el universo que somos

8/15/2019 El Universo Que Somos

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Agradecimientos: Gerardo Jiménez Arce, Miguel Arguedas , Sant iago Núñez,Federico Zamora. Intertec International por su apoyo. Ministerio de Ciencia yTecnología de Costa Rica por su ayuda a la difusión nacional. A mis amigos yamigas, y a la música ya que sin ella hubiese sido imposible encontrar lainspiración necesaria.

Este libro en su formato impreso y digital se publica con el interés del autor defomentar y apoyar el conocimiento y la investigación científica en sus diversasáreas, siempre que estas sean en apoyo del bien común de todos los sereshumanos. Este es un proyecto personal. El autor fomenta su duplicación ydistribución en medios manuales y digitales, siempre y cuando esto no se hagacon fines lucrativos por ninguna parte involucrada y se haga mención de la fuente.

Las opiniones expresadas en este libro son obra del autor y no necesariamentereflejan la posición de los grupos de estudio científicos especializados en loscampos mencionados, ni la de ningún otro grupo local o internacional querepresente el ámbito tratado.

Copyright © 2013: Sergio Abarca JiménezPublicado bajo licencia:Creative Commons de Atribución-NoComercial (CC BY-NC)

ISBN-978-9968-673-69-3(Versión 1.5)

También por el autor:La piedra que mató a DiosISBN 978-9968-47-930-1

Sitios oficiales:www.sjabarca.com http://www.facebook.com/sjabarca

[email protected]

Impreso en Costa Rica por Editorial SL. Hecho el depósito de ley.

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A mis padres, Sixto y Eli


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INDICE

PRÓLOGO ............................................................................................................................................... 7

PREFACIO ............................................................................................................................................. 10

Capítulo 1 .............................................................................................................................................. 12De qué estamos hechos ................................................................................................................. 12

Los 118 Fantásticos ........................................................................................................................ 12

El átomo........................................................................................................................................... 14

El breve espacio en que no estás .................................................................................................. 16

El zoológico atómico ...................................................................................................................... 17

La par tícula de Dios ........................................................................................................................ 20

Procedencia de los átomos ........................ ......................... ......................... ......................... ............. 21

De átomos a personas ....................................................................................................................... 23

Vida artificial ..................................................................................................................................... 26

Atomolándia ........................ .......................... ......................... ......................... ........................... ....... 27

Física cuántica ................................................................................................................................... 28

El principio de la incertidumbre ......................... ......................... .......................... ........................ ..... 29

Entrelazamiento cuántico .......................... ......................... ......................... ......................... ............. 30

La dualidad de las partículas .......................... ......................... ......................... ......................... ......... 32

El experimento de la doble ranura .......................... ......................... ........................ .......................... 33El colapso de la onda ......................................................................................................................... 35

Superposición cuántica ......................... .......................... ......................... ........................ .................. 37

Hay gato encerrado ........................................................................................................................... 38

Fluctuaciones cuánticas ........................ .......................... ......................... ........................ .................. 39

Desenredando el nudo cuántico .................................... ........................... ......................... ................ 40

Cuerdas y dimensiones extra ......................... ......................... ......................... ......................... ......... 41

Grandes preguntas, grandes colisiones ....................... ........................ .......................... ..................... 44

Capítulo 2 .............................................................................................................................................. 46

Dónde somos .................................................................................................................................... 46

El problema de las escalas ................................................................................................................. 46

Números grandes y pequeños ........................................................................................................... 48

Estrellas, galaxias y planetas .......................... ......................... ......................... ......................... ......... 49


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DMT: La molécula del espíritu............................................................................................................ 99

La consciencia: El fantasma en la máquina .......................... ......................... .......................... .......... 100

La consciencia: mente sobre materia .......................... ........................ .......................... ................... 101

La caja de Pandora cuántica ....................... ........................ .......................... ......................... ........... 102

La consciencia ciega ........................... ........................ ......................... .......................... ................... 104

Capítulo 5 ............................................................................................................................................ 106

Qué somos ...................................................................................................................................... 106

Selección natural ............................................................................................................................. 106

Limitaciones naturales .......................... .......................... ......................... ........................ ................ 109

R2-R1-X-▲-X-▲↑↓ ....................................................................................................................... 110

El animal social ................................................................................................................................ 114

Realidades interconectadas ....................... ........................ .......................... ......................... ........... 116Capítulo 6 ............................................................................................................................................ 120

El universo que somos ..................................................................................................................... 120

Abrazando nuestra humanidad .......................... ......................... .......................... ........................ ... 120

Sobrenaturalidad .......................... .......................... ........................ ......................... ........................ 123

La realidad no es 42 ........................... ........................ ......................... .......................... ................... 126

NOTAS ................................................................................................................................................. 131

REFERENCIAS ....................................................................................................................................... 140


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PRÓLOGO

Cada siglo lleva una marca particular de los hechos que lo caracterizaron, suZeitgeist . El siglo XVI, un renacimiento donde la imprenta y el enciclopedismorecopilaron el conocimiento acumulado en los milenios anteriores y permitieronsu difusión. El siglo XVII, el inicio de la unificación de teorías acerca del mundoaprovechando los datos del siglo previo. El siglo XVIII llevó a la práctica porprimera vez, a través de la industrialización, todo el conocimiento para generarriqueza material. Durante el siglo XIX las preocupaciones se trasladaron haciapreguntas más profundas: ¿por qué es cierto algo? ¿Qué significa que algo losea? El siglo XX fue uno de revolución tecnológica y de especialización en cadauna de los troncos sobre los que descansa el bosque de la ciencia.

¿Cuál será el Zeitgeist, la marca de los tiempos de nuestro siglo?

El bosque moderno de la ciencia tiene árboles extensos, con muchas ramas,muchas hojas y frutos que en apariencia nos parecen distintos. Cada vez es másfrecuente encontrar expertos de disciplinas científicas provenientes de una ramacomún incapaces de comunicarse entre sí acerca de sus descubrimientos. Estasramas, para poder observarlas, nos fuerzan a subir un tronco de conocimientoscada vez más alto antes de ver hojas y menos aún, frutos. Mientras esto ocurre,la Internet ha transformado el acceso al conocimiento de tal forma que podemos-en principio- alcanzar cualquier hoja, pero no garantiza que podamos agruparlaspara tener mayor conocimiento acerca de sus frutos. El saber no está limitadoahora por la cantidad de información disponible, sino por la capacidad dediscriminar su relevancia y validez.

La ciencia, al desnudar al mundo tal cual es violenta nuestros sentidos y nuestrasexpectativas. Violenta los sentidos en tanto nuestra intuición, moldeada a travésde toda una historia evolutiva, no está equipada para lidiar con conceptosabstractos tales como universos paralelos o funciones de onda. Violentanuestras expectativas porque continuamente nos fuerza a repensar acerca denuestra importancia, de nuestro lugar en el mundo consciente y de nuestrapercepción de la belleza.

Los descubrimientos en biología conducen a pensar que la vida es en extremoalgo valioso, algo único y especial. Por otra parte, la astrofísica y la cosmologíanos dicen con claridad que somos todo, menos especiales, sino una merafluctuación estadística del espacio cuyo tiempo de existencia es hastainsignificante en escalas de tiempo cosmológicas. ¿Cuál versión es la correcta?De una forma sorprendente, aprenderemos a través del recuento científico deesta obra que la información, una cantidad aparentemente abstracta, es un pilarde la composición del universo y que distingue a los lugares interesantes deaquellos que no lo son a través del cosmos.


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Asimismo, desde las escalas más pequeñas que los átomos y más grandes quelas galaxias, el intelecto humano aparenta ser único en el parche de universo quehabitamos. La consciencia -el estar alertas acerca del entorno- y laautoconsciencia - estar alertas de que estamos alertas- acopladas con lamemoria y el procesamiento de información, agrupadas en el fenómeno

emergente llamado mente humana, constituye uno de los enigmas más difícilesde descifrar. Un sistema físico capaz de contener modelos cada vez másrefinados del cosmos y de sí mismo.

Por último, y no menos importante, existe una división en la percepción de labelleza entre las artes y las ciencias. No pocos artistas en diferentes ramas ven ala ciencia con recelo, como un bloque de mármol frío y homogéneo sin atractivo.Muchos científicos también dan una mirada al arte como vi endo a un hada frívola,efímera y que al desaparecer sólo fue alimento para los sentidos. A través dedescripciones de descubrimientos de punta en la ciencia, el autor nos enseñaque hay belleza en el conocimiento, una belleza extraña y poética que impacta

en el concepto de quienes somos y cómo percibimos el mundo.La complejidad descrita en los aspectos anteriores refleja la necesidad de uncambio radical en la educación, y en la forma de entender y hacer ciencia. Ysobre todo de interpretarla a la luz de los hechos humanos de manera integralpara que sea un vehículo de justicia social. Una educación que nos lleve a unamultidisciplinariedad verdadera, donde las flores del bosque ya abiertas sepolinicen por efecto de muchos individuos capaces de tener un idioma común.Sobre todo, necesitamos una educación que lleve a la unificación de conceptos ymejores teorías integradas para empezar a comprender el ecosistema que elbosque de la ciencia es realmente. Sólo así cosecharemos frutos de riquezainsospechada para todos.

Este libro representa un viaje personal del autor a través de lo más reciente deconocimiento humano, escrito de una forma accesible y que nos llamainternamente a reflexionar sobre el propósito y trascendencia de la vida y laexistencia. Escrito por un costarricense, esta obra cumple con una labor esenciale popularización de la ciencia y de inspiración. Costa Rica necesita más quenunca de jóvenes que encuentren su vocación en el desarrollo científico ytecnológico para transformar al país en uno movido por el conocimiento. Asimismo, todo aqu el que lea este libro ejerc itará su imaginación y apr ender áque también la ciencia puede ser entretenida, hermosa e inspiradora.

