Entrevista con Martin Bojowald

El físico alemán Martin Bojowald, nacido en 1973, ha trabajado en el instituto Max Planck de Alemania y en la actualidad imparte clases en la Universidad Estatal de Pensilvania. Es el autor del libro de divulgación científica Antes del Big Bang (Debolsillo, 2015).
El físico alemán Martin Bojowald, nacido en 1973, ha trabajado en el instituto Max Planck de Alemania y en la actualidad imparte clases en la Universidad Estatal de Pensilvania. Es el autor del libro de divulgación científica Antes del Big Bang (Debolsillo, 2015).

ANDRÉS LOMEÑA: La cosmología cuántica de bucles es un modelo cosmológico cada vez más relevante. Los periodistas perciben los paradigmas científicos como una guerra abierta, pero no voy a preguntarle si la gravedad cuántica de bucles ha derrotado finalmente a la teoría de cuerdas. Preferiría preguntarle qué se entiende por un “bucle” en la teoría cuántica de bucles.

MARTIN BOJOWALD: El “bucle” en la gravedad cuántica de bucles denota un objeto matemático que se usa en la configuración básica de la teoría. Las personas a veces tratan de visualizarlo como un bloque elemental o un átomo de espacio (como el anillo de una cota de malla), pero no está claro si esta interpretación se apoya en realidad en la teoría. El “bucle” en la gravedad cuántica de bucles es, por tanto, mucho menos intuitivo que la “cuerda” en la teoría de cuerdas. Hablando de cuerdas, no creo que esta teoría haya sido derrotada. La gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas aún nos ofrecen resultados sobre las posibilidades de la física en situaciones muy diferentes, así que es difícil compararlas. Ambas teorías pueden tener algo de verdad y las dos tienen que perfeccionarse. Si hay alguna lucha, la más importante se libra dentro de cada una de las teorías para asegurarse que satisfacen todas las condiciones de consistencia interna.

En la gravedad cuántica de bucles se da una covarianza que nos dice que una teoría del universo hecha de bloques elementales tiene que permitir ciertas simetrías para proporcionar un espacio-tiempo propiamente dicho. Por ejemplo, si usamos los bucles como bloques elementales, estos tienen que estar lo suficientemente separados en una especie de hoja de cuatro dimensiones, y que no colapsen unos con otros. Aún no sabemos si este es el caso de la gravedad cuántica de bucles. Una investigación reciente indica que puede haber sorpresas: en algunos casos que se han calculado, no obtenemos un espacio-tiempo tetradimensional, sino un espacio de cuatro dimensiones espaciales y ninguna temporal. Este ejemplo ilustra que la consistencia de la gravedad cuántica de bucles todavía no es lo suficientemente sólida.

 

A.L.: El físico Don Lincoln no cree firmemente en la existencia de los “preones”, pero para él estas hipotéticas partículas elementales son una intuición más fuerte que la de los bucles o las cuerdas. ¿Cuál es su intuición?

M.B.: De acuerdo con la gravedad cuántica de bucles, la materia tendría sus propios bucles independientes de los bucles del espacio. Las versiones actuales no incluyen preones, así que obtendríamos quarks y leptones de los bucles. Sin embargo, la teoría es muy flexible en términos de materia y uno podría formular una versión con preones entre los bucles y los quarks. No se ha hecho hasta ahora, pero sería posible. En contraste con la teoría de cuerdas, la gravedad cuántica de bucles no aspira a lograr la unificación de las fuerzas y de las partículas elementales, de ahí que no haga muchas afirmaciones sobre las posibles formas de la materia.

 

A.L.: ¿Qué papel desempeña la temperatura de Planck [a veces llamada “calor absoluto”, en contraste con el “cero absoluto”] en el origen del universo y de qué manera se romperían las leyes de la física a esa temperatura?

M.B.: No sabemos mucho sobre la física a la temperatura de Planck porque la materia está mucho más caliente que cualquier cosa que podamos describir de manera fiable con teorías verificadas por los experimentos. Si usamos la relatividad general para retrotraer el actual estado del universo hasta el Big Bang, vemos que esta temperatura, y otras aún más altas, deberían haberse dado en ese momento. No sabemos si esa extrapolación es correcta porque no hay pruebas observacionales de la relatividad general a esas temperaturas extremas. En este sentido, la temperatura de Planck es un concepto teórico, pero al margen de las razones prácticas, no hay nada en la física que limite la temperatura de un plasma para que sea inferior a un determinado valor.

