóteles. Sobre los años veinte, los organicistas crearon un concepto más preciso al que denominaron campo morfogenético. En 1981, el biólogo Rupert Sheldrake se basó en la idea de estos campos para su hipótesis denominada “causación formativa” sobre la que profundizaremos a continuación.
 
 
 
Un campo es una región donde existe una influencia que no es material, es decir, los objetos que se encuentran en él sienten la influencia del campo sin que exista ningún contacto físico. Por ejemplo, nosotros nos encontramos influidos por el campo gravitatorio terrestre que se extiende por todas partes, éste hace que las cosas tengan peso y que los objetos caigan al suelo, sin embargo no lo podemos ver, ni oír, no es algo material y ejerce su acción a distancia (no lo podemos tocar). Pues bien, los campos mórficos (campos morfogenéticos dentro de la causación formativa) se comportan igual, pero su misión es dar forma y organizar todos los sistemas, no sólo los biológicos, sino también los sistemas físicos y químicos. Por lo que habrá un campo morfogenético para los protones, para las moléculas de agua, para los riñones de las ovejas, para los elefantes… Pero lo curioso, es que estos campos están influenciados por formas similares anteriores, es decir, la forma de un sistema no se encuentra predeterminada en su primera aparición, pero una vez adoptada la primera forma ésta se repetirá a los sistemas posteriores. Pero…
 
¿Qué es lo que determina la primera forma entonces?
 
Para Sheldrake no existe respuesta científica a esta pregunta porque la ciencia sólo puede ocuparse de los fenómenos que se repiten. La elección inicial de una determinada forma puede ser producto del azar, de una creatividad inherente a la materia o de una instancia creativa trascendente, pero cualquier caso estaría en el terreno de la metafísica. Por lo que la forma inicial de la materia sigue siendo un gran misterio.
 
Hemos dicho que los campos mórficos influyen sobre la forma de los sistemas futuros como si se tratase de una memoria, pero …
¿Cómo lo hace? 
Gracias a lo que Sheldrake denomina  resonancia mórfica, pero…
 ¿Qué es la resonancia?
 
Todo cuerpo o sistema tiene una frecuencia de vibración natural que depende de la masa y de la forma en que ésta se distribuye alrededor del centro de gravedad. Si al aplicarle una vibración coincide con su frecuencia natural se produce un efecto denominado resonancia que haría vibrar de forma progresiva. Por ejemplo, la vibración de una cuerda tensa en respuesta a determinadas ondas sonoras, la sintonización de un receptor de radio con la frecuencia de la onda emitida… 
 
 
 
 
La resonancia mórfica se parece a estos tipos de resonancia porque tiene lugar entre sistemas oscilantes. Átomos, moléculas, cristales, células, tejidos, órganos, organismos… están compuestos por partes que vibran a un ritmo característico. 
 

Otra característica de la resonancia es el principio de selectividad. Este se produce cuando el sistema sólo responde a una combinación de determinadas frecuencias. Por ejemplo, un aparato de radio reacciona sólo a la frecuencia con la que lo sintonizamos de entre todas las ondas de radio que le llega. Igualmente la forma tiene un efecto resonante a través del espacio y del tiempo de forma similar a dicha selectividad. Gracias a ella la forma de un sistema (estructura interna y frecuencia vibratoria) se plasma en cualquier sistema posterior.

Por ejemplo, un embrión mientras se desarrolla entra en resonancia mórfica con los miembros anteriores de la especie, sintoniza con los campos de ésta que conforman su desarrollo. Cuanto mayor sea el número de miembros de una especie mayor es la influencia que ejercen porque ésta se acumula. La resonancia mórfica no trasmite energía, sólo información. No se ve influida por la separación temporal o espacial y podría ser igualmente eficaz a través de miles de kilómetros como de un centímetro y de un siglo como de un segundo. Las formas de los sistemas del pasado se hacen automáticamente presentes en los sistemas posteriores semejantes. 

Imaginemos una sustancia química que nunca haya existido con anterioridad. Según la hipótesis de la causación formativa no se puede saber que forma tendrá cuando cristalice puesto que todavía no existe para ella ningún campo morfogenético. Pero cuando lo haga la forma adoptada influirá en las cristalizaciones posteriores de la misma sustancia mediante resonancia mórfica. Por lo que es posible que la primera vez cristalice con dificultad, pero en las siguientes ocasiones será más fácil por el efecto que los cristales anteriores irá acumulando en su campo morfogenético.

También sucede que una forma de cristalización sea reemplazada por otra de forma misteriosa. Por ejemplo, el ritonavir era un fármaco empleado para el SIDA de Abbott Laboratories, al año y medio de su comercialización apareció un polimorfo (otra forma distinta en la que puede cristalizar un determinado compuesto)  que sustituyó al anterior. Aunque la fórmula química era la misma en ambos, sus diferencias estructurales provocaban que los pacientes no lo absorbieran bien, por lo que tuvo que ser retirado del mercado. Una explicación al porqué desaparece un polimorfo es que las nuevas forman sean termodinámicamente más estables y reemplazan las antiguas. Cuando no existía ninguna no pasaba nada, pero cuando se forman nuevas más estables éstas se difunden por todo el mundo sustituyendo a las viejas. Según Rupert Sheldrake estos fenómenos apoyan la hipótesis de la resonancia mórfica.



Referencias:

– Una nueva ciencia de la vida. Rupert Sheldrake

– La presencia del pasado. Rupert Sheldrake