Seis números nada más

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Escrito por Martin Rees y publicado por editorial Debate en 2001 (el original es del 2000).

Del autor, indicar que ya he comentado otro libro suyo con anterioridad: éste.

Actualmente es profesor emérito de cosmología y astrofísica en la Universidad de Cambridge, y con eso, más la cantidad de libros en los que le mencionan (para bien), y que encima este libro está entre los que recomienda Stephen Hawking al final del libro comentado justo antes que éste, pues no me quedaba más remedio que leerlo.

A pesar de que no tiene demasiados años el libro, hay que tener en cuenta los descubrimientos posteriores, aunque coinciden bastante con la opinión del autor sobre lo que va a ir pasando en los próximos años (ahora pasados).

El libro nos introduce en el por qué de la organización (a nivel físico) del universo (o multiverso) en el que vivimos, e intenta, principio antrópico al margen (o casi al margen, que es muy difícil deshacerse de él al estudiar temas como los aparentes ajustes de muchas variables (números) que harían la vida imposible si fuesen "un poco" diferentes), explicarnos las curiosidades que se dan en varias (en este caso seis) proporciones que hacen que podamos preguntarnos por qué tienen ese valor y no otro, porque si tuviesen otro no podríamos preguntarnos el por qué (y otra vez el principio antrópico).

En las páginas 12 y 13 nos pone delante los seis números de los que va a tratar el libro, que determinan características claves de nuestro universo: cómo se expande, si es posible la formación de planetas, estrellas y galaxias y si puede darse una química propicia para la evolución, y que son los siguientes:

• El número N, que representa la relación que existe entre la fuerza que mantiene unidos los átomos y la fuerza de la gravedad que hay entre ellos (que es 10 elevado a la 36) y que indica la debilidad de la gravedad a escala cuántica.
• El número ε, que es 0.007 y que mide la eficacia nuclear o el porcentaje de masa que se convierte en energía en la fusión nuclear del hidrógeno en helio.
• El número Ω, que es la relación entre la densidad existente en la actualidad y la densidad crítica
• El número λ, que es la constante cosmológica (aquel famoso "error" de Einstein).
• El número Q, que mide la amplitud de las irregularidades iniciales (y que es aproximadamente 10 a la menos 5).
• El número D, que son las dimensiones espaciales en las que está nuestro universo, que son tres (dimensiones espaciales no enrolladas).

Obviamente, para hablarnos de ellos, nos introduce en la teoría de la gravedad, la teoría de la relatividad, la teoría cuántica, el Big Bang, la inflación (Alan Guth), las teorías de cuerdas, ... , en fin, lo normal si se quieren poner las cosas un poco en contexto. Va modificando un poco hacia arriba o un poco hacia abajo los valores de cada uno de los seis números y observa los resultados que tendrían esas modificaciones en nuestro universo (ya adelanto que ninguno bueno para nosotros).

Menciona una frase muy buena de Plank que ya comenté en otra ocasión que es que él afirmaba que las teorías nunca se abandonan hasta que mueren los que las han defendido, y añadía que la ciencia avanza funeral a funeral. También tiene detalles graciosos, como una definición de telescopio (de Ambrose Bierce) que dice: "dispositivo relacionado con el ojo de manera similar a como el teléfono lo está con el oído; ambos permiten que objetos distantes nos atormenten con una multitud de innecesarios detalles." Pero al margen de cosas graciosas, da multitud de datos e información sobre los procesos físicos que rigen el universo y hay una gráfica muy buena en la página 174 sobre las etapas claves de la expansión del universo.

Resumiendo, 231 páginas que se leen de forma muy tranquila y en las que creo recordar que no hay ni una sola fórmula (quitando la famosa de Einstein), lo cual es muy curioso cuando se habla de números.

Como siempre, copio un trocito:

"Pero si λ no es cero, la repulsión cósmica hará que las galaxias se distancien entre sí a una velocidad creciente. Como su desplazamiento al rojo aumentará en vez de disminuir, desaparecerán de nuestra visión aún más rápidamente. Nuestro campo de visión estará limitado por un horizonte similar a una versión invertida del horizonte existente alrededor de un agujero negro. Cuando un objeto cae a un agujero negro, va acelerando, aumentando cada vez más su desplazamiento al rojo y desapareciendo de la vista al acercarse a la "superficie". Una galaxia en un universo dominado por λ se alejaría de nosotros acelerando, aproximándose cada vez más a la velocidad de la luz al acercarse al horizonte. En tiempos remotos no podríamos observar más allá de lo que lo hacemos ahora. Exceptuando Andrómeda y las pequeñas galaxias unidas gravitatoriamente en nuestro grupo local, todas las galaxias estarían condenadas a desaparecer de nuestra vista. Su futuro lejano estaría más allá de nuestro horizonte, tan inaccesible para nosotros como el interior de un agujero negro. Nuestro espacio extragaláctico se iría vaciando de manera exponencial al avanzar la eternidad."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1-2 (hay una pequeña dificultad al principio en entender la definición de alguno de los números).

