El origen de la masa es una universal agitación

publicado el 14 de agosto de 2005 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

La masa, en términos terráqueos, es el peso (más o menos). Pero ¿qué es la masa de un planeta, la de una estrella, la de una galaxia, la masa gravitatoria? La masa coincide de alguna manera con la inercia, la oposición de los cuerpos a cambiar de estado: a moverse si está en reposo, a cambiar de dirección si tiene un trayecto, a detenerse si avanza. Esto es, puede la masa estar en reposo o adquirir momentum: es fácil empujar un vocho porque tiene poca masa (y está en reposo), es mucho más difícil empujar un tráiler, y a ver quién lo detiene si va a 150 por hora... Aunque no hay masa alguna en reposo, dice la relatividad. Como la masa aumenta con la velocidad, se habla entonces de masa inercial.

Sabemos mucho, desde tiempos de Newton, sobre la masa: la función bajo la cual se distribuye su atracción en el espacio; y desde Einstein: la curvatura que la masa produce en el espacio y la velocidad a la que esa curvatura avanza. Pero ¿qué es la masa? No sus efectos, no sus mediciones. Es uno de los más profundos misterios de la naturaleza.

Ahora una discutible teoría plantea que la masa se produce de la interacción entre la materia y el vacío cuántico: lo que llamamos "vacío" está lleno, profusamente lleno de partículas virtuales, que existen por razón del principio de incertidumbre, y duran instantes tan breves como permite ese principio de la física cuántica. El vacío se agita, pues, en una danza que va de la nada al ser, del ser a la nada. Oh, dioses...

En la década de los 1990, Alfonso Rueda, de la California State University, y Bernard Haisch, entonces en el California Institute for Physics and Astrophysics, sugirieron un nuevo tipo de campo que sería responsable de la masa. Este nuevo campo, predicho por la teoría cuántica, el más bajo estado de energía del espacio-tiempo, es el arriba mencionado mar de partículas virtuales que continuamente entran y salen de la existencia. Se le conoce como zero-point field, o campo de punto cero.

El primero en hablar de algo similar e igualmente inconcebible fue uno de los fundadores de la cuántica, Paul Dirac, de donde tomó el nombre "mar de Dirac", olvidado por decenios como una extravagancia. Sus colegas de los años 30 le hacían la broma: "¿Cómo cazar elefantes? Sencillo: escribes la teoría de Dirac en una pizarra frente a donde beben agua, y se quedarán tan embelesados, meditándola, que puedes atarlos y enviarlos al zoológico de Copenhague" (porque se llama "interpretación de Copenhague" la posición filosófica de muchos padres fundadores).

Rueda y Haisch sostienen que partículas de materia, como electrones y quarks, constantemente en ebullición virtual (sea eso lo que sea), si no viajan a velocidad constante, sino en aceleración, encontrarán más partículas virtuales frente a ellas que detrás. El resultado es una fuerza neta que empuja la partícula, según cálculos de 1994. Así se origina la masa inercial (Physical Review, vol. 49, p. 678). Pero ése es un tipo de masa. Ahora los mismos investigadores sostienen que por similar proceso pueden explicar la masa gravitatoria.

Imagine Ud. un cuerpo masivo en torno al cual se en vuelve el tejido del espacio-tiempo (por ejemplo el planeta Tierra, que produce en el espacio-tiempo una curvatura y lo "arrastra", como cuando se gira un florero pesado sobre una carpeta; un cálculo preciso de ese arrastre, medido con satélites sobre el polo norte, está ahora en proceso). El objeto (la Tierra en el ejemplo) enredaría de tal forma el campo zero-point que una partícula en su cercanía encontraría más partículas en su lado alejado de la Tierra (el que no veríamos desde aquí, como "el otro lado" de la Luna), que en el más cercano, así la partícula sentiría el tirón de la gravedad. Este tirón sería su masa gravitatoria (Annalen der Physik, vol. 14, p. 479).

Recordemos que los Annalen son la publicación donde apareció, en 1905, hará 100 años exactos el próximo septiembre, la teoría de la relatividad de Einstein, y otros dos artículos suyos maravillosos. Por eso se le llama Annus Mirabilis. La compungida reina Isabel de Inglaterra, hará una década o más, ante los escándalos que sacudieron a su prole, declaró ese año Annus Horribilis.

Rueda y Haisch dicen que eso demuestra la equivalencia entre inercia y masa -algo que sostuvo Einstein en su teoría de la relatividad. "En vez de tener una partícula acelerándose a través del campo zero-point (el espacio), tienes un campo zero-point acelerándose contra la partícula", dice Haisch. "Así que la generación del peso ocurre igual que la generación de la masa inercial." Un conocido ejemplo de Einstein, en la divulgación de su teoría, dice que tanto da decir que el tren corre sobre la vía, como que la vía corre (en sentido opuesto) bajo el tren inmóvil.

El planteamiento de Rueda y Haisch está lejos de tener aceptación amplia. Para empezar, hay un dilema respecto del campo zero-point que antes debe resolverse: los cálculos sobre la energía total que estaría contenida en ese vaivén del ser a la nada es intimidantemente grande: suficiente como para hacer colapsar el universo entero en un latido de corazón, lo cual no está sucediendo...

El premio Nobel Sheldon Glashow, de la Universidad de Boston, es terminante: "Este asunto, como diría Wolfgang Pauli, ni siquiera es erróneo" [lo dijo Pauli al escuchar a un conferencista que hablaba de la entonces nueva física cuántica]. Pero el físico Paul Wesson, de Stanford, en California, dice que la nada ortodoxa teoría resulta prometedora, siempre y cuando Rueda y Haisch puedan hacer, a partir de ella, una predicción. "Estamos esperando algo que podamos medir."

Esta nota fue preparada por Mark Anderson para New Scientist del 13 de agosto de 2005. Contacto en el Reino Unido: Claire Bowles.

 

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