Resumen del libro La Realidad no es lo que Parece por Carlo Rovelli (Reality Is Not What It Seems: The Journey to Quantum Gravity 2016)

Resumen del libro La Realidad no es lo que Parece por Carlo Rovelli (Reality Is Not What It Seems: The Journey to Quantum Gravity 2016)

Resumen corto: Reality Is Not What It Seems  (2016) ofrece una descripci√≥n general de los cambios en nuestra comprensi√≥n del tiempo, la gravedad y la realidad. Desde las observaciones c√≥smicas de la antigua Grecia hasta las teor√≠as de la mec√°nica cu√°ntica. 

¬ŅQui√©n es Carlo Rovelli?

Carlo Rovelli es un físico teórico que ha realizado importantes contribuciones al campo de la física y a nuestra comprensión del espacio y el tiempo. Actualmente dirige el grupo de investigación de gravedad cuántica del Centre de Physique Théorique en Marsella, Francia. Sus otros libros incluyen Siete breves lecciones sobre física y El orden del tiempo.

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Los inicios de la ciencia

Desde al menos el siglo V a. C., ha habido acad√©micos que utilizan herramientas cient√≠ficas para comprender mejor nuestro mundo y c√≥mo funciona el universo. Antes del  siglo XX, se produjeron algunos desarrollos, pero es a partir de 1900 cuando el ritmo se ha acelerado, y hoy en d√≠a parece ‚Äúduplicarse‚ÄĚ cada a√Īo siguiendo la ley de Moore.

Gracias a la teor√≠a de la relatividad general de Albert Einstein y el campo de la mec√°nica cu√°ntica, y los asombrosos desarrollos tecnol√≥gicos, los √ļltimos cien a√Īos nos han tra√≠do un descubrimiento tras otro. 

Durante miles de a√Īos despu√©s de las primeras civilizaciones humanas, nuestros antepasados ‚Äč‚Äčexplicaron los sucesos naturales cotidianos haciendo uso de cosas como esp√≠ritus y deidades. Eso finalmente comenz√≥ a cambiar alrededor del 500 a. C., gracias a los fil√≥sofos de la antigua Grecia. Entendieron que la l√≥gica, la observaci√≥n y las matem√°ticas podr√≠an usarse como herramientas para explicar el mundo que los rodea.

Uno de los primeros fil√≥sofos de lo que los anglosajones llaman ‚Äúnatural sciences‚ÄĚ fue Anaximandro, un fil√≥sofo que utiliz√≥ m√©todos ‚Äúracionales‚ÄĚ para explicar c√≥mo ca√≠a la lluvia del cielo. No fue obra de un dios ben√©volo. M√°s bien, la evaporaci√≥n hizo que el agua se acumulara en el cielo y luego volviera a caer a la tierra.

No mucho despu√©s, otro erudito llamado Dem√≥crito teoriz√≥ que todo en el mundo estaba formado por peque√Īos bloques de indivisibles llamados √°tomos. Dem√≥crito razon√≥ que debe haber un tama√Īo finito para los √°tomos, un punto en el que ya no podemos dividir estas unidades de materia. Esta teor√≠a ten√≠a sus ra√≠ces en la idea de extensi√≥n espacial: que la materia debe tener tama√Īo y ocupar espacio y por lo tanto los √°tomos deben tener un cierto tama√Īo indivisible.

Se produjeron m√°s avances en el siglo III a. C., impulsados ‚Äč‚Äčpor fil√≥sofos como Plat√≥n y Arist√≥teles, quienes contribuyeron a la idea de que las matem√°ticas podr√≠an usarse como una herramienta para comprender nuestro universo. Ptolomeo, nacido en 100 EC cre√≥ f√≥rmulas para calcular el movimiento de los planetas, lo que nos permite predecir sus posiciones futuras.

