Perdidos en las matemáticas

Escrito por Sabine Hossenfelder y publicado por Editorial Planeta en el 2019 (el original es del 2018) dentro de la colección Ariel.

Nuevamente, a la autora no la conocía de nada, pero tiene un interesante blog (al que he puesto un link) y es investigadora del Instituto de Estudios Avanzados de Frankfurt. Con eso, y con lo identificado que me he sentido muchas veces a lo largo de mi vida con el título del libro, merecía la pena leerlo.

No es un libro de divulgación científica al uso. No se dedica a detallar los avances de la física y contarnos la historia de la evolución de la misma, sino que está más centrado en hacernos pensar en que no todo lo que oigamos sobre física deberíamos creérnoslo (aunque lo digan físicos famosos). Que hay muchas cosas que los físicos deberían empezar a plantearse de diferente manera una vez que hemos llegado a este punto de desarrollo de las teorías físicas y sus comprobaciones. Cada capítulo tiene un resumen final con las ideas que nos quiere transmitir y en las que quiere que centremos la atención.

La mayoría de los capítulos se desarrollan a través de entrevistas con diversos físicos actuales, con una reputación contrastada, como Gordon "Gordy" Kane, Keith Olive, Nima Arkani-Hamed, Gerard `t Hoof, Steven Weinberg, Chad Orzel, Frank Wilczek, Garret Lisi, Joseph Polchinski, Xiao-Gang Wen, Katherine Mack, George Ellis y Doyne Farmer; creo que no me dejo ninguno, pero son bastantes entrevistas y puede que algún nombre se me haya despistado. Con cada uno de ellos se plantea preguntas sobre la situación actual de la física y detalla las conversaciones.

Pero, como no podía ser de otra manera, no sólo transcribe las conversaciones, sino que va mencionando muchos conceptos por el camino, como que las "leyes efectivas" son leyes aproximadas, que solamente son buenas a una resolución determinada. Lo que es la "Split SUSY" (supersimetría dividida), que es una nueva variante de la supersimetría en la que alguna de las esperadas compañeras de SUSY son tan pesadas que están fuera del alcance del LHC. La "geometría espectral" de Alain Connes (vibraciones del espacio-tiempo), la fórmula de Koide, el cortafuegos de Polchinski (horizonte de sucesos rodeado de partículas altamente energéticas), y multitud de pensamientos, como que, "el modelo estándar es una construcción exquisita de matemática abstracta, una teoría cuántica de campos con simetría gauge. Pensaba que decir eso me hacía parecer culta, pero me he dado cuenta de que el hecho de resultar incomprensible suele levantar sospechas.", que "¿Cómo valoramos las perspectivas de una teoría sin pruebas observacionales que la respalden?"; y gran cantidad de anécdotas, como que "el cosmólogo Martin Rees apostó su perro a que la teoría del multiverso es correcta. Andrei Linde apostó su vida y Steven Weinberg tenía "la suficiente confianza en el multiverso para apostar la vida de Andrei Linde y la del perro de Martin Rees".

Lo de "perdidos en las matemáticas", al margen de ser una frase que aparece en un momento del libro, creo que se refiere a muchos de los momentos en los que los físicos actuales pierden de vista lo que es la física y el mundo físico en el que deberían basarse sus teorías, y se quedan operando matemáticas avanzadas sin saber realmente lo que están haciendo (como la famosa frase de la mecánica cuántica de "opera y calla"). También se refiere a que " si quieres resolver un problema con las matemáticas, antes asegúrate de que es un problema real", porque si bien a los matemáticos nos da un poco igual la aplicación práctica, a los físicos debería importarles algo más que lo que hacen tenga un reflejo en la realidad física.

Por resumir, un libro de 319 páginas que se leen de forma muy rápida (aunque hay un par de fórmulas) y que te hace pensar un poco. Merece la pena leerlo aunque sea para luego seguir leyendo otros libros con la mente más despierta.

Como siempre, copio un trocito:

"El tema del infinito es uno de mis caballos de batalla -continúa George Ellis-. Hilbert ya escribió sobre la naturaleza no física del infinito en 1925. Dijo que el infinito es necesario para completar las matemáticas, pero no aparece en ninguna parte del universo físico. Hoy en día los físicos piensan en apariencia que pueden tratar el infinito como si fuera un número elevado más. Pero la naturaleza fundamental del infinito es muy diferente de la de cualquier número finito. No puede hacerse realidad por mucho que esperes o hagas; siempre está fuera de nuestro alcance. -Y concluye-: Así que pienso que el principio filosófico básico debería ser que nada físicamente real es infinito. No puedo probarlo, puede que sea cierto o que no. Pero deberíamos basarnos en ese principio."

