El origen del Universo

1)La Unificación de la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica

Newton pensaba que el espacio y el tempo eran absolutos, es decir, un escenario invariable en el cual se desenvolvía el universo, Sin embargo, a concepción de Leibniz era completamente diferente, para él el espacio y el tiempo eran considerados como relaciones entre eventos y no sustanciales e independientes.

La teoría general de la relatividad al conectar la geometría del espacio-tiempo con la distribución de la energía-materia (o sea con eventos físicos) pareció solucionar el problema a favor de la concepción de Leibniz. Sabemos que a mayor concentración de energía-materia la curvatura es mayor, la curvatura del sol es mayor que la de la tierra y así esta gira en torno del mismo. Pero, de Sitter publicó una solución de la Relatividad General con una bien definida geometría y con cero densidad de energía-materia, creando nuevamente un compromiso con la teoría de Newton (van Fraassen, 2013).

Sabemos que la teoría general de la relatividad explica perfectamente el comportamiento de los planetas, galaxias, agujeros negros, como la teoría cuántica explica perfectamente el microcosmos de átomos, moléculas y partículas elementales relacionadas, sin embargo no es posible relacionar ambas teorías porque la teoría general de la relatividad no contiene probabilidades primarias, ni postula discontinuidades básicas en la estructura de la materia y la energía. Así la relatividad por sí sola no puede describir el movimiento de la materia considerada microscópicamente, incluso en los casos más simples.

La teoría general de la relatividad (TGR) es una teoría de campo gravitatorio por medio del cual la fuerza se ejerce a distancia como la luna que orbita la tierra, o la manzana que cae simplemente por una deformación del espacio-tiempo. El cambio gravitatorio de propaga por el universo con la velocidad de la luz por las ondas gravitacionales (Petkov, 2010).

Para la mecánica clásica el tiempo es unidimensional y el espacio tridimensional. Existe así un tiempo común a todos. Tiempo absoluto. En la teoría de la relatividad especial el tiempo no es independiente, ni absoluto, forma un continuo cuatridimensional. El espacio es independiente de la realidad física. El principio de inercia, constancia de velocidad de la luz y leyes de campo son válidos para sistemas inerciales que no se aceleren.

La teoría de la relatividad general nace como un esfuerzo para explicar la igualdad entre la masa inercial y la gravitacional (no inercial). Surge así el principio de covariancia que busca que las leyes físicas tengan la misma forma en todos los sistemas sean o no inerciales. Esta teoría predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura de espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio. No existe espacio sin campo.

La teoría del campo electromagnético busca explicar la relación entre electricidad y magnetismo. El campo magnético es el resultado del movimiento de cargas eléctricas, o sea, de corriente eléctrica causada por electrones. Faraday concibió que el espacio entre objetos eléctricamente cargados era compuesto de líneas de fuerza. Así introdujo el concepto de campo de fuerza. Maxwell desenvolvió el modelo matemático de fuerza.

El mayor problema de la física actual es como unificar los campos gravitatorios y los electromagnéticos.

Después de Einstein numerosas teorías trataron de unificar estos campos, así aparecen la teoría de generalización del principio de gauge de Yang-Mills en 1954, la teoría electrodébil de Glasgow, Weinberg y Salam, en 1968, la gran unificación del teorema de Coleman-Mandula, teoría de cuerdas de 10 dimensiones en 1980, y la teoría M de 1990.

Sin embargo, debemos realizar un poco de historia para comprender mejor esta realidad (Jammer, 1989; Mehra, 2001; Purrington, 2018; Heilbron, 1968). En 1905 Einstein publicó un articulo sobre la naturaleza de la luz. Sugería que ella tenia una estructura corpuscular, esto es, que estaba integrada por pequeñas concentraciones, o cuantos, de energía, que hoy denominamos fotones. Explicando así el fenómeno fotoeléctrico donde la luz eyecta electrones de un metal.

Millikan famoso físico de USA, escribió en 1916, fundamentado en que la luz tenía propiedades ondulatorias, que esa teoría era insustentable. Pero, Einstein insistió explicando que la luz tenía propiedades duales: o sea ondulatorias y corpusculares. Esto era lo imposible de aceptar. Así esta idea era un importante paso para una revolución conceptual sobre el concepto humano del mundo exterior.

