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Física y metafísica de Watchmen

mayo 15, 2017

Watchmen-cover.svgNo es aventurado afirmar que Watchmen es uno de los mejores cómics de ciencia ficción de todos los tiempos, además de muchas otras cosas. Pero fundamentalmente me interesa este aspecto, ya que voy a tratar brevemente algunos aspectos de la física y la metafísica de esta historia de Alan Moore y Dave Gibbons. Empezando por la física, uno de los conceptos más interesantes introducidos en este cómic es de taquiones, un tipo hipotético muy especial de partículas elementales. Y son muy importantes en el desenlace final de la historia, por lo que implican en cuanto a la alteración de la percepción del tiempo de uno de los personajes principales de la historia. Entonces, ¿qué son los taquiones?

EinsteinLa respuesta surge del seno de la relatividad especial de Einstein, Poincaré y Lorentz, que establece una interpretación geométrica que han de satisfacer las teorías de la física, fundamentalmente las teorías de campos. La relatividad especial, tal como fue formulada por Einstein en un famoso artículo redactado en 1905, trata de las propiedades de las leyes físicas determinadas por un tipo especial de observadores, aquellos que se mueven en sistemas inerciales. Estos son aquellos que se encuentra en reposo (relativo) entre sí, o se mueven unos respecto a otros con una velocidad constante. Entonces la relatividad especial se basa en dos postulados simples: la existencia de una velocidad característica que es la misma para todos los observadores inerciales, que se corresponde con la velocidad de la luz en el vacío; la equivalencia de las leyes físicas para todos los observadores inerciales

Una consecuencia de estos postulados es que no se puede establecer de modo absoluto el concepto de simultaneidad de sucesos, por lo que ha de introducirse un marco geométrico en el que espacio y tiempo van de la mano en una única entidad, el espaciotiempo. Esto es clave para entender la física y la metafísica de Watchmen. Otra predicción es que la masa de una partícula depende su estado de movimiento, o para decirlo de forma más precisa para no dar lugar a confusiones, que la masa que miden diferentes observadores inerciales depende de su estado de movimiento. La dependencia es tal que para que un objeto con masa distinta de cero alcance la velocidad de la luz ha de acelerarse con una cantidad infinita de energía. De ahí surge la imposibilidad de superar la velocidad, en principio, que constituye uno de los grandes temas de la especulación de la ciencia ficción en torno al viaje interestelar. A veces porque se acepta este hecho y se plantean escenarios compatibles con él, otras porque el propio nóvum de los relatos se desarrolla en torno a los mecanismos del viaje interestelar. Esta es la razón de que se afirma a veces que la física predice que nada puede viajar más rápido que la luz. Existen partículas que viajan a la velocidad de la luz ya que su masa medida en el sistema de referencia en que están reposo de valor es cero. Se trata de los fotones que viajan exactamente a la velocidad de la luz. Como no tienen que adquirir tal velocidad eso no supone un problema. Pero sí lo es para cualquier partícula que trate de acelerarse desde una velocidad inferior a la de la luz hasta ella. Pero esta es solo la mitad de la historia.

La relatividad especial establece la imposibilidad física de que una partícula acelere hasta la velocidad de la luz, pero a priori no prohíbe que puedan existir partículas que viajen siempre a una velocidad mayor que la de la luz. La razón es que en la ecuación de dependencia de la masa frente a la velocidad es una raíz cuadrada, y además de la soluciones reales podemos considerar soluciones complejas. La justificación del concepto de taquiones únicamente necesita de conceptos de física y matemáticas al nivel de enseñanza de bachillerato. Aunque el estudio de sus propiedades es más complejo. El físico Gerald Feinberg desarrolló en un artículo escrito en 1967 las propiedades de partículas asociadas a dicho tipo de soluciones de las ecuaciones relativistas. A partir del análisis de Feinberg se deducen algunas propiedades extrañas de este tipo de partículas, que son las que las hacen problemáticas y posiblemente inconsistentes desde el punto de vista físico. En primer lugar, la teoría de la electrodinámica predice que por el hecho de viajar a velocidades mayores de la luz estas partículas deberían de emitir algún tipo de radiación. Este proceso de emisión implicaría un frenado, lo que a su vez haría que emitiesen más radiación aún (este es el fundamento de las armas que aparecen en la novela La Guerra Interminable de Joe Haldeman). Hay que tener en cuenta que para los taquiones lo que requeriría una cantidad infinita de energía sería el frenado hasta alcanzar la velocidad de la luz. De ser así los taquiones deberían de emitir grandes cantidades de radiación que serían detectables. A día de hoy no se han detectado trazas de taquiones, aunque se plantean explícitamente en los catálogos de físicas de partículas los límites de resolución de las medidas que descartan su existencia.

