El vacío

La primera referencia que tenemos del vacío es de Pitágoras (s. VI/V adC), para quien los números son el principio ordenador del mundo material. Los números lo regulan todo, y el vacío, que sirve para separar entre sí todas las cosas, delimita igualmente la naturaleza de los números.

Paménides (s. VI/V adC) niega la existencia del vacío. Parménides descubre el ente, es decir, las cosas en cuanto son. Las cosas, antes de ser de una determinada manera, antes de ser feas o bonitas, grandes o pequeñas etc, son. Las cosas consisten en ser y fuera del ser no hay nada. El vacío sería el no ser y el no ser no existe. Para Parménides “El ser es, y no es posible que no sea. El no ser no es, y es necesario que no sea».

A continuación viene Demócrito (s. V/IV) adC), que sí admite la existencia del vacío. Las cosas están formadas por átomos y cuando las cosas mueren los átomos se mueven en el vacío para reorganizarse y formar cosas nuevas. Demócrito necesita el vacío. El mundo, dice él, se compone de átomos y de vacío.

Meliso (s. V adC) defiende la idea de Parménides y nos dice que “nada puede generarse de la nada y nada puede pasar del ser a la nada”, cuya síntesis es una frase suya que todavía perdura en el pensamiento occidental: “Ex nihilo nihil”.

Platón (s. V/IV adC) no admite el concepto del vacío que explica Demócrito porque entiende que la teoría atomista no tiene ninguna conexión con la realidad, pues se trata de algo que nadie en la naturaleza puede ver, tocar ni sentir.

Aristóteles (s. IV adC) se opone radicalmente a la existencia del vacío, pues si lo hubiera, dice, cualquier grieta sería suficienre para que se llenara enseguida de los fluidos circundantes. Tambien cree que en el vacío el movimiento se volvería problemático, pues al no existir un medio que transmita el impulso, el movil viajaría sin una dirección determinada ni tendría un lugar donde detenerse.

Tras las posiciones de Platón y de Aristóteles la idea del vacío quedará marcada durante años por connotaciones negativas que han llegado hasta nosotros, cuando el tema hay que abordarlo desde la ciencia. Pero antes de ir a la solución que nos ofrece la física cuántica es interesante recordar dos experimentos.

El primero es el experimento de Torricelli que se ilustra en la figura 1. Torricelli coloca un recipiente lleno de mercurio a la orilla del mar en el cual introduce boca abajo un tubo tambien lleno de mercurio debidamente tapado. Al quitarle el tapón el mercurio baja dejando en su parte superior un trozo vacío. Este experimento le sirve a Torricelli para medir la presión atmosférica. Pero si hablamos del vacío, ¿quién podía dudar en el siglo XVII  que en la parte de arriba del tubo se había hecho el vacío? Hoy sabemos que no, porque ese espacio podía estar ocupado, por ejemplo, por un campo electromagnético.

Figura 1

Otro experimento famoso relacionado con el vacío es el experimento que propuso  Casimir en 1948, que se muestra en la figura 2. En un recipiente cerrado se hace un vacío tan alto como permita la física, que es del oden 10-13 atmósferas. En su interior hay dos placa colgadas como indica la figura. Entonces se observa que después de hacer el vacío las placas se atraen, lo que indica que allí no hay un vacío absoluto. La explicación de la atracción de las placas es que tras hacer el vacío quedan allí unos campos que se aplican a las placas por sus caras externas en mayor medida que por el interior, por lo que el resultado es una fuerza de atracción entre las placas. Por lo tanto, no se ha conseguido el vacío.

Figura 2

Cuando se hace el vacío en un recipiente, despues de sacar del mismo  todas las moléculas de aire lo que nos puede quedar dentro son unos campos y unas partículas más o menos erráticas. Como los campos tienen siempre asociada una partícula que tiene la propiedad de desaplazarse como una onda, resulta lo mismo hablar de campos de ondas o de partículas. Hablemos de campos. La curva de energía de un campo electromagnético es como la línea azul de la figura 3. Si consiguiéramos hacer el vacío absoluto, el valor del campo sería cero, su energía sería cero y no habría ninguna partícula. Estaríamos en el punto cero de la figura. Sin embargo, esto no es posible porque así lo exige el principio de imdeterminación de Heisenberg: la energía no puede valer cero y mantener este valor durante los instantes que necesitamos para medirla.

Figura 3

Lo que hay entonces en el interior del recipiente es lo que se llama un vacío cuántico, que es un lugar donde aparecen de forma espontánea partículas y antipartículas que se aniquilan mutuamente al cabo de un tiempo. Esto es lo que se llama una fluctuación cuántica, que da lugar a la fluctuación de energía que se indica en la figura con la línea roja. La duración de esta fluctuación puede ser más corta o más larga según que las partículas sean más o menos masivas. Como la existencia de partículas masivas deforma el espacio-tiempo, cuya energía es negativa, el balance energértico compleo de la fluctuación es nulo y el proceso puede prolongarse indefinidamente.

Por lo tanto podemos concluir diciendo que el vacío absoluto no existe, aunque sí, el vacío cuántico, representado en la figura de cabecera por los pares de partículas y antipartículas que continuamente van apareciendo y aniquilándose.  

