Universo cuántico marvel
De todas las ideas revolucionarias que ha albergado la ciencia, quizá la más extraña y contraintuitiva sea la noción de la mecánica cuántica. Anteriormente, los científicos daban por sentado que el Universo era determinista, en el sentido de que las leyes de la física permitían predecir con perfecta exactitud cómo evolucionaría cualquier sistema en el futuro. Suponíamos que nuestro enfoque reduccionista del Universo -en el que buscábamos los componentes más pequeños de la realidad y trabajábamos para comprender sus propiedades- nos llevaría al conocimiento definitivo de las cosas. Si podíamos saber de qué estaban hechas las cosas y podíamos determinar las reglas que las regían, nada, al menos en principio, estaría más allá de nuestra capacidad de predicción.
Esta suposición se demostró rápidamente que no es cierta cuando se trata del Universo cuántico. Cuando se reduce lo real a sus componentes más pequeños, se descubre que se pueden dividir todas las formas de materia y energía en partes indivisibles: los cuantos. Sin embargo, estos cuantos ya no se comportan de forma determinista, sino sólo probabilística. Sin embargo, incluso con esta adición, sigue existiendo otro problema: los efectos que estos cuantos causan entre sí. Nuestras nociones clásicas de campos y fuerzas no logran captar los efectos reales del Universo mecánico cuántico, lo que demuestra la necesidad de cuantificarlos también de algún modo. La mecánica cuántica no es suficiente para explicar el Universo; para ello se necesita la teoría cuántica de campos. Esta es la razón.
La teoría cuántica
(Crédito de la imagen: Shutterstock) (se abre en una nueva pestaña)En el principio, había… bueno, tal vez no había principio. La realidad tiene muchas cosas que la mayoría de la gente asocia con la ciencia ficción o incluso con la fantasía”, dice Bruno Bento, físico que estudia la naturaleza del tiempo en la Universidad de Liverpool (Reino Unido). Según esta teoría, en algún nivel hay una unidad fundamental de espacio-tiempo. Bento y sus colaboradores utilizaron este enfoque de conjuntos causales para explorar el principio del universo. Descubrieron que es posible que el universo no haya tenido un principio, que siempre haya existido en el pasado infinito y que sólo haya evolucionado recientemente hacia lo que llamamos el Big Bang.Relacionado:
Teoría del multiverso cuántico
Para ser una demostración que anulaba las ideas del gran Isaac Newton sobre la naturaleza de la luz, era asombrosamente sencilla. Puede repetirse con gran facilidad dondequiera que brille el sol”, dijo el físico inglés Thomas Young a los miembros de la Royal Society de Londres en noviembre de 1803, describiendo lo que hoy se conoce como experimento de la doble rendija, y Young no estaba siendo demasiado melodramático. Había ideado un experimento elegante y decididamente casero para demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz, y al hacerlo refutó la teoría de Newton de que la luz está hecha de corpúsculos, o partículas.
Pero el nacimiento de la física cuántica a principios del siglo XX dejó claro que la luz está formada por pequeñas unidades indivisibles, o cuantos, de energía, que llamamos fotones. El experimento de Young, cuando se realiza con fotones individuales o incluso con partículas individuales de materia, como los electrones y los neutrones, es un enigma que plantea cuestiones fundamentales sobre la propia naturaleza de la realidad. Algunos incluso lo han utilizado para argumentar que el mundo cuántico está influenciado por la conciencia humana, dando a nuestras mentes una agencia y un lugar en la ontología del universo. Pero, ¿realmente el simple experimento demuestra tal cosa?
Teoría del campo cuántico ¿Qué es una partícula?
La cosmología cuántica[1][2] es el intento de la física teórica de desarrollar una teoría cuántica del universo. Este enfoque intenta responder a las preguntas abiertas de la cosmología física clásica, en particular las relacionadas con las primeras fases del universo.
La cosmología clásica se basa en la teoría general de la relatividad (GTR o simplemente GR) de Albert Einstein, que describe muy bien la evolución del universo, siempre que no se acerque al Big Bang. Es en la singularidad gravitatoria y en el tiempo de Planck donde la teoría de la relatividad no consigue aportar lo que se debe exigir a una teoría final del espacio y del tiempo. Por lo tanto, se necesita una teoría que integre la teoría de la relatividad y la teoría cuántica[3]. Este enfoque se intenta, por ejemplo, con la cosmología cuántica de bucles, la gravedad cuántica de bucles, la teoría de cuerdas y la teoría de conjuntos causales[4].