¿De qué está hecho el universo?

Is this the real life
Is this just fantasy
Caught in a landslide
No escape from reality
Freddie Mercury, “Boh(e)mian Rhapsody”

¿Tiene que estar hecho el universo de algo? Los prejuicios de la física clásica nos obligan a pensar que el universo tiene que estar hecho de algo, como todas las cosas macroscópicas que conocemos. Sin embargo, la física cuántica no nos permite saber si el universo está hecho de algo o no. Estas preguntas son más bien de metafísica y entre los físicos las opiniones están muy confrontadas. Para R.C. Henry no tiene sentido la pregunta ¿de qué está hecho el universo? Para A. Hobson está claro que el universo está hecho de «campos cuánticos» (que no son ni partículas, ni ondas, ni campos, pero son todas estas cosas al mismo tiempo). Para N.G. van Kampen el universo es «real» y la mecánica de Bohm es la interpretación (realista) correcta de la mecánica cuántica, según él es compatible con todos los experimentos. Los aficionados a la física disfrutarán con una serie de artículos en el American Journal of Physics sobre la «escandalosa» mecánica cuántica en la que la realidad puede que no sea «real». Todo empezó con el artículo de Hrvoje Nikolić, «Would Bohr be born if Bohm were born before Born?,» Am. J. Phys. 76: 143 (2008) [ArXiv gratis]. Continuó con la respuesta de N. G. van Kampen,»The Scandal of Quantum Mechanics,» Am. J. Phys. 76: 989-990 (2008), con la de Art Hobson, «Response to «The Scandal of Quantum Mechanics,» by N. G. Van Kampen [AM. J. Phys. 76, 989-990 (2008)],» Am. J. Phys. 77: 293-293 (2009), con la de Richard Conn Henry «The real scandal of quantum mechanics,» Am. J. Phys. 77: 869-870 (October 2009) [versión gratis], y finalmente con la de Art Hobson, «Response to «The real scandal of quantum mechanics,» by Richard Conn Henry [Am. J. Phys. 77 (10),869–870 (2009)],» Am. J. Phys. 77: 870-871 (October 2009).

Un terrible tira y afloja metafísico con el que seguramente disfrutarán muchos de los lectores de este blog.

Las ideas de Henry básicamente son las siguientes. Las cosas clásicas están hechas de algo, pero por qué tienen que estar hechas de algo también las cosas cuánticas. Para Henry la función de onda de un campo cuántico es sólo una herramienta matemática para el físico, sin ninguna manifestación física. La función de onda no es real porque no es medible. Sólo podemos medir los resultados de medidas, valga la redundancia, de operadores (posición, momento, energía, etc.). Algo no medible no puede ser real. La pregunta de qué está hecha una función de onda cuántica no tiene sentido y por tanto la cuestión de qué está hecho el universo tampoco. La mayoría de las personas, los físicos incluidos entre ellas, piensa que el universo tiene que ser real (realista), un punto de vista que está en desacuerdo con lo que los experimentos en física cuántica parecen indicarnos.

Hobson se sorprende de lo extremistas que son los físicos cuánticos que se dedican a estudiar la interpretación de la mecánica cuántica. Según él, la física cuántica no necesita interpretación. Es como es y punto. Experimentos mentales como el del gato de Schrödinger que puede que esté simultáneamente vivo y muerto, son sólo eso, «pajas mentales.» La decoherencia explica por qué los objetos macroscópicos se comportan de forma clásica, sus funciones de onda y por qué el gato de Schrödinger o está vivo o está muerte, nada más simple.

Para Hobson la función de onda (de un electrón, por ejemplo) es el límite no relativista de una entidad física real, un campo electrón-positón cuantizado (que es tan real como pueda serlo un campo electromagnético, la luz misma). Hobson cita a Weinberg que afirma que «los campos cuánticos son los ingredientes básicos del universo,» y recomienda el libro de Robert Mills, «Space, Time and Quanta: An introduction to contemporary physics.» Por supuesto, las ideas de Hobson las podemos encontrar más detalladas en sus propios artículos, como Art Hobson, «Electrons as field quanta: A better way to teach quantum physics in introductory general physics courses,» Am. J. Phys. 73: 630-634 (2005) [gratis aquí], «The wave function and reality,» Am. J. Phys. 73: 197-197 (2005), y «Teaching Quantum Physics Without Paradoxes,» The Physics Teacher 45: 96-99, 2007 [gratis aquí].

Hobson coincide con Henry en que el universo no está hecho de cosas, pero por razones distintas. Para él, los campos (cuánticos) no son cosas y no están hechos de cosas. Más bien al contrario, las cosas están hechas de campos cuánticos.

