La hipótesis perdida
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Espero que esta nota brinde a quien la lea un momento ameno y una
oportunidad para la reflexión. Si Usted conoce un poco la física
sentirá que muchas frases y algunos ejemplos son triviales. Lo
son pero por favor continúe leyendo normalmente, pues funcionan
como nexos argumentales.
La propuesta es conectar un conjunto de detalles. De todos ellos
uno es el más crítico, porque muestra que para devolverle a la
física el sustento empírico se requiere agregar una hipótesis muy
radical, que suscita en los ámbitos ortodoxos más rechazos que
bienvenidas.
La hipótesis del éter fue propuesta en el siglo diecinueve y
abandonada en el siglo veinte por el avance de teorías que
lograron sin ella modelar matemáticamente muchos fenómenos.
En el comienzo del siglo veintiuno crece la necesidad de concebir
a los fenómenos electromagnéticos como efectos de algo
preexistente. Si el agua de un estanque está completamente quieta
y arrojamos dentro un piedra se producen ondas en el agua. Si
fuésemos capaces de percibir solamente las ondas e incapaces de
percibir el agua intentaríamos establecer una teoría ondulatoria
sin suponer que algo como el agua pueda existir. Pero en realidad
sin agua previamente presente las ondas no hubiesen sido posibles.
En el vacío se propagan perfectamente las ondas electromagnéticas
y ninguna publicación disponible aporta conocimientos detallados
de algo preexistente. La física cuántica permite concebir al vacío
como un medio lleno de actividad fluctuante, pero no nos autoriza
a suponer la existencia de un substrato ni a razonar teniéndolo en
cuenta. El vacío en física cuántica es acción sin substancia, es
una pluralidad incesante de entes que no necesitan una causa para
formarse ni una causa para desaparecer súbitamente, antes de que
puedan ser detectados. Las publicaciones ortodoxas consideran al
modelo cuántico del vacío más aceptable que la hipótesis del éter,
pues esta última exige suponer que el éter se comporta rígidamente
en algunos casos y fluidamente en otros. Algunos físicos tercos
intentaron salvar la hipótesis del éter señalando que el agua
golpea rígidamente cuando el choque con ella ocurre a mucha
velocidad pero se comporta fluidamente cuando la velocidad es
menor, sugiriendo que al éter se lo considere capaz de hacer algo
similar en lugar de suponerlo absurdamente rígido y fluido a la
vez. Pero para salvar la hipótesis en esa forma se requeriría
desarrollar una teoría del éter que permitiese comprender sus
propiedades, como la hidrodinámica permite comprender las
propiedades de un fluido. Nadie logró publicar una teoría del éter
aceptable antes de que la comunidad científica optase por desechar
la hipótesis. Los físicos se vieron obligados a seguir sin ella.
Aparecieron las teorías relativista y cuántica, que comenzaron
avanzando individualmente y después se unieron en un esquema donde
el vacío aparece como un estado tratable en términos matemáticos.
Las ecuaciones cuánticas del vacío fueron admitidas como expresión
matemática de la actividad fluctuante mencionada previamente.
La idea del éter fue desechada porque nadie publicó una teoría
aceptable basada en ella. ¿Significa eso que tal teoría es para
siempre imposible? Los físicos buscan algún tipo de asimetría
que justifique la abundancia de la materia y la escasés de la
antimateria en condiciones naturales. La búsqueda se inició más
de seis décadas atrás y continúa sin éxito. En la materia el
núcleo del átomo tiene carga positiva y la envoltura tiene carga
negativa. Lo inverso sucede en la antimateria. Esta diferencia
tiene importancia suficiente para justificar todas las otras que
se pueden formular. El comportamiento de las cargas eléctricas y
la propagación de ondas en el vacío son dos fenómenos descriptos
por la misma teoría, que es la electrodinámica. Todo lo que
supongamos o logremos comprender del vacío puede tener correlato
en las condiciones que regulan el comportamiento de la carga en
los procesos formadores de materia y antimateria. Uno de esos
procesos es la colisión de dos fotones suficientemente enérgicos,
que da como producto un par constituido por una partícula y su
antipartícula. Es decir los fotones tienen todo lo necesario para
crear en el vacío entidades ponderables. Y los fotones son
unidades pertenecientes a la radiación electromagnética. Al
universo le bastan el vacío y la radiación para fabricar objetos
ponderables. ¿Podría alguien concebir un método más austero y más
directo que ese?
