PSI Punset - Las 4 Fuerzas Que Mueven El Universo

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Sep 2003

astrofísico norteamericano Edward Kolb, en su charla con Eduard Punset. Kolb es profesor de astronomía de la Universidad de Chicago y, además, fundador del grupo de Astrofísica de la NASA en el acelerador de partículas "Fermilab", en Illinois, Estados Unidos.

Entrevista CON EDWARD KOLB

EDUARD PUNSET:Estamos sentados tranquilamente en una posición aparentemente estática, aunque estamos viajando a dos millones de kilómetros por hora por nuestra galaxia ¿es así?

EDWARD KOLB:Así es. Nuestra galaxia está viajando por el espacio a dos millones de kilómetros por hora, es una velocidad enorme y una experiencia diaria. De todas maneras esta velocidad tan grande es inferior a la velocidad de la luz: es 1.000 veces menor, o sea que para los estándares de la velocidad de la luz casi no nos movemos.

EDWARD KOLB:De todas maneras lo que significa es que muchas cosas que son reales no las apreciamos, no las vemos. Y en la especialidad en que yo trabajo, la gran mayoría es invisible. Lo que intento hacer es relacionar este mundo invisible - el mundo de la microfísica: la física subatómica, la física subnuclear - con el mundo de la astronomía - el de lo enorme - . O sea que en la relación entre estos dos mundos extremos de la experiencia humana - el más pequeño y el más grande - es donde se puede ver cómo dependen el uno del otro.

EDUARD PUNSET:Esto es lo asombroso, ¿no?: que el más pequeño le de forma al más grande; o digámoslo al revés: que el más grande dependa de cómo se comporta el más pequeño

EDWARD KOLB:

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Así es: todo lo que vemos en el universo, la complejidad de las galaxias, los planetas, las estrellas, todo evoluciona por todo lo que sucedió en el mismo segundo de la historia del universo. Y todo lo que sucedió en ese primer segundo dependió de la interacción de fuerzas y partículas fundamentales que estudiamos hoy día en los laboratorios de todo el mundo. Porque en ese primer segundo sucedieron cosas que han llevado a la formación del resto del universo, de manera que los siguientes 14 mil millones de años fueron, en algún sentido, el despliegue de los sucesos que tuvieron lugar en ese primer segundo.

EDUARD PUNSET:Ya sé que es una pregunta tonta, pero ¿por qué sucedieron las cosas en ese primer segundo del universo?

EDWARD KOLB:En el primer segundo del universo las condiciones eran muy distintas a las que tenemos hoy en día. Las condiciones de temperatura, densidad y presión eran extremas: hubo una explosión, un gran Big Bang. El tipo de cosas que sucedieron es diferente a lo que experimentamos en el mundo hoy día.

EDUARD PUNSET:Creo que tú has dicho que el estudio de los quásars, que son muy grandes y muy viejos, nos ha llevado a los quarks, que son partículas elementales. Eso es realmente cierto ¿no?

EDWARD KOLB:Hubo un gran naturalista americano - John Newark -, que fue uno de los responsables de la existencia de los parques y bosques nacionales de los EEUU, que dijo: “Cuando en la naturaleza uno analiza una sola cosa se encuentra con que tiene que enfrentarse al resto del universo”. Y hemos descubierto que esto es realmente cierto. Si uno intenta comprender el porqué de las galaxias, qué es lo que mantiene a las galaxias juntas - que es algo muy fuerte - , y estira de ese hilo y lo sigue, invariablemente llega a relaciones con el resto de las ciencias: con la física, con la química, con las partículas elementales y con la materia misteriosa que parece ser que forma la masa del universo; esa materia misteriosa que no podemos ver. Si se estira del hilo de una sola cosa en la naturaleza se ve que está relacionada con el resto del universo.

EDUARD PUNSET:Cuando se habla con los biólogos sobre la esencia de la vida, estos dicen que la vida está hecha de los materiales más comunes que podemos encontrar, que no hay nada único. Y tú

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dices, cuando hablas del cosmos, que no encuentras nada que sea único en el cosmos, de manera que lo más probable es que no seamos el centro de nada y que tampoco seamos únicos ¿es así?