En 1906 Rutheford descubrió que los átomos eran compuestos de un núcleo pesado cargado eléctricamente, y electrones leves con carga opuesta. Supuso un modelo en el cual los electrones orbitaban alrededor del núcleo, como los planetas alrededor del sol. Un modelo evidentemente inestable. Fue Bohr en 1912-13, aplicando la idea de Planck sobre distintos estados de energía, que formuló un modelo donde los electrones estarían en orbitas de distinta energía, seleccionadas en torno del núcleo y en el cual la luz era emitida o absorbida por el átomo en un proceso en que los electrones saltaban de una órbita para otra.

Este fue un grande paso porque explicaba la compleja luz emitida por el más simple de los átomos: el hidrogeno. Sin embargo, este modelo en algunos años quedó con muchos problemas sin explicar: como el segundo átomo más simple: el Helio, emitía luz, como eran seleccionadas las orbitas, que mantenía los electrones en las mismas etc.

En este período se inició la mecánica cuántica, cuando en 1923 el físico Francés Louis de Broglie presentó una tesis, en la cual amplió la idea de Einstein sobre la luz, afirmando que las partículas constitutivas de la realidad también tenían propiedades ondulatorias que podían solucionar el problema de las órbitas seleccionadas.

Al mismo tiempo, en 1925, Heisenberg trabajando con las frecuencias de la luz emitidas por el átomo elaboro junto con Born, Jordan y Dirac un método matemático, hasta que en 1926 Schroedinger desenvolvió la teoría conocida como mecánica ondulatoria donde pudo probar que matemáticamente las formulaciones de Broglie y de Heisenberg eran equivalentes.

La mecánica cuántica no surgió como obra de un único genio, sino como el trabajo de un numero relativamente grande de científicos orientada por la lógica intrínseca de los hechos y experiencias.

Sabemos que la energía depende de la longitud de onda electromagnética de la luz, a mayor energía menor longitud y viceversa. Así supongamos que deseamos determinar la posición de un electrón. Sabemos que no podemos verlo si no refleja la luz. Pero si la longitud de onda es mayor que el objeto igualmente no lo reflejara. Debemos así buscar una onda electromagnética de muy pequeña longitud de onda para ver el electrón, sin embargo, el impacto de esa onda de alta energía sobre el mismo es violento, no controlable de su posición y así no obtendremos una información sobre su velocidad. Este es el principio de incertidumbre que dice que no se puede obtener simultáneamente el valor de la posición y velocidad de un electrón y similares.

Pero lo más notable es que como puedo entender el electrón: ¿cómo una onda extendida o como un objeto muy pequeño, como partícula? Evidente que nuestra evolución nos llevó a observar los cuerpos con una posición y velocidad exactas, así vivimos en un ambiente previsible. Pero esto solo sucede en el mundo macroscópico para nuestros sentidos. En el mundo microscópico la “realidad” es totalmente diferente. “El azar, la chance es intrínseca a esta “realidad” sin existir una causa ignorada u oculta” (Omnes, 2004).

Esta situación lleva a la mecánica cuática a realizar una descripción no causal del movimiento sino una descripción probabilística. Así se describe la situación de una partícula como la probabilidad de estar situada en algún punto como la probabilidad de estar situada en algún punto.

Por esta razón vimos (en la parte 1) que Lucien Hardy (2003) considera como parte de una teoría general de probabilidades.

El fenómeno de la interferencia por el cual se demuestra que una partícula pasa por dos ventanas al mismo tiempo, dejando en la tela franjas oscuras y claras llamadas de interferencia, muestra que estas se conducen como ondas, y así, deben ser ondas de probabilidad que se propagan en el espacio y el tiempo.

