Un siglo de cuántica
Rolf Tarrach es uno de nuestros científicos más reputados. Por sus investigaciones –la cromodinámica cuántica– y por sus altas responsabilidades: fue presidente del CSIC, rector de la Universidad de Luxemburgo y presidente de la Asociación de Universidades Europeas. Imparte conferencias y publica libros sobre ciencia, como ahora De la materia al cosmos (Funambulista), con este exacto subtítulo: El siglo de la física cuántica y relativista. Es un resumen didáctico y entretenido de todo lo que hoy se sabe sobre la materia y sobre el cosmos y de cómo lo hemos sabido, anecdotario incluido, desde 1925, cuando Einstein nos entregó su teoría de la relatividad general. Coincide el libro con el recién celebrado congreso Ciudad y Ciencia, en Barcelona, donde ha hablado Tarrach.
¿Cuándo empezó el universo?
Hace 14.000 millones de años, con el big bang .
¿Dios apretó el botón?
Dios no entra en la ecuación.
¿Qué había antes del big bang?
Nadie lo sabe.
Tras el big bang, ¿qué pasó?
Durante los tres primeros minutos hubo quarks libres. Se asociaron en neutrones (neutros) y protones (positivos).
A partir del tercer minuto, ¿qué pasó?
Protones y neutrones se unen: nucleones.
¿Después de los nucleones, qué pasó?
Cada núcleo (+) atrajo electrones (-).
Eso conforma un átomo, ¿verdad?
Primeros átomos: hidrógeno y helio.
¿Cuándo fue eso?
Después de 380.000 años del big bang : el universo, tras el primer plasma denso y ardiente, se enfrió. El átomo es neutro.
¿Los átomos forman toda la materia?
Sí, y la materia es... Solo el 4% del cosmos.
¿Solo el 4% de todo el universo? Y entonces... ¿qué es el restante 96%?
Un 70% es energía oscura. Y un 26% es materia oscura.
¿Y qué es la materia oscura? ¿Y qué es la energía oscura?
No lo sabemos todavía.
Pues entonces... ¡no sabemos nada!
No sabemos nada, ciertamente. Pero... La física lo desvelará en unos diez años.
¿Sí? Usted es físico: ¿por qué lo es?
Por eso, porque la física es la forma más sencilla de explicar la naturaleza, de entenderla, y esa era mi vocación.
¿Y por qué se pasó a la física cuántica?
Me retaba lo contraintuitiva que es. Nuestras conexiones cerebrales, formadas en la física clásica, prevén que si este vaso de cristal cae de la mesa, descenderá hasta el suelo y al chocar se romperá...
Ya. Claro.
Eso sucede en la física clásica, culminada por la física relativista de Einstein. ¡Pero no sucede en la física cuántica! Ahí, a escala de partículas subatómicas, elementales, ¡pasan cosas muy distintas!
¿Qué cosas?
Que una misma partícula esté en dos lugares a la vez. Que dos partículas enormemente distantes estén entrelazadas....
¿Captó todo esto Einstein?
Einstein captó que espacio y tiempo son lo mismo, y captó que lo mismo son masa y energía, en diversos grados, y siendo la velocidad de la luz constante.
¿Por qué él habló de “relatividad”?
Porque, si tú viajas a la velocidad de la luz (300.000 kilómetros por segundo) por la galaxia y regresas al cabo de un año tuyo, tú serás un año más viejo... Pero yo habré muerto 3.000 años antes.
Relativo. El tiempo es relativo, entonces, ¿es eso?
Es eso. Y además Einstein estudió la gravitación y captó que el espacio tiempo... Es curvo. Sucedía en el año 1925: ahí tuvimos un primer modelo del universo.
Hoy estamos en el 2025, un siglo después.
Y vinieron científicos como Feynman, que trabajó con Oppenheimer en el proyecto Manhattan...
La bomba atómica.
Le traté y era genial: en sus aulas tocaba el bombo... Junto a Feynman añado a mi olimpo de físicos posteinstenianos a Heisenberg, Schrödinger, Dirac y Pauli.
¿Qué aportaron?
Cómo hacer una mecánica cuántica relativista, una electrodinámica cuántica, computación cuántica, cromodinámica cuántica, superfluidez, nanotecnología... El cosmos, explicado desde sus partículas.
¿Qué nos dice hoy la cosmología?
Que el universo es como un suflé: se expande desde todos sus puntos y en todas direcciones. Ah, y la expansión se acelera.
Así las cosas, doctor, ¿cómo y cuándo acabará el universo?
Nadie lo sabe, tampoco, todavía.
Volvamos a las partículas elementales.
Fermiones (forman materia), a su vez leptones, neutrinos (ligerísimos, sin carga), muones y tauones (como electrones con más masa) y quarks (que forman protones y neutrones); y bosones (aportan fuerza): W, Z, gluones, fotones y Higgs.
Entiendo que, por debajo de estas partículas... ¿ya no hay otras partículas?
No, que hoy sepamos. El universo es más energía que masa. Sabemos por Heisenberg que el vacío no es la nada, que hay en el vacío fluctuaciones de energía.
Entonces, dígame: ¿qué es la realidad?
La realidad es la probabilidad observable de un resultado. Los sucesivos errores, acumulados, desencadenan progreso.
¿Somos libres? ¿O predeterminados?
Venimos predeterminados en casi todo..., y la gracia justamente vive en el “casi”.
¿Confía en saberlo todo un día?
“¡Confía!, pero comprueba”. Este es mi lema en la ciencia... Y en la vida.