Hemos de recordar algo importante. Nosotros no podemos observar el universo microscópico, lo único que podemos observar son las lecturas macroscópicas de los instrumentos que utilizamos para medir el mundo microscópico. En nuestro conocimiento sobre el mundo cuántico siempre tenemos pegados de forma indisoluble lo medido y lo que mide y esto último es macroscópico. No se puede separar lo cuántico medido del aparato clásico que lo mide (aunque sí lo hacemos cuando usamos la matemática de la física cuántica). Cuando queremos entender el universo en su conjunto, como no hay nada fuera del propio universo que lo pueda medir, debemos aceptar que el universo en su conjunto es clásico (macroscópico).

Habrá que seguir hablando de estos temas en futuras entradas. Habrá que cantar aquello de ¡Escándalo, esto es un escándalo!

4 comentarios en “¿De qué está hecho el universo?

  1. esto es muy interesante y ademas me a ayudado mucho
    por favor avisarme o colgar en estas paginas la continuacion =)

  2. y esos aparatos clásicos de medición son siempre de orden y fuerza electromagnéticos, ergo no pueden medir campos cuánticos. La entrada me hace pensar que todo lo que comprendemos está enclaustrado en el nominalismo, que fuera de nuestras pobres o grandiosas herramientas matemáticas, gobierna el comandante nominalismo in res extensa

  3. «La mayoría de las personas, los físicos incluidos entre ellas, piensa que el universo tiene que ser real (realista), un punto de vista que está en desacuerdo con lo que los experimentos en física cuántica parecen indicarnos.»

    Desde la proposición de John Bell, mucho se ha trabajado.

    Pero unna bisectriz emergió. O el espacio-tiempo es real, o no lo es.

    Si lo es (Hipótesis realista) se puede hablar de una ‘velocidad de comunicación’ entre pares emparejados.

    Y se pueden medir cotas mínimas, midiendo el error en el tiempo de medida de pares correlados, y la distancia que los separa, mientras violan las desigualdades de Bell.

    En 2004, Nicolas Gisin (Group of Applied Physics, Geneva University, 1211 Geneva) lo hizo.

    Haz clic para acceder a 0503007.pdf

    Lo recomiendo, no elucubra (Como tantos……….), solo mide.

    Entre 10E(+7) (Es decir, 10.000.000) veces ‘c’, y 10E(+4) (10.000) veces ‘c’, dependiendo del marco de referencia elegido (El laboratorio de Geneva, o el fondo de radiación cósmica).

    F.,,,,,,,

    Mas allá de la relatividad (Ya vieja teoría, mejor dicho, media verdad), mas allá de los lindos cálculos cuánticos que nos han permitido los grandes exitos predictivos (Orbitales, distribución de Fermi, Fisica del estado solido, lasser, CQD, etc), hay algo, a mi entender, realmente prodigioso.

    Los experimentos con pares entrelazados nos revelan que el espacio-tiempo, no es real.

    Mas aún, con los experimentos tipo ‘delayed’.

    ¿Conoces el efecto Zennon?. Es impresionante, una simple consecuencia de la filosofía cuántica.

    Detención del tiempo, y creo haber leído que ya se ha experimentado en partículas.

    El modelo estandar, la supersimetria, la teoría de cuerdas, la teoria M, las formas de Calabi-Yau,,,,,,,,,,,,etc,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

    Un simple par entrelazado, salta no solo por encima de todo espacio, sino de todo tiempo (experimentos de observación retardada tras la decisión de caminos).

    Ese , para mi, si es el autentico misterio , mas grande, de toda nuestra ciencia,

    Hay otro misterio, la interacción con la consciencia humana (De pares no ‘contaminados’, para no salirnos por la tangente con la de-coherencia. El gato de schrodinger es real, y de hecho, creo haber oído que ya se ha hecho, con partículas, tal experimento).

    Pero la interacción con la consciencia humana, solo tiene (Que yo sepa) un apoyo experimental.

    Los 20 años de medidas experimentales del grupo PEAR, de la universidad de Princeton:

    http://www.princeton.edu/~pear/staff.html

    No quiero entrar en ese campo, solo existe (Que yo sepa) ese apoyo experimental.

    Pero el misterio del etanglemente creo que está mas allá de toda esta ‘ciencia’, y no veo casi nadie que lo investigue profundamente, por lo menos, para aprender algo, a nivel práctico.

    Ese camino creo que nos llevará mas lejos que ningún otro.

    Y veo al 99.9999% del mainstream de la ciencia, absolutamente ajeno a él.

    Saludos.

    Javier.

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