Bohr consideró que la órbita, en la que se mueven los electrones alrededor del núcleo, no puede ser descripta con un concepto espaciotemporal, como algo definido. El electrón puede estar en cualquier lugar con probabilidades variadas. Sin embargo, la mayor probabilidad es encontrar más electrones en torno de la órbita de Bohr, que en otros lugares. De esta forma elaboró su famoso “principio de complementariedad” por el cual podemos, en definitiva, observar la materia como partícula o como onda, nuca observarlas simultáneamente.

Los dos modelos son reales, tanto el de la mecánica clásica como el de la mecánica cuántica. Nuestro concepto de espacio y de tiempo no son apropiados para interpretar la mecánica cuántica. Vemos como estructuras matemáticas nos llevan, incluso a extraer sentido de nuestro mundo exterior que contrarían nuestro sentido común. La manzana de Newton no cae por una atracción entre cuerpos, sino siguiendo la teoría de Einstein por la deformación del espacio-tiempo que la tierra produce en su entorno.

En 1925, dentro de la estructura del átomo de Bohr, Pauli expresa su importante “principio de exclusión de Pauli” en base a sus estudios de los espectros atómicos para entender la distribución de los electrones en los átomos. El puede ser formulado diciendo que: “dos electrones (fermiones) con los cuatro números cuánticos idénticos, no pueden existir” O mejor que “dos fermiones idénticos y con la misma orientación no pueden ocupar el mismo espacio”. Esto significa que los electrones se deben distribuir en distintos niveles de energía y de esta manera los átomos con mayor número de electrones ocuparan más espacio.

Brevemente debemos aclarar que la materia está formada por fermiones: el electrón, los quarks que forman el núcleo (protón y neutrón) atómico y los neutrinos y leptones. Por otra parte, están las partículas elementales portadoras de las interacciones fundamentales denominadas bosones: el fotón en la interacción electromagnética entre la luz y la materia, entre el fotón y el electrón, los bosones W+, W-, y Z en la interacción débil (núcleo y electrón), los gluones en la interacción fuerte (protón y neutrón) y bosones de Higgs que dan la masa a las partículas elementales.

La importancia de esta distinción está en que mientras los fermiones evita que nuestro mundo implosione (http://www.sciencenews.org/sn_edpik/ps_3.htm), como la estrella de neutrones y las enanas blancas, por el contrario, los bosones no se comportan así como fue demostrado en laboratorio por los condensados de Bose-Einstein (http://www.colorado.edu/physics/2000/bec/what_is-it.html). A temperaturas bajas mientras los bosones se apilan unos sobre otros los fermiones se mantienen separados (http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1938/fermi-bio.html). Este principio fue demostrado experimentalmente pero actualmente se desconocen tantos sus limites como la misma razón de su existencia.

En 1927 se produce la primera e importante unificación de la teoría de la Relatividad con la Mecánica Cuántica, la teoría general de la Relatividad quedaba fuera. Esto demuestra que mientras ls unificación es fructífera al considerar el espacio-tiempo plano de la teoría relativista, no funciona cuando se trata de un espacio-tiempo curvo como propuesto por la teoría general de la relatividad, que no ha podido ser solucionada hasta el presente.

2)El vacío cuántico

Simplificando, para Dirac la relación correcta entre masa y energía no es la ecuación E=mc2 como propuesta por Einstein sino E2=m2c2 la cual al tomar la raíz cuadrada de ambos lados da dos resultados siendo uno (+) y otro (-). Este resultado parecía absurdo pero su belleza movilizaba a Dirac que audazmente imagino que un electrón no podía tener energía negativa porque todos esos estados estaban ya ocupados por otros electrones.

Esto significaba, en definitiva, que el vacío, la ausencia de materia, lejos de ser tal era una escena llena de electrones negativos, Parecía una locura. Pero existía una manera de probar ello. Debería ser posible entregar a uno de esos electrones una energía suficiente para llevarlo a tener una energía positiva. El hueco dejado por el electrón negativo tendría todas las propiedades del electrón, pero con carga positiva.

Los físicos como Heisenberg y Pauli ya creían que la ecuación no tenía sentido cuando en 1932 Carl Anderson observó la primera evidencia de un electrón + o sea un positrón. Con el tiempo se llegó a saber que todas las partículas tienen su antipartícula o que constituyen la antimateria. La importancia de este descubrimiento muestra también el poder de predicción de la matemática respecto de la realidad.