El siglo XXI estará sin duda marcado por tres preguntas clave que involucranfísica, biología, computación y ciencia sociales: ¿por qué existimos? ¿qué es lavida? y ¿qué es la conciencia? Sin tomar la postura de Hegel acerca de larepetición de la historia, nos encontramos en un punto crítico donde nuevamentenecesitamos unificación de conceptos bajo nuevas herramientas, nuevas ideas ynuevos modelos.


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El Zeitgeist de este siglo será un nuevo renacimiento, uno modificado por elacceso al conocimiento sin barreras de tiempo ni espacio. Y este libró sin dudaes uno de los primeros reflejos de su amanecer.

San tiag o Núñez Co rr alesDirector de Tecnologías DigitalesMinisterio de Ciencia, Tecnología y TelecomunicacionesMiembro fundador, Fundación Pro Energías Renovables (FUPER)


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PREFACIO

"Me atrevo a hacer todo lo que pueda un hombre, quien se atreva a más...es ninguno."Macbeth (acto I escena VII)

Cuando se le pregunta a un filósofo ¿qué es la realidad? por lo general esteresponde con alguna astuta idea filosófica sobre la vida, si le preguntamos lomismo a un cura o pastor religioso este contesta basado en su religión, para elsociólogo y el siquiatra la realidad depende de factores intrínsecamente humanos,y para los científicos hay fórmulas, leyes y teorías que describen qué es larealidad. Pero la realidad no puede ser def inida por un solo grupo especializado,para entender, o al menos tratar de entender, la realidad de las cosas y de la vida,necesitamos ser un poco de todo, un poco filósofos, religiosos, sociólogos,sicólogos, científicos y hasta un poco locos, en resumen, necesitamos estardispuestos a pensar diferente.

Este libro brinda un repaso por novedosas ideas de varios campos científicoscomo astronomía, física, neurología, biología y sociología. Las ideas y teoríasexpuestas están entrelazadas aun cuando en ocasiones no lo parezca, todas sonpiezas de un enorme rompecabezas que pareciera no tener final, pero que poco apoco, gracias a nuevos descubrimientos, va tomando la forma de la realidad denuestras vidas y nuestra naturaleza.

Algunos temas son complicados, otros curiosos y algunos muy extraños , per otodos tienen algo que ver con la manera en que percibimos la realidad dondevivimos nuestras vidas. Prometo que este será un viaje muy interesante, puesexploraremos las cosas materiales y las no materiales a los extremos. Desde elcomportamiento de las cosas más pequeñas que existen – los átomos, hasta lascolosales galaxias del universo, y aunque resulte un viaje escabroso enocasiones, será uno muy entretenido y enriquecedor de conocimiento.

Resumo en estas páginas cientos de libros, de charlas, de documentales, deexperimentos y teorías. Aunque ha tocado revisar mucho material, el procesoinvestigativo ha sido en realidad la parte fácil, la parte difícil la tuvieron todos loscientíficos, pensadores y aventureros que arriesgaron o dieron su vida, familia,reputación y dinero por indagar la naturaleza de las cosas y de los mecanismosdel universo, es gracias a ellos, los que fueron y los que son, que nuestropanorama de la vida en general ha cambiado radicalmente en apenas 200 años.

Este libro no es sobre filosofía (con algunas salvedades aclaradas de ante mano) ,sino sobre ciencia, y es con este enfoque que veremos qué somos (de quéestamos hechos), dónde somos (nuestro lugar en el universo), cuándo somos (elextraño comportamiento del tiempo), por qué somos (el origen de la consciencia)y quiénes somos (nuestra realidad social).

Descubrir los orígenes de nuestra naturaleza y nuestro lugar en el universo es el


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objetivo final. Es bastante pretencioso asumir que tan monumental tarea puedeser alcanzada en una lectura tan corta, más aún considerando que esto mismo selo han preguntado todas las 100 mil mil lones de personas que han caminado poreste planeta antes que nosotros 1, pero gracias a nuevas teorías científicas, hoypodemos definir y probar que estamos cada vez más cerca de descubrir qué hay

realmente ahí afuera y por qué somos lo que somos.Veremos como la realidad puede ser más extraña que la ciencia ficción, de lamano de las máquinas más costosas construidas por el hombre y de las mentes delos mejores científicos contemporáneos. Es sobre los hombros de ellos que meapoyo para hacer este repaso.

Le invito a que emprendamos este viaje hacia la verdad. Hagamos maletas parairnos de nosotros mismos y veamos si el color rojo es en realidad rojo, si nuestrouniverso es el único universo, si estamos vivos o somos zombis controlados porparásitos, si el tiempo hace tic-tac, si escogemos nuestros amigos o ellos nos

escogen a nosotros, si tenemos clones en otros universos, si somos controladospor computadoras, por qué tenemos dedos en los pies, si la respuesta alsignificado de la vida puede ser más extraño que el País de las Maravillas , y siestar conscientes puede solo ser el resultado de una poderosa droga quetomamos todos los días sin saberlo. Este será un viaje lleno de curiosidadesdonde terminaremos tratando de armar el rompecabezas del universo y la vidamisma, para finalmente definir qué significa estar vivos y cuál es nuestro papelcomo seres humanos.


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Capítulo 1

De qué estamos hechos

La ciencia, y por tanto la comunidad científica, no ha dejado de preguntarse dequé están hechas las cosas y cómo funcionan. Es gracias a este entendimientoque podemos hoy en día conocer sobre temas tan complejos como el origen deluniverso, de la vida y del pensamiento que nos hace auto-definirnos humanos.

Saber de qué están hechas las cosas es un lujo, uno que incluso les ha costado lavida a muchas personas y que de paso nos ha llevado a inventar todo tipo detecnología que nos ayudan a vivir mejor nuestras vidas.

En ese proceso de prueba y error algo asombroso ocurrió hace menos de 100años, cuando en esa búsqueda se descubrió que al nivel más fundamental, es

decir al nivel de los ingredientes más pequeños de los que estamos hechos, hayalgo asombroso y extraño, algo que empieza a definir que la realidad de lo quesomos en su nivel más fundamental no es como la pensábamo s.

Todos los días salimos a vivir nuestras vidas y a pelear la dura batalla que estoimplica. En estas luchas rutinarias rara vez nos detenemos para preguntamos porqué las cosas y las personas existen en primer lugar. Es normal no preguntarnospor qué todo está aquí, y al menos que trabajemos en algún campo donde elestudio de la composición de las cosas sea la norma, como aquellos relacionadoscon la medicina, la biología o la química, pensar en porqué las cosas son comoson es algo que por lo general no hacemos. Es justamente en este hecho de

preguntar por qué las cosas existen donde inicia nuestro viaje hacia descubrirnosa nosotros mismos y nuestro lugar en el universo.

La primera tarea es destruirlo todo en las partes más pequeñas posibles, paraaveriguar así de qué están hechas las cosas.

Los 118 Fantásticos

Algunas civil izaciones antiguas , como la gr iega, tenían l a idea de que todo estabahecho de solamente 4 "elementos": agua, aire, tierra y fuego.

A diferenc ia de los griegos hoy sabemos que el asunto no es tan sencillo nielegante, pues estamos hechos de muchísimas cosas, aunque es interesantedejar volar la imaginación y pensar que si los griegos tuvieran la razón, algunaspersonas hechas de esos "elementos" serían como los personajes del comic Los4 Fantásticos , donde uno de los superhéroes es elástico (como el agua), otroinvisible (como el aire), otro sólido y fuerte (como la tierra) y otro escoincidentemente, hecho de fuego. Como no existen este tipo de personas


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veamos de qué se componen las cosas. El asunto es relativamente sencillo:existen los elementos químicos (no en el sentido como lo pensaban los griegosclaro) como el hierro, oxígeno, cobre, sodio, oro, carbón, nitrógeno, y muchosotros. Algunos de estos son metales, otros gases, algunos son abundantes, otrosraros y unos cuantos son creados artificialmente. En total son 118 fantásticos

elementos los que existen. (Nota 1)

Estos se clasifican de acuerdo a su peso atómicoy otras particularidades en la bien conocida Tabla Periódica de los Elementos , lamisma que probablemente adornó alguna de sus juveniles habitaciones, loacompañó en exámenes de química colegiales o estuvo fijada a la pared en laesquina de algún aula donde estudió, es de esa gráfica que todo lo que existe secompone.

El repaso químico será breve: cuando varios de esos elementos se mezclan secrean compuestos, estos a su vez se mezclan y crean moléculas, esas moléculaspueden eventualmente crear organismos complejos como células, que luego seagrupan para conformar órganos que últimamente forman seres vivos complejos

como los animales y claro, como los seres humanos.Este es el juego de la química donde elementos sencillos se combinanestratégicamente para dar paso a cosas mucho más complejas. Es decir que decosas sencillas pueden surgir eventualmente cosas complejas. Consideremos porejemplo el cómo de un sencillo y diminuto espermatozoide -invisible al ojohumano- de su padre, se juntó con un minúsculo óvulo en el útero de su madre, ytan solo 9 meses después usted vio la luz del día en este mundo, portando uncuerpo lleno de órganos complejos con miles de millones de células complejastrabajando al unísono para mantenerlo vivo y creciendo. Esta es la evidencia deun aumento controlado del grado de complejidad de lo sencillo a lo intricado.