Clasificación:

Facilidad de lectura:1-2

Opinión: 4 (por original)

Llamando a las puertas del cielo

Escrito por Lisa Randall y publicado por Editorial Acantilado en 2013 (el original es del 2011). 

Sobre la escritora, poco más que decir que no haya dicho en alguna de las otras dos entradas de este mismo blog ("El descubrimiento del Higgs" y "Universos ocultos"), pero por resumir, una gran divulgadora científica y una gran física teórica (si se me ha notado que me gusta, es que es así).

En este libro la autora explora las diferentes escalas con las que percibimos y estudiamos las cosas, desde la escala humana (que es la que nos es familiar) hasta la escala de la materia (hacia un lado, es decir, lo muy pequeño) y finalmente hasta la escala del Universo (por el otro, es decir, lo muy grande). Claramente, la forma de estudiar las diferentes escalas es distinta, y la posibilidad de realizar experimentos (que siguen siendo la base del método científico que, al menos hasta ahora, nos ha funcionado bastante bien) también difiere de una escala a otra (aún no hemos tenido la oportunidad de crear un nuevo Big Bang y verificar si las hipótesis actuales son correctas). Y es basándose en la experimentación en las diferentes escalas como llega hasta el experimento científico más grande realizado por el hombre hasta el día de hoy (y digo realizado por el hombre porque en él participa gente de prácticamente todos los países que pueden gastar dinero en investigación científica), que es el LHC del CERN en Ginebra. Y ese es el tema central del libro, una magnífica explicación para los profanos en física de partículas del funcionamiento del LHC, no sólo de los principios teóricos que están detrás del mismo, sino de la ingeniería que ha sido necesaria para ponerlo en funcionamiento (aunque aún no esté funcionando a plena capacidad).

Por resumir, 528 páginas que se leen bastante bien, con muy pocas complicaciones (porque las cosas están bastante bien explicadas) y que hace que al terminar sepas un poco más sobre ese cacharro donde se ha descubierto el bosón de Higgs y que esperamos siga dándonos agradables sorpresas.

Como siempre, copio un trocito:

"Todo el universo visible tiene actualmente un tamaño lineal de unos 100.000 millones de años luz (un millón de veces el tamaño de nuestra galaxia). Esto es enorme, y a primera vista sorprendente, puesto que es más grande que la distancia que podemos observar realmente, 13.750 millones de años desde el Big Bang. Se supone que nada viaja más rápido que la luz, de modo que, con un universo de sólo 13.750 millones de años, este tamaño podría parecer imposible.

Sin embargo, no existe ninguna contradicción. La razón de que el universo en su conjunto sea mayor que la distancia que podría haber recorrido una señal dada su edad es que el propio espacio se ha expandido."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1-2

Opinión: 4

PD: Sobre el LHC también he comentado otro libro anteriormente en este blog: La partícula divina.

¿Por qué E=mc2?

(¿y por qué debería importarnos?) que es lo que dice la segunda parte del título.

Escrito por Brian Cox y por Jeff Forshaw y publicado por Random House Mondadori en 2013 dentro de su colección Debate.

Los autores son ambos físicos teóricos en la Universidad de Manchester y del primero había visto una serie documental bastante recomendable de la BBC que se llamaba "Maravillas del Universo"; que no todo va a ser leer, a veces está bien que te expliquen las cosas en tres dimensiones más allá de las dos de las hojas del libro (vale, aproximadas dos dimensiones, no vamos a empezar a discutir sobre eso a estas alturas). Del segundo de los autores reconozco mi desconocimiento, pero he comprobado que han escrito varios libros juntos, y el del "Universo Cuántico" no tiene mal aspecto (ya intentaré hacerme con él).

El propósito del libro creo que queda bastante claro con el título y la segunda parte del mismo. Intentan que entendamos el significado real de la famosa fórmula de Einstein y cómo se puede llegar a ella, sin demasiados argumentos matemáticos avanzados. Pero no sólo trata de eso, si no de las consecuencias que esa deducción ha ocasionado y cómo ha afectado a nuestra vida cotidiana (esa es la parte de ¿por qué debería importarnos?).