Sin embargo, lo más interesante es que suponiendo que un fotón, si tiene energía suficiente, puede crear un par-electrón-positrón. Pero, de acuerdo con el principio de incertidumbre, un electrón puede crear un par electrón-positrón aun sin energía suficiente en cuanto el par tenga una duración muy breve, o sea, no afecte el principio de conservación de la energía. Como el electrón todas las otras partículas pueden crear este tipo de pares que son denominado partículas virtuales.

El principio de incertidumbre manifiesta de esta forma una energía cuántica de fluctuación en el punto cero de energía, o sea, la energía que permanece a 0° Kelvin. Este es el vacío cuántico, que es la energía básica del universo, fuente de todas las potencialidades por causa de las partículas virtuales que pueden ser creadas espontáneamente. Zieger y Bischof (1998) afirman “En las pasadas pocas décadas el vacío ha encontrado un incrementado reconocimiento como una entidad fundamental sobre la cual la descripción física de la realidad debe ser basada”.

Frente a las dudas de su existencia, este vacío fue demostrado en un sistema mecánico usando un resonador nano mecánico (Safavi-Nacini, 2012; Teufel et al., 2015) usando una micrométrica lamina de aluminio como parte de un tambor que puede fluctuar libremente, un circuito cuántico que puede registrar los fotones que la lámina emite cuando está fluctuando.

3)El origen del universo

Analizamos el vacío cuántico porque en Enero de 2012 el Cosmólogo y divulgador de la ciencia Lawrence Krauss (Krauss, 2012) publicó un libro que rápidamente se tornó un bestselller (más vendido) impulsado, según el periodista Roos Andersen (2012), por delirantes ateos como Sam Harris y Richard Dawkins quien en el epilogo escribe “Si, Sobre el Origen de las Especies fue en la biología el mas mortifero golpe al sobrenaturalismo, nosotros podemos venir a ver que Un Universo desde la Nada como su equivalente en cosmología."

La teoría de Krauss se fundamenta en la idea de antes del Big Bang el universo puede haber emergido de la nada, sin quebrar el principio de conservación de la energía, debido a que el espacio vacío es en realidad un vacío cuántico, que es inestable, y observando que una pequeña partícula puede crecer y ser inflacionario lentamente, basado en la teoría de Alan Guth de una inflación muy rápida, en el inicio, dando lugar al universo plano e isotrópico actual. Este crecimiento es acompañado por la formación de las leyes de la física los diferentes campos, las 4 fuerzas fundamentales, la matemática, etc.

Existía ya una teoría similar del físico ruso Vilenkin (Vilenkin, 1982) que escribió en 1982 un trabajo donde describe la creación del universo desde el vacío cuántico, por un efecto túnel que requeriría menos energía, y sería más aceptado que el de Krauss. Sin embargo, ciertas fuerzas poderosas no lo promovieron a bestseller, porque en ese momento se luchaba contra la URSS una potencia declarada atea, que no aceptaba ningún credo religioso, así no convenía promover un científico ruso, de una pequeña universidad privada, con un tema que iría contra la creencia de la mayoría de la población.

En su nota Andersen cita al filósofo de la física David Albert, con doctorado en física teórica, que escribió en el The New York Times, 23/03/2012, la siguiente critica del libro citado: “El particular, eternamente persistente, material elemental del mundo, de acuerdo con la interpretación standard de las teorías de campo relativistas, consiste no sorprendentemente de campos cuánticos relativistas…. ellos no tienen nada que decir sobre de donde estos campos vienen, o de por qué el mundo debe consistir de esta particular clase de campos, o de por qué debe consistir de campos, en definitiva, o por qué debe existir un mundo en primer lugar. Caso encerrado. Fin de la historia”.

La teoría de Krauss presenta muchos problemas sin resolver: i) concibe el vacío cuántico como nada, esto no es cierto porque ya el vacío cuántico significa energía que no puede salir de la nada, ii) define la matemática como creada por nuestras mentes y su teoría está fundamentada en la matemática, luego su teoría es una simple creación de su mente iii) lo mismo son las leyes de la física que surgen de la nada y toda su teoría, en definitiva. Pero la nada sabemos no puede crear nada.

