No se trata de un programa de TV común de confesiones. En este caso, un grupo de físicos de avanzada nos confiesan qué cosas los tienen dando vueltas en la madrugada

Esta fue la escena hace unos días frente a un auditorio repleto en el Perimeter Institute, en Waterloo, Canadá, cuando se le pidió a un grupo de físicos que respondiera a una simple pregunta: «¿Qué te mantiene despierto por la noche?»

La discusión fue parte del festival «Quantum to Cosmos«, una extravagancia de la física de 10 días de duración, que termina mañana, domingo.

Aunque la mayoría de los panelistas aseguró que duermen muy tranquilos, aquí tenemos siete interrogantes clave que surgieron durante el período de sesiones (que se puede ver aquí).

¿Por qué este universo?

En su búsqueda de las leyes fundamentales de la naturaleza, los físicos han estado trabajando en un paradigma de larga data: demostrar por qué el universo debe ser como lo vemos.

Pero si se puede pensar en otras leyes, ¿por qué los universos que describen no pueden existir en algún otro lugar? «Tal vez encontremos que no existe otra alternativa que el universo que conocemos», dice Sean Carroll, de Caltech. «Pero sospecho que esto no es correcto». Carroll considera que es fácil imaginar que la naturaleza permite diferentes tipos de universos con leyes diferentes. «Así que en nuestro universo la pregunta es ¿por qué estas leyes y no otras leyes?»

¿De qué está hecho todo?

Está ahora claro que la materia corriente —átomos, estrellas y galaxias— representa un insignificante 4 por ciento del total de la energía del universo. El 96 por ciento restante mantiene ocupada a la física Katherine Freese. Freese está excitada porque una parte del problema, la naturaleza de la materia oscura, podría resolverse pronto. Ella apunta a los nuevos datos de los experimentos, como el satélite Fermi de la NASA, que son consistentes con la idea de que las partículas de materia oscura en nuestra galaxia se están aniquilando entre sí a un ritmo mensurable, que a su vez podría revelar sus propiedades…

Pero el descubrimiento de la energía oscura, que parece estar acelerando la expansión del universo, ha creado una nueva gama de quebraderos de cabeza para los cuales no existen respuestas a la vista. Esto incluye la naturaleza de la energía oscura en sí misma, y la pregunta de por qué tiene un valor tan extraordinariamente pequeño, que ha permitido la formación de galaxias, estrellas y la aparición de la vida.

¿Cómo se produce la complejidad?

Desde el comportamiento imprevisible de los mercados financieros al surgir de la vida desde la materia inerte, Leo Kadananoff, físico y matemático en la Universidad de Chicago, se encuentra que el interrogante más atractivo tiene que ver con cómo surgen los sistemas complejos. A Kadanoff le preocupa que los físicos de partículas y cosmólogos se pierdan una parte importante del juego si sólo se centran en lo más pequeño y lo muy grande. «Todavía no sé cómo funciona un cristal de ventana ordinario y cómo mantiene su forma», dice Kadanoff. «La investigación de las cosas familiares es importante en la búsqueda de la comprensión». La vida misma, dice, sólo será verdaderamente entendida si se entiende cómo se puede dar lugar a semejantes fenómenos complejos con componentes sencillos e interacciones simples.

¿Ha probado ser correcta la teoría de cuerdas?

El físico David Tong de Cambridge es un apasionado de la belleza matemática de la teoría de cuerdas —la idea de que las partículas fundamentales que observamos no son puntos, sino más bien pequeñas cuerdas—, pero admite que una vez cayó en una crisis filosófica cuando se dio cuenta de que podía vivir toda su vida sin saber si en realidad constituye una descripción de la realidad. Incluso los experimentos como los que se realicen en el Gran Colisionador de Hadrones y el Satélite Planck, que están en buena posición para revelar la nueva física, es poco probable que nos digan nada definitivo acerca de las cuedas. Tong encuentra consuelo al saber que se pueden usar los métodos de la teoría de cuerdas para perseguir problemas fundamentales, como el comportamiento de los quarks y los metales exóticos. «Es una teoría útil», dice, «así que estoy tratando de concentrarme en eso.»

¿Qué es una singularidad?

Para Neil Turok, cosmólogo y director del Perimeter Institute, el mayor misterio es aquel en el que empezó todo, el Big Bang. La teoría convencional apunta a un estado infinitamente caliente y denso en el comienzo del universo, donde pierden valor las leyes conocidas de la física. «No sabemos cómo describirlo», dice Turok. «¿Cómo puede alguien afirmar que posee una teoría del todo, sin eso?». Turok tiene la esperanza de que la teoría de cuerdas, y un desarrollo relacionado, conocido como «principio holográfico», muestren que una singularidad en tres dimensiones se puede traducir en una entidad matemáticamente más manejable en dos dimensiones (lo que puede implicar que la tercera dimensión y la gravedad en sí son ilusorias). «Estas herramientas nos están dando nuevas formas de pensar sobre el problema, que son profundamente satisfactorias en un sentido matemático», dice.

¿Qué es realmente la realidad?

El mundo material puede, en algún nivel, estar más allá de la comprensión, pero Anton Zeilinger, profesor de física en la Universidad de Viena, tiene la profunda esperanza de que los físicos apenas han arañado la superficie de algo mucho más grande. Zeilinger se especializa en experimentos cuánticos que muestran la influencia aparente de los observadores en la configuración de la realidad. «Tal vez el gran descubrimiento vendrá cuando empecemos a realizar conexiones entre la realidad, los conocimientos y nuestras acciones», dice. El concepto es alucinante, pero está bien establecido en la práctica. Zeilinger y otros han demostrado que partículas que están muy separadas unas de otras de alguna manera pueden tener estados cuánticos vinculados, de manera que la observación de una afecta a los resultados en la otra. Nadie ha sondeado por qué el universo parece saber que se lo está observando.

¿Hasta dónde puede llevarnos la física?

Quizás la pregunta más importante de todas es si el proceso de investigación que ha revelado tanto sobre el universo desde la época de Galileo y Kepler está llegando al final de la línea. «Me preocupa saber si hemos llegado a los límites de la ciencia empírica», dice Lawrence Krauss de la Universidad Estatal de Arizona. En concreto, Krauss se pregunta si será necesario conocer otros universos, como los planteados por Carroll, para entender por qué nuestro universo es como es. Si este conocimiento es imposible de acceder, puede significar el fin de la capacidad de profundizar más nuestra comprensión de las cosas.

Turok dice que justamente por esto es que existe el Perimeter Institute, para aprovechar el pensamiento de las jóvenes mentes más brillantes en el mundo en un ambiente sin restricciones. Mediante la optimización de las condiciones que ayuden al pensamiento creativo, podría ser posible evitar un punto muerto.

«Estamos acostumbrados a pensar en la física teórica como accidental», dice Turok. «Tenemos que preguntarnos si hay una forma más estratégica de acelerar la comprensión y el descubrimiento.»

Quizás entonces todos los preocupados físicos por fin puedan descansar un poco, o al menos pasar a preocupaciones más mundanas.

Los datos del festival «Quantum to Cosmos» se pueden ver online aquí

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti