PARTES SIN TODO por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico numerario

El avance de la Ciencia evidencia que, por una parte, ha habido acumulación de conocimiento, mientras que por otra, los avances pertenecen a un sistema que centra su mirada en una parte, profundizando hasta límites increíbles, pero no necesariamente formando parte de un todo. Las hasta hoy conocidas Física Clásica y Cuántica, se presentan como dos alternativas que tienen su campo de aplicación y que una y otra están sujetas a restricciones; una convive con la otra, toda vez que se ha desvelado su complementariedad. Pero lo inquietante es que sin conocer la concepción de la totalidad, se ha sido capaz de penetrar en los secretos de partes del sistema global. La Física Clásica y la Cuántica son un buen ejemplo de ello.

 

Los ámbitos de aplicaciones de las versiones Clásica y Cuántica son distintos. En cualquiera de los casos, cualquiera de ella puede describir sistemas con una precisión más que notable, ignorando la naturaleza íntima de aquéllos. Sin conocer su composición exactamente ni su íntima estructura, se puede describir el movimiento de  cuerpos planetarios o estelares intra y extrasolares. No necesitamos saber si está o no habitado, ni cuál es su composición, ni siquiera la edad que tiene. Describimos, independientemente de tener o no detalles. No hay necesidad de disponer de los detalles para describir a cierto nivel.

 

Conforme hemos ido avanzando en el conocimiento, se han ido impulsando escalas micro y macro, cubriendo los límites conocidos o por conocer. La necesidad de una unidad de referencia en la materia ya aparece en la antigua Grecia, que Leucipo y Demócrito concretaron en lo que se denominaría escala atómica. Aunque nunca fue indivisible, según se ha conocido posteriormente, después de más de veinte siglos, la referencia ha subsistido hasta nuestros días. En todo caso, la reflexión es que de no haber tenido como referencia a esa unidad, peor es el escenario de ser indefinidamente divisible la materia. Sin evidencias empíricas directas, se avanzó mediante una especie de inferencia deductiva que no implicaba como restricciones limitación alguna. Los experimentos respaldan las conjeturas, pero la intuición es la que impulsa el avance.

 

Curiosamente, la estabilidad de los átomos la garantiza la Cuántica, pese a que lo que es asequible, son las moléculas, constituidas por asociaciones de átomos. Nosotros percibimos directamente la estabilidad de las moléculas en el mundo macroscópico, mientras que es la Cuántica la que describe a esas moléculas. Son las leyes cuánticas las que garantizan la estabilidad de esas moléculas. Si es en el átomo, la descripción no es nada intuitiva. Engloba a los protones que, cargados positivamente, necesariamente se repelen, tanto más, cuanto más cerca se encuentren. Es lo que se desprende de las leyes macroscópicas. No cabe duda de que tienen que existir otras fuerzas que operen a esa escala que se inscribe el núcleo que puede compensar y mantener a los protones en unas distancias tan pequeñas. Puede haber una estructura a esta escala. Sería la fuerza electro-fuerte y serían los quarks los constituyentes de esa estructura. Podría ocurrir que todavía no estuviéramos en el límite y que tanto electrones como quarks tuvieran estructura. No podemos saberlo. Estamos limitados por la capacidad empírica de cada momento.

 

Claramente, el principio de indeterminación establece una restricción sobre la condición de punto en Física. Depende del contexto. La resolución en tamaño o en energía no es ilimitada. La escala deberá ser del tamaño del objeto que queremos observar. La luz nos permite determinar tamaños, como mucho del tamaño de la longitud de onda. Un punto requeriría una luz del tamaño del punto para poder observarlo. Si el punto se concibe sin dimensión, la longitud de onda de la luz debería ser próxima a cero, cuando no cero mismo. Pero una longitud de onda de este tamaño hace que su frecuencia y, por tanto, su energía, sea infinita. Desplazamos el problema al otro extremo. De aquí que los experimentos a este nivel tengan que hacerse en los aceleradores de partículas, capaces de tratar con estas energías, aunque lejos de ser infinitas. En el acelerador del Gran Colisionador de Ginebra se han llegado hasta 10-16 metros y no se ha encontrado rastro de estructura ni en quarks ni en electrones.

 

En el marco de la relatividad. Nuestros sentidos interpretan tiempo y espacio como continuos, pero operan a nivel macroscópico. Aquí el principio de indeterminación es todavía más severo, por cuanto si acumulamos infinita energía en un punto, obtenemos un agujero negro. De dividir el espacio-tiempo hasta el infinito, plagaríamos el Universo de agujeros negros.

 

La clave de cual es límite al que la continuidad del espacio es una aproximación de la realidad, la tienen las constantes fundamentales: velocidad de la luz, constante de la gravitación universal de Newton y la constante de Planck. Solo hay una combinación de ellas que da una longitud: la de Planck. A esa escala la gravedad será cuántica y los conceptos de tiempo y espacio habría que convertirlos de continuos a otra forma. La geometría será desconocida, probablemente no exista. El acelerador de Hadrones está muy lejos de esta escala. Hay que conciliar la cuántica y la relatividad. No es fácil, como lo demuestra que a las alturas que estamos, todavía no se ha propuesto una conciliación de ambas.

 

Si establecemos que las celdas fundamentales del espacio-tiempo son las unidades de referencia y asumimos que son cuerdas sin espesor y como cuerdas pueden vibrar, nos parecerá por su tamaño un objeto puntual y su masa será tanto mayor cuanto más aguda sea la vibración, lo que lleva consigo que todas las partículas podrán derivar de una sola cuerda: una corresponderá a un gravitón. La geometría a esta escala es un conjunto de cuerdas vibrando. Los fenómenos a explicar: Big Bang, agujeros negros y colisiones de gravitones, no son susceptibles de experimentación, salvo la colisión de gravitones, aunque por el momento inalcanzable.

 

Así las cosas, parece evidente que la teoría de cuerdas es una alternativa que está construyéndose desde mediados del siglo pasado. La cuestión es que seguimos con teorías parciales que no se puede considerar que deriven de una general o total. Nos ponemos gafas de cerca, cuando no tenemos gafas para tener perspectiva. Hay que reconocer que el reto es de envergadura.