Opinión: 4 (muy bueno y escrito de forma muy sencilla).

El paisaje cósmico

Escrito por Leonard Susskind y publicado por Editorial Crítica dentro de su colección Drakontos en 2007 (el original es del 2006). Antes de seguir, me gustaría comentar, que no se si lo he hecho en algún otro momento, que el director de esta colección es José Manuel Sánchez Ron, y hace un gran trabajo, al menos en mi opinión, ya que de esta colección me he leído bastantes libros (y tengo otros muchos pendientes de leerme). También me he leído algún libro suyo, como el de "Cartas a Isaac Newton" (que me gustó bastante) y tengo algún otro en casa pendiente de leerme, como el de "Los pilares de la ciencia".

Sobre el autor, decir, tal y como dije cuando comenté otro libro suyo ("La guerra de los agujeros negros") que es el actual director del Instituto de Física Teórica de Stanford, y con eso basta para que merezca la pena leerlo. Si además le sumamos que el anterior que me leí (que casualmente era del 2007 y me lo debería haber leído después de éste, pero nadie es perfecto) me gustó bastante y me pareció que estaba bien escrito, pues razón de más, para, tal y como dije cuando comenté el anterior, poner éste entre los próximos que tenía para leer.

El título viene acompañado por la siguiente frase: "Teoría de cuerdas y el mito del diseño inteligente". Con eso ya nos podemos hacer una idea de lo que va a ir el libro: sí, de teoría de cuerdas, y, como dice él mismo: "de la explicación científica de los milagros aparentes de la física y la cosmología, y de sus implicaciones filosóficas". Bueno, y de muchas cosas más, pero fundamentalmente de cómo la teoría de cuerdas bien mezclada con el principio antrópico, el principio holográfico y los multiversos, están revolucionando nuestra concepción de la naturaleza ... y la de los físicos.

Pero no comienza dando nada por sabido, y hace una buena explicación de todo lo que comenta; de hecho hace una muy buena explicación de muchas de las cosas que comenta. Puesto que se va a hablar de bastante de mecánica cuántica y de física de partículas, nos hace una introducción a la misma y a los conceptos que en ella se manejan, bastante clara (dentro de que la mecánica cuántica es lo que es), como de los diagramas de Feynman dentro del capítulo primero o la energía del vacío de la que comenta cosas bastante interesantes, como: "por muchas veces que dupliquemos el tamaño del universo, la densidad del vacío sigue siendo la misma y su efecto repulsivo nunca disminuye" (que es algo, en principio chocante para la lógica que manejamos los mortales). También habla de los comienzos de la teoría de cuerdas y de los espacios de Calabi Yau (que aparecen comentados en casi todos de los libros que hablan un poco en serio de la teoría de cuerdas) y las singularidades cónicas (conifold). En fin, que explica muy bien todo lo que luego utiliza para desarrollar su opinión sobre la explicación científica del "diseño inteligente". Según se va adentrando más en el meollo del asunto, empieza con dos conceptos que serán claves a lo largo de todo el libro, que son el de "paisaje" y "megaverso" (él mismo reconoce que hoy en día muchos utilizan la palabra "multiverso" en vez de "megaverso", pero en realidad se refieren a lo mismo). Y nos indica que hay que tener cuidado y que "los conceptos de paisaje y megaverso no deben confundirse. El paisaje no es un lugar real. Piense en él como una lista de todos los posibles diseños de universos hipotéticos ... El megaverso, por el contrario es muy real. Los universos de bolsillo que lo llenan son lugares que existen realmente, no posibilidades hipotéticas".

Resumiendo, son 433 páginas con un glosario final por si alguien se despista, que se leen bastante bien y muy bien explicadas; luego podremos estar más o menos de acuerdo con lo que dice, pero hay que tener en cuenta que han pasado 10 años desde que se escribió, y en diez años pasan muchas cosas, aunque en general, los temas de los que habla el libro siguen estando en la frontera de la física.

Como siempre, copio un párrafo:

"Estas conclusiones relativas a la existencia de una constante cosmológica son tan importantes que quiero repetirlas. La existencia de una pequeña constante cosmológica, que representa el 70% de la energía del universo, resuelve los dos mayores enigmas de la cosmología. Primero, la energía adicional es suficiente para hacer el universo plano. Este hecho elimina la molesta discrepancia entre la planicie observada del espacio y el hecho de que la masa del universo sea insuficiente para hacerlo plano.