EDWARD KOLB:Esa es la combinación de una idea que empezó con Copérnico. Antes de Copérnico pensábamos que la Tierra ocupaba el centro del universo. Copérnico desplazó a la Tierra del centro y creyó que era el sol el que estaba en el centro del universo. Ahora sabemos que nuestro sol no está en el centro de nuestra galaxia y que nuestra galaxia no está en el centro del universo, ni siquiera está en descanso en el universo, sino que estamos en movimiento, a 2 millones de kilómetros por segundo. Además, los átomos de nuestro cuerpo - carbono, nitrógeno, oxígeno - son una pequeña parte de la masa total del universo, ya que la mayor parte es invisible. De manera que, en algún sentido, no hay nada especial sobre nuestra situación en el universo, ni sobre los materiales de los que estamos hechos.

EDUARD PUNSET:Es difícil ser poco modesto e ir por ahí diciendo que somos los mejores ...

EDWARD KOLB:Bueno, aunque no haya nada especial sobre nuestra situación, el hecho de que analizamos la naturaleza e intentamos entender el universo - que es algo inmensamente más grande que la escala humana de existencia cotidiana - creo que nos hace especiales. No tenemos que vivir en un lugar especial para ser especiales. El hecho de que tengamos curiosidad sobre la naturaleza, sobre el universo, sobre el espacio exterior, sobre el espacio interior, nos hace más especiales que lo que nos podría hacer el vivir en un determinado lugar.

EDUARD PUNSET:Has dicho, y esto es una especie de promesa que has hecho a la comunidad científica, que dentro de 5 años sabremos probablemente lo suficiente sobre esta materia oscura en el espacio - de la que has hablado - y la pista vendrá de buscar nuevas dimensiones del espacio ¿es esto cierto? Y ¿qué quieres decir con nuevas dimensiones que todavía no conocemos?

EDWARD KOLB:En nuestra experiencia cotidiana estamos familiarizados con 3 dimensiones del espacio: podemos ir al norte, sur, este, oeste, arriba, abajo. Ir hacia arriba y hacia abajo quizá no sea tan fácil como ir en otras direcciones, pero podemos hacerlo. Los esfuerzos en comprender

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la unión de las fuerzas de la naturaleza nos ha llevado a creer que hay dimensiones adicionales especiales que no tienen todavía nombres y que son ortogonales a las dimensiones habituales que conocemos. Y estas dimensiones por algún motivo no nos son familiares, no las podemos ver, o porque son muy pequeñas, o porque por algún motivo estamos restringidos a vivir en un corte tridimensional, no en un universo con un número mayor de dimensiones. Y el comprender este tipo de situaciones en la naturaleza, puede que nos lleve a comprender qué es la energía oscura, la energía del espacio, y la energía de la materia oscura, el tipo de material que mantiene juntas a las galaxias.

EDUARD PUNSET:Has mencionado la materia que no vemos y en realidad te he oído decir que no quieres alarmarnos pero que el 95% de la materia del universo no está, no la vemos ¿es así?

EDWARD KOLB:Así es. A principios del siglo XXI, después de tantos siglos de ciencia y de grandes descubrimientos en la historia de la naturaleza, hemos descubierto que si analizamos el universo sólo podemos ver, explicar y comprender el 5% de lo que existe. El 95% de la masa total, de la energía y de la densidad del universo lo desconocemos. Una gran parte está en forma de partículas de materia que todavía está por descubrir, pero que la estamos investigando.

EDUARD PUNSET:¿Una especie de partículas virtuales?

EDWARD KOLB:Lo que nosotros denominamos materia oscura, lo único que sabemos de ella es su nombre. No emite luz y no podemos verla, pero es la gran parte de la materia de nuestras galaxias. Y luego hay otro tipo de parte misteriosa de nuestro universo que llamamos energía oscura y que tiene alguna relación con la misma estructura del espacio. Un espacio vacío tiene una estructura y una masa y hay algo en el espacio vacío.

EDUARD PUNSET:¿Lo que estás diciendo es que la nada tiene energía?

EDWARD KOLB:Sí. La nada es algo, tiene energía y es importante, muy importante.