John Horgan (2015), escribió un artículo preguntando si Kraus era un físico o un mal filósofo, donde coloca el testimonio de George Ellis, un reconocido físico sudafricano, en el cual dice que la teoría de Krauss es una clase de intento de filosofía, Krauss responde que Ellis no es un físico sino un teólogo, Horgan, comenta que si Ellis no es un físico, Krauss, tal vez, es un mal filósofo.

En el año 2013 se publica un artículo sobre la espontanea creación del universo Ex Nihilo por Lincoln y Wasser (Lincoln y Wasser, 2013) en términos de información o sea considerando lo que actualmente muchos físicos piensan. Así realmente emplean la palabra 'nada' en sentido real. La teoría considera que existen infinito número de elementos de no información. Estos significan o siendo la existencia de algo o no siendo. Se puede así concebir como bits de información uno (+) y otro ( -). Todos coexisten con igual probabilidad. Si su número es infinito cualquiera quedaría igual por la adición de otros elementos.

Sin embargo, cualquier potencial incremento de elementos puede causar una “espontanea quiebra de simetría” (ver Liu, 2003), que puede a su vez causar perturbaciones o fluctuaciones al azar, que llevan a quebrar la simetría de los elementos de no información, generando así la información y el origen del universo.

Los autores dicen en su resumen que es la primera etapa de un modelo posible, pero le faltan ajustes, elaboraciones, formalismos y experimentos para dar soporte al mismo. Prácticamente, podemos decir que es un delirio metafísico, con elementos infinitos que son siendo algo o no siendo que no tiene ningún sentido de realidad, publicado en una revista que debe ser científica. ¿Cuál es el motivo? ¿Promover el ateísmo?

Pero regresemos a la opinión más actual del científico ruso Vilenkin (Mitchell 2012), en un encuentro de científicos denominado “Estado del Universo” en la universidad de Cambridge. El encuentro fue informado en New Scientist (2012). Allí, Vilenkin manifestó que existen 3 teorías acerca del origen del cosmos.

La primera teoría es de la “eterna inflación”. Sabemos que el universo incrementó su volumen por un factor de 1078 en su más temprana etapa, 10 elevado a la 36 segundos después del Big Bang, hasta aproximadamente 10 elevado a la -33 o 10 elevado a la -32s, para seguir una lenta inflación. La teoría explica que constantemente se producen pequeñas “burbujas de universos” en un multiverso en expansión. Las burbujas pueden ir para el futuro o el pasado, permitiendo así un pasado infinito.

Pero la constante de Hubble que describe matemáticamente la expansión del universo no permite un espacio-tiempo con esta propiedad como fue demostrado en el teorema BGV (Borde et al, 2003). De esta forma debe existir un límite.

La segunda teoría es el “universo cíclico”, es decir un universo que va por infinitos Big Bang y contracciones que podría explicar el bajo valor de la constante cosmológica. Pero, Vilenkin observa que la entropía que lleva al desorden seria cada vez mayor y así si el pasado fuera infinito no observaríamos el bello universo presente. Los proponentes de esa teoría colocaron que en cada expansión el universo tendría mayor volumen y así el desorden no incrementaría. Pero, Vilenkin responde si cada vez el universo es mayor entonces debe haber iniciado en algún punto.

La tercera hipótesis es del “huevo cósmico” existente desde siempre que finalmente quebró generando el Big Bang, dando origen a nuestro universo. Vilenkin y su estudiante Mithani demostraron que el huevo no pudo existir desde siempre porque las inestabilidades cuánticas lo hubieran forzado a colapsar después de un tiempo finito (Mithani, 2011).