Desde hace unos cuantos siglos atrás ya se sabía de la existencia de loselementos químicos, ciertamente no de todos ellos ni de sus propiedadescompletas, pero se sabía que existían y algo de su funcionamiento básico. Eseconocimiento básico era lo único posible de comprender con la tecnología de losalquimistas de aquél entonces (muchos perdieron la vida en experimentosprobando combinaciones nuevas) y quizás era lo único necesario para definircientíficamente de qué estaban hechas todas las cosas en aquél entonces.

Poco a poco siguieron experimentando y haciéndose preguntas que iban muchomás allá de una lista de unos 100 elementos químicos , hasta que en determinadomomento resultó evidente que estos elementos debían a su vez estar hechos deotras cosas, y así se llegó a descubrir un ingrediente más pequeño de todo: elátomo.

De momento no hay nada nuevo en esta historia, es la misma que nos enseñaronen el colegio, pero en los últimos años muchas cosas han cambiado al respecto, loque se ha descubierto sobre los átomos es realmente asombroso.


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El átomo

Siempre me hace gracia cuando alguien me recomienda algún producto saludablealudiendo que “no tiene químicos”, nada más lejano de la verdad pues, ¡todo estáhecho de químicos!

Los elementos químicos de los que estamos hechos nosotros y todo a nuestroalrededor (incluyendo productos saludables) están hechos de átomos. Pordefinición esto nos convierte en una enorme masa de átomos.

Lamentablemente no puedo incluir una foto de un átomo pues son increíblementepequeños, no los podemos ver ni con el microscopio de lentes más potente queexiste. Un átomo es tan pequeño, que para dar alguna referencia de su tamañoconsidere que el punto de t inta al final de esta frase contiene más de 100 millonesde átomos → .

Haciendo un corto, pero necesario repaso académico, recordemos que a

mediados del siglo XIX el químico y físico inglés John Dalton sentó las bases delmodelo atómico definiendo a los elementos como hechos de átomos indivisibles.Luego a principios del siglo XX los científicos físicos Ernest Rutherford y NielsBohr propusieron un modelo del átomo donde se entendía compuesto por otraspartículas increíblemente pequeñas (es decir que ya no se considerabaindivisible) y con propiedades como carga y peso. Unas de estas fueron llamadaselectrones (con carga -), los cuales giran alrededor de un núcleo compuesto porotras partículas llamadas protones (con carga +) y neutrones (con carga neutra).Rutherford propuso un modelo similar al de los planetas orbitando alrededor delsol. Bohr expandió el modelo definiendo una cierta cantidad de órbitas circularespermitidas y de un tamaño específico (mejor definidos como estados energéticos),

donde solo cierta cantidad de electrones por órbita eran permitidos. La energía delas partículas en este modelo vendría en pequeños paquetes energéticos detamaños específicos llamados Cuanta , término de donde deriva “Física Cuántica ” .

Atomos y element os químicos son caras de una misma moneda. Dependiendo dela cantidad, disposición y otros factores de las partículas de un átomo, este pasaa constituir la unidad elemental de un elemento químico. Por ejemplo el hidrógeno(un componente del agua) es un elemento hecho por solamente 1 átomo que tiene1 partícula electrón (-), como los átomos son de carga neutra existe también en elhidrógeno 1 partícula protón (+) en su núcleo para estabilizarlo. Al tener solo 1protón, el hidrógeno elegantemente se ubica en el puesto #1 de la Tabla Periódica

de los Elementos. Esto es así para todos los demás átomos neutros ya que estostienen la misma cantidad de electrones y de protones, es esa cantidad la queindica su puesto en la Tabla Periódica. Por ejemplo, el elemento químico cobalto(símbolo Co ) es un átomo que tiene 27 protones y 27 electrones y que por tanto seubica en el lugar #27 de la Tabla Periódica.

Nótese que las partículas de los átomos son todas iguales sin importar elelemento químico al que correspondan, por ejemplo, no existen “electrones de


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oxígeno” o “electrones de sodio ”, los electrones – o cualquier otra partícula- sonlas mismas siempre, pero en átomos con configuraciones diferentes.

Cuando los átomos se juntan de maneras particulares se crean compuestos máscomplejos. Por ejemplo, un compuesto particular de 2 átomos de hidrógeno (H) y

1 de oxígeno (O) crean una molécula de agua, la famosa fórmula H 2O representaesta unión. El agua es un compuesto sumamente común en la tierra y en nuestrosmismos cuerpos, aunque bastante rara de encontrar en su forma líquida en otrosplanetas donde los compuestos comunes son otros de tipo gases o metales(planetas como Júpiter y Saturno son enormes bolas de gases). El agua, al igualque todo, está hecha de elementos químicos, es decir, de átomos.

Los humanos tenemos órganos que conforman sistemas, como el sistemarespiratorio, nervioso, digestivo, etc. Esos órganos están hechos por grupos decélulas, que están hechas por grupos de moléculas, que están hechas decompuestos hechos por elementos que están hechos de átomos, que a su vez

están hechos de otros componentes más pequeños: partículas atómicas, de lascuales ya he mencionado algunas como los electrones, protones y neutrones.

No hay nada nuevo en lo anterior, pero es a partir de este punto donde a los librosde texto colegiales les falta una nota clave a pie de página, pues iniciando el sigloXX aquél novedoso modelo atómico proponía indirectamente que el átomo teníaun tipo de comportamiento extraño, pues en ese modelo los electrones “ saltan”instantáneamente de órbita a órbita (de diferentes niveles energéticos) sin cruzarnunca por el espacio entre ellas, es decir desaparecen y reaparecen en otro lado, (Nota 2) y con esto las cosas dentro del átomo se empezaron a poner … por falta deuna mejor palabra… "raras". Admito que "raro" es un término muy informal y a la ligera, bien quisiera usar algúnotro, como “extraño", pero extraño es algo que se comporta inusualmente y en elcaso del comportamiento de los componentes del átomo -como veremos luego-algunas cosas son "raras" no solo por ser inusuales, sino por no tener sentido.

Antes de adentrar en el tema de este comp ortamiento del átomo "sin sent ido" seránecesario saltar algunas barreras conceptuales, por el momento una preguntapara tener anotada en la esquina es: ¿Cómo podemos darle sentido a lo quesomos si estamos hechos de cosas que se comportan raro?

No recuerdo que ninguno de mis antiguos profesores de biología, química, física,sicología, filosofía, matemática -ni menos aún de religión- me dijera que relaciónhabía entre el átomo, la realidad, la consciencia y últimamente lo que significaestar vivo.

Este es uno de los objetivos de este libro, ver qué relación hay entre todo esto deelementos, átomos y nuestras vidas. Gracias a muchos avances modernos ahorapodemos llenar ciertos espacios en blanco que tuvieron los pensadores delpasado, trataremos de conectar los nuevos puntos para deslumbrar la imagen de


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nosotros mismos que se forma en el canvas de la realidad.

El breve espacio en que no estás

Mencioné que el átomo está hecho de partículas, como el electrón y el protón, locierto es que hay muchas otras partículas en los átomos, además de estas hayotro componente que es de hecho el más común dentro del átomo: espacio vacío.

Hay mucho espacio vacío – distancia si se quiere- entre algunas partículas delátomo. Para ejemplificarlo en una escala entendible, supongamos que varioselectrones que giran alrededor del núcleo del átomo (Nota 3) fuesen similares abalones de fútbol circulando una fuente de agua, en esta escala el primer balón defútbol que circula la fuente estaría a unos 10 kilómetros de distancia y lossiguientes balones que la circulen estarían mucho más lejos aún, así de enormees la distancia que existe entre los electrones de un átomo.

El protón es la partícula con mayor masa del átomo y aun así contiene un 90% deespacio vacío. De hecho el protón no es una partícula fundamental pues estáhecho de otras sub-partículas llamadas quarks, y es del espacio vacío entre estosquarks de donde proviene la mayoría de su masa. Como los protones y losneutrones (estos dos componen el núcleo del átomo) son las partículaspredominantes en nuestros cuerpos, esto significa que la mayoría de nuestramasa proviene de estas partículas, sino del espacio vacío que poseen.

Aquell os un poco más curiosos ya se habrán formulado en sus cabezas lapregunta inferida en el párrafo anterior: s i dentro del átomo casi todo es espaciovacío, y si todo está hecho de átomos, ¿por qué no podemos ver a través de losobjetos o cruzar paredes sólidas como si fuésemos superhéroes fantásticos? Larespuesta es porque en ese espacio aparentemente vacío es en donde actúan unaserie de fuerzas que, entre otras cosas, mantienen al átomo junto. Es un espaciovacío pero lleno de fuerzas. La acción de esas fuerzas es lo que hace difícil parti rcon la mano de un golpe una barra de hierro, pero menos difícil partir una dealuminio y aún menos difícil una de mantequilla. Esto se debe en parte a lasdiferentes fuerzas que trabajan entre los átomos de distintos materiales y alestado de la materia de esos materiales. Por ejemplo, es más difícil atravesar untrozo de hielo (estado sólido), que un poco de agua líquida (estado líquido), y esmás fácil atravesar vapor de agua (estado gaseoso) que agua líquida.

Pronto saldremos de lo académico para atar los cabos de la relación que existeentre los átomos, el universo y nuestras vidas. No se preocupe por memorizar losnombres o por entender a cabalidad las propiedades de todas las partículas delátomo, el objetivo de este capítulo introductorio es facilitar la comprensión deotros temas más trascendentales que se desarrollarán más adelante.


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El zoológico atómico

“El diablo está en los detalles” -Adagio

Avances tecnológicos y equipo especializado en el estudio de átomos, como los

aceleradores de partículas(Nota 4)

nos han brindado una mejor idea de qué más haydentro de un átomo. Es en parte gracias a esto que ahora tenemos un modeloatómico, diferente al de Rutherford y Bohr de principios de siglo. En el nuevomodelo atómico existen muchas otras partículas y fuerzas dentro del átomo,algunas de ellas descubiertas muy recientemente.

