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Date Posted: 7/05/07 9:46:34
Author: Francisco
Subject: Creación cuántica ex nihilo del Universo (I)
In reply to: Francisco 's message, "El Acto divino de la Creación" on 18/04/07 5:49:02


En un artículo publicado en la revista profesional de Física Physical Review (el 15 de diciembre de 1983), titulado Wave function of the Universe, J. B. Hartle y S. W. Hawking establecieron un modelo de creación cuántico-gravitatorio del Universo, que presumiblemente podía prescindir de la existencia o necesidad de un Creador.

En este subhilo expondré un breve resumen de la parte que nos interesa de dicho artículo (y su correspondiente crítica, relativa al modelo autocosmogenésico que postula); pero antes, establezcamos algunas precisiones conceptuales y terminológicas.

La Mecánica Cuántica (en adelante, MC) (1) es una precisa teoría física (fundamental, en contraposición a las llamadas teorías fenomenológicas, que dan cuenta de un aspecto parcial de la realidad -por expresarlo de forma condensada) descubierta a principios del siglo XX y desarrollada, en su aparato matemático, durante el primer tercio del mismo siglo. Esta teoría explica el comportamiento de los sistemas físicos (2) que, dicho de un modo general, poseen una variable dinámica "natural" cualquiera, con las dimensiones de una acción (erg.sg, en el sistema CGS) del orden de magnitud de la constante de Planck: h = 6,626 x 10-27 erg.sg.

En la contemporaneidad del descubrimiento de la MC, entre los años 1905 y 1915, un eminente físico alemán, Albert Einstein, descubría y formulaba la teoría física más precisa existente hasta entonces, la Teoría de la Relatividad (en sus dos versiones, Restringida o Especial -RE- y General -RG-, una generalización de la anterior cuando existen campos gravitatorios o sistemas no inerciales). Ya el propio Einstein intentó infructuosamente desarrollar una llamada Teoría del Campo Unificado del que fueran subteorías o 'teorías límites' (aplicadas en sus respectivos dominios de la realidad), las dos teorías físicas descubiertas por él y el resto de la Física. Fruto, en parte, de esos esfuerzos, durante la primera mitad del siglo XX se consiguió unificar la RE con la MC, dando como resultado la segunda teoría física hasta hoy más exacta, la Teoría Cuántica de Campos (TCC). Sin embargo, los intentos por cohonestar estructuras formales tan disímiles como la RG y la MC, terminaron todos en fracaso, hasta que, en la década de los años 80 del anterior siglo, un equipo de físicos y matemáticos (4) useños y europeos consiguió la elaboración de algo que (a despecho de ulteriores desarrollos generalizadores, y de su correspondiente comprobación experimental, al menos indirecta, en algunas de las predicciones que pueda realizar esta teoría) podría ser la tan buscada Teoría del Todo (TOE): la Teoría de las Cuerdas, que posteriormente se transformó en varias Teorías de Supercuerdas (3) reducibles a una única, llamada hoy Teoría-M (M de membrana, por los objetos topológicos fundamentales que postula para explicar la constitución de la materia y las interacciones entre objetos materiales). Dicho brevemente, las Teorías de Cuerdas postulan la existencia, en los más fundamentales niveles de la realidad material, de unos objetos elementales (irreductibles a otros más simples), que no son puntuales (como algunas de las partículas fundamentales antiguas), sino unidimensionales (segmentos de curvas de materia, de grosor nulo), llamados 'cuerdas' (hoy se admite la existencia de otros objetos más exóticos llamados d-branas, con d un parámetro dimensional, etc.). Estos objetos unidimensionales se encuentran en frénetica actividad vibratoria (vibran a la velocidad de la luz en el vacío, de modo análogo a como las cuerdas de un violín vibran al ser estimuladas mecánicamente, aunque estas a una velocidad no relativista), generando en sus diferentes modos de vibración (modos fundamentales) las diferentes partículas fundamentales (unas, responsables de las interacciones o fuerzas: el gluón, de la nuclear fuerte; el fotón, de la electromagnética; el bosón gauge asociado a la fuerza nuclear débil, de la nuclear débil; y el gravitón, de la gravedad; otras, responsables de la constitución de los objetos materiales: el electrón, los diversos quarks, etc.). Por ejemplo, un objeto material está compuesto, al nivel microscópico, de átomos; estos átomos constan de un núcleo con protones y neutrones y de una nube electrónica exterior de electrones (en realidad no es una 'nube electrónica', sino una auténtica distribución de probabilidad electrónica alrededor del núcleo atómico); a su vez los protones y neutrones están formados por quarks; y todos ellos, quarks y electrones, son el resultado de modos de vibración de cuerdas elementales. Los anteriores constituyen niveles de análisis de la realidad material cada vez más simples, hasta llegar a los auténticos ά-τομος (5), de los cuales, los atomistas griegos (Leucipo y Demócrito), postularon que estaba constituida la materia.



1En puridad, la Física Cuántica, pues la Mecánica Cuántica es la estructura formal, matemática, de la Física Cuántica.

2Moléculas, átomos, núcleos atómicos, partículas subnucleares, etc.

3Como se ha señalado en el texto, según la Teoría de Supercuerdas, los componentes fundamentales del Universo no son partículas puntuales, sino diminutos filamentos unidimensionales en permanente estado vibratorio. Estas 'cuerdas' son tan pequeñas -su longitud media es del orden de magnitud de la longitud de Planck, Lp = 1.61 x 10-33 cm- que 'parecen' puntos incluso cuando son examinadas con los instrumentos más potentes.

Dicha teoría tiene tres virtudes importantes:


  1. Resuelve el conflicto entre la RG y la MC.
  2. Proporciona una TOE, teoría unificada, ya que propone que toda la materia y todas las fuerzas surgen a partir de un componente básico: las cuerdas oscilantes.
  3. Cambia radicalmente nuestra manera de entender el espacio-tiempo. En particular nuestro mundo es 10-dimensional (11-dimensional en algunas TC,s.), con 9 dimensiones espaciales (10, respectivamente) y una temporal, de modo que 6 (7, en su caso) de las dimensiones espaciales están (desde poco después del Big Bang) compactificadas, curvadas sobre sí mismas en una pequeña escala de longitud.
(Brian Greene, The Elegant Universe, W.W. Norton, 1999)
4 Uno de los principales descubridores, impulsores y edificadores de la Teoría de Cuerdas es el matemático estadounidense Edward Witten (Fields Medal -equivalente al Premio Nobel, en Matemáticas- 1990)



5Falta, en la alfa inicial, el espíritu suave. Para evitar incluir otra imagen más, en algunas voces griegas se incurrirá, dolosamente, en faltas de puntuación. Ruego disculpen los puristas esta licencia ortográfica.

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