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Pensamiento irracional problema de la humanidad: Kroto

AMC. “El verdadero problema que está por encima de todos los otros problemas de la humanidad es el pensamiento irracional”, dijo en conferencia de prensa Harold Kroto, Premio Nobel de Química 1996, quien se encuentra de visita en nuestro país por invitación de la Academia Mexicana de Ciencias como parte de su Programa de Conferencias de Premios Nobel.

Ante medios de comunicación en el Salón de Rectores en la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, el científico inglés destacó la importancia de la separación entre la iglesia y el estado. “Los fundadores de Estados Unidos fueron gente muy brillante porque establecieron en la constitución la separación entre la iglesia y el estado, y creo que eso es muy importante, porque el dogma es peligroso” destacó.

Sobre el papel de los científicos frente a problemas como el mal uso de la ciencia, por ejemplo para la creación de nuevas y mejores armas, el científico quien también es activista a favor de la paz, señaló que los científicos entienden mejor que el resto de la gente el mal uso que se hace de la tecnología, por lo que tienen una mayor responsabilidad de presionar a los gobiernos para hacer buen uso de la misma.

Harold Kroto descubridor de la molécula de Carbono 60 que derivó en la obtención de toda una familia de moléculas utilizadas en la nanotecnología y de toda una nuevo campo de estudio de materiales de carbono, estuvo acompañado por Juan Pedro Laclette, presidente de la AMC y Mauricio Terrones, investigador del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica.

Al ser cuestionado sobre la aplicación de los fullerenos, explicó que su descubrimiento ha llevado a la comprensión de otras nanoestructuras, pero que hacen falta décadas de

desarrollo tecnológico para el uso generalizado de estas estructuras.

En relación a temas como el calentamiento global, opinó que ningún gobierno está haciendo nada significativo al respecto y que únicamente una catástrofe global haría que se tomaran acciones masivas al respecto. Sin embargo expresó su esperanza en que la separación del agua en hidrógeno y oxígeno hagan una diferencia al revolucionar el uso de los combustibles.

Explicó que personalmente está muy interesado en la educación científica de los niños y los jóvenes mediante el uso de Internet, ya que esta herramienta tecnológica brinda una oportunidad única en la historia para educar a los jóvenes y brindarles educación científica de la mejor calidad sin importar dónde se encuentren.

Habló sobre sus trabajos en torno a la divulgación de la ciencia y en especial las matemáticas a los niños de la comunidad hispana de Florida y a los niños de cualquier lugar del mundo mediante el Internet.

En este sentido el doctor Pedro Laclette presidente de la AMC puso a su disposición el

material elaborado por esta asociación de científicos y resaltó que la AMC “está profundamente comprometida con la educación científica de los niños y los jóvenes” y que alcanza a millón y medio de menores por lo que se podría aprovechar esta infraestructura para implementar su programa.

Kroto señaló sentirse feliz de estar en México y de encontrar que los jóvenes mexicanos tienen un gran interés por la ciencia, mismo que no se ve en otros lugares del mundo. Lo cual es importante porque las grandes contribuciones a la ciencia han sido hechas por los jóvenes.

En un universo (super) simétrico

Por: Saúl Ramos-Sánchez*

Tomemos una esfera perfecta. Observémosla unos segundos. Ahora rotémosla con los ojos cerrados. Si volvemos a mirarla, ¿podríamos rotarla a su posición original? ¿Seríamos capaces de notar el efecto de una rotación? En general no porque la esfera es simétrica o “invariante” con respecto a rotaciones. Igualmente, si nuestra imagen en el espejo quisiera tomar nuestro lugar en el mundo real, nadie podría notarlo porque nuestro cuerpo es aparentemente invariante con respecto a una reflexión. Este tipo de simetrías gobiernan el universo y podrían conducirnos a inesperados descubrimientos.

Si no existieran simetrías, en la Tierra habría días de 24 horas y otros de cinco minutos; viviríamos en un planeta deforme en donde la gravedad proyectaría objetos en todas direcciones; habría explosiones inexplicables. Sería un mundo peligrosamente caprichoso. Por fortuna, hay simetrías, hay reglas que nos dicen que los planetas son esféricos, que los rostros son simétricos, que todos los días duran lo mismo, que hay frío y calor, que hay positivo y negativo, que existe el bien y el mal.

