La medida del cielo

 

Escrito por Andrés Cassinello Espinosa y publicado por Escolar y Mayo Editores en el 2019.

Al autor esta vez sí que lo conocía, que ya me había leído otro libro suyo: "éste".

Como se puede ver en su website, es un ingeniero de telecomunicaciones, con un doctorado en Ciencias Físicas por la UAM, así que del tema del que trata el libro, puede hablar con conocimiento de causa. Y ¿de qué trata el libro? Pues trata de explicar, desde un punto de vista ni muy técnico ni demasiado superficial, cómo el ser humano ha ido logrando averiguar las distancias a las que están los distintos objetos estelares que tenemos la suerte de ver cuando miramos al cielo (y no estamos dentro de una ciudad ni está lloviendo).

Como él mismo indica, en el libro pretende dar respuesta a las preguntas básicas que un niño se formula al ver el cielo: ¿Cómo de grande es el Sol? ¿Y la luna? ¿A qué distancia están de nosotros? Y respecto a las estrellas, ¿por qué unas brillan más que otras? ¿Por qué se ven de diferente color?¿A qué distancia están? ...

El libro está muy bien escrito y bastante bien desarrollado, comenzando desde los primeros cálculos de distancias a la luna y el Sol y terminando por los cálculos hechos con ayuda de los magníficos satélites enviados al espacio en los últimos años, como el Hubble, el Webb, ...

Por supuesto que hace referencias a casi todos los grandes científicos que colaboraron de una forma u otra con el desarrollo de las ideas para lograr el conocimiento teórico y práctico necesario para entender muchos de los procesos que ocurren a nivel cosmológico, como Kepler, Newton, Einstein, Gamow, .... pero también narra cosas curiosas, como que "ahora sabemos que la respuesta del organismo a los estímulos exteriores es logarítmica: cuando el estímulo multiplica su intensidad, la sensación del oído, la lengua o la vista responde aditivamente", que "en el invierno de 1807 se reunieron en la Freemason's Tavern de Covent Garden en Londres ... allí, tomando una copa, hablarían de la Tierra. Había nacido la Sociedad Geológica. ¡Cuánto debe agradecer la ciencia a la afición de los ingleses a los pubs!". Y también explica muy bien por qué, aunque el universo en el que vivimos tiene unos 13.700 millones de años, el fondo al que podemos mirar está a 41.000 millones de años luz (abreviando, porque el universo se ha expandido).

Resumiendo, un libro de sólo 238 páginas que se leen muy bien y son dificultades técnicas y otras 27 páginas de apéndices extra con temas un poco más técnicos (que no hace falta leer, pero ahí están).

Como siempre, copio un trocito: 

"Hace 1.300 millones de años, cuando los primeros seres pluricelulares se estaban formando en la Tierra, dos agujeros negros de masas considerables que llevaban tiempo dando vueltas el uno alrededor del otro comenzaron un proceso rápido de acercamiento que les llevó a fusionarse en un solo agujero negro, Mientras llegaban a la colisión final iban creando arrugas en el tejido del espacio-tiempo. Las deformaciones se propagaron como ondas y salieron de la galaxia en la que estaban los dos agujeros. Las ondas gravitatorias continuaron su viaje a la velocidad de la luz hasta que, hace 50.000 años, cuando los Neandertales compartían la tierra con nuestros ancestros, llegaron a nuestra galaxia, la Vía Láctea. El 15 de septiembre del 2015 alcanzaron nuestro planeta por la península Antártica, atravesaron la Tierra y emergieron en Livingston, Lousiana, afectando a un aparato colocado precisamente para detectar esas ondas. 7 milisegundos más tarde llegaban a Hanford, en el estado de Washington, donde se localizaba otro aparato de similares características".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1-2

Opinión: 4 (muy bien escrito y explicado todo)

La realidad cuántica

Escrito por Andrés Cassinello y José Luis Sánchez Gómez y publicado por Editorial Crítica dentro de la colección Drakontos en 2012.

Los autores son doctores en Física, uno de ellos, catedrático de física teórica en la UAM, y aunque sólo sea por eso, había que leer el libro. Bueno, por eso y por pertenecer a la magnífica serie de libros que para mi es la colección Drakontos (de la que ya he comentado bastantes libros y seguiré haciéndolo, que tengo unos cuantos más pendientes de leer).

Como ya nos indican nada más empezar, el objetivo del libro es explicar los fundamentos de la mecánica cuántica y sus aplicaciones recientes. Pero ojo, que también avisan: la mecánica cuántica nadie la entiende, así que lo que pretenden explicar es qué se sabe y de qué manera.