La segunda paradoja que queda eliminada por la constante cosmológica es la discrepancia igualmente molesta que supone el hecho de que las estrellas más viejas parecen más viejas que el universo. De hecho, la misma energía del vacío - setenta por ciento del total- es exactamente la que se necesita para hacer el universo un poco más viejo que estas antiguas estrellas."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1-2.

Opinión: 4-5 (muy bien escrito, muy claro y tomando partido).

El telescopio de Einstein

Escrito por Evalyn Gates y publicado por Alba Editorial en 2011 (aunque el original es del 2009).

El libro tiene una continuación del título que describe perfectamente de lo que va a tratar: "en busca de la materia y energía oscuras del universo".

Está escrito por Evalyn Gates (que reconozco que no había oído hablar de ella hasta que me interesé por este libro) que es una doctora en física de partículas que, entre otras cosas, ha sido directora de astronomía del Planetario Adler de Chicago (vamos, que de estos temas sabe algo).

En principio, lo de "el telescopio de Einstein" no lo tenía muy claro, no sabía si era algo basado en un principio físico o una forma de hablar, pero definitivamente, como muy bien explica en el libro, hace referencia a la curvatura de la luz en presencia de objetos masivos, de tal forma que ese efecto se puede usar como un telescopio que nos permite ver galaxias lejanas que de otra forma serían demasiado débiles como para poder verlas sin el efecto de distorsión espacio-temporal que produce la presencia de objetos masivos en el camino que recorre la luz desde la galaxia que la emitió hasta el planeta en el que vivimos. Explica el fenómeno con total claridad y muestra, en una serie de fotos a color en el centro del libro, los distintos efectos que pueden aparecer al ocurrir estos fenómenos de curvatura de la luz (tengo que decir que las fotos son muy curiosas y merece la pena echarles un vistazo con tranquilidad).

Basándose en este fenómeno, y en nuestro conocimiento del mismo, las cosas empiezan a complicarse (como suele ocurrir en esta materia) y de un sitio vamos a otro y como por obligación surgen tanto la energía oscura como la materia oscura. De una forma natural, que parece que no se entiende por qué no se le había ocurrido a alguien antes, pero de repente nos encontramos tratando de localizar y entender cosas que no sabemos lo que son, ni dónde están y nos obligan a desarrollar tanto la física teórica (para intentar generar modelos que expliquen lo que observamos) como la técnica experimental, para intentar detectar lo indetectable. Es la misma óptica gravitatoria utilizada para observar galaxias lejanas, la que se está usando actualmente para detectar planetas extrasolares con éxito indiscutible.

En el capítulo dedicado a la expansión cósmica pone la ecuación de Einstein de la relatividad general y hace una explicación bastante sencilla de la misma.

Sí, ya se que no parece sencilla (ni lo es), pero sigue siendo sorprendente (por mucho que la notación sea tensorial, con todo lo que eso implica), que una teoría tan compleja (en todos los niveles), se pueda resumir en una sóla ecuación (aunque sea una forma compactada de muchas).

También, entre otras cosas, da una muy buena explicación sobre la teoría inflacionaria de Alan Guth y cómo esa teoría resolvía de golpe varios de los problemas más serios de la astrofísica, como son el de los monopolos magnéticos, el de la planitud del universo y el famoso problema del horizonte (tres en uno, no se si al final será correcta la teoría, pero hay que reconocer el mérito de la misma). Se mencionan y explican también las ondas gravitatorias (sí, esas que no terminamos de saber si se han detectado o no) y multitud de conceptos que explican o intentan explicar el sitio en el que vivimos.

En fin, que son 357 páginas que hay que leer con tranquilidad, no por la dificultad de la lectura, si no porque explican muchas cosas y aportan muchos datos (sobre todo para los que, como yo, no sepan mucho de óptica gravitatoria), pero que merece la pena ser leído.

Como siempre, copio un trocito:

"Hemos aprendido cosas asombrosas. El universo tiene 13.700 millones de años, una temperatura media sólo tres grados sobre el cero absoluto, y es plano. La inmensidad del espacio que hoy vemos lleno de cientos de miles de millones de galaxias era un caldo de energía de densidad casi infinita que empezó a expandirse y enfriarse desde su mismo comienzo. El propio espacio se expande en un gran estiramiento cósmico que recientemente ha dado otra vuelta de tuerca: la expansión se acelera. Por lo demás, el universo es oscuro. La energía oscura (72 por ciento) y la materia oscura (23 por ciento) dominan el inventario del cosmos; la materia normal, que comprende todo lo que hemos podido sostener con nuestras manos o examinar con nuestros instrumentos, no es más que el tercer elemento en importancia y sólo representa el cinco por ciento de cuanto existe."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 2 (hay que estar atento).

Opinión: 4

PD (añadida el 12/03/15): Sobre este asunto acaba de salir una noticia