Las simetrías del universo son reglas que controlan el balance y la estabilidad de la naturaleza. Una simetría física que nos es familiar es la existencia de cargas eléctricas tanto positivas como negativas. En todos los objetos que nos rodean y en nosotros mismos habitan diminutas partículas con carga eléctrica positiva y negativa. El balance entre estas cargas nos permite ir por la vida sin el riesgo de morir electrocutados cuando saludamos de mano a un amigo o cuando bebemos agua. Esta simetría es la causa de que la carga eléctrica se conserve o, en otras palabras, de que la electricidad no surja de la nada.

En general, la conservación de ciertas cantidades mesurables indica la existencia de una simetría. Pensemos en un experimento sencillo. Estacionemos un auto a la mitad de una avenida transitada y permitamos que otro auto lo impacte a toda velocidad. ¿Qué pasaría? El auto estacionado adquiriría cierta velocidad mientras el otro se detendría. Dicho de otro modo, el impulso del segundo auto sería transferido al primero. Independientemente de dónde y cuándo realicemos este experimento, el resultado será siempre el mismo. Esto no es casualidad. Los eventos naturales están gobernados por una simetría translacional y temporal que conduce a la conservación de energía e impulso.

Pero no todas las simetrías son perfectas. En el arte, la simetría dota a las obras de un balance que sólo los grandes maestros pueden lograr. Sin embargo, así como la simetría del rostro de Marilyn Monroe es rota por aquel minúsculo e inmortal lunar, la mayoría de las simetrías de la naturaleza no son exactas. La imperfección de las simetrías es responsable de muchas de las propiedades de nuestro universo. Por ejemplo, la alta conductividad de ciertas cerámicas (no conductoras a temperaturas normales) es accionada cuando la simetría del magnetismo es rota por efecto de una muy baja temperatura.

De hecho, las simetrías y su rompimiento han probado ser de igual importancia en el mundo de lo minúsculo como en el macroscópico. El rompimiento de simetrías ha sido utilizado para explicar, por ejemplo, el origen del electromagnetismo y del peso de las partículas que componen el universo. Sin embargo, hay preguntas que no encuentran respuesta en las simetrías conocidas, lo que exige buscar y a veces postular nuevas simetrías.

En principio, no hay ninguna razón por la que las partículas conocidas no hayan podido adquirir un peso gigantesco durante la evolución del universo. De forma comparativa, las partículas de la materia son tan ligeras como una pluma pudiendo ser tan pesadas como la Tierra entera. La pregunta es ¿por qué no son más pesadas? ¿Existe quizá una simetría que impide que su peso crezca exageradamente? Es así como en la década de los ochentas nació la supersimetría, capaz de dar respuesta a este enigma.

La supersimetría sugiere que cada partícula conocida tiene un hermano gemelo. Las partículas conocidas y sus hermanos supersimétricos tienen diferente espín, es decir, giran de manera diferente. Ninguna otra cosa los distingue. No obstante, las partículas supersimétricas no han podido ser detectadas. ¿Dónde se esconden pues las partículas supersimétricas?

Científicos del mundo que apoyan la supersimetría opinan que el rompimiento de ésta podría explicar por qué aún no han sido detectadas las partículas supersimétricas. ¿Qué pasaría si, pese a todo, la supersimetría no existiese? ¿Cómo se explicaría el peso de las partículas observadas? Tras más 20 años de esfuerzos nadie conoce las respuestas a estas preguntas. La curiosidad científica manifiesta la necesidad de nuevas ideas o, incluso, de una revolución en la física moderna. Lo que con certeza necesitamos son respuestas, respuestas que nos permitan comprender nuestro mundo y el universo, respuestas como las que nos han dado las simetrías de la naturaleza, respuestas nuevas y tal vez insospechadas.

Necesitamos a alguien con una mente genial.

* Universidad de Bonn, Alemania

El Origen del Universo: Ayer y Hoy

Hoy, el hombre moderno, se basa en la ciencia y la técnica al buscar explicarse el origen del universo. Así, la ciencia es una actividad humana creativa cuyo objetivo es comprender la naturaleza, y su producto es el conocimiento. La llamada cosmología física se encarga del estudio del origen, la evolución y el destino del universo utilizando las herramientas de la ciencia, como modelos, teorías y leyes fundamentales.

Por: Joel N. Jiménez Lozano y Sergio Almaraz*

A la sombra de un enorme árbol un joven escucha atentamente a su abuelo. El abuelo le cuenta una historia, le habla de Quetzalcoatl y Tezcatlipoca. El abuelo le dice: - Mira hijo, Quetzalcoatl como tú sabes es el patrono de todos nosotros, es el descubridor de la agricultura y las ciencias. Tezcatlipoca por otro lado es el dios de los malvados y hechiceros. Ellos dos combaten y sus triunfos alternativos son las tantas creaciones que han dado pie a las diversas humanidades que han existido.