La ilustración 1 muestra en una manera ordenada y más sencilla de comprenderlas partículas fundamentales (es decir aquellas que no están hechas de otraspartículas) del átomo en el actual Modelo Estándar de Partículas .


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Ilustración 1: Orden de las partículas elementales en el Modelo Estándar de Partículas de 3generaciones (A-B-C)

El protón y el neutrón son las partículas que conforman el núcleo del átomo yestán compuestas por otras partículas llamadas quarks. Hay 6 tipos de quarkssiendo los más comunes el quark arriba (UP) y el quark abajo (DOWN), los otros4 quarks tienen nombres singulares: superior (TOP), inferior (BOTTOM),encantador (CHARM) y extraño (STRANGE). A las partículas hechas de quarks seles llama hadrones, por tanto el protón y el neutrón son de la familia de losHadrones (Baryones para ser más preciso). Los quarks también constituyen otraspartículas como los mesones.


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Existen también 6 partículas llamadas leptones, d e las cuales la más común es elelectrón. Las otras son el electrón neutrino, el muón neutrino, el tau neutrino, eltau y el muón; estos dos últimos son muy similares al electrón pero son máspesados.

Las fuerzas que actúan sobre estas partículas (las que evitan que pasemos através de las paredes o que al sentarnos atravesemos la silla cayendo al suelo)son llamadas bosones, y cada una de estas tiene una partícula asociada:

El fotón es la partícula asociada a la fuerza del electromagnetismo. El fotóntambién es la partícula de la luz y como veremos más adelante estánsiempre en movimiento a una velocidad constante llamada la velocidad dela luz .

El gluón es llamada la “fuerza fuerte " que mantiene juntos los quarks en elnúcleo (Nota 5)

Las partículas Z y W son las asociadas a la " fuerza débil " responsables porel decaimiento de la radiación nuclear.

El gravitón y el Higgs son partículas que están predichas en teoría pero queno se han detectado (Nota 6), de estas hablaremos en la próxima sección.

Aunque no hay una cuenta def initiva, a partir de las par tículas element ales secrean unas 200 sub-partículas atómicas, hay tantas partículas que el conjunto esusualmente referido entre los fís icos atómicos como el “zoológico de partículas”.


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Ilustración 2: Muñecos de peluche simbolizando las partículas del átomo. A la venta enwww.particlezoo.net

La partícula de Dios

Seguramente habrá oído mencionar esta partícula, puede que incluso se hayapreguntado: ¿si todo está hecho de partículas, está Dios también hecho de ellas?

Aunque ya se han encontrado muchas part ículas, este “zoológico” atómico siguecon algunas jaulas vacías, pues hay partículas que han sido predichas en

modelos teóricos pero que no se han podido encontrar mediante experimentos. Engran parte esto motivó en 1998 a la construcción de la máquina más compleja,más grande y más cara jamás construida por el hombre: el Acelerador dePartículas LHC (Large Hadron Collider) de Suiza, un enorme aparato que estuvo10 años en construcción, tiene forma circular de 27 kilómetros de largo y costó 9mil millones de dólares. Esta máquina no es la primera en su tipo, pero si esmucho más potente que sus predecesoras y se espera que tenga la energíanecesaria para encontrar la partícula más evasiva y famosa de todas, la apodada


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“partícula de Dios”.

El nombre de esta partícula es en realidad el Bosón Higgs (Nota 6), nombrada así porel científico Peter Higgs que teóricamente la propuso en 1964, pero la prensa y unfamoso libro de física llamado “La partícula de Dios : si el universo es la respuesta,

¿cuál es la pregunta? ” la bautizaron de t an inusual manera en parte porque es unapieza muy importante que falta en el modelo atómico, pues sería la responsablede darle masa a las otras partículas, y porque ha sido muy difícil probar suexistencia. (Nota 7)

Otras partículas -menos “divinas” - también se esperan encontrar gracias a estenuevo acelerador de partículas LHC. Una de ellas en especial es el BosónGravitón, la partícula asociada con la transmisión de la fuerza de gravedad (estaes la fuerza más débil de todas en el átomo). Asociar las propiedades de gravedadde los átomos con las de objetos más grandes, como planetas, sigue siendo unreto de la ciencia moderna, quizá el descubrimiento de esta “partícula de Dios”

ayude a finalmente encontrar una teoría unificadora de los modelos físicosatómicos y clásicos, que se encuentran de momento desligados en sus basesfundamentales.

Ilustración 3: Colisión de dos protones que

generan bosones de Higgs con datossimulados para el acelerador de partículasCMS del Large Hadron Collider (LHC) enCERN, Suiza. (Fuente: wikimedia.org)

Procedencia de los átomos

Muy brevemente hemos repasado nuestra constitución desde un punto de vistameramente basado en nuestra composición fundamental biológica y química. Deesta perspectiva -en la menor de las escalas- somos una colección de miles demillones de billones de partículas que conforman átomos. Pero ¿de dóndesalieron todos esos átomos y sus partículas? ¿De dónde vino todo esto que


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compone nuestros cuerpos y pensamientos?

Actualment e la teoría ampliamente acept ada que existe sobre el origen de losátomos es la Teoría del Big Bang.

Nótese que el hecho de que aún se le denomine "teoría" es porque sigue sujeta acambios y se deja la posibilidad de que alguna otra teoría mejor fundada laremplace. Sin embargo el Big Bang ha demostrado por casi 100 años ser unateoría sólida cada vez más robusta. Esto gracias a experimentos terrestres y en elespacio exterior, observaciones astronómicas, predicciones teóricas confirmadaspor hechos en experimentos, y datos de nuevos satélites como el COBE y WMAPde la NASA que la respaldan.

Aunque es un concept o difícil de conceptual izar, la teoría del Big Bang est ipulaque hace 13.8 billones de años todo lo que existe en el universo estuvocomprimido en un minúsculo punto, más pequeño que una partícula atómica, y

que este explotó violentamente desencadenando una serie de procesos quedispersaron energía y materia en el espacio y tiempo recién creados, dando pasoasí a nuestro universo actual.

Los átomos más simples son el hidrógeno (solo tiene 1 protón y 1 electrón) y elhelio. Por su simplicidad ambos son los elementos más comunes en el universo.La teoría indica que se formaron en el Big Bang mediante un proc eso llamado “ HotBig Bang Nucleosynthesis. ” (Nota 8)

El hidrógeno luego de millones de años de compactación por la fuerza degravedad, se fusionó en helio, creando en el proceso las estrellas (curiosamentela palabra h elio proviene del griego helios que significa "Sol"). Estas abundan enel universo y son los laboratorios naturales en donde se crean otros elementos,pues cuando agotan su energía, y si son lo suficientemente grandes, mueren enuna explosión gigante llamada Supernova. Esta poderosa explosión estelar dapaso a un proceso llamado Triple Alfa o Nucleosíntesis Estelar. En este procesolos átomos de hidrógeno y de helio se convierten en otros elementos , incluyendooxígeno y carbono. Estos dos últimos elementos a su vez son los principalescomponentes de nosotros los seres humanos, pues alrededor de un 65% deoxígeno y un 18% de carbono componen nuestro cuerpo. Si alguna vez ha oído lafrase que "somos polvo de estrellas", esta es la razón, nuestros principalesingredientes provienen de las estrellas, así que si alguna vez soñó con ser una“súper estrella”, ¡felicidades! desde este punto de vista ya siempre lo ha sido.

Curiosamente, y de una manera muy romántica, en una galaxia promedio hayaproximadamente una estrella por cada persona que ha vivido en la Tierra.


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De átomos a personas

“Estamos aquí porque el planeta no sabe hacer plástico.” – George Carlin, comediante.

En adelante las referencias químicas serán pocas, el punto a tener presente es

que hoy conocemos mejor que nunca los mecanismos naturales que el universoutiliza para crear elementos químicos a partir de átomos.

Nuestra siguiente escala es entender cómo a partir de estos elementos podemossurgir nosotros y los otros seres con vida del planeta.

Hasta hace unos 300 años, una idea común y aceptada sobre cómo aparecía lavida era que esta se creaba espontáneamente, como por arte de magia. Se teníalaidea de que animales muertos generaban gusanos, comida en descomposicióncreaba cucarachas, trapos sucios se convertían en ratones, y así por el estilo. Fuegracias a científicos como Louis Pasteur (uno de los fundadores de la

microbiología y del proceso de la pasteurización usada en los lácteos para reducirla cantidad de microbios) que mitos como estos fueron quedado atrás,dichosamente no hay más magia involucrada en el proceso que ahora se conocecomo Abiogénesis .

Nuestra historia empieza hace unos 5 mil millones de años cuando nuestroSistema Solar empezó a formarse. La fuerza de la gravedad hizo que cúmulos depolvo (vestigios de la explosión del Big Bang) se unieran formando rocas, y estaseventualmente formaron nuestro redondo planeta, que en ese momento era unode al menos otros 100 planetas y estructuras que se formaron similarmenteorbitando nuestro Sol.

En sus inicios la Tierra era un lugar caótico y cambiante. Contenía solamentedióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua, estos son componentes básicospara la vida como la conocemos.

En aquél momento el joven planeta Tierra no contaba con una atmósfera quedetuviera la lluvia de asteroides y cometas provenientes del espacio exterior, loque permitió que millones de asteroides impactaran el planeta por millones deaños sin parar. Algunos de estos cargaban pequeñas cantidades de agua en suinterior (proveniente de procesos causados por formaciones de estrellas) que sefueron depositando poco a poco hasta crear los mares. Es curioso que la mayoríadel agua de nuestros océanos (de donde surgió la vida eventualmente) tiene milesde millones de años de antigüedad y viajó por millones de kilómetros en el espaciopara llegar aquí.