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EDUARD PUNSET:Si es cierto que hay tanta energía en la nada que no podemos ver, pero que está ahí ¿puede esto explicar por qué el universo está acelerándose y expandiéndose hasta llevarnos a una situación en que, si las cosas van mal, dentro de poco tiempo - digamos un millón y medio de años, que es bastante poco en tu escala de tiempo - estaremos solos? O sea que los cuerpos celestes habrán desaparecido y la luz no nos llegará porque estaremos demasiado lejos.

EDWARD KOLB:Hace cien años los astrónomos creían que nuestra galaxia - la Vía Láctea - era la única galaxia del universo. Pero en 1924 Edwin Hubble - el gran astrónomo americano - descubrió que en el universo hay miles de millones de galaxias iguales a nuestra Vía Láctea. Lo que hemos descubierto en los últimos 5 años es que esta energía oscura que ocupa el espacio entre galaxias, está ejerciendo una fuerza que las separa y que empuja la expansión del espacio; y si continúa así, eventualmente dentro de unos miles de millones de años las otras galaxias estarán tan lejos que no podremos verlas y creeremos estar solos en el universo. Nuestra galaxia será la única galaxia que podremos ver. En el futuro será un universo solitario.

EDUARD PUNSET:¿Mucho antes de que se muera el sol?

EDWARD KOLB:En el momento aproximado en que muera el sol no podremos ver otras galaxias.

EDUARD PUNSET:Desde hace algún tiempo, en la comunidad científica se habla de la existencia de no sólo uno, sino muchos universos, y sabes que hay quien ha sugerido que en realidad nosotros - la luz que conocemos y la materia que conocemos - estamos encerrados en una brana. Así es como lo llamáis, una especie de “brana”. Y por otra parte queda la masa, el resto. El problema es que sólo la fuerza de la gravedad estará presente en los dos lugares: en la masa y en nuestra habitación cerrada - la brana - desde la cual estamos intentando imaginarnos cómo es el edificio. Y que son tan diferentes que incluso si existe otro universo nunca seremos capaces de penetrarlo.

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EDWARD KOLB:Podemos imaginarnos que vivimos en un corte tridimensional de una dimensión mayor, a esto se le llama en inglés “brane”, y no “brain” como el cerebro. Y muy cerca de nosotros es posible que exista otra “brana” que se mueve en otra dimensión del espacio y donde también hay planetas, estrellas y galaxias. Y éstas están físicamente cerca de nosotros, pero no podemos verlas porque sólo la gravedad puede ponerlas en relación.

EDUARD PUNSET:La gravedad sigue siendo un misterio. Sabemos mucho sobre electromagnétismo, sobre la fuerza nuclear fuerte que junta a los átomos - bueno a los núcleos de los átomos - y sabemos mucho sobre la fuerza débil que explica una parte de los procesos de radiación, pero cuando intento preguntarte, al menos, cómo funciona la gravedad, me sigues diciendo que es un misterio. Que está por todas partes pero que todavía no podemos comprender qué es la gravedad. ¿Por qué es tan difícil?

EDWARD KOLB:Cualquiera que haya intentado mover un piano comprenderá que la gravedad es una fuerza muy fuerte. Pero, sin embargo, no podemos comprenderla a un nivel cuántico de la misma manera que podemos comprender el magnetismo, la electricidad o las fuerzas nucleares que has mencionado. Quizás este descubrimiento (que hay densidad en el espacio, una energía oscura o materia, una masa del espacio) puede que sea la pista que nos permita comprender de verdad la gravedad. De alguna manera tenemos que ir más allá de Einstein para comprender la gravedad. Einstein nos ayudó en una parte del recorrido hasta llegar allí, y estaba en lo cierto, pero no completamente. Por ejemplo su teoría nos llevó a la teoría de que hubo un Big Bang, pero no explicó la fuente de energía que impulsó el Big Bang. Él fue la primera persona que asumió que hay una energía en el espacio, que hay una densidad en el espacio, pero no dijo por qué, y habló de los agujeros negros pero no podía explicar qué sucede en la singularidad del interior de un agujero negro, o cómo se comporta la materia en el espacio en entornos extremos del agujero negro, de manera que tenemos que ir más allá de Einstein y creo que lo conseguiremos en el siglo XXI. Ahí fuera estoy seguro de que hay alguien que lo hará.

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