Vilenkin concluye que el universo tuvo un origen en el Big Bang, del cual existen solidos argumentos (ver Soto, 2015) https://blogs.20minutos.es/ciencxia-para-llevar-csic/2015/11/19). Esto lleva inmediatamente a pensar que existe un creador, Este y otros motivos han llevado en la década 1975-1985 a Sharon Begley escribir un artículo en Newsweek donde muestra como Charles Townes, ganador del Premio Nobel en física, por su descubrimiento de los principios de los rayos láser, revela que los descubrimientos en cosmología muestran “que algo inteligente debe haber sido envuelto en la leyes que rigen el universo”. John Polkinghorne un físico destacado, que abandonó su situación en la universidad de Cambridge, para ser un pastor anglicano, explica que él cree en Dios “porque hay una mente y propósito detrás del universo”. Mehdi Golshami de la Universidad de Sharif en Tehran como creyente del Islam explica “Dios esta en los signos del universo”, y finalmente Carl Feit un destacado investigador de inmunodiagnosis de cáncer cita a Maimónides: ”Quien dijo que el único camino para llegar al amor de Dios es por el entendimiento del trabajo de sus manos, que es nuestro universo”.

Lee Strobel (2017), un periodista que se convirtió al cristianismo siguiendo a su esposa, narra que Allan Rex Sandage el mayor cosmólogo observacional en el mundo: descifró el secreto de las estrellas, descifró el misterio de los quasars, reveló la edad de los clústeres globulares, determinó con exactitud las distancias de remotas galaxias y cuantificó la expansión del universo. Es israelita, y se pensaba que era ateo desde niño, o tal vez un escéptico. Sin embargo, Sandage expresó que se convirtió al cristianismo a la edad de 50 años, y que el Big Bang fue un evento supernatural que no puede ser explicado en el campo de la física como nosotros la conocemos. La repentina emergencia de materia, espacio, tiempo y energía apunta a la necesidad de alguna clase de trascendencia. Y añade “Es la ciencia que me dirigió a la conclusión de que el mundo es mucho mas complicado que lo que puede ser explicad por la ciencia”, “Solo con la idea de lo supernatural es que pude entender el misterio de la existencia”.

Finalmente, Dave Schleck (Schleck, 1999) en su artículo La ciencia encuentra a Dios” refiere que Ken Petzinger afirma que Dios escribió dos libros: uno es el libro de la naturaleza y el otro es el testimonio que encontramos y creemos en la Biblia que dice “En el principio Dios creó el cielo la tierra”, la ciencia nos indica que el universo tuvo un inicio, luego existe una básica harmonía entre los dos.

Esta opinión de Petzinger me recordó lo que, Jacques Loew (1986), abogado convertido en 1932, a los 24 años, trabajo como estibador 17 años y se tornó Dominicano, escribía que en la búsqueda de Dios existen 3 caminos “Estos 3 caminos pasan por 3 grandes dadivas ofrecidas por Dios al hombre, 3 libros que nos fueron dados: el universo de la creación, la Biblia y nuestro corazón”. De estos los dos primeros son bien claros pero el tercero es el mas hermético, el más difícil de leer, Y ese representa una tercera sabiduría, que es como una palabra interior, un encuentro secreto, pero vivo, con Dios.

El problema está, en que esta verdad, que es igualmente justicia y amor nos compromete terriblemente frente a nuestras sociedades, como lo veremos al considerar el tema de la evolución y realidad del ser humano.

4)Espacio y tiempo y su realidad

La idea de Newton de un espacio y tiempo absolutos, es decir un escenario invariable para los sucesos del universo, cambió totalmente cuando Einstein comprendió, por las ecuaciones de campo, que la gravedad no es más que deformaciones y curvas en el tejido espacio-tiempo. Difícil de comprender este concepto de tejido de espacio-tiempo, Significa dentro de la teoría de campo como se distribuyen materia y energía sobre este. En ausencia de materia y energía, el espacio-tiempo es plano no tiene curvatura, es el espacio-tiempo de la relatividad especial. Cuando hay materia y energía, el espacio-tiempo se curva, siendo la curvatura más intensa donde mayor concentración de materia y energía existe. Un caso extremo es el agujera negro, donde la concentración de materia y energía pueden ser infinitos. Esto pertenece a la teoría de la relatividad general.