Sin el agua la vida como la conocemos no sería posible, pues es un compuestocatalizador de vida, ya que en su estado líquido los átomos forman moléculas conmayor facilidad, en otros estados como el gaseoso estos se moverían demasiadorápido, y en estados sólidos estarían muy ajustados . Esta es una de las razones


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por las que hay costosas misiones espaciales buscando agua en otros planetas ysus lunas, ya que esto sería un indicador de condiciones favorables para elsurgimiento de vida pasada, actual o futura en ellos . (Nota 9)

Continuando por el recorrido, la Tierra en ese momento sigue siendo estéril y así

continúa sin formas de vida por millones de años, pasando por drásticos cambiosde temperatura, de atmósfera y de condiciones químicas, y aunque ya tenía agualíquida, aún le faltaba otro ingrediente fundamental de todas las formas de vida:los aminoácidos.

Los aminoácidos son los componentes primordiales de las proteínas, las cualesson la base de nuestro ADN (siglas de Acido DesoxirriboNucleico, descubierto en1953) el cual lleva nuestro código genético. El ADN es indispensable para la vidacomo la conocemos, pues es el portador biológico de las instrucciones sobrecómo hacer un ser vivo determinado.La teoría más aceptada de momento sobre el origen en la Tierra de este

importante componente se llama Panspermia (Nota 10)

e indica que minerales comocarbono y proteínas sencillas hechas de aminoácidos , llegaron aquí procedentesde asteroides que chocaron con la Tierra. Una evidencia del funcionamiento de laPanspermia apareció en 1996, cuando se reportó que un pequeño asteroide(nombrado ALH84001) proveniente de Marte, contenía evidencia de fósilesmicroscópicos de bacterias, y aunque esto fue un gran avance en la teoría hay queconsiderar que es también probable que la joven Tierra intercambiaracomponentes químicos con Marte en las primeras etapas de formación de ambosplanetas, en un periodo donde hubo un intercambio de materiales causado porgolpes de meteoritos mucho más grandes.

Reforzando aún más la teoría de Panspermia hay otro reciente descubrimiento. Afinales de Octubre del 2011, un grupo de astrónomos publicaron en el periódicointernacional Nature Journal que materia orgánica compleja existe disperso en eluniverso3. Dicha materia consiste de un compuesto complejo cuya estructura seasemeja a la del carbón y el petróleo. Estos compuestos hasta ahora se entendíancomo un producto exclusivo de remanentes de seres vivos, pero eldescubrimiento muestra que estos compuestos complejos provienen también dela explosión de estrellas, que como vimos anteriormente funcionan como losgigantes laboratorios de elementos químicos del universo.

Otra teoría sobre el origen de los aminoácidos , es que estos se pudieron producirnaturalmente en la antigua Tierra por medio de procesos químicos simples.Respaldando esta teoría está un experimento llevado a cabo hace 60 años, dondelos científicos químicos Stanley Miller y Harold Urey crearon aminoácidos en unlaboratorio al disparar chispas creadas por arcos de altos voltajes , simulando deesta manera las tormentas eléctricas que sacudían la Tierra sin cesar hacemillones de años. Las descargas se hicieron a través de una atmósfera simuladade metano, amoniaco, hidrógeno y agua recreando la composición similar de laatmósfera de nuestro planeta en sus orígenes. Estos aminoácidos generados en


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laboratorio por Miller-Urey pudieron haberse unido para formar una antiguaversión de ADN: el ARN (siglas de Acido Ribonucleico), el cual es más sencilloque el ADN ya que está compuesto por una sola hélice/hebra de moléculas y nopor dos. El problema con esta teoría es que el ARN no muta ni se duplica como el ADN, sin emb argo en 1989 otros exp eriment os probaron que el ARN puede

auto-replicarse de algunas maneras químicamente.Lo cierto es que sea proveniente de asteroides, del espacio, o de procesosquímicos normales, es de esta apodada "sopa química primitiva” de min erales quesurgió el ARN y posteriormente el ADN (varias teorías existen sobre estatransformación a replicadores moleculares). Gracias a esta "sopa" y a millones deaños de evolución y adaptación, es que se desarrollaron las primeras bacteriasunicelulares, estas fueron las primeras formas de vida en la Tierra (entendiendovida como organismos que se replican y evolucionan para sobrevi vir dando pasoa generaciones siguientes de su especie).Dichas bacterias surgieron hace unos 4mil millones de años y se alimentaron generando su propio alimento mediante el

bien conocido proceso de fotosíntesis, que transforma el dióxido de carbono y elagua en glucosa por medio de la luz del Sol. Un residuo de este proceso es laliberación de oxígeno, y se teoriza que este proceso se inició hace unos 2.5millones de años. Es tan efectivo para sostener formas de vida que sigue siendorepetido por las plantas actuales, para nuestra suerte gracias a esto tenemosahora una atmósfera cargada del oxígeno que respiramos los seres humanos.

Una vez que la Tierra contaba con los primeros compuestos químicos complejos yformas de vida simple, sus condiciones hicieron que la aparición de otras formasde vida más complejas sea desde ese momento un proceso imparable,consecuentemente todo tipo de formas de vida empezaron a desarrollarse y acambiar.Las formas de vida hacen su mejor esfuerzo para adaptarse a nuevos ambientespara sobrevivir, cambian muy lentamente en diversos grados de complejidad,algunas transformándose de bacterias simples a peces, de peces a anfibios, deanfibios a reptiles y luego por medio de esenciales adaptaciones evolutivasaparecen aves, insectos, dinosaurios y mamíferos en lo que ahora es un planetacargado de vida por doquier.

Es generalmente aceptado que todas las especies provienen de un ancestrocomún.

Entre estas criaturas hace unos 47 millones de años 4 aparece el ancestromamífero del ser humano más antiguo del que se ha podido encontrar restos, esdecir fósiles. Era un mamífero parecido a los lémures actuales, el cual sedesarrolló y evolucionó con mucho éxito, tomando ventaja de su nuevo ambientey de los nichos vacíos de los extintos dinosaurios que murieron masivamente trasel choque de un enorme asteroide en lo que hoy es la Península de Yucatán, hace65 millones de años. Los dinosaurios reinaron la Tierra por largos 165 millones deaños.


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Crear vida no es tan sencillo como el actor Bela Lugosi, o el Dr. Frankenstein dela novela, nos hacen creer en sus películas al unir partes muertas de otros seres,darles energía de un rayo y crear monstruos que caminan y comprenden.

La mejor manera de entender este paso de lo no-vivo a lo vivo sería si pudiéramos

recrear el proceso de la naturaleza y hacer vida artificial nosotros mismos enlaboratorios, no deberían ser formas de vida como los superhombres atómicos deLugosi, ni tan complejas como las de Frankenstein, solo lo suficientementebásicas como para entender el proceso. Con esta idea en el año 2011 el científicoMartin Hanczyc y algunos de sus colegas de la Universidad del Sur de Dinamarcaen Odense, presentaron un experimento que puede dar luz en este salto deelementos químicos sin vida a seres vivos 5. Hace 60 años el experimentoMiller-Urey mencionado anteriormente (el que creaba aminoácidos enlaboratorio), generaba como resultado indirecto la creación de un compuestobasado en un polímero de aceite de hidrógeno cianídico (algo similar al petróleocrudo). Hanczyc y sus colegas han experimentado recientemente con dicho

compuesto -ignorado hasta ahora- y han creado a partir del mismo lo que llamanuna protocélu la .

Dicho de otra manera, estos científicos están mezclando ingredientes sin vida,como los que existieron hace millones de años en la Tierra, para crear formas queasemejan tener vida, algo que pude considerarse como “vida artificial”.

Estas protocélulas artificiales, son relativamente sencillas pues contienen solounos 10 tipos de moléculas diferentes, a diferencia de las complejas célulashumanas que contienen hasta 1 millón de moléculas diferentes. Lo interesante deestas protocélulas artificiales es que tienen comportamientos muy similares a losde las células de seres vivos, pues estas se mueven, giran alrededor unas deotras, buscan alimento y tienen una forma sencilla de memoria. Lo hacen en formasimilar a la del Pac Man de los videojuegos que se mueve en un laberinto, evadepeligros y busca comida.

Las protocélulas no se duplican, no pueden transportar genes y no evolucionan,pero aun así estos experimentos son un paso adelante en entender este salto deelementos químicos sin vida a organismos vivos unicelulares, y de estos aorganismos complejos como los seres humanos.

Finalmente el misterio de este salto puede estar por resolverse en un futurocercano sin necesidad de añadir un elemento sobrenatural o incomprensibl e.

Atomolándia

Es importante no olvidar el concepto de que estamos hechos de átomos, que sonreales, que podemos decir de dónde vinieron y cómo llegan a conformarorganismos complejos tales como los seres humanos, plantas y animales. Además estos átomos son los ingredientes fundamentales de todas las cosas


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materiales inertes como planetas, estrellas, mesas, carros, computadoras, etc.,es decir que son el ingrediente principal de todo lo que conocemos y definimoscomo parte de nuestra realidad.

La ciencia nos ha revelado en los últimos 100 años algo asombroso: el mundo

oculto del átomo donde sus partículas tienen sus propias e inusuales reglas.Mencioné anteriormente que dentro del átomo las cosas se ponen "raras"

– usando el término a la ligera. Es momento de comenzar a explicar esta rareza ymostrar poco a poco cómo las cosas de las que estamos hechos se comportanmuy diferentes de las cosas que componen.