El joven pregunta: - Abuelo, ¿Y cuantas creaciones han existido?.

El abuelo sonríe y le contesta: - Muy bien hijo, la respuesta a tu pregunta son cuatro. Cuatro creaciones han existido, en una de ellas, la que llamamos primer época del mundo o primer sol, se inicia así: Tezcatlipoca fue el primero que se hizo sol y empezó la era inicial del mundo. Los primeros hombres fueron entonces los gigantes, que habían sido creados por los dioses y no sembraban ni cultivaban tierra, sino que vivían comiendo bellotas, frutas y raíces silvestres. Cuando Tezcatlipoca gobernaba al mundo como sol que era, su enemigo Quetzalcoatl le dio un golpe con un bastón y el cayo al agua transformándose en tigre y se comió a los gigantes, quedando despoblada la tierra y sin sol el cosmos.

El joven escuchaba con mucho interés lo que su abuelo le contaba. Y sin esperar un segundo, el joven replica: - Abuelo, ¿Y que paso después?.

El abuelo le responde: - En el segundo sol, Quetzalcoatl se hizo entonces sol y lo fue hasta que el tigre Tezcatlipoca lo derribo de un zarpazo. Se levanto entonces gran viento y todos los árboles fueron derribados donde la mayor parte de los hombres perecieron, pero algunos quedaron convertidos en monos, es decir en hombres disminuidos.

El abuelo sabiendo que la inquietud de su nieto aumentaba le dice: - Ya estarás preguntándote de la tercera creación, así que continuo, en esta tercera los dioses creadores pusieron entonces por sol al dios de la lluvia y el fuego celeste, Tlaloc, pero Quetzalcoatl hizo que lloviera fuego y los hombres perecieron o quedaron convertidos en pájaros. En el cuarto sol, Quetzalcoatl puso por sol a la hermana de Tlaloc, la diosa Chalchiuhtlicue, la de las faldas de jade, diosa del agua, pero se dice que Tezcatlipoca hizo llover con tal fuerza, que la tierra se inundo y perecieron los hombres o se transformaron en peces.

El abuelo agrego: -Ahora, tú, yo y todo nuestro pueblo vivimos en el quinto sol. Para ello, el sacrificio de dos dioses fue necesario ya que las creaciones anteriores habían sido destruidas por una catástrofe, y con ella desaparecieron los soles, las tierras y los seres humanos de cada una de esas eras. Este quinto sol en el cual estamos es posible gracias al sacrificio de Nanahuatl, que tuvo la valentía de arrojarse al ardiente fuego. Otro dios Tecciztecatl consiguió reunir el suficiente coraje y finalmente siguió a Nanahuatl en el sacrificio. Nanahuatl se transformó en un sol resplandeciente, que ninguno de los dioses podía mirar directamente, mientras que su compañero se convirtió en la luna. Y a ellos los ves cada día y por su sacrificio les debemos tributo.

El joven que ahora conocía la historia del mundo, le pregunta a su abuelo: -Abuelo, ¿Y cual es la razón de las diversas creaciones?.

El abuelo lo piensa por un momento y responde: - En los soles anteriores los dioses no quedaban complacidos con sus creaciones, así que por ensayo divino los dioses buscan acercarse a la perfección. Ahora hijo, vamos a la casa con tus padres que ya deben estar preocupados por nosotros.

Este breve relato pudo haberse llevado a cabo entre familiares aztecas. Según la concepción azteca, el mundo y el hombre han sido creados varias veces, y una creación ha seguido siempre un cataclismo que ha puesto fin a la vida de la humanidad. Esta es parte de la mitología azteca [1], que comparte similitudes con otras culturas antiguas. Las diversas creaciones están plasmadas en el disco central del calendario azteca.

Hoy, el hombre moderno, se basa en la ciencia y la técnica al buscar explicarse el origen del universo. Así, la ciencia es una actividad humana creativa cuyo objetivo es comprender la naturaleza, y su producto es el conocimiento. La llamada cosmología física se encarga del estudio del origen, la evolución y el destino del universo utilizando las herramientas de la ciencia, como modelos, teorías y leyes fundamentales.