Creo que consiguen una de las mejores explicaciones que he leído nunca de lo que es un espacio-tiempo de Minkowski. Realmente muy bien explicado y muy claro; si bien es cierto que en el comienzo de la explicación, no queda clara la elección de la métrica (o el por qué toma la longitud de la hipotenusa como resultado de una resta), pero bueno, algún detallito se les tenía que escapar. También consiguen dejar claro una cosa que, dicha de forma tan clara no la había leído nunca, y es que: "todo viaja a la misma velocidad en el espacio-tiempo" (la explicación de la frase está bastante lograda en el libro y merece la pena leerla).

Por supuesto que hay algunos momentos en los que las cosas se ponen un poco complicadas (sobre todo cuando escriben la ecuación central del modelo estándard de la física de partículas en la página 168), pero, para compensar, también hacen una gran explicación de lo que es el campo de Higgs y de los diagramas de Feynman, y de lo que buscan en el LHC. De estos tres asuntos ya he hablado en anteriores comentarios y no voy a repetirme, que alguno me podría llamar pesado, pero no puedo evitar indicar que vuelven a hacer referencia a "La guía del autoestopísta galáctico" de la que ya he hablado en varias ocasiones y es que no paro de decir que cuando algo sale tantas veces, merece la pena ver por qué.

En fin, que son sólo 225 páginas que no se complican demasiado teniendo en cuenta que lo que están explicando es uno de los mayores logros científicos e intelectuales de todos los tiempos (y que su explicación correcta, desde un punto de vista físico y matemático, requiere unos niveles de diplomatura universitaria para poder entenderlos ... de hecho en mi opinión, para entenderlos bien, el nivel requerido es de licenciatura y algo más, que cuando los tensores entran en juego, las cosas se complican siempre un poco). Pero vamos, un libro muy recomendable aunque haya partes que algunos lectores tengan que saltarse o no terminar de entender del todo en una primera lectura (cosa normal por otra parte).

Como siempre, copio un trocito:

"E=mc2 es una ecuación. Como hemos venido insistiendo, para un físico las ecuaciones constituyen una notación muy práctica y potente para expresar relaciones entre objetos. En el caso de E=mc2, los "objetos" son la energía (E), la masa (m) y la velocidad de la luz (c). De forma más general, los objetos que viven dentro de una ecuación pueden representar cosas materiales reales, como ondas o electrones, o conceptos más abstractos, como energía, masa o distancias espaciotemporales. Como ya hemos visto a lo largo del libro, los físicos son muy exigentes con sus ecuaciones fundamentales, pues requieren que tengan la misma forma para todo el mundo en el universo. Es un requisito fuerte, y puede que en algún momento futuro descubramos que no es posible aferrarse a este ideal. Si así fuese, los físicos se llevarían una gran sorpresa, porque, desde el nacimiento de la ciencia moderna en el siglo XVII, se ha venido comprobando que esta idea es asombrosamente fructífera.".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 2-3 (se va complicando un poco a partir de la página 80)

Opinión: 4-5 (hay partes con unas explicaciones relamente buenas).

PD: Quería agradecer a Manuel D. que me diese a conocer la existencia de este libro (si no me lo hubiese dicho no me lo habría leído). Muchas gracias.

La teoría del todo

Escrito por Stephen W. Hawking y publicado por Debolsillo en 2007 (la edición que tengo yo es del 2009).

No creo que tenga nada que contar del autor que no lo hayan comentado ya en algún sitio (en este mismo blog: El gran diseño), porque, al menos para mi, es uno de los mejores divulgadores científicos de nuestra época (hablando de ciencias físicas, por supuesto).

El libro en si no es mas que un compendio de una serie de conferencias (siete, para ser exactos: ideas sobre el universo, el universo en expansión, agujeros negros, los agujeros negros no son tan negros, el origen y el destino del universo, la dirección del tiempo y la teoría del todo) que impartió en 1996. Como siempre, cuando se habla de ciencia, 16 años son muchos años, pero las cosas, por desgracia, no han cambiado tanto; seguimos dándonos con el mismo muro una y otra vez, aunque cada día están mas cerca los primeros resultados del LHC que deberían aclarar un poco hacia dónde habría que centrar los esfuerzos en los próximos años (actualmente las teorías son muchas y muy variadas, y hasta que un resultado experimental (que pueda repetirse) no aclare cuál de las teorías es correcta y cuál no, o cual tiene más posibilidades de serlo, estamos un poco en medio de una densa niebla).