Imaginemos por un momento el mundo a nivel subatómico; llamémosle Atomolándi a. En este extraño mundo una p ersona es de ojos y pelo negro cuandonadie la mira, pero cuando alguien lo hace transforma instantáneamente sucabello en un rubio deslumbrante y sus ojos se vuelven azules. En Atomolándia el

día de lavar los autos de la casa alguien se puede clonar en 2 o 3 personas másque lavan a la misma vez con los mismos movimientos -para ahorrarse trabajo- los2 o 3 autos de la casa. En este mundo las monedas tienen 3 lados: cara, cruz y ellado cara-cruz. Y para culminar se puede estar sentado viendo televisión cuandoaparecen de la nada un par de personas que se sientan a su lado por unossegundos, se saludan y desaparecen en un cegador resplandor. Este extrañomundo, que resuena a experiencias bajo alguna droga sicodélica, es un mundodonde obviamente no vivimos. Sin embargo este bizarro lugar ha sido descubiertohace poco, existe, y es real para los átomos y sus partículas. Su descubrimientoha revelado una nueva cara de lo que creemos que existe en realidad. La manerade entender este mundo atómico es mediante una rama de la f ísica llamada FísicaCuántica .

Física cuántica

En mis épocas colegiales escuchar la palabra “cuántica” o “cuántico” no mesignificaba mayor cosa, aunque me recordaba las películas y series de cienciaficción (como el Hombre Cuántico), donde el término servía de vez en cuando paradarle nombre a inventos o armas extrañas del futuro, y aunque ciertamentealgunas tecnologías y aparatos de aquellas películas son ahora reales, y otrospudieran hacerse realidad en el futuro, el uso del término para quienes nosabíamos nada al respecto, era más que todo un factor para resaltar el carácterficticio de situaciones futuristas al mejor estilo Hollywoodense.

El término en realidad se refiere a una rama la física relativamente nueva,originada en los años 1900 s , llamada también Mecánica Cuántica o TeoríaCuántica, y es el compendio teórico/práctico usado para describir elcomportamiento de las partículas del átomo y sus sistemas, y aunque el términosiga teniendo cierta connotación futurista, no hay mayor misterio sobre lo quesignifica, aunque sí conlleva un misterio intrínseco sobre lo que estudia.


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El principio de la incertidumbre

En 1927 el físico alemán Werner Heisenberg introdujo a la teoría cuántica elllamado Principio de Incertidumbre .

Dejando de lado las complejas matemáticas de funciones vectoriales, lo quedefine en términos simples es lo siguiente: toda partícula tiene posición,trayectoria, y por tanto velocidad, Heisenberg formuló que se puede calcular lavelocidad o la ubicación de una partícula en un momento específico, pero no sepueden calcular ambos valores a la vez, pues si se calcula la velocidad, laubicación (es decir su posición y momentum) cambia , y viceversa.

Para ilustrar este principio, aunque el mismo solo aplica para partículas atómicas,imagine un automóvil que corre arriba del límite de velocidad en una autopista. Enun punto específico una cámara automática toma una fotografía de la matrículadel auto y registra la velocidad y la hora de la infracción, que luego le llega a cobro

por correo al imprudente conductor. Cuando el conductor recibe la multa notatodos los datos del percance: la velocidad a la que iba, la hora, el lugar exacto y elnúmero de placa de su auto. Si en lugar de un auto fuese una partícula atómicasería imposible generarle una infracción, pues el Principio de la Incertidumbreestablece que no se pueden calcular todos los valores sobre la ubicación de unapartícula a la vez, es decir que la cámara podría registrar la velocidad de lapartícula, pero al hacerlo la hora cambia, si registra la placa la velocidad cambia ysi registra el lugar, los otros valores cambian también, haciendo de esta maneraimposible calcular la ubicación precisa del auto (o partícula en este ejemplo) enese momento, librando al imprudente conductor de su infracción, y ejemplificado aniveles atómicos, impidiendo la ubicación exacta de una partícula en un momento

determinado.Existe entonces una incertidumbre (una falta de certeza) sobre la posición ymomentum exacto de una partícula, es decir, no se pueden calcular ambas concerteza. Con este principio la t eoría cuántica saca a relucir su dualidad: se puedendeterminar con precisión ciertas características físicas de las partículas atómicas,pero al hacerlo se elimina la posibilidad de precisamente determinar alguna otracaracterística complementaria.

Es como si las partículas no quisieran estar “a tadas ” a una ubicación específica,de hecho lo que se puede calcular es solamente la probabilidad de encontrar una

partícula aquí o allá, algo llamado ondas probabilísticas . Además este principio introduce indirectamente una var iable: el espectador o lapersona que calcula los datos de la ubicación de la partícula.

Una deducción que surge de este principio es que es el observador quien decidecual variable medir, una o la otra, pero no las dos a la vez. Pero, ¿por qué es elespectador necesario en estas mediciones para determinar cuál de las


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propiedades será la que tenga un valor definitivo?

Alber t Einstein no estaba muy convencido de que este principio fuera correcto,pues propone que en un momento específico las partículas no poseen unaposición definitiva, lo cual es como decir que la luna por estar hecha de átomos

tiene un 50% de probabilidades de estar en un lugar del cielo, un 30% de estar enotro, y un 20% de estar en otro aún más alejado, cuando en realidad podemosdecir con un 100% de seguridad donde estará la luna en un momento específicoen el cielo. El mismo Einstein le dijo en una ocasión a NielsBohr “ ¿de veras creesque la luna no está ahí sino la vemos?” a lo que Bohr respondió “pruébame locontrario”. La respuesta de Bohr fue su mejor defensa en ese argumento detitanes de la física, y el Principio de Incertidumbre continúa siendo válido.

La física cuántica es una teoría probabilística por naturaleza, las partículas noexisten en un lugar definitivo sino en una “nube” de posibilidades de estar en unlugar o en otro. Por ejemplo, se dice que un electrón tiene un 20% de encontrarse

en un lugar, un 10% de encontrarse en otro y un 70% de encontrarse en otrodistinto. Lo curioso de este comportamiento atómico es que no estamosacostumbrados a que las cosas estén aquí o allá, sino a que tengan una posiciónespecífica y que podamos calcular la velocidad, trayectoria y movimiento de unobjeto con precisión para así poder decir de dónde viene, dónde está y dóndeestará en un momento específico. Para realizar estos cálculos -sobre objetostangibles- se utiliza la física clásica, aquella postulada por Isaac Newton yconsiguientes, pues sus fórmulas describen muy bien el comportamiento deobjetos grandes, como manzanas, bolas de billar, autos, planetas, trenes, etc.,pero con la física cuántica vemos que los átomos -de los que estamos hechos- secomportan en maneras muy diferentes a las cosas de mucho mayor tamaño conlas que interactuamos todos los días.Más extraño aún es que sea necesario introducir un espectador, es decir unapersona, en las formulaciones para determinar con certidumbre una variableincierta de las partículas atómicas.

Entrelazamiento cuántico

Otra extraña propiedad de las partículas atómicas es el entrelazamiento.

Hay partículas que pueden crear una inusual conexión entre ellas, quedandounidas (entrelazadas) en una de sus propiedades. Por ejemplo uniones donde siel spin (una propiedad de giro que tienen todas las partículas, algo similar al girode balas al salir de un cañón) de una partícula cambia, inmediatamente el spin dela otra entrelazada cambia también, y esto lo hacen sin importar la distancia entreambas; pueden estar a milímetros, kilómetros, o años luz de distancia una de laotra y siempre "saben" instantáneamente que el spin de su compañeraentrelazada cambió y repiten dicho cambio instantáneamente.

Esto significa que si alguna fuerza, energía o algo similar es lo que les avisa del


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cambio de spin de su compañera, entonces dicha fuerza estaría viajando másrápido que la velocidad de la luz pues el cambio es instantáneo, sin retardo, lo queestaría en desacuerdo con la Teoría de la Relatividad de Einstein, pues estaestipula que nada viaja más rápido que la velocidad de luz, es decir 300.000 km/s.Respetar ese límite de velocidad es uno de los pilares de la física moderna y una

regla que todas las partículas deben, o mejor dicho deberían, de obedecertambién. (Nota 12)

Pero si tal conexión existe entonces ¿qué tipo de comunicación hay entre dospartículas entrelazadas que es más rápida que la velocidad de la luz? Einstein ensu momento se refirió a esta inusual propiedad como una "acción fantasmal adistancia", algo que resuena al vudú haitiano, donde el pinchar un muñeco conalfileres hace que un marido infiel se retuerza de dolor en el mismo lugar delpinchonazo instantáneamente, aunque se encuentre al otro lado del mundo. Asícomo dos partículas entrelazadas pueden seguir entrelazadas sin importar ladistancia, el muñeco vudú puede encontrarse en Haití y el marido infiel en Rusia o

en el planeta Marte y aun así sentirá el piquetazo del muñeco instantáneamente.

Ilustración 5: En el mito del muñeco vudú, una persona siente dolor instantáneamente en elmismo lugar que se pinche el muñeco asociado a esta, sin importar la distancia entre ambos.

A pesar de que las mat emáticas que soportan la propiedad del ent relazami ent oeran concordantes, Einstein consideraba que por este tipo de extrañoscomportamientos teorizados la entonces joven mecánica cuántica era una teoríaincompleta de la realidad física (de hecho, y a pesar de que hoy en día essumamente precisa y predictiva, sigue siendo incompleta en algunas áreas), asíque se dió a la tarea junto con un par de colegas fís icos (Boris Podolsky y NathanRosen) de publicar artículos sobre cómo el problema yacía en la teoría, y cómoesta no reflejaba la realidad perceptible. Con esto entró en una disputa con Bohr,defensor de la idea del entrelazamiento, sobre quién tenía la razón sobre elasunto. La respuesta final no la pudo conocer Einstein en vida ya que no fue sinohasta 1964, 11 años después de su muerte, cuando finalmente el problemaparecía resulto gracias al trabajo de un físico irlandés llamado John Bell.