M√°s de mil a√Īos despu√©s; tras varios siglos en los que se releg√≥ la ciencia a un segundo plano, debido a la ca√≠da de Roma, los pensadores del Renacimiento como Cop√©rnico y Galileo volvieron a las antiguas herramientas de las matem√°ticas y la raz√≥n.

Esto permitió a Copérnico revolucionar la astronomía al demostrar que las órbitas de los planetas podrían calcularse mejor una vez que el sol, no la Tierra, fuera considerado el centro del sistema solar. Con esto plantó la semilla del heliocentrismo.

En el siglo XVI, Galileo fue el primero en contemplar las monta√Īas de la luna de la Tierra, los anillos de Saturno y las lunas de J√ļpiter, gracias al telescopio reci√©n inventado. Galileo prob√≥ su hip√≥tesis con experimentos repetibles, lo que ayud√≥ a crear lo que lleg√≥ a conocerse como el m√©todo cient√≠fico.

Galileo tenía una gran analogía para describir los límites de nuestra perspectiva predeterminada. Imagina que estás en un barco que ha alcanzado una velocidad constante (es decir, sin un cambio de velocidad o dirección).

Est√°s bajo cubierta y no hay ojos de buey. Dejas caer una pelota de tu mano levantada al piso. Para usted, parece que la bola cae directamente hacia abajo, lo que confirma que la gravedad est√° en funcionamiento.

Ahora imagina que eres un pez (con una visión especial de rayos X) y estás viendo pasar este barco. Ves al científico adentro, dejando caer una pelota.

Registra el cambio vertical en la posici√≥n de la pelota. Pero tambi√©n puedes ver un cambio horizontal. Cuando la pelota fue empujada hacia abajo por la gravedad, tambi√©n cambi√≥ su posici√≥n hacia el este unos 20 pies. El barco se mov√≠a por el agua y, por tanto, la pelota tambi√©n. El cient√≠fico a bordo, sin ning√ļn punto de referencia externo, no pudo percibir este desplazamiento horizontal.

Esta analogía nos muestra los límites de nuestra percepción. Debemos estar abiertos a otras perspectivas si realmente queremos comprender los resultados de nuestras acciones. A pesar de sentir que tenemos toda la información, si estamos en el barco, el pez del océano tiene más que compartir.

Una hipótesis que nace de esta idea, fue la creencia de que todos los objetos caen a una velocidad constante. Sin embargo, lo que revelaron las pruebas de Galileo fue que no era la velocidad, sino la aceleración, o la tasa de aumento de velocidad, lo que era constante entre los objetos que caían. Esta idea marcó la primera ley matemática para los cuerpos terrestres: en segundo lugar, la velocidad de cualquier objeto que caiga en la Tierra aumentará en 9,8 metros por segundo.

La física de Newton

Aproximadamente cien a√Īos despu√©s de los c√°lculos de Galileo, en el siglo XVII, lleg√≥ Isaac Newton . Newton estaba experimentando con una prueba te√≥rica de una “luna peque√Īa” orbitando por encima de la  superficie de la Tierra, y se dio cuenta de que la fuerza que afectaba la curva y la velocidad del cuerpo en √≥rbita era probablemente la misma detr√°s de los objetos que ca√≠an.

Newton sab√≠a que deb√≠a haber una fuerza generalizada en funcionamiento, y eso hizo que tanto la luna orbitara la Tierra como los objetos ‚Äúcayeran al suelo‚ÄĚ. Y as√≠ fue como empez√≥ a desarrollar su hist√≥rica teor√≠a de la gravitaci√≥n universal.

La teoría de Newton presentó una nueva imagen del universo, una en la que, dentro de la inmensidad del espacio, los cuerpos son atraídos unos hacia otros por la fuerza constante de la gravedad. Esta teoría marcó un gran paso adelante en la comprensión, . Fue la primera vez que identificamos una fuerza que conectaba las leyes de la Tierra con las de los cuerpos celestiales.