Actualmente, la teoría de la “gran explosión” (Big Bang), ha sido considerada por los científicos como el mejor modelo para explicar el inicio del universo, utilizando la teoría de la relatividad general de Einstein e ir extrapolando el tiempo y la expansión del universo hacia atrás, se llega a que el nacimiento del universo sucedió hace aproximadamente 13.7 mil millones de años a partir de una “singularidad” que consiste de un punto de volumen igual a cero pero al mismo tiempo con densidad y energía infinitos.

La teoría de la gran explosión fue confirmada exitosamente por varias observaciones independientes, por ejemplo, el corrimiento al rojo de las galaxias es el resultado de la expansión del universo, la radiación de fondo, que es radiación cósmica de microondas existente en todo el universo, provee evidencia de que debido a la expansión, el universo se ha enfriado naturalmente a partir de densidades y temperaturas extremas al inicio. La abundancia de los elementos ligeros, Hidrógeno y Helio en el universo, se ajusta casi perfectamente a las predicciones calculadas provenientes del la teoría de núcleo-síntesis en la gran explosión.

Sin embargo, existen misterios del universo que no son explicados por el modelo de la gran explosión. Una de las fallas encontradas al modelo es que lo que paso durante la gran explosión no puede ser derivado de la teoría pues existe un punto en el tiempo a partir del cual deja de ser válida, este punto es el tiempo de Planck (10-43 seg.) y ha sido una barrera en los intentos científicos de entender el origen de nuestro universo en expansión. La singularidad esta en total contradicción con el principio de incertidumbre, fundamento de la física cuántica, ya que según este, no es posible una densidad infinita. Así, la singularidad al inicio del universo parece ser una limitación de la teoría de relatividad general más que un inicio físico del universo [2].

El matemático mexicano Alejandro Corichi, investigador del Instituto de Matemáticas de la UNAM, en colaboración con investigadores del “Institute for Gravitation and the Cosmos” perteneciente a la Universidad estatal de Pennsylvania en Estados Unidos, y del “Perimeter Institute for Theoretical Physics” en Ontario, Canadá, han propuesto que en lugar de la gran explosión lo que ocurrió fue un “gran rebote” (Big Bounce) [3]. Los investigadores desarrollaron una herramienta matemática llamada “Gravedad Cuántica de bucles” (Loop quantum gravity) [4] que combina relatividad general con física cuántica, esta teoría predice que en su origen, nuestro universo tenia un volumen que no es cero y una energía que no es infinita, con lo cual, las ecuaciones de la teoría producen resultados matemáticos válidos durante y antes de la gran explosión, abriendo así una ventana en el tiempo que permite mirar antes del gran rebote, concluyendo que nuestro universo es el resultado de un universo anterior que se colapsó y dio origen al nuestro.

Aunque la idea de un universo oscilatorio o de un modelo cíclico de universos no es nueva, Alejandro Corichi, en su artículo publicado en Physical Review Letters en abril del 2008, no solo resuelve exactamente el primer modelo matemático que establece la existencia de un gran rebote sino que va mas allá y demuestra que, dentro de su modelo, existen propiedades del universo anterior que fueron retenidas después de ocurrir el gran rebote y que se conservan en nuestro universo. El modelo utilizado es muy simplificado pero el hecho de que sea el primero en su tipo que es posible resolverlo exactamente da a los científicos oportunidad de buscar observables que sean predichas por la teoría, así como derivar propiedades y características del universo anterior.

Como simple casualidad con lo que pensábamos hace cientos de años el concepto de las creaciones múltiples se vislumbra en la cosmología como una de las ocurrencias que sucederían en el Universo al evolucionar. Casualidad debido al hecho que la mitología solo se basa en discursos, narraciones y expresiones basadas en la ficción en distintas culturas y épocas. Aun así, el comparar la cosmovisión de ayer y hoy nos proporciona un interesante panorama del desarrollo intelectual del hombre en su afán por comprender la Naturaleza en la que se desenvuelve.

Referencias

[1] Caso A., El Pueblo del Sol, FCE, 1971.

[2] M. Bojowald, “What happened before the big bang?“, Nature Phys. 3, 523 – 525 (2007)

[3] A. Corichi and P. Singh, “Quantum Bounce and Cosmic Recall”, PRL 100, 161302 (2008)

[4] http://gravity.psu.edu/

* Estudiantes de doctorado, Departamentos de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y de Física, Universidad de Notre Dame, Notre Dame, Indiana, E.U.A.

Contacto: sergio.almaraz@gmail.com




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