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Bell teorizó un escenario donde se podría medir experimentalmente el spin de dospartículas entrelazadas separadas por una gran distancia. Un experimento deeste tipo comprobaría si el entrelazamiento teórico era cierto o no en la práctica.El experimento se llevó a cabo en los años 1980 y probó exitosamente que elentrelazamiento cuántico es un fenómeno real.

El comprobar que las partículas también poseen esta extraña propiedad revelóademás una nueva propiedad de la realidad: la no-localidad. Lo cual se refiere aque el universo no es un sistema local para ciertos eventos físicos, pues algo quesucede "por aquí" puede afectar algo que sucede "por allá" sin importar ladistancia entre ellos.

Tomó más de 50 años probar experimentalmente esta acción a distancia de laspartículas, una idea que Einstein trató insatisfactoriamente de desacreditar desdelos inicios de la física cuántica que él mismo ayudó a fundar. Como diría el famososicólogo Carl Jung: "lo que resistes, persiste".

Esta propiedad "fantasmal" ha sido reafirmada desde entonces por muchosexperimentos, algunos incluso a largas distancias usando cables de fibra óptica, ytan recientemente como diciembre de 2011, se ha podido replicar no solo conpartículas atómicas sino con objetos tan grandes como diamantes 6.También estásiendo estudiada en el campo de la computación para diseñar nuevos sistemas deencriptación de datos en una nueva rama llamada Criptografía Cuántica, la cualpudiera ser incorporada en un futuro cercano a s istemas de seguridad, como lasclaves de internet para acceder a cuentas de banco o para encriptarcomunicaciones militares o similares.

La dualidad de las partículas

Es curioso, pero me parece que de los productos comerciales que se venden ensupermercados los que siempre encuentro que funcionan para varias cosas sonlos abre botellas (destapadores o abridores). He visto encendedores con abridor,sandalias con abridor, lapiceros con abridor, peines con abridor, llaveros conabridor, cuchillos con abridor y hasta relojes con abridor, todos productospensados por lo general en el bebedor de cerveza embotellada (algunos hastaterminan viendo doble después de cierta cantidad). De ellos mi favorito es elencendedor-abridor, un pequeño aparato que no es ni un encendedor ni unabridor, sino ambos a la vez, lo que define su uso final es quien lo utilice y sunecesidad de fumar, beber, o ambas.


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placa (Ilustración 7), bajo estas condiciones el experimento no muestrairregularidades, no hay nada extraño en el resultado y la realidad como laconocemos sigue a salvo.

Ilustración 7: Experimento de Thomas Young con solo una ranura

Pero algo extraordinario, “raro” mejor dicho, sucede cuando se abre una segundaranura en la placa. La observación que uno esperaría es que al haber dos ranurasla pantalla registre dos líneas paralelas, sin embargo lo que se registra son varias(5 o más) líneas paralelas de diferentes intensidades, es decir quedan impactosregistrados incluso en lugares que están bloqueados por la placa, formando unpatrón llamado de máxima y mínima (véase la ilustración 8, f igura A).

Este registro de varias líneas es el que se formaría si lo que pasara por las dosranuras es una onda (como ondas de agua) y no partículas, pues una onda al

pasar por las ranuras crea otras dos ondas a la salida y estas interfieren consigomismas, dejando registrado en la pantalla una serie de lugares donde las crestasimpactan o no (véase la ilustración 8, figura B). Pero en el experimento no seestán lanzando ondas de nada, se están disparando partículas una a una, noondas, esta es la parte extraña del experimento pues a l haber dos ranuras en laplaca las partículas dejan de comportarse como partículas y asumen una“personalidad” de onda.


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Ilustración 8: Figura A, experimento de doble ranura, partículas generando un inusual patrón deinterferencia. Figura B, una onda pasando por las ranuras creando ondas subsecuentes ycreando el mismo patrón de interferencia de la figura A.

Esta doble personalidad de los componentes del átomo es algo realmente inusual,es como imaginar en escalas mucho mayores que una piedra en medio del mar setransforme en una ola, o que una ola en el mar se transforme en una piedra.

¿Cómo “saben” las part ículas cuando hay dos ranuras y por tanto debencomportarse como ondas? ¿Por qué simplemente no siguen comportándose comopartículas y dejan impresas dos líneas verticales?

Matemáticamente para que el patrón de onda se registre cuando lo que pasa por

las ranuras es una sola partícula, algo asombroso debe suceder: una partículadebe pasar por ambas ranuras a la misma vez para luego interferir ¡consigomisma! No se debe de confundir lo que hace la partícula; no es que se parte en 2,sino que una misma partícula pasa por 2 lugares diferentes al mismo tiempo.

¿Cómo puede una partícula -o cualquier otra cosa dado que todo está hecho departículas- estar en dos lugares a la misma vez?

Antes de d ar algunas propuestas de respuesta, veamos algo aún más interesant ee inusual que también surge de este experimento: el colapso de la onda.

El colapso de la onda

Al inicio nadi e creía posible que una partícula pudiera es tar en var ios lugares a lamisma vez, pero eso era precisamente lo que el resultado del experimento de ladoble ranura indicaba, así que un intento por forzar a las partículas a revelarexactamente por cuál de las dos ranuras estaban realmente pasando, elexperimento se modificó y se instalaron sensores a las salidas de ambas ranuras.


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En esta versión del experimento se dispararon las partículas una a unamonitoreadas por sensores de posición, al dispararlas las engañosas partículashicieron algo nuevamente inusual: dejaron de comportarse como ondas y lo quequedó impreso en la pantalla fueron dos líneas ver ticales. Las partículas volvieron

a comportarse como pequeñas pelotas que solo pasan por una ranura a la vez(Ilustración 9).

En el instante que los sensores se apagan regresa el patrón de onda donde unapartícula pasa por ambas ranuras a la vez, y cuando se encienden los sensoresinmediatamente regresan a comportarse como partículas pasando por solo unaranura u otra a la vez.

Ilustración 9: Experimento de doble ranura con sensores registr ando por cual ranura pasan laspartículas. El patrón de interferencia desaparece.

En esta versión el experimento es el mismo con la excepción de que esta vez seestá observando por cual ranura pasan las partículas, el introducir esta variante(la observación) es lo que hace la diferencia en si las partículas se comportancomo ondas, o como partículas. Este cambio súbito es llamado el colapso de laonda , y es el que introduce dos conceptos claves: el observador y lo observado.

Las preguntas que surgen de estos resultados trascienden al experimento: ¿Por qué el hecho de monitorearlas hace que las partículas se comporten

de una manera, pero cuando no las vemos hacen otra cosa diferente? ¿Qué necesidad hay de incluir un observador para determinar el resultado

de este experimento? Aquellas partículas que existen en otros lugares del universo donde nadie

las ve o las rastrea ¿son ondas o son partículas?

Aunque no hay por el momento una solución definitiva, hay var ias propuestasprovenientes de diversos campos: matemáticas, probabilísticas, metafísicas yhasta filosóficas. Una de ellas está basada en el Principio de la Incertidumbre que


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vimos anteriormente. Este indica que las partículas no tienen una posicióndefinida y se encuentran en una “nube” de probabilidades de estar aq uí o allá eincluso aquí y allá. Algo similar refleja el experimento de Young donde laspartículas al tener que tomar la decisión de pasar por una u otra ranura , pasan porambas al mismo tiempo, pues si las posibilidades de pasar por una ranura son del

50% y las de pasar por la otra son también del 50%, entonces las partículas tomanambos caminos ya que son igualmente probables, la diferencia ocurre cuando seintroduce un observador ya que al hacerlo éste hace que las partículas debantener una posición definida, pasando así por una u otra ranura, o al menos esto eslo que parece sugerir el resultado.

Otra solución a este extraño comportamiento es una qu e ha dado inicio a un nuevotipo de “iluminación New Age” , que indica que es que la consciencia delobservador es la que colapsa la onda. En este escenario no hay des-asociaciónentre quien observa y lo que se observa, pues ambos están conectados, no haydualidad, y como todo está hecho de partículas todo está conectado en su nivel

fundamental. Los espiritualistas asocian esto con un concepto como el budista del“Atman is Brahman ” donde la realidad no existe sin una mente que la definaprimero.

Superposición cuántica

Estos términos sofisticados hacen a cualquiera sonar como especialista en unamesa de conversaciones intelectuales, pero para ponerlo en términos sencillos,superposición se refiere a que dos o más cosas están en varios estados

– superpuestos- a la misma vez. Una analogía -que pudiera sonar a un oxímoronsemántico- sería decir que estamos ebrios y sobrios a la vez, ciegos y con vista ala vez, o que algo se encuentra encendido y apagado a la vez, etc., o sea enestados mutuamente excluyentes.

Los cálculos de la física cuántica indican que las partículas atómicas tambiénposeen esta propiedad de superposición, pues en un átomo cualquiera haypartículas que pueden estar en diferentes estados a la misma vez. Este es unhecho que se comprueba con el experimento de las ranuras. Aclaro nuevamenteque no es que la misma partícula se parte o se copia en 2 iguales (algo de por síno permitido en mecánica cuántica debido al “teorema de no -clonado”) , eso esalgo imposible, lo que sucede es que la misma partícula se encuentra en 2 lugaresa la misma vez, al menos esta es una deducción de la teoría y la práctica.