Comienzan con un primer capítulo en el que explican un poco el átomo de Bohr, las líneas espectrales y la función "psi" de la ecuación de ondas de Schrödinger (de la cual hablé un poco y puse la fórmula en el comentario de otro libro: "17 ecuaciones que cambiaron el mundo"), que expresa la probabilidad de que una partícula se encuentre en un sitio u otro. Para concluir el capítulo con algunos detalles de la vida de Schrödinger y del estilo de vida en la Viena de principios de 1900. En el segundo capítulo intentan dilucidar el significado de la "función de onda" y nos introduce en las dos reglas básicas de la mecánica cuántica: "Superposición: si hay dos (o más) alternativas indistinguibles de llegar a un resultado, la función de onda será la superposición de las funciones de onda de las diferentes posibilidades. Colapso: en cuanto hay manera de distinguir cuál de las alternativas puede darse, la función de onda colapsa". Y para que entendamos bien este concepto, explica (de forma muy clara) el experimento del interferómetro de Mach-Zehnder, y cómo los fotones se comportan unas veces como partículas y otras como ondas. También nos dan una breve explicación de la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica. Los capítulos tres y cuatro los dedican a explicar qué se entiende por medida (a nivel cuántico) y qué entendemos por entrelazamiento. En ellos da una definición original (al menos para mi) de lo que son los fermiones y bosones (las partículas que, cuando se intercambian, hacen que la función de onda cambie de signo se llaman fermiones, las que, en cambio, cuando se intercambian, dejan la función de onda inalterada, manteniendo también el signo, se llaman bosones). El capítulo cinco está íntegramente dedicado a la desigualdad de Bell, aunque para la explicación utilizan una versión más simple que es la desigualdad CHSH (la explican también en el link anterior). Explican la desigualdad de forma bastante clara, pero hay que prestar atención, que, para hacernos una idea, la desigualdad de Bell es de 1964 y la complejidad de los experimentos para su demostración era tal que el primero se llevó a cabo en 1982. La consecuencia de la comprobación experimental de la violación de la desigualdad es muy clara: "las magnitudes permanecen en estado de indefinición hasta que las observamos, las medimos. Tenemos que aceptar que el mundo es radicalmente aleatorio".

Una vez que tenemos las herramientas para "entender" un poco cómo funciona la mecánica cuántica, en el capitulo seis entran en lo que se entiende por "información cuántica" (o teoría cuántica de la información) y en asuntos tales como computación cuántica (qbits), criptografía y teleportación. Dentro de la computación cuántica, hablan de los logros de Ignacio Cirac y sus trampas de iones, nos introducen al concepto de "decoherencia", que es el nombre que recibe la pérdida de superposición por el acoplamiento con un entorno con muchos grados de libertad, y mencionan y explican un poco cómo se entrelazaron tres partículas en un estado de superposición que desde entonces vino a llamarse estado GHZ con el que en 1999 logró demostrarse, sin necesidad de cálculos estadísticos, la violación de la desigualdad de Bell. En el capitulo siete nos hablan de la criptografía y de lo que se entiende por criptografía cuántica, que amenaza seriamente el algoritmo más usado hoy en día que es el RSA (del que por cierto da un magnífico ejemplo en las páginas 152 y 153).

Para finalizar, dan un repaso a las aplicaciones, a nivel general de la física, que está teniendo la mecánica cuántica, por ejemplo con el tema de la información que se conserva en los agujeros negros (de este tema comenté algo en cuando hablé del libro: "La guerra de los agujeros negros"), y, como no podía ser de otra manera, vuelve a aparecer la fórmula de la entropía.

Luego hay un par de nexos con algunos detalles técnicos, pero se puede decir que el libro se lee bastante bien y no tiene una complejidad narrativa excesiva, aunque en algunos momentos hay detalles de desarrollos de fórmulas, que si alguien no puede seguir, no pasa nada porque se puede ir a las conclusiones que se sacan de esos desarrollos. A fin de cuentas nadie nos va a examinar y lo importante es ver que los conceptos de los que se habla no son mágicos y se deben a desarrollos matemáticos correctos. Por resumir, 200 páginas que se leen bastante bien.

Como siempre, copio un trozo:
"Para entender por qué la teoría de cuerdas puede "salvar" el principio cuántico de conservación de la información en la caída en un agujero negro, necesitamos la idea de entropía de un agujero negro. Ésta fue introducida por Jacob Bekenstein en 1973, al estudiar - teóricamente - ciertas propiedades de los agujeros negros. En particular, analizó la observación de Hawking acerca de lo que ocurría en una hipotética colisión de dos de ellos, en la que el científico hizo notar que - según la teoría - la superficie total del horizonte de ambos agujeros al entrar en contacto nunca era menor que la suma de las superficies individuales. Como a la entropía le ocurre exactamente lo mismo, es decir, la entropía de un sistema nunca es menor que la suma de la de sus posibles constituyentes, Bekenstein llegó a la audaz conclusión de que la entropía de un agujero negro es proporcional l área de la superficie de su horizonte.

Clasificación
Facilidad de lectura: 2-3 (el tres es si seguimos los desarrollos de las fórmulas).
Opinión: 4 (hace un muy buen resumen de la mecánica cuántica).