Sobre una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza

Reseña de Sobre la gravedad (A. Zee, Vilassar de Dalt: Biblioteca Buridán-Montesinos, 2020, 190 páginas)

Sobre una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza

Aparte del apéndice -”¿Qué significa que el espacio-tiempo es curso?”-, la dificultad matemática que representa su uso en algunos apartados de este ensayo es mínima. El lector/a puede ojear el capítulo 2 donde el autor ‘demuestra’ por qué titula el capítulo “La gravedad es absurdamente débil”: si sigue bien el desarrollo de la exposición, no encontrará ninguna dificultad en los restantes apartados del libro.

Anthony Zee es un profesor de física (que define su ciencia en estos términos: “la física es el resultado del esfuerzo que hacen todas las cosas del universo para conseguir el mejor trato. Es un principio básico del universo, obedecido por el propio universo en expansión”), un físico, decía, chino-estadounidense en el Instituto Kavly de la Universidad de California en Santa Bárbara. Autor, entre obras, de Unity of Forces in the Universe (1982), Fearful Symmetry: The Search for Beauty in Modern Physics (2007), Quantum Field Theory in a Nutshell (2010) y Einstein Gravity in a Nutshell (2016). El subtítulo del ensayo, “Una breve excursión por un tema de peso”, es muestra del buen humor, no siempre conseguido en mi opinión, que el autor despliega a lo largo del libro.
El sumario de Sobre la gravedad, dedicado “A todos aquellos que me han enseñado lo que es la gravedad”, está estructurado en un prefacio, un cronograma (una lista de 27 grandes científicos y de una sola gran científica, Vera Rubin: “No apuntéis a la estrellas; ya sabemos lo que hay allí. Apuntad al espacio entre ellas, porque es allí donde se encuentra el verdadero misterio”), el prólogo, cuatro partes (sin títulos) divididas en 20 capítulos en total (algunos de ellos muy breves, apenas 3 páginas), un apéndice que, como he indicado, exige mayor concentración y algo más de matemática, una posdata, unas notas con referencias y apuntes de interés sobre temas biográficos y de historia de la ciencia, y un índice conceptual deslumbrante, de mucha ayuda. El título de algunos capítulos: “Detección de las ondas electromagnéticas”, “Cómo detectar algo tan etéreo como arrugas en el espaciotiempo”, “La acción para la gravedad de Einstein”, “Misteriosos mensajes del lado oscuro”, “La física no tiene que depender del físico”.
El objeto del libro es señalado por Zee en el prefacio: “una de las motivaciones de este libro es ayudar al lector a salvar la brecha entre los libros populares de divulgación y los manuales académicos sobre la gravedad de Einstein”. Zee piensa que uno puede leer tantos libros de divulgación como quiera, pero si quiere comprender realmente la teoría de la gravedad de Einstein tarde o temprano tendrá que enfrentarse a manuales universitarios. Su libro sería una pasadera hacia esos manuales, hacia su Einstein Gravity in a Nutshell (GNut le llama) por ejemplo.
Publicado en inglés en 2018, Sobre la gravedad está marcado por el descubrimiento experimental de las ondas gravitatorias (u ondas de gravedad) en septiembre de 2015, originadas por la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años-luz de distancia, 3,3.1019 km. Casi dos años después de esta primera detección de ondas de gravedad, se detectó otro estallido de estas ondas consecuencia de la fusión de dos estrellas de neutrones (En el epílogo se hace referencia a la concesión del Premio Nobel de Física en 2017 a Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne por liderar a LIGO en “su histórico descubrimiento”).
Uno de los grandes valores de este ensayo es la capacidad didáctica del autor. La siguiente explicación del autor sobre la naturaleza del tiempo acaso sea representativa de esta virtud no muy frecuente:
La adición galileana de velocidades, señala Zee, se basa sólidamente en nuestra comprensión fundamental de la naturaleza del tiempo. Cuando decimos que un tren ha viajado a 10 metros por segundo queremos decir que cuando ha transcurrido 1 segundo para, por ejemplo, el jefe de estación, el tren ha avanzado 10 metros. Cuando decimos que una pelota ha sido lanzada a 5 m/s lo mismo: transcurrido 1 segundo para el pasajero del tren, la pelota ha avanzado 5 metros (con medición del pasajero).
Newton, y todo el mundo con él, hizo la tácita suposición, muy razonable de entrada, de que cuando ha transcurrido 1 segundo para el pasajero, ha transcurrido también 1 segundo para el jefe de estación. Es la noción de tiempo newtoniano absoluto. Dada esa concepción del tiempo, el jefe de estación deberá concluir que durante el transcurso de 1 segundo, dado que el tren ha avanzado 10 metros, la pelota lanzada por el pasajero ha avanzado 10 + 5 metros de espacio. Por tanto, ha viajado a 15 m/s de velocidad.
Esta lógica, aparentemente incontrovertible, no funciona en el caso del fotón, de la luz: la velocidad de la luz observada es independiente de lo rápido que se mueva un observador. No hay suma de velocidades. Estamos ante una paradoja que Einstein resolvió señalando que la única forma de salir de ella es decir que el paso del tiempo es diferente para el pasajero y para el jefe de estación.
Se ha de rechazar la suposición “muy razonable” de que cuando ha transcurrido 1 segundo para el pasajero ha transcurrido también 1 segundo para el jefe de estación. Para este último, el pasajero también está atravesando el espacio. Dicho de otro modo, el jefe de estación, que siente que él está en reposo, ve que el pasajero se mueve; si el tren avanza lo suficientemente suave y sin sacudidas, también el pasajero puede decir que él está quieto y que ve cómo el jefe de estación se mueve (Muchos de nosotros hemos tenido esta desorientadora experiencia estando sentados en un vehículo que avanza poco a poco y sin sacudidas).
En virtud del razonamiento, se concluye que el pasajero está intrínsecamente vinculado al paso del espacio que él ha experimentado; lo mismo vale para el jefe de estación. Para cada observador, señala Zee, el pasado del tiempo y del espacio están inextricablemente ligados. El modo en que lo están lo calculó Einstein con su teoría de la relatividad especial de 1905. Einstein desterró la idea del espacio y tiempo como dos conceptos separados; espaciotiempo es el nuevo concepto para describir el mundo a un nivel fundamental.
Explicaciones como la anterior son la tónica general de un libro que merece nuestra atenta lectura, más allá de algunos pasos ideológicos que el autor hubiera podido repensar: “Del mismo que un empresario maximiza el beneficio, Dumpty elige la historia que minimiza su acción”. No es el mismo.
La traducción está a cargo del director de la Biblioteca Buridán, Josep Sarret Grau.

Fuente: El Viejo Topo, noviembre de 2020.

Autor: admin

Profesor jubilado. Colaborador de El Viejo Topo, rebelión y Papeles de relaciones ecosociales.

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