En este libro, el autor nos habla nuevamente, y tal y como indican los títulos de las conferencias, de cosmología y de cómo la teoría de lo muy grande acaba mezclándose con la teoría de lo muy pequeño (en eso que venimos llamando teoría cuántica de la gravedad y que aún no sabemos cómo describir de forma correcta). Escribe, como siempre, para el público en general, no sólo para expertos en la materia, y puedo decir que otra vez no hay ni una sóla fórmula, ni un sólo símbolo matemático en todo el libro, para no asustar a los lectores.

Son 139 páginas muy sencillas de leer y que en un fin de semana de relax nos lo podemos terminar sin correr el riesgo de sufrir un ataque cerebral .

Como siempre, copio un trozo:

"Comprendí que había cometido un error. De hecho, la condición de ausencia de frontera implicaba que el desorden seguiría aumentando durante la contracción. Las flechas del tiempo termodinámica y psicológica no se invertirían cuando el universo empezara a contraerse o en el interior de los agujeros negros.

¿Qué tendría que hacer uno cuando descubre que ha cometido un error como este? Algunas personas, como Eddington, nunca admiten que están equivocadas. Siguen encontrando argumentos nuevos, y con frecuencia contradictorios entre sí, en apoyo de su idea. Otros afirman que en realidad nunca han apoyado la idea incorrecta o, si lo hicieron, era sólo para demostrar que era inconsistente. Podría ofrecer numerosos ejemplos de esto, pero no lo haré porque me ganaría muchos enemigos. Me parece mucho mejor y menos ambiguo admitir por escrito que estaba equivocado."

He copiado este fragmente porque me parece digno de elogio el saber admitir cuando nos equivocamos, sobre todo porque en la vanguardia de la física no hay muchos hechos probados, casi todo son especulaciones y, como suele ser normal, la mayoría de esas especulaciones y teorías terminarán siendo erróneas. Lo importante es aceptar que la idea era buena pero no acertada y seguir adelante (en esto como en muchas otras facetas de la vida).

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1

Opinión: 3-4.

La partícula divina

Escrito por Leo Lederman y editado por Editorial Crítica (colección Drakontos) en 1996.

Como supongo que habréis sospechado con el título del libro, éste habla de la búsqueda del bosón de Higgs (recordemos que, resumiendo, en física, las partículas elementales son ferminones o bosones, y que los bosones, al margen de no cumplir el principio de exclusión de Pauli (dos fermiones idénticos y con la misma orientación no pueden ocupar simultáneamente el mismo lugar en el espacio), son los transmisores de las distintas fuerzas). El supuesto bosón de Higgs (que es el culpable de que se haya construido el LHC en el CERN) sería el responsable de dotar de masa al resto de partículas.

El libro está escrito de una forma muy curiosa y entretenida (basta con decir que comienza y termina con una "conversación" entre Demócrito y Lederman).

Leo Lederman es un físico experimental y es muy curioso leer el libro y ver cómo piensan y desarrollan los posibles experimentos para demostrar teorías físicas. Por no alargarme mucho, resumiré que en el libro, se dedica a explicar (muy claramente) qué es un acelerador de partículas, por qué nos gastamos tanto dinero en construirlos y qué estamos buscando exactamente cuando hacemos colisionar dos haces de partículas.

Explica todo desde el principio y va detallando perfectamente la secuencia que nos lleva hasta los resultados actuales del LHC (aunque de éstos no puede decir nada porque el libro se escribió en 1993). Habla un poco de todo, pero desde un punto de vista más experimental que teórico, lo cual hace que sea un libro que merece la pena leer, para ver las cosas desde otro punto de vista, que además está lleno de sentido del humor.

Copio un trocito:

"El único riesgo que de verdad corre un teórico es el de pincharse a sí mismo con el lápiz cuando ataca a un gazapo que se ha colado en sus cálculos. Mi actitud hacia los teóricos es una mezcla de envidia y temor, pero también de respeto y afecto. Los teóricos escriben todos los libros científicos de divulgación : Heinz Pagels, Frank Wilczek, Stephen Hawking, Richard Feynman y demás. ¿Y por qué no? Tienen tanto tiempo libre. Los teóricos suelen ser arrogantes. Durante mi reinado en el Fermilab hice una solemne advertencia contra la arrogancia a nuestro grupo teórico. Al menos uno de ellos me tomó en serio. Nunca olvidaré la oración que se oía salir de su despacho: "Señor, perdóname por el pecado de la arrogancia, y, Señor, por arrogancia entiendo lo siguiente ...".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1

Opinión: 5 (hasta le mandé un email dándole las gracias por haber escrito el libro).