Prescindamos de la palabra éter para evitar los preconceptos
asociados con ella, pero pongamos atención en la pregunta
siguiente. ¿Qué ocurriría si las fluctuaciones del vacío pudiesen
atribuirse a un substrato existente en ese medio? En ese caso la
propagación de ondas o fotones en el vacío estaría en alguna forma
sujeta a las condiciones de una onda en un substrato. Cuando la
piedra cae en el agua crea una elevación a su alrededor, es decir
el agua sube alrededor de la piedra. Ninguna piedra iniciará una
onda con un descenso del agua a su alrededor. Es decir el tren de
ondas está formado por unidades que tienen su parte delantera
elevada y su parte trasera baja. Las ecuaciones que describen las
ondas acuáticas no contienen algo que permita prever ese hecho.
Para preverlo necesitamos el dato adicional que proviene de
admitir la existencia del agua y tenerla en cuenta cuando
elaboramos la descripción física. Aquí tenemos un ejemplo nítido
de los asuntos que la matemática y la física no comparten. La
matemática de las ondas nunca puede informarnos la existencia del
agua. Necesitamos experiencia física para llegar a la conclusión
de que el agua existe y por esa razón las unidades ondulatorias
viajan con la parte alta hacia adelante. En esto no hay simetría
ni aleatoriedad. La parte alta va siempre adelante y la parte baja
atrás. Tal asimetría es una propiedad física y no es consecuencia
de una teoría matemática. Avancemos un poco más aunque
asumamos el riesgo de pensar ingenuamente. Sería un riesgo menor
si lográsemos extraer algo útil. Supongamos todo lo siguiente. 1) Que
pudiésemos concebir al fotón como una unidad ondulatoria cuyo
tamaño en la dirección de propagación es igual a una longitud de
onda. 2) Que podamos plantear para esa unidad una ecuación de onda
en términos de campo electromagnético. 3) Que un substrato en el
vacío (o en el universo) obliga a emitir los fotones con el semiciclo
negativo en la parte delantera. Podríamos haber propuesto el semiciclo
positivo adelante pero en cualquier caso lo importante es la emisión de
los fotones en una forma y no en la otra. Un tipo de asimetría como
ese podría explicar el predominio de la materia y también explicar otros
fenómenos que hasta el presente permanecen incomprendidos.
Lo anterior destaca la necesidad de fundar el estudio del vacío sobre
una hipótesis físicamente fecunda y matemáticamente simplificadora.
Un saludo.
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Espero que esta nota brinde a quien la lea un momento ameno y una
oportunidad para la reflexión. Si Usted conoce un poco la física
sentirá que muchas frases y algunos ejemplos son triviales. Lo
son pero por favor continúe leyendo normalmente, pues funcionan
como nexos argumentales.
La propuesta es conectar un conjunto de detalles. De todos ellos
uno es el más crítico, porque muestra que para devolverle a la
física el sustento empírico se requiere agregar una hipótesis muy
radical, que suscita en los ámbitos ortodoxos más rechazos que
bienvenidas.
La hipótesis del éter fue propuesta en el siglo diecinueve y
abandonada en el siglo veinte por el avance de teorías que
lograron sin ella modelar matemáticamente muchos fenómenos.
En el comienzo del siglo veintiuno crece la necesidad de concebir
a los fenómenos electromagnéticos como efectos de algo
preexistente. Si el agua de un estanque está completamente quieta
y arrojamos dentro un piedra se producen ondas en el agua. Si
fuésemos capaces de percibir solamente las ondas e incapaces de
percibir el agua intentaríamos establecer una teoría ondulatoria
sin suponer que algo como el agua pueda existir. Pero en realidad
sin agua previamente presente las ondas no hubiesen sido posibles.
En el vacío se propagan perfectamente las ondas electromagnéticas
y ninguna publicación disponible aporta conocimientos detallados
de algo preexistente. La física cuántica permite concebir al vacío
como un medio lleno de actividad fluctuante, pero no nos autoriza
a suponer la existencia de un substrato ni a razonar teniéndolo en
cuenta. El vacío en física cuántica es acción sin substancia, es
una pluralidad incesante de entes que no necesitan una causa para
formarse ni una causa para desaparecer súbitamente, antes de que
puedan ser detectados. Las publicaciones ortodoxas consideran al
modelo cuántico del vacío más aceptable que la hipótesis del éter,
pues esta última exige suponer que el éter se comporta rígidamente
en algunos casos y fluidamente en otros. Algunos físicos tercos
intentaron salvar la hipótesis del éter señalando que el agua
golpea rígidamente cuando el choque con ella ocurre a mucha
velocidad pero se comporta fluidamente cuando la velocidad es
menor, sugiriendo que al éter se lo considere capaz de hacer algo
similar en lugar de suponerlo absurdamente rígido y fluido a la
vez. Pero para salvar la hipótesis en esa forma se requeriría
desarrollar una teoría del éter que permitiese comprender sus
propiedades, como la hidrodinámica permite comprender las
propiedades de un fluido. Nadie logró publicar una teoría del éter
aceptable antes de que la comunidad científica optase por desechar
la hipótesis. Los físicos se vieron obligados a seguir sin ella.
