La delgada y problemática línea entre pasado y futuro

El paso del tiempo es un problema que martillea a la física y a sus practicantes.  Todos tenemos una intuición sobre el paso del tiempo, crecemos, cambiamos, nos movemos, etc.  El tiempo fluye, signifique eso lo que signifique.  ¿Por qué siempre fluye en la misma dirección?

En física se nos dice que el tiempo solo es una dimensión más, igual en estatus que las dimensiones espaciales ancho, alto y largo.  Pero sin duda tiene un carácter distintivo, yo puedo «ver» las dimensiones espaciales a mi alrededor y puedo desplazarme a voluntad por ellas. Con el tiempo no puedo hacer eso, el tiempo me arrastra del pasado al futuro, siempre.  Puedo recordar el pasado pero no el futuro.

Sin lugar a dudas el tiempo tiene una flecha, apunta en un sentido y eso, eso es un problema.

Newton, eres grande en lo pequeño

La gravedad es la fuerza arquetípica de la que todos tenemos una constancia directa.  Es normal que fuera la primera interacción de la que dispusimos una formulación matemática formal. Como es bien conocido la ley matemática de la gravitación vino de la mano del amigo Newton.  En la actualidad tenemos una teoría más general para la gravedad, Albert Einstein nos proporcionó una nueva forma de entender la gravedad como la consecuencia de la cambiante geometría del espaciotiempo. En esta teoría el espaciotiempo es una entidad dinámica que interactúa con el resto de campos físicos.  Hay que decir que la relatividad general, la teoría gravitatoria de Einstein, no invalida a la gravedad de Newton sino que la contextualiza. En la relatividad general recuperamos la gravedad Newtoniana para campos gravitatorios débiles y velocidades pequeñas de los cuerpos gravitantes.  Así que esto no es una competición de la relatividad general está bien y por tanto la gravedad de Newton está mal.

En ciencia lo único que puede decir que una teoría no es válida es el experimento.  Las teorías tienen que predecir valores de los observables físicos y el experimento tiene que ser capaz de decir si los valores «reales» observados de esas magnitudes coincide con lo predicho por las teorías o no.

Por tanto, en ciencia hay una lucha eterna entre teorías y experimentos. Los experimentos nos dan los valores de las magnitudes físicas medidas y estos resultados se comparan con los valores predichos para dichas magnitudes por los modelos físicos. Así pues, confiamos en una teoría hasta que llega un experimento que esta no puede explicar.

Pues bien, de forma sorprendente (al menos a mí siempre me ha parecido sorprendente), la interacción gravitatoria no es la mejor conocida experimentalmente.  En la actualidad podemos decir que sabemos que la teoría de la relatividad general y su límite Newtoniano funcionan en un rango de distancias desde el mm hasta algo más allá del sistema solar.  Si bien es cierto que cada vez tenemos mejor control a grandes escalas, verificar y experimentar con el campo gravitatorio en escalas por debajo del milímetro es ciertamente complicado.

Pero parece que se ha hecho algún avance importante en este sentido como dicen en el artículo:

Gravity resonance spectroscopy constrains dark energy and dark matter scenarios

Vamos a ver de qué va esto.

El constante problema de la cosmología

Vamos a hablar en esta entrada sobre eso que va por ahí con el nombre de constante cosmológica.

Este tema ha traído de cabeza a los físicos desde que Einstein decidiera introducir tan constante en sus ecuaciones de forma que las mismas describieran un universo estático.  Cuando Hubble descubrió que el universo se expandía el propio Einstein dijo que introducir esta constante había sido «el mayor error de su vida».

Sin lugar a dudas, hay que ser genial incluso para cometer errores.