 

A.L.: La cosmología cuántica de bucles es útil si nos acercamos al instante antes del Big Bang. También sería útil en el instante antes del Big Crunch, sin que eso implique que vaya a darse un Big Crunch. He leído que el Big Bang podría estar relacionado con la existencia de agujeros blancos. ¿La idea de los agujeros blancos tiene algún valor en la actualidad?

M.B.: No creo que el concepto de agujero blanco sea muy útil en astrofísica o en cosmología. Un agujero blanco es el reverso temporal del agujero negro, así que las cosas que normalmente caen en un agujero negro saldrían por un agujero blanco. Es una simple construcción teórica, pero sabemos que la regresión temporal de los procesos comunes (como la rotura de una taza) son poco comunes y no demasiado relevantes en las observaciones reales. Respecto a la cosmología cuántica de bucles, ya no está claro que podamos hablar de algo antes del Big Bang. Tal y como mencioné arriba, algunos modelos recientes han mostrado que el tiempo puede desaparecer del espacio-tiempo, normalmente cuando hay una alta densidad o temperatura. Si esto hubiera ocurrido en el Big Bang, la temperatura podría permanecer limitada, pero la materia no tendría forma de atravesar las regiones atemporales en torno al Big Bang (o a un posible Big Crunch). Cuando escribí Antes del Big Bang, este resultado aún no estaba disponible, pero hubo un precursor que llamé “olvido cósmico”. La intemporalidad es aún más fuerte que ese olvido cósmico y requiere que repensemos los modelos del universo basados en la cosmología cuántica de bucles. Este proceso no se ha completado.

 

A.L.: Ha descrito los viajes en el tiempo como espejismos producidos por las descripciones matemáticas. También dice en su libro que el origen del tiempo quizás solo sea una convención nacida de las ecuaciones. Me temo que va a decepcionar a los periodistas que están esperando ideas tan exóticas como los universos-burbuja. ¿Qué cree que se descubrirá en los próximos años en torno a ese misterioso periodo previo al Big Bang?

M.B.: En gravedad cuántica de bucles, la cuestión de la intemporalidad tiene que entenderse mucho mejor. En física solemos pensar en términos de dinámica y evolución o cómo cambian las cosas en el tiempo. Estamos casi perdidos cuando ya no existe el tiempo. Creo que este desarrollo es bueno porque la sensación de estar perdido te devuelve un cierto grado de humildad que estaba ausente cuando la gente (aquí me incluyo) empezó a hablar sobre qué había “antes del Big Bang” en términos demasiado concluyentes, o al menos más concluyentes de lo que estaba justificado por la teoría. Aunque agrade a los periodistas, demasiada especulación es perniciosa para la ciencia porque empuja los avances científicos hacia direcciones que son probablemente erróneas. Está bien hacer algunas sugerencias que capten el interés de los periodistas y de los lectores en general, pero es problemático cuando una especulación se convierte en un programa completo de investigación que solamente se sustenta por su aroma a ciencia-ficción.

 

A.L.: Le deseo mucha suerte en sus investigaciones.

M.B.: Aún estamos en una fase temprana en la investigación de la gravedad cuántica. No hay observaciones que puedan contarnos cómo tenemos que modificar la relatividad general y la mecánica cuántica para que puedan combinarse en una única teoría. Las condiciones de consistencia matemática aún no se han calculado completamente. Deberíamos ser pacientes hasta que esto se consiga con cierto grado de éxito.

Esta entrevista nos la envía Andrés Lomeña Cantos (@andresitores). Estudió periodismo y se especializó en teoría de la literatura y literatura comparada. Trabaja como profesor de filosofía en un instituto de educación secundaria e investiga sobre los mundos imaginarios de las novelas.

En este enlace puedes encontrar más entrevistas de Andrés Lomeña publicadas en Naukas.

Además, sobre el tema te recomendamos este vídeo (en inglés) Loop Quantum Cosmology Explained:

 



Por Colaborador Invitado
Publicado el ⌚ 10 agosto, 2016
Categoría(s): ✓ Divulgación • Física