El espacio puede ser un conjunto de bits

publicado el 22 de enero de 2012 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Las dos grandes teorías del siglo XX, la relatividad y la cuántica, con toda su maravillosa exactitud para lo enorme una, y para lo minúsculo otra, ofrecen sinsentidos para cálculos en la longitud de Planck. ¿Qué tan pequeño es eso? Nada más pequeño puede haber. Ejemplifica Brian Green en The elegant universe: "Si infláramos un átomo al tamaño de todo el universo conocido, la longitud de Planck tendría el tamaño de un árbol promedio". Unificar relatividad y cuántica es el gran reto que ha resistido los embates desde Einstein hasta los físicos de hoy.

Scientific American de enero dedica un espléndido artículo a responder: ¿Es digital el espacio? Craig Hogan, de la Universidad de Chicago y director del Fermilab, sostiene que en las más pequeñas subdivisiones posibles del espacio-tiempo "encontramos un universo lleno de agitación, un bullicioso zumbido de estática". Pero no viene de partículas que pasan de la nada al ser y del ser regresan a la nada, como ya hemos visto aquí. No, el ruido estático de Hogan viene de que el espacio mismo no es suave y continuo: Surge si el espacio está compuesto de bloques. Ese ruido implica que el universo es digital". Como la materia y la energía, ¿el espacio-tiempo tiene un mínimo, un quantum? ¿El espacio y el tiempo son granulosos?

Por milenios la humanidad concibió el espacio como un grande o infinito hueco en el que la materia y la luz existían como una canica dentro de una caja. La luz, por lo mismo, debía estar formada de minúsculas partículas para que llegaran desde el Sol a nosotros. Era la opinión de Newton en todo el esplendor de su gloria. Nadie tomó en serio la oposición de Christiaan Huygens, para quien la luz eran ondas, como las que se forman en el agua el arrojar una piedra.

La pregunta fue inmediata: si la luz son ondas, ¿qué ondula entre el Sol y la Tierra? Las ondas de sonido son ondulaciones del aire, las olas del mar son de agua. La respuesta no gustó por demasiado ad hoc: Hay un medio que permea todo el universo: el éter luminífero, adjetivo que significa "que lleva luz" (pp. 28-29).

De forma independiente, el francés Augustin Fresnel y el inglés Thomas Young demostraron que la luz eran ondas porque, al pasar por dos rendijas cercanas, formaba sobre una pantalla de fondo no dos círculos de luz, sino rayas oscuras y claras: señal de ondas que se interfieren (p. 31).

El espacio luego manifestó otro misterio: el inglés Michael Faraday descubrió que al transmitir electricidad por uno de dos cables cercanos, el no electrificado manifestaba una respuesta magnética, pero únicamente al abrir, cerrar o variar la corriente: había algo que no pasaba por los cables. Anotó en su Diario en 1836: "Encontré que la electricidad, al pasar, produce magnetismo". Luego descubrió lo contrario: el magnetismo produce electricidad y así abrió la puerta a toda la producción actual de electricidad.

El espacio había dejado de ser un hueco: había campos eléctricos y magnéticos que no requerían contacto físico (p. 33). El escocés James Clerk Maxwell explicó esos efectos con cuatro breves ecuaciones: la electricidad y el magnetismo tienen un sustrato común: electromagnetismo.

Ya para terminar el siglo XIX, Michelson y Morley probaron que no existía el éter (pp. 36 a 42). Entonces, de nuevo: ¿qué ondula entre el Sol y nosotros? La respuesta la dio Einstein en su relatividad de 1905: el quantum de luz, el mínimo, es onda y es partícula. Y en 1915 dio otro golpe al espacio como un vacío: se curva en torno a masas. Con el principio de incertidumbre de Heisenberg, que Einstein rechazó, tuvimos un espacio lleno de energía punto-cero: la energía de la nada que produce partículas virtuales, una "espuma cuántica", tema visto aquí con frecuencia (pp. 172 y sigs.). Pero no se refiere a eso Hogan.

Edward Fredkin, de la Universidad de Boston, y otros científicos sostienen que la información es más fundamental que la materia y la energía. Que bajo las apariencias hay bits de información dando origen al universo que vemos. Esto implica que la realidad es muy semejante a una simulación corrida por un programa de computación… remember Matrix. (pp. 204 y sigs.).

Plantean Fredkin y otros que el espacio está íntimamente conectado a información, con sus bits: 0 ó 1. Aquí es donde entra en acción Hogan: ¿Es el universo un conjunto de bits de información o no? Intenta resolver la duda de forma semejante a como Michelson y Morley probaron la inexistencia del éter: un interferómetro midió si dos rayos de luz, disparados en L, iban y venían con un ligero cambio dado por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol (pp. 36 y sigs.). Si ocurría, era causado por el éter. No ocurrió.

El experimento de Hogan consiste en montar dos interferómetros tipo Michelson y Morley. Así probará si el espacio es continuo o digital compuesto de bits, 0’s y 1’s. De ser así, estaremos ante una nueva física.

Las páginas entre paréntesis corresponden a: Maravillas y misterios de la física cuántica, Cal y Arena 2010.

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani
 

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