En segundo lugar, el hecho de que los taquiones se asocien con soluciones con energía con un valor imaginario implicaría que el vacío de las teorías cuánticas de campo para las interacciones fundamentales fuese inestable frente a la presencia de taquiones. Como parece que no estamos achicharrados por un baño de radiación parece ser que a pesar de todo no existen los taquiones, que sepamos. Además, es esta una cuestión interesante ya que en su momento algunos modelos de cuerdas predecían la existencia de taquiones, y estos puede eliminarse considerando la supersimetría, pero las observaciones indican que la naturaleza no tenga ninguna predilección por tal tipo de simetría. Los problemas de la presencia de los taquiones podrían resolverse postulando que estos se encuentran en algún tipo de fase condensada, o que se manifiesta en realidad como algún tipo de partícula convencional, como formas exóticas de neutrinos.

Los taquiones son importantes para la ciencia ficción porque tienen una propiedad muy interesante. Al viajar más velozmente que la luz podrían transmitir información del futuro al pasado, violando la causalidad. Esto es una consecuencia de la la relatividad de la simultaneidad, que comentaba anteriormente. Se han planteado diferentes experimentos mentales que muestran las paradojas que surgen con los taquiones, por ejemplo a partir de una ideada por el físico Richard Tolman, analizada por Gregory Benford, a quien también le debemos una de las pocas novelas de ciencia ficción donde los taquiones son una parte esencial en la trama: Cronopaisaje. Para establecer la causalidad y la coherencia de las líneas causales hay que introducir condiciones de consistencia para las historias admisibles. Por ejemplo, un bucle autoconsistente causalmente es el que se muestra en la película Interstellar dirigida por Christopher Nolan. Pero este tipo de estructuras en el espaciotiempo, y la perspectiva geométrica para analizarlos, plantea cuestiones muy importantes con respecto a la naturaleza de nuestra experiencia del tiempo. Y aquí es donde llegamos a la metafísica de Watchmen.

Porque el de la naturaleza del tiempo es un problema fundamental de la filosofía de la física, el establecimiento de una filosofía del tiempo. Donde más claramente se hace explícito cuál es el problema, es cuando se atiende a la explicación de Manhattan en el episodio de Marte del cómic, pues en él presenta una filosofía del tiempo muy determinada. El nudista azulado parece percibir el tiempo de un modo muy distinto al del resto de los personajes y ele lector, ya que él nos sugiere que de alguna forma percibe los instantes de tiempo de forma simultánea, no siguiendo la secuencia temporal que el resto de nosotros. Para él el fluir del tiempo constituye un bloque, una foto fija en la que pasado, presente y futuro coexisten simultáneamente. A esta concepción del tiempo se la denomina eternalismo

La relatividad especial es un marco geométrico básico que ha de cumplir cualquier teoría física, introduciendo una estructura en la que el espacio y el tiempo forman parte de una única entidad geométrica, el espaciotiempo. En la relatividad general como teoría de la gravitación se demuestra además que tal entidad geométrica tiene una dependencia dinámica con respecto a la distribución de materia. Como resultado de la introducción de sus propiedades geométricas, que son absolutas (es decir, no dependen del estado de movimiento) surgen algunas consecuencias curiosas en lo que al comportamiento de algunas magnitudes físicas fundamentales se refiere. Esta estructura implica que la medición de las longitudes o los tiempos dependen del estado de movimiento, no obteniendo el mismo resultado de una medición por parte de un observador en reposo que por parte de uno en movimiento a velocidad constante. No obstante, cuando se miden distancias espaciotemporales todos los observadores miden lo mismo, y por lo tanto la teoría no es, como equivocadamente se dice, una teoría en que todo es relativo, sino en la cual las leyes físicas son absolutas en un marco geométrico, y la relatividad de las mediciones surge como resultado de emplear un marco geométrico inadecuado. Y relativa es también la simultaneidad de los acontecimientos, lo que pondría en duda la validez de nuestra percepción del tiempo como un fluir del pasado al futuro, ya que podría haber observadores inerciales para los cuales el orden podría ser diferente, aún cuando la línea causal en el espaciotiempo esté perfectamente bien definida sin ambigüedades. Lo que para un un observados son dos sucesos simultáneos, para otro puede resultar en que acontecen en diferentes instantes de tiempo, incluso el orden secuencial que pueden percibir dos observadores puede variar, aunque la secuencia de acontecimientos es absoluta en el espaciotiempo. Además, ese punto de vista aparentemente ingenuo del transcurrir del tiempo a de confrontarse con la existencia de los bucles temporales o las partículas que transmiten información desde el futuro al pasado.

1925_kurt_gödelEl gran físico George Gamow tituló su biografía haciendo referencia a este hecho, describiendo su devenir vital como «una línea de universo». También es famosa la carta en que Einstein habla a la viuda de su gran amigo Michelle Besso sobre su convicción en la ilusión del fluir del tiempo. Es decir, no hemos de ver el tiempo como una película sino como una foto fija, o empleando una analogía mejor en este caso, como una página de cómic en que se desarrolla nuestra vida, como si todo fuese una única página de cómic estática. Una idea del tiempo como algo estático que también compartía el matemático Kurt Gödel, cuyas contribuciones al estudio de la relatividad general, en las que se incluye un modelo de universo que permite el viaje en el tiempo (empleado por Stephen Baxter en la novela Las naves del tiempo), pretendían justificar la filosofía del tiempo del eternalismo.