Aparecieron las teorías relativista y cuántica, que comenzaron
avanzando individualmente y después se unieron en un esquema donde
el vacío aparece como un estado tratable en términos matemáticos.
Las ecuaciones cuánticas del vacío fueron admitidas como expresión
matemática de la actividad fluctuante mencionada previamente.
La idea del éter fue desechada porque nadie publicó una teoría
aceptable basada en ella. ¿Significa eso que tal teoría es para
siempre imposible? Los físicos buscan algún tipo de asimetría
que justifique la abundancia de la materia y la escasés de la
antimateria en condiciones naturales. La búsqueda se inició más
de seis décadas atrás y continúa sin éxito. En la materia el
núcleo del átomo tiene carga positiva y la envoltura tiene carga
negativa. Lo inverso sucede en la antimateria. Esta diferencia
tiene importancia suficiente para justificar todas las otras que
se pueden formular. El comportamiento de las cargas eléctricas y
la propagación de ondas en el vacío son dos fenómenos descriptos
por la misma teoría, que es la electrodinámica. Todo lo que
supongamos o logremos comprender del vacío puede tener correlato
en las condiciones que regulan el comportamiento de la carga en
los procesos formadores de materia y antimateria. Uno de esos
procesos es la colisión de dos fotones suficientemente enérgicos,
que da como producto un par constituido por una partícula y su
antipartícula. Es decir los fotones tienen todo lo necesario para
crear en el vacío entidades ponderables. Y los fotones son
unidades pertenecientes a la radiación electromagnética. Al
universo le bastan el vacío y la radiación para fabricar objetos
ponderables. ¿Podría alguien concebir un método más austero y más
directo que ese?
Prescindamos de la palabra éter para evitar los preconceptos
asociados con ella, pero pongamos atención en la pregunta
siguiente. ¿Qué ocurriría si las fluctuaciones del vacío pudiesen
atribuirse a un substrato existente en ese medio? En ese caso la
propagación de ondas o fotones en el vacío estaría en alguna forma
sujeta a las condiciones de una onda en un substrato. Cuando la
piedra cae en el agua crea una elevación a su alrededor, es decir
el agua sube alrededor de la piedra. Ninguna piedra iniciará una
onda con un descenso del agua a su alrededor. Es decir el tren de
ondas está formado por unidades que tienen su parte delantera
elevada y su parte trasera baja. Las ecuaciones que describen las
ondas acuáticas no contienen algo que permita prever ese hecho.
Para preverlo necesitamos el dato adicional que proviene de
admitir la existencia del agua y tenerla en cuenta cuando
elaboramos la descripción física. Aquí tenemos un ejemplo nítido
de los asuntos que la matemática y la física no comparten. La
matemática de las ondas nunca puede informarnos la existencia del
agua. Necesitamos experiencia física para llegar a la conclusión
de que el agua existe y por esa razón las unidades ondulatorias
viajan con la parte alta hacia adelante. En esto no hay simetría
ni aleatoriedad. La parte alta va siempre adelante y la parte baja
atrás. Tal asimetría es una propiedad física y no es consecuencia
de una teoría matemática. Avancemos un poco más aunque
asumamos el riesgo de pensar ingenuamente. Sería un riesgo menor
si lográsemos extraer algo útil. Supongamos todo lo siguiente. 1) Que
pudiésemos concebir al fotón como una unidad ondulatoria cuyo
tamaño en la dirección de propagación es igual a una longitud de
onda. 2) Que podamos plantear para esa unidad una ecuación de onda
en términos de campo electromagnético. 3) Que un substrato en el
vacío (o en el universo) obliga a emitir los fotones con el semiciclo
negativo en la parte delantera. Podríamos haber propuesto el semiciclo
positivo adelante pero en cualquier caso lo importante es la emisión de
los fotones en una forma y no en la otra. Un tipo de asimetría como
ese podría explicar el predominio de la materia y también explicar otros
fenómenos que hasta el presente permanecen incomprendidos.
Lo anterior destaca la necesidad de fundar el estudio del vacío sobre
una hipótesis físicamente fecunda y matemáticamente simplificadora.
Un saludo.
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