Las entidades oscuras

 

Escrito por Cristiano Galbiati y publicado por Ediciones Akal en 2020 (el original es del 2018).

Nuevamente, y para no romper la tradición, al autor no lo conocía de nada, pero como el libro me lo regalaron, pues no tenía necesidad de conocerlo. El autor es profesor de física en la Universidad de Princeton y es miembro activo del experimento Borexino llevado a cabo en los laboratorios italianos de Gran Sasso. Como físico, se dedica principalmente al estudio y posible detección de la materia oscura, con lo cual, claramente, sabe de lo que habla cuando titula al libro de esa manera.

Está escrito de forma curiosa ya que no hay ningún nombre de ningún físico, ni ninguna fórmula en el libro, a excepción de un par de diagramas de Feynman (a los que ni siquiera llama por su nombre). Es una curiosidad sin la menor importancia, pero no lo había visto nunca.

El libro trata, sin ningún género de duda, de la materia y la energía oscuras, aunque hace un breve repaso a la teoría de la relatividad (especial y general) y a su "ajuste" con el modelo estandar de la física de partículas. Hace especial hincapié en un hecho crucial: "la velocidad de la luz es independiente del sistema de referencia".

Como buen científico comenta cómo va evolucionando la búsqueda de la materia oscura, y como "el descubrimiento de una galaxia sin materia oscura mina los fundamentos de las teorías modificadas de la gravedad (que son teorías que modifican sustancialmente la dependencia de la fuerza de la gravedad con el radio de acción)". Habla de las WIMP, y de los numerosos experimentos que se están llevando a cabo para intentar detectar la materia oscura (sea lo que sea). Hace mención especial a los que se están llevando a cabo en Italia (cosa normal, ya que él participa en muchos de ellos). También da buenas explicaciones sobre lo que son los isótopos y a partir de ahí, cómo se obtiene el argón de la atmósfera necesario para los experimentos y los procesos radioactivos.

Resumiendo, un libro de sólo 177 páginas que se leen de forma muy sencilla (aunque hay algunas partes cuando habla de isótopos, que se pueden hacer un poco pesadas ya que entra demasiado en detalle, pero bueno, para gustos los colores, como suele decirse) y con un formato, al menos el que tengo yo, de lujo.

Como siempre, copio un trocito:

"¿Y qué está empujando al universo a acelerar su expansión? Resumiendo, todas las mediciones modernas parecen confirmar la presencia de una entidad que tiene las características de la constante cosmológica. Una forma de energía asociada de manera intrínseca al espacio-tiempo, una energía del vacío cósmico que empuja al universo a una carrera cada vez más violenta para ocupar extensiones más extremas del espacio-tiempo: es la energía oscura, el mayor misterio de la física moderna.

¿Qué es la energía oscura? Todavía no nos es dado saberlo. La información que tenemos al respecto es muy limitada, Parece comportarse como una constante cosmológica, ya que su acción parece ser compatible con la de una forma de energía constante por unidad de espacio-tiempo e inmutable con el paso del tiempo en la historia del universo".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1

Opinión: 3

El universo elegante

 

Escrito por Brian Greene y publicado por Editorial Crítica dentro de su colección Drakontos en 2001 (el original es de 1.999).

Del autor esta vez sí que había oído hablar, de hecho he comentado un par de libros suyos con anterioridad: éste y éste. Es doctor en física y profesor de física y matemáticas en la Universidad de Columbia. Es uno de los grandes especialistas en teoría de cuerdas y un buen divulgador científico, así que dado el subtítulo del libro: "supercuerdas, dimensiones ocultas y la búsqueda de una teoría final", merecía la pena leerlo. Eso sí, hay que tener en cuenta la época en la que está escrito, hace ya 21 años (que viejos nos hacemos, jeje). Pero también está a punto de salir publicado un nuevo libro suyo (de hecho en cinco días): "Hasta el final del tiempo", que me compraré en cuanto lo vea por ahí.

El libro está muy centrado en la teoría de cuerdas y su evolución a la teoría de supercuerdas (mediante lo que se entiende como supersimetría (un principio de simetría que relaciona las propiedades de las partículas con un número entero como valor del espín (bosones) con las propiedades de las partículas cuyo espín es la mitad de un número entero impar (fermiones)), pero no por eso deja de comentarnos la teoría de la relatividad general de Einstein (porque a fin de cuentas, está hablando del universo) y la modelo estándar de partículas.