Precisamente el episodio de Marte del cómic de Moore y Gibbons muestra a la perfección esta concepción del paso del tiempo con la propia estructura de la narración. En este caso el formato del cómic es una pieza fundamental en la interpretación de la filosofía del tiempo desde un punto de vista ontológico. El eternalismo no se considera únicamente en Watchmen, y esta filosofía también la encontramos en la obra de un autor tan interesante como Kurt Vonnegut. En Las sirenas de Titán uno de los protagonistas percibe el tiempo de forma diferente al resto de los personajes, y lo hace al mismo modo que el doctor Manhattan. Pero en la novela de Vonnegut se plantea la cuestión del determinismo y el libre albedrío. No es casualidad que también se lo pregunte en Watchmen Laurie a Manhattan, con una respuesta que claramente se decanta por el determinismo absoluto (algo que también se deduce de algunos pasajes de From Hell, en dónde Moore también explora aspectos del eternalismo desde otros puntos de vista narrativos).

Creo que la respuesta que plantean tanto Vonnegut como Moore es demasiado simple. Mucho más interesante es la respuesta de Ted Chiang en su relato La historia de tu vida (adaptado al cine en La llegada, aunque en la película el director Denis Villeneuve optó por obviar las referencias a la física) en dónde también se recurre a la misma filosofía del tiempo. Además de presentar una interesante reflexión sobre cómo el lenguaje altera nuestra propia percepción del tiempo, Chiang analiza el problema del determinismo frente al libre albedrío desde una perspectiva más general que Moore y Vonnegut. Además, la mayor parte de los cuentos de Chiang tratan sobre el determinismo desde diferentes puntos de vista, con lo que los diferentes aspectos del problema filosófica se complementan con diferentes perspectivas por parte de este autor. Lo fundamental en el relato de Chiang es que plantea una interpretación variacional de la percepción del tiempo. En física podemos plantear las ecuaciones en términos de ecuaciones locales o de ecuaciones integrales globales, y esto último da lugar a las formulaciones de principios variacionales, que establecen que una magnitud física ha de alcanzar un máximo o mínimo.

En mecánica los principios variacionales se emplean para estudiar las trayectorias de las partículas en la naturaleza. De todas las posibles trayectorias en un espacio abstracto de coordenadas la que se adopta una partícula es aquella que hace que el producto de la energía por el tiempo (la acción) sea un valor extremo (máximo o mínimo, pero también hay otro caso que no comentaré). No hay una teleología en el comportamiento de la partícula, no hay una agente rector, es la descripción matemática de un proceso físico global. En el relato de Chiang la protagonista no está siendo dirigida por una maquinaria de reloj como a la que hace referencia Manhattan, ella toma sus propias decisiones y no existe una contradicción con la idea de libre albedrío en la medida en que su elección es global. Digamos que ella elige su trayectoria en el contexto global de la historia de su vida, y esta elección implica una serie de elecciones personales y hechos que le acontecen, de ahí el determinismo. Quizá podría encontrarse una analogía con el concepto de armonía preestablecida de Leibniz, si tratamos de formularlo con precisión matemática, y no en vano el filósofo alemán fue un precursor de la concepción variacional de la física. La relatividad especial puede formularse a partir de un principio variacional lo que implica que podemos interpretar la filosofía del tiempo en el sentido que experimentan Manhattan, el millonario excéntrico de la novela de Vonnegut o la lingüista de Chiang de este modo.

En sus notas sobre La historia de tu vida Chiang ha explicado que su idea original era construir el relato desde la perspectiva variacional de la física cuántica pero que al final optó por describir la perspectiva clásica para no marear mucho al lector. Y es que si tenemos en cuenta la interpretación en términos de una formulación variacional planteada por Feynman lo que era un mero juego matemático tiene un significado físico preciso. Realmente se da el caso de que se produce un promediado por toda las trayectorias físicamente posibles. En el caso clásico las trayectorias son ficticias, en el cuántico son reales, de alguna manera existe un tanteo de trayectorias. Pensad lo que eso significa en el contexto de las historias que he comentado.

Pero para Alan Moore el eternalismo no es únicamente una filosofía del tiempo que se deriva de la física, sino que tiene realmente una justificación verdaderamente metafísica, y en un sentido mucho más fuerte del término del que he empleado aquí. Porque el guionista de Northampton adopta una filosofía neoplatónica acorde con su concepción mágica de la naturaleza, y en ella se considera el tiempo como eternidad que equivale a la propia del eternalismo. Hasta tal punto de que su novela Jerusalem pretende ser un desarrollo de una narrativa eternalista sobre la épica de la ciudad natal del autor. Esto plantea la cuestión de hasta qué punto el origen de la filosofía del tiempo en Watchmen tiene un origen esotérico en vez de científico. Pero es materia para otra reflexión más general en torno al papel de la filosofía del tiempo en la ciencia ficción.

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