Landscape

Cuando hemos tratado de la teoría de cuerdas, hemos citado las branas como algo ambiguo, como una especie de superficies bidimensionales en el  espacio-tiempo a las cuales quedan ancladas las cuerdas abiertas como si se tratara de algo secundario. Sin embargo, su importancia es enorme. Las branas no son solo unos objetos estáticos o lugares  geométricos del espacio-tiempo definidos por ecuaciones matemáticas, sino que tienen su propia dinámica y su propia tensión y densidad de energía que reciben por los extremos de las cuerdas, cuyos bordes forman ondulaciones o deformaciones que en su movimiento podrían desencadenar sucesos como el big-bang. Por la tanto, la teoría de cuerdas no es solo una teoría con cuerdas sino que tiene otros objetos extensos, y, por lo tanto, es necesario estudiar el juego entre la dinámica entre las cuerdas y las branas, llamadas a veces Dp-branas.

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Whitehead: entidades actuales

Alfred N. Whitehead (1861-1947) fue un matemático y filósofo ingles creador de la llamada filosofía del proceso. Sus obras principales son “Proceso y Realidad” y “Principia Mathematica”, esta última escrita en colaboración con Bertrand Russell, de quien fue profesor. La filosofía de Whitehead es sumamente interesante y vamos a intentar explicarla en varios posts. Según La Fonda Filosófica de Darin McNabb, «Proceso y Realidad» “es de los libros de filosofía más difíciles jamás escritos”.

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Modelo Estandar 2/2

Tras haber hablado  de las partículas que componen la materia, hablemos ahora de los neutrinos. Para empezar vamos a citar algunos datos curiosos: Por cada electrón y quark hay en el universo 10.000.000.000 de neutrinos; nuestros cuerpos producen cientos de millones de neutrinos al día; y el sol produce tantos neutrinos que cada segundo nos atraviesan 100.000.000.000.000 de neutrinos. Otra singularidad de los neutrinos es que tienen distintas propiedades cuando están interactuando que cuando andan por ahí sueltos, por lo que se pueden considerar que existen dos familias de neutrinos en función de esta cirunstancia. Además mutan tan fácilmente unos en otros que producen cierto efecto de vibración o superposición. Como indica su nombre, los neutrinos no tienen carga eléctrica y su masa es pequeñísima. Por no tener carga eléctrica no pueden intercambiar fotones con los electrones. Tampoco pueden intercambiar gluones con los quaks, aunque sí pueden hablar con ambos a través de la fuerza débil. A los neutrinos ya les dedicamos un post que conviene repasar para no repetir.

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La muerte de Sócrates

Platón nos cuenta la muerte de Sócrates en las últimas páginas del diálogo FEDÓN. Sócrates está condenado a muerte por las autoridades democráticas de la ciudad-estado de Atenas acusado de corromper a la juventud y de impiedad hacia los dioses de la ciudad. Lo de corromper a la juventud está relacionado con despertar en los jovenes un espíritu crítico y lo de impiedad hacia los dioses con alguna irreverencia al referirse a ellos.

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Modelo estándar 1/2

El Modelo Estandar de la Física de Partículas es la teoría que describe las partículas y las fuerzas fundamentales que explican la constitución del mundo material, con la única excepción de la fuerza de la gravedad, entendiendo por mundo material la parte de materia ordinaria del universo y todo lo que en nuestro mundo de cada día podemos ver y tocar. Tanto la materia ordinaria existente como la historia de su formación desde el Big-Bang, la puede explicar el Modelo Estandar con un total de 17 partículas definidas por su masa, su carga eléctrica y su espín, con personalidad propia, distinto grado de estabilidad y relacionadas entre sí.

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Eudaimonia. Camino a la felicidad

La gran meta de todos los hombres de todos los tiempos ha sido lograr la felicidad. Eudaimonia la llamaban en la antigua Grecia. Aristóteles la identifica con la vida contemplativa, que es superior a la vida de los placeres y a la política. Posteriormente, la filosofía pierde hondura de pensamiento y nacen las escuelas que buscan el ideal del hombre sabio capaz de alcanzar la felicidad. Con una filosofía más superficial, cínicos, epicúreos, estoicos, esceptícos y otros tratan de dictar las normas a seguir para convertir al hombre común en el ideal del hombre sabio, del hombre feliz.

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Filosofía Budista

El Buda, nacido como Sidarta Gautama, vino al mundo el año 563 a.C. en un pueblo del sur de Nepal llamado Lumbini donde su padre era jefe o rey de un clan llamado Shakia, lo que le otorgaba por nacimiento la categoría de príncipe. Murió a los ochenta años cerca de su pueblo natal. Los detalles que se conocen de su vida y sus enseñanzas se transmitieron desde entonces por vía oral y no se escribieron hasta cuatro siglos después. Protegido por la burbuja del palacio donde se crió  no conocía el mundo exterior y le pidió a su padre que se lo mostrara. Sale fuera acompañado por un criado y entonces conoce a un hombre viejo, a una persona enferma y un cadáver, que representan para él el sufrimiento humano que hasta entonces no conocía.

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