Comentando la teoría de la relatividad general, indica que el movimiento libre de fuerzas sólo tiene sentido en comparación con otros objetos y, como ha dicho a menudo el físico John Wheeler al describir la gravedad, "la masa agarra al espacio diciéndole cómo ha de curvarse, y el espacio agarra la masa diciéndole cómo ha de moverse" y nos introduce un poco en la geometría riemanniana que es la que explica la curvatura del espacio-tiempo. Y es esa misma geometría espacial lisa (que no quiere decir que sea plana), que constituye el principio fundamental de la relatividad general, la que queda destruida por las violentas fluctuaciones del mundo cuántico a escalas de distancias pequeñas (por el principio de incertidumbre). De ahí llegamos a que "el universo es como es porque las partículas de la materia y de las fuerzas tiene las propiedades que tienen. Ahora bien, ¿es esto una explicación científica de por qué tienen esas propiedades?".

Y cuando tenemos claro que hay un problema entre la relatividad general y la mecánica cuántica, nos introduce en el mundo de las teorías de cuerdas (recordemos que una cuerda es sencillamente una cuerda, puesto que no hay nada más fundamental, no se puede decir que esté compuesta por ninguna otra sustancia), que fueron evolucionando hasta ser realmente cinco teorías: teoría de cuerdas Tipo I, Tipo IIA, Tipo IIB, Heterótica-E y Heterótica-O, que convergen en un marco de referencia que se ha llamado Teoría M y que, a diferencia de las anteriores teorías, implica un espacio-tiempo de once dimensiones y un objeto conocido como cero-brana. 

Para irnos explicando todo esto, introduce un montón de conceptos, como la función beta de Euler, la teoría de Kaluza-Klein (por resumir mucho; posibilidad de existencia de nuevas dimensiones espaciales diminutas), las formas de Calabi.Yau, la teoría de perturbaciones, las simetrías espejo (que en el contexto de la teoría de cuerdas, es una simetría que muestra que dos formas de Calabi-Yau diferentes, que se denominan par de espejos, dan lugar a propiedades físicas idénticas cuando se eligen para las dimensiones enrolladas de la teoría de cuerdas), los espacios duales, los estados BPS (configuraciones dentro de una teoría supersimétrica cuyas propiedades se pueden determinar de manera exacta mediante argumentos basados en la simetría), etc ... gracias a Dios, si alguien no tiene buena memoria, al final hay un muy buen glosario de conceptos.

Resumiendo, un libro de 420 páginas, más unas notas finales, que se lee muy bien, casi todo, pero que hay un par de capítulos que hay que leer con calma (los capítulos donde nos habla de transiciones modificadoras de la topología (procesos que incluían rasgados del espacio)).

Como siempre, copio un trocito:

"Lo dicho por Uhlenbeck y Goudsmit, ¿significaba que el electrón gira en torno a si mismo? Sí y no. Lo que su trabajo demostraba realmente es que existe una noción de espín en la mecánica cuántica que en cierto modo se parece a la imagen habitual, pero que en su naturaleza es inherente a la mecánica cuántica. Se trata de una de esas propiedades del mundo microscópico que roza con las ideas clásicas, pero introduce una peculiaridad cuántica experimentalmente verificada. Por ejemplo, imaginemos una patinador que gira sobre si mismo. Cuando recoge sus brazos, gira más rápidamente, cuando los extiende, más despacio. Y antes o después, dependiendo de la fuerza con que se impulse para girar, lo hará más lentamente y acabará parando. No sucede así con el tipo de giro descubierto por Uhlenbeck y Goudsmit, Según su trabajo y subsiguientes estudios, todo electrón del universo, siempre y sin cesar, gira una velocidad fija y que nunca cambia. El espín de un electrón no es un estado de movimiento transitorio como lo es para otros objetos que nos resultan más familiares y que, por una razón u otra, están girando. Al contrario, el espín de un electrón es una propiedad intrínseca, como su masa o su carga eléctrica. Si un electrón no estuviera girando, no sería un electrón."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 2-3 (hay un par de capítulos por la parte final que son para leer con calma).

Opinión: 3-4