Aunque Newton pudo haber sido un genio, sab√≠a que se trataba de una imagen incompleta. Todav√≠a hab√≠a misteriosas leyesen funcionamiento que no se hab√≠an descubierto. En el siglo XIX, los cient√≠ficos brit√°nicos Michael Faraday y Clerk Maxwell revelaron otra de las fuerzas cuyo efecto marca el comportamiento de cuerpos m√°s peque√Īos Descubrieron el electromagnetismo: la fuerza que une los √°tomos que forman mol√©culas y los electrones que est√°n dentro de los √°tomos.

Pero quiz√°s a√ļn m√°s importante fue el concepto del campo magn√©tico. Faraday y Maxwell sugirieron que hab√≠a una red o campo invisible en todo el espacio que permite que act√ļen las fuerzas electromagn√©ticas.

El concepto de campo se afianz√≥ en 1905, gracias a la teor√≠a de la relatividad especial de Albert Einstein, que pretend√≠a unir la f√≠sica newtoniana con las teor√≠as m√°s recientes. Con su nueva teor√≠a radical, Einstein mostr√≥ c√≥mo diferentes observadores pod√≠an experimentar las leyes del tiempo y el espacio de manera diferente en funci√≥n de sus posiciones. De repente, incluso el tiempo dej√≥ de ser absoluto. 

La relatividad general de Einstein (II)

En 1905, la teor√≠a de la relatividad especial de Einstein le dio notoriedad como una voz joven y audaz en la comunidad cient√≠fica. Pero diez a√Īos despu√©s; Su teor√≠a de la relatividad general fue admirada por muchos como una obra maestra, incluso hermosa, de la f√≠sica.

La relatividad general fue brillante porque explicaba partes del comportamiento detoda la materia y el espacio bajo un mismo set de leyes del campo gravitacional. Como a√Īos antes; el campo electromagn√©tico uni√≥ fuerzas el√©ctricas y magn√©ticas.

Al introducir un campo gravitacional, Einstein estaba redefiniendo nuevamente el concepto de espacio y de qu√© est√° hecho. El espacio hab√≠a sido durante mucho tiempo sin√≥nimo de vac√≠o, pero Einstein estaba sugiriendo que este no era el caso. Seg√ļn la relatividad general, el espacio es el campo gravitacional y afecta constantemente a toda la materia.

En el mundo newtoniano, las cuestiones sobre el espacio y la materia se consideraron por separado. Pero la teor√≠a de Einstein explic√≥ c√≥mo la masa pod√≠a doblar el espacio a su alrededor, creando as√≠ una “curvatura” en el espacio. Esto provoc√≥ que los cuerpos se acercaran, como dos canicas en un film. Y as√≠, el concepto de gravedad de Newton del siglo XVII se extendi√≥ efectivamente en el siglo XX. Las teor√≠as de Einstein se aplicaron a los or√≠genes del universo, lo que llev√≥ al concepto de “big bang”.

Los científicos han reflexionado durante mucho tiempo sobre la cuestión de si el universo es finito o infinito. Pero Einstein sugirió un término medio, afirmando que algo podría ser finito e ilimitado. Esto llevó a Einstein a teorizar si la geometría del espacio no es similar. Quizás, si partimos en una dirección, eventualmente podríamos encontrarnos donde comenzamos.

Pero un universo finito significar√≠a que, debido a la gravedad, todos los caminos dentro de √©l ser√≠an empujados hacia el centro, lo que resultar√≠a en el eventual colapso hacia adentro de toda la materia. Dado que esto a√ļn no ha sucedido, pens√≥ Einstein, el universo debe estar expandi√©ndose hacia afuera, como resultado de un evento que puso todo en movimiento. Y as√≠ es como Einstein lleg√≥ a la idea de lo que se conoci√≥ como la teor√≠a del Big Bang, el evento inicial que cre√≥ suficiente fuerza para contrarrestar la atracci√≥n gravitacional.

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