Esta es otra “rareza” del comportamiento del átomo, en su reino sub microscópico – atomolándia- las cosas pueden estar en muchos lugares a la misma vez.Ciertamente esta realidad no es una que experimentamos en nuestra vivenciacotidiana donde las cosas están aquí o allá pero nunca aquí y allá a la vez.

¿Cómo es que las cosas de las que estamos hechos tienen esta propiedad deestar en varios lugares a la vez pero nosotros no? Es una buena pregunta al


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respecto.

Si esta propiedad de los átomos fuera solamente teórica podríamos inferir que escausada por algún problema con las matemáticas del postulado, pero cuandoexiste un experimento como el de la doble ranura (uno por cierto relativamente

sencillo de hacer, pues usando solo dos trozos de papel polarizado y la luz del solse puede crear el patrón de interferencia), entonces no podemos refutar que lasuperposición verdaderamente sucede, y aunque no lo entendamos debemosaceptar que las cosas de las que estamos hechos pueden estar en varios lugaresa la vez.

Este comportamiento es un portazo en la cara sobre lo que creemos “normal” en lavida, más aún cuando sucede todo el tiempo en nuestro propio cuerpo y en todaslas cosas a nuestro alrededor sin darnos cuenta.

Hay gato encerrado

“La curiosidad mató al gat o” - Adagio

Los extraños estados cuánticos no solo se han podido probar con experimentosusando las diminutas partículas del átomo, sino que incluso se han podidoreproducir con objetos lo suficientemente grandes como para verse con unmicroscopio, como con moléculas buckyballs que están hechas de carbono 60 yson casi 500.000 veces más grandes que un protón.

La línea entre el estado de un objeto diminuto , como una partícula atómica, y unogrande, como un gato por ejemplo, es muy discernible, tanto así que no vemosgatos en superposición en varios lugares a la vez. Con esta idea en 1935 el físicoaustriaco Erwin Schrödinger trató de ejemplificar lo poco real que estos estadoscuánticos superpuestos significan a grandes escalas, en tamaños de cosas conlas que interactuamos día a día.

Schrödinger supuso el siguiente escenario: un gato se encuentra dentro de unacaja cerrada, en la caja hay un frasco con veneno que se libera mediante undispositivo mecánico que se dispara cuando un átomo radioactivo decae a ciertonivel; como no se puede calcular con precisión cuando decaerá el átomo por suestado de incertidumbre, debemos asumir -argumentó Schrödinger- que endeterminado momento el gato se encuentra vivo y muerto a la vez, la únicamanera de averiguar su estado actual es abriendo la caja y observándolo. Ese esel famoso experimento teórico apodado “el gato de Schrödinger”, donde el felinose encuentra vivo y muerto a la vez, es decir en superposición.

En próximos capítulos veremos la manera en que poco a poco la ciencia estáempezando a explotar estas inusuales propiedades del átomo. Aclaro a losamantes de los animales que ningún gato ha sido herido en estos experimentosteóricos realizados en los últimos 80 años, aunque algunas neuronas de humanos


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si han sufrido bastante.

Fluctuaciones cuánticas

Partiendo del Principio de Incertidumbre de Heisenberg se deriva otra extrañapropiedad de las partículas del átomo, una que pudiera explicarnos como seoriginó el universo mismo, este principio se llamaFluctuación Cuántica y permiteque partículas aparezcan y desaparezcan espontáneamente, incluso en elespacio vacío, es decir de la “nada”. En mecánica cuántica como vemos, aún si no se t iene “nada” siempre se recibe“algo”.

Esta “mágica” aparición y desaparición de partículas en apariencia de la nada, espermitida por este principio físico, siempre y cuando el par de partículasespontáneas se destruyan/cancelen a sí mismas y suceda en un cortísimo tiempoy en un diminuto espacio. Es por esta condición que cuando aparecen, una deellas es de carga positiva (+) y la otra de carga negativa (-), pues sus cargasopuestas les permiten aniquilarse, obedeciendo así el Principio de Conservaciónde Energía que estipula que nada se crea ni se destruye. (Nota 13)

Este par de partículas son llamadas también partículas virtuales. Su extrañaexistencia ha dejado de ser solo teórica, pues también ha sido probadaexperimentalmente ya que generan algo llamado el Efecto Casimir (Ilustración 10). En este experimento dos placas metálicas neutras (sin carga eléctrica) se aíslanen un espacio al vacío, las placas se colocan a una microscópica distancia una dela otra, y aunque no hay ninguna fuerza actuando sobre ellas, estas placastienden a repelerse o atraerse como si fuesen magnéticas, lo cual se debe alaparecimiento de partículas virtuales en medio de las placas.

Ilustración 10: Efecto Casimir, dos placasmetálicas neutras en un ambiente al vacíose atraen o repelen debido a fluctuacionescuánticas.

Estas fluctuaciones no solo le añaden más misticismo al comportamiento de laspartículas atómicas, sino que también son responsables de efectos como laradiación de agujeros negros en el espacio y posiblemente hasta podrían explicar


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los inicios del universo, temas que veremos un poco más adelante.

Desenredando el nudo cuántico

“En tierra de ciegos, el t uerto es rey .” - Adagio

Atomolándia es un lugar extraño, tiene cosas que no se pueden medir , que es tánunidas sin importar la distancia, que se comportan de dos maneras muy diferentessi las ven o no, que están en varios lugares a la vez y que incluso aparecen ydesaparecen de la nada. Poco a poco vemos que la realidad es más extraña quela ficción.

Si aún no loga asimilar estos principios de física cuántica no se preocupe, yotampoco los entiendo totalmente, de hecho nadie los entiende con certeza, tantoasí que renombrados físicos cuánticos contemporáneos como Richard Feynman,Leonard Susskind y otros, se han referido a este tema literalmente con esasmismas palabras. Hasta el mismo Einstein estuvo en negación de esos principiosaludiendo a frases como “Dios no juega a los dados” , refiriéndose al carácterprobabilístico de las partículas. Una de mis citas favoritas sobre este nudo es delrenombrado físico teórico Edward Witten cuando dice que“…no nos consultaroncuando se creó universo, así que si todo esto es cierto, entonces simplementeesta es la manera en que es el universo”.

Por extraña que parezca la mecánica cuántica, es una teoría que concuerda conmiles de experimentos realizados en los últimos 80 años, además ha tenidoenormes aciertos en predicciones teóricas que luego se compruebanexperimentalmente, por lo que podemos atrevernos a decir que la teoría funcionay este bizarro mundo cuántico existe. Así que aunque los principios sean extrañosy no se entiendan bien, esto no significa que no sean ciertos. Niels Bohr tenía estoen mente cuando le respondió a Einstein sobre el tema de los dados diciéndole“deja de decirle a Dios qué hacer”.

Uno podría considerar que estos comportamientos atómicos no tienen mayorrelación con nuestra vida cotidiana, después de todo lo que sucede en talesniveles microscópicos no es perceptible directamente en nuestro día a día. Pero sila ciencia no fuera curiosa, sino cuestionáramos nuestra propia existencia y lanaturaleza de la realidad, estaríamos deteniendo el progreso de nuestroconocimiento como humanos. Dichosamente esto no ha sucedido, sino todo locontrario, y gracias al estudio del átomo es que tenemos hoy en día tecnologíacomo lásers, computadoras, equipos médicos, cámaras digitales, teléfonoscelulares y transistores que componen todo tipo de equipos electrónicos. Si nofuese por la física cuántica nada de esa tecnología existiría y nuestro mundo seríamuy diferente.

El átomo con toda su rareza desafía nuestro concepto de la realidad, a la vez quenos provee de las cosas electrónicas que usamos todo el tiempo para crear dicha


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realidad.

La física cuántica puede eventualmente abrir las puertas a otros inventos, como latele-transportación de objetos, nuevas fuentes de energía para uso en tierra y ennaves espaciales, nuevas súper computadoras, y muchas más cosas que antes de

su estudio eran mera ciencia ficción.

Cuerdas y dimensiones extra

Nota: el tema a continuación actualmente se encuentra en constantes cambios yactualizaciones y usualmente se trata mediante matemáticas muy complejas. No es miintención hacer esta sección complicada de entender, así considerando lo anteriorsaltaré la explicación de muchos conceptos complejos e historia. Si este tema le resultaalgo incómodo de leer puede saltarlo sin que ello afecte en mayor medida la comprensiónde los próximos capítulos, donde prometo la lectura será más liviana.

Uno de los problemas con los comportamientos del át omo es que no se apegan amuchas de las teorías, fórmulas ni leyes que gobiernan la física clásica, la cual esla física a la que más estamos acostumbrados y que describe el movimiento debolas de billar, trenes en marcha, movimientos de planetas, etc. Es como si lasreglas del minúsculo mundo del átomo fuesen diferentes o incompatibles con lasdel mundo de las cosas más grandes en el que vivimos.

Consolidar ambos mundos, el de la física cuántica con el de la física clásica(separados en particular por la falta de formulaciones concordantes respecto a lafuerza de gravedad), es el santo grial de los físicos y fue el sueño de una vida deEinstein, pues encontrar una fórmula que integre ambos campos sería como

revelar el secreto último de la vida y del universo. Esa teoría unificadora sería lallamada “teoría de t odo” que hasta ahora parece imposible de formular, pero quepodría surgir de una teoría totalmente nueva que ha surgido en los últimos 30años y que cada vez gana más terreno en postulaciones teóricas yexperimentales, se llama la Teoría de Cuerdas.

Si esta teoría resulta ser correcta, implicaría que hay cosas aún más extrañas dela realidad que perci

el universo que somos

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