El día 29/05/1919, el astrónomo britânico Arthur Eddington sabía que existiría un eclipse solar. Por este motivo, cerca del sol eclipsado las estrellas brillantes deberían verse en posiciones aparentes respecto de sus posiciones habituales caso las muy pequeñas desviaciones de su luz se desviaban cerca del sol. Con aparatos de precisión, ubicados en regiones especiales, consiguió determinar desviaciones de una milésima de grado, comprobando así que la curvatura era real.

El espacio y el tiempo junto con el cosmos están en evolución. Las deformaciones y la gravedad no viajan instantáneamente, como en el caso de Newton, sino con la velocidad de la luz.

Para el conocido físico de la teoría de las cuerdas Green (Green, 2010) la característica única y reveladora de la mecánica cuántica es el principio de incertidumbre, que ya analizamos, que también se aplica a los campos, no se puede conocer el valor de un campo en un lugar en el espacio y la velocidad con la cual cambia simultáneamente. Incluso, investigadores de la universidad de Colorado han demostrado que este principio de aplica con objetos macroscópicos (ver Purdy et al., 2013).

Observamos que el vacío cuántico es un campo que no tiene un valor cero. Puede ser cero por un instante, pero por la incertidumbre debe fluctuar, son las fluctuaciones cuánticas. Estas fluctuaciones cuando se calculan en el mundo macroscópico o de las moléculas, son pequeñas, pero en las dimensiones de Planck (mi billonésima de trillonésima de centímetro: 10 elevado a la -33cm) se hacen muy intensas, como un calderón hirviendo. Sin embargo, según la teoría de la relatividad general debían ser suaves. Aparece el problema de cómo conciliar estas teorías.

La combinación de las ecuaciones de la relatividad general y las de la mecánica cuántica da por resultado, por lo general, infinito. No existe una medida de infinito, y esto no puede ser aceptado. Sin embargo, la relatividad general describe el macrocosmos de las estrellas, galaxias, planetas con una precisión impresionante, igualmente la mecánica cuántica lo hace con las partículas elementales, átomos y moléculas.

La teoría de las cuerdas pretende solucionar este problema. Según ella por debajo de la longitud de Planck, 10 elevado a las -33cm, el espacio-tiempo no tiene sentido por que no se puede dividir más. Es como el caso de un litro de agua, él tiene una temperatura y una viscosidad determinadas, pero si tomamos una molécula de agua esas propiedades no tienen sentido porque ellas dependen de las interrelaciones entre las moléculas. Como estas relaciones son objeto de las matemáticas y de la lógica podemos inducir que la organización del espacio-tiempo es lógico-matemática. Aparece otro gran problema: ¿el universo es continuo discreto? Tema que debe ser discutido profundamente en la metafísica (Franklin, 1999).

Las cuerdas son tan pequeñas que necesitamos una resolución de 1 trillón de veces mayor que la que ofrece la tecnología actual para poderlas observar. Por este motivo, muchos físicos dicen que esta teoría yace en el terreno de la pura filosofía o teología, Sin embargo, existen ejemplos en las ciencias de teorías probadas indirectamente, como los átomos probados por las leyes de relaciones químicas.

Siguiendo el razonamiento de Green (2000), para la teoría de las cuerdas el espacio tiempo es un fenómeno secundario. Así llegamos a la pregunta ¿Cuáles son los constituyentes mínimos del espacio-tiempo? Existen al menos dos propuestas: i) la teoría de las supercuerdas y ii) la teoría de la gravedad de lazo.

Ambas teorías sugieren que el espacio-tiempo no es continuo sino discreto, atomizado. Analizando esto metafísicamente observamos que estos constituyentes elementales de espacio y tiempo constituyen en realidad una especie de infinito según Cantor, en el cual las partes son iguales al todo, o sea no se pueden dividir solucionando así el problema de Zenón de porque Aquiles consigue alcanzar la tortuga.

Este infinito de tiempo demostraría, en mi opinión, porque en la contemplación o en la meditación, al tratar de vivir solo el presente, despojándose de todo pasado y futuro, los místicos consiguen un contacto con algo que ellos consideran el Infinito Absoluto, Dios. Sino no consideramos ese infinito de tiempo el presente no existiría.

