La SIMETRÍA se puede suponer que es una de las Leyes de la Naturaleza.
Tenemos suerte de que la vida comenzó en la Tierra, por supuesto, y que algo tan complejo como los humanos evolucionó. Era improbable que tus padres se conocieran y te concibieran en el momento justo, y sus padres y sus padres, y así en tiempos remotos. Esta es la manera científica de recordarle que esté agradecido por lo que tiene.
Pero aun así, tengo noticias para ti: es peor de lo que piensas. Mucho peor.
- ¿Cómo fue Bohr contra la idea de cuantos ligeros?
- ¿Cuál es la diferencia entre la mecánica cuántica de pregrado y posgrado?
- ¿Todo tiene que tener alguna lógica detrás? Digamos el Big Bang o la física cuántica y la gravedad.
- ¿Qué pasa si alguien cambia el pasado viajando en el tiempo, afecta el presente o crea otro universo paralelo de acuerdo con los cambios?
- ¿Son cosas como la segunda ley de la termodinámica y el principio de incertidumbre de Heisenberg algo más que descripciones pesimistas de observaciones?
Tu existencia no se basó solo en el amor y la suerte de tus antepasados, sino en un universo casi absurdamente afinado. ¡Si el universo hubiera optado por aumentar la fuerza de la fuerza electromagnética incluso por un pequeño factor, puf! De repente, las estrellas no podrían producir elementos pesados, mucho menos la roca húmeda gigante en la que estamos parados. Peor aún, si el universo fuera solo un poco más denso que el que habitamos, se habría derrumbado antes de comenzar.
Peor aún, las leyes de la física parecen estar trabajando en contra de nosotros. El nuestro no es solo un universo hostil al azar, es un universo activamente hostil.
A mis colegas físicos y a mí nos gusta fingir que las leyes de la física son ordenadas y elegantes. De hecho, acabo de publicar un libro completo, El universo en el espejo retrovisor, sobre las hermosas simetrías del universo. Los programas como Nova o Slate’s Bad Astronomy tienden a centrarse en la estructura conocible de cómo todo encaja.
La historia de la física, de hecho, es una maravilla de usar principios de simetría simples para construir leyes complicadas del universo. Einstein logró construir su teoría de la relatividad especial, la idea que finalmente nos dio E = mc2 y explicó el calor del sol, a partir de la simple idea de que no había una distinción medible entre los observadores en descanso y observadores en movimiento uniforme.
El matemático del siglo XX que se pasó por alto durante mucho tiempo, Emmy Noether, demostró la centralidad de la simetría como principio físico. ¿Y qué es la simetría, al menos como la entienden los científicos? El matemático Hermann Weyl dio quizás la definición más sucinta:
“Una cosa es simétrica si hay algo que puedes hacer para que después de que hayas terminado de hacerlo, se vea igual que antes”.
Lo que suena lo suficientemente inocuo hasta que te das cuenta de que si todo el universo se hiciera simétrico, entonces todas las buenas características (por ejemplo, tú) son grumos decididamente asimétricos que arruinan la belleza perfecta del cosmos.
La idea aparentemente simple de que las leyes del universo son las mismas en todas partes en el espacio y el tiempo resulta en justificar las propiedades del universo observadas durante mucho tiempo, como la primera ley de movimiento de Newton (“Un objeto en movimiento permanece en movimiento”, etc. .) y primera ley de la termodinámica (conservación de la energía).
Como dijo el premio Nobel Phil Anderson:
“Es un poco exagerado decir que la física es el estudio de la simetría”.
¿Todo es igual? ¿Todos los viernes por la noche es como todos los demás? Suena casi reconfortante. Pero sería un error ser consolado por las simetrías del universo. En verdad, son tus peores enemigos. Todo lo que sabemos sobre esos arreglos racionales y predecibles dicta que no deberías estar aquí en absoluto.
¿Qué tan hostil es el universo a tu existencia fundamental?
Muy. Incluso las suposiciones más simples sobre nuestro lugar en el universo parecen conducir inexorablemente a resultados devastadores.
Las leyes de la física parecen actuar por igual en todas las direcciones. Esta es una de las grandes simetrías de la naturaleza. Da lugar a la ley de gravedad del cuadrado inverso: la atracción de la gravedad disminuye proporcionalmente al cuadrado de la distancia entre dos objetos. Las luces también parecen disminuir en brillo como el cuadrado inverso, lo que significa que las estrellas y galaxias distantes, naturalmente, parecen un poco más tenues que las cercanas.
Por otro lado, cuanto más lejos miramos, más galaxias podemos encontrar en nuestro campo de visión. Agregue los dos efectos juntos, y cuanto más mire en cualquier dirección, más galaxias verá, aunque cada una más distante sea más tenue. El brillo acumulativo aparecerá mayor y mayor cuanto más lo mire. Llevado al extremo lógico (los rincones infinitos del espacio) en cada dirección que mires, eventualmente deberías ver una estrella, y todo el cielo debería aparecer tan brillante como la superficie del sol.
Entonces, ¿por qué el cielo está oscuro por la noche? Esa consulta no es tan estúpida como podrías suponer. Se llama la paradoja de Olbers, en honor a Heinrich Olbers, quien, en 1823, fue una de las últimas personas en descubrirlo. (A Johannes Kepler se le ocurrió una idea similar en 1605, y el astrónomo Thomas Digges notó un problema similar un cuarto de siglo antes).
Si supone que los astrónomos solo están jugando juegos de matemáticas, vaya al medio de un bosque. Los árboles cercanos se verán grandes. Los árboles más distantes parecerán pequeños, pero hay tantos de ellos que si estás lo suficientemente lejos en el bosque, no podrás ver en ninguna dirección. Ahora supongamos que esos árboles estaban en llamas y eran tan brillantes como el sol. En Darkness at Night: A Riddle of the Universe, el cosmólogo Edward Harrison lo expresa bastante poéticamente:
“En este infierno de calor intenso, la atmósfera de la Tierra se desvanecería en minutos, sus océanos se evaporarían en horas y la Tierra misma se evaporaría en unos pocos años. Y, sin embargo, cuando examinamos los cielos, encontramos que el universo se hundió en la oscuridad “.
La simetría del universo nos hornearía en muy poco tiempo, pero una asimetría nos rescata. Kepler reconoció que para que el cielo esté oscuro, el universo debe estar “encerrado y circunscrito por una pared o una bóveda”.
Y asi es. Esa bóveda es el comienzo de los tiempos.
*******