La más promisora línea de investigación es que el espacio-tiempo es formado por minúsculos pedazos de información (Moskowitz, 2017) que interaccionan entre ellos dando origen a la gravedad y la curvatura. Científicos de información cuántica y físicos de altas energías y de teoría de las cuerdas se reúnen cada 3 meses por un proyecto “it from qubits” donde it signfica espacio-tiempo y qubits el bit cuántico o sea la menor cantidad posible de información.

El fundamento de esta idea es el denominado “enredado cuántico”, por el cual las acciones realizadas sobre una partícula pueden afectar a otra, aún separadas por grandes distancias. El gran paso fue dado en 2013 donde los físicos Maldacena y Susskind (2013) descubrieron que dos buracos negros enredados crean un buraco de gusano, que es un atajo en el espacio-tiempo previsto por la relatividad general. Este descubrimiento es conocido como ER=EPR (Enredado=buraco de gusano).

Los físicos están estudiando diferentes tipos de enredados. El convencional asocia una única característica de la partícula, el spin, a múltiples partículas de mismo tipo distribuidas por el espacio. Se busca observar enredados con partículas diferentes que no involucraría el espacio etc. Pero, el gran objetivo es conseguir describir la gravedad por la mecánica cuántica. Los físicos creen que el ´principio holográfico puede ayudarlos.

Este principio sugiere que algunas teorías físicas complejas son equivalentes a otras más simples que funcionan en un universo con menos dimensiones. Así, un universo de 3 dimensiones puede estar codificado en uno de dos dimensiones. Como ejemplo se puede describir un buraco negro describiendo lo que ocurre en su superficie. En otros terminos, la física interna, el volumen de 3 dimensiones se corresponde con la física de la superficie de 2 dimensiones.

El enredado cuántico de qubits debe codificar la información del volumen 3-D en bits almacenados en la frontera 2-D una condición conocida como “dualidad” que no se consiguió explicar.

Según Green (2000), “El punto esencial sería que la distinción de espacio-tiempo y entidades materiales más tangibles se evaporaría a medida que ambas emergieran de agregados adecuados de ingredientes más básicos en una teoría que es fundamentalmente relacional, sin espacio y sin tiempo”.

En una entrevista Green (2012) afirma: “La naturaleza probaría casi una no razonable matemática en su construcción. Y la mente humana probaría una vez más ser capaz de entender esta matemática”.

La ciencia física nos lleva a pensar en una estructura lógico-matemática como fundamento de la realidad. Por este motivo Heisenberg (1987) escribía proféticamente “En la moderna física cuántica no puede existir dudas que las partículas elementales serán finalmente formas matemáticas, pero de naturaleza mucho mas complicada que la de la filosofía Platónica”.

En la actualidad, por la primera vez, los científicos consiguieron convertir la información en pura energía experimentalmente. Un experimento que verifica el llamado “demonio de Maxwell”, porque aparentemente violaría la segunda ley de la termodinámica. Esta ley implica que no es posible inventar una maquina capaz de extraer calor de un reservatorio y usar todo ese calor para realizar trabajo porque algo de ese calor debe ser perdido para un reservatorio más frio.

Toyabe y sus colegas de la Universidad de Chuo en Japón, consiguieron demostrar, que en una miniatura de una escalera en espiral, una molécula suba la misma usando información. Como la molécula sube la escalera gana energía potencial. El demonio de Maxwell que usan es impedir que ella pueda caer, por un mecanismo de retroalimentación que está presente en la conservación de nuestro planeta (Teoría Gaia) y en el origen de la vida y su evolución hasta la emergencia del ser humano.

Toda esta investigación científica sobre la realidad de nuestro universo, demuestra que este está fundamentado en la información, se ha demostrado que la información puede ser transformada en energía (energía=materia) o sea que ella se va aproximando cada vez más con la afirmación que aparece en el Evangelio de Juan Cap. 1:1 “Al principio era el Verbo, y el Verbo estaba en Dios, y el Verbo era Dios. El estaba al principio en Dios. Todas las cosas fueron hechas por El”.


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