O Universo é um computador?

•Abril 19, 2009 • Deixe um Comentário

O Universo é um computador?

Tudo
o que conhecemos não passa do processamento de uma imensa máquina que
cospe a realidade. Pelo menos é o que diz o cientista Seth Lloyd

FUTURO Estudantes australianos observam aparelho
de pesquisas. Nenhum laboratório conseguiu ainda obter um protótipo
de computador quântico

Desta vez não é nem um astrofísico nem um cosmólogo quem se aventura
a explicar a origem do Universo. É um especialista em computadores:
Seth Lloyd, professor de Engenharia Mecânica do Massachusetts Institute
of Technology (MIT), um dos maiores centros mundiais de pesquisa científica.
Ele afirma que todo o cosmo, da galáxia em espiral na foto acima às
moléculas de poeira na ponta da chuteira do Ronaldinho, faz parte de
– acredite – um gigantesco e complexo computador.

Esse processador descomunal é alimentado, segundo Lloyd, por cada pequeno
evento físico, em qualquer quebrada obscura do Universo, desde o início
dos tempos há 13,7 bilhões de anos. E o que essa máquina cósmica cospe
como resultado final é a própria realidade. Não se trata de uma comparação
ou metáfora. Lloyd não afirma que o Universo “se parece com” ou “funciona
como” um computador. Para ele, o Universo “é” um computador.

Claro que Lloyd não se refere a um computador tradicional, feito com
chips de silício e impulsos elétricos. Trata-se de uma máquina que explora
algumas singularidades das partículas fundamentais que constituem a
matéria e, por isso, é conhecida como computador quântico. O próprio
Lloyd é um especialista nesse tipo nascente de computação. Foi ao pesquisar
a física básica necessária para montar essas máquinas que ele esboçou
sua teoria, descrita em seu livro Programming the Universe (Programando
o Universo), recém-lançado nos Estados Unidos.

Suas idéias lembram o filme Matrix. O mundo que vemos, segundo o filme,
é apenas um ambiente virtual montado por computadores, uma imensa máquina
que nos ilude o tempo todo. Só agimos dentro desse mundo virtual porque
estamos plugados a ele. Na versão do cinema, porém, o mundo real existe.
E acordamos para ele quando tiramos os plugues. A versão de Lloyd é
bem mais radical. “No Matrix, o que você vê é falso, é uma simulação.
Mas nosso Universo é uma simulação tão exata que é indistinguível do
real”, afirma Lloyd. “Átomos e moléculas são bits. A linguagem da máquina
são as leis da física.”

A idéia radical de Lloyd não está amparada por nenhuma evidência científica.
Mas ajuda a desvendar um dos maiores mistérios da física: por que o
tempo flui apenas em um único sentido, rumo à maior entropia, termo
criado pelo físico alemão Rudolf Clausius para definir a quantidade
de informação – ou complexidade – de um sistema.

#Q:O Universo é um computador? – continuação:#

LUZ Pesquisadora russa em Novosibirsk produz
cristais que podem ser usados na produção de computadores quânticos

Para explicar essa idéia, pense em um baralho. As cartas vêm da fábrica
organizadas. Com duas informações, o naipe e a hierarquia da carta,
é possível achar qualquer uma no baralho. Mas, se as cartas forem embaralhadas,
o sistema ganha desordem e complexidade. Para encontrar uma carta, será
preciso examinar uma a uma. Agora, elas estão em uma seqüência específica
entre 1.068 possibilidades, portanto há muito mais informação no baralho.
Pois, segundo Lloyd, é isso que acontece no Universo quando uma fruta
apodrece na terra e suas moléculas, antes ordenadas, se embaralham no
solo. Lloyd afirma que todas as novas informações fornecidas pela podridão
da fruta são equivalentes ao fluxo de dados que alimenta o colossal
computador chamado Universo. Como esse computador sempre processa dados,
o Universo sempre terá mais informação, portanto o tempo anda para a
frente.

Para Lloyd, apenas um computador quântico seria capaz de processar
as incertezas da dinâmica no Universo. Os computadores comuns processam
a informação na forma de dígitos binários, conhecidos como bits. Os
resultados são previsíveis, pois 1 bit pode valer “0” ou “1”. Só que,
enquanto um computador tradicional fornece apenas respostas do tipo
“sim” ou “não”, uma máquina quântica poderia oferecer as diferentes
probabilidades de que um resultado seja “sim” ou “não”. Essa incerteza,
de acordo com Lloyd, está mais próxima do comportamento das partículas
subatômicas que fazem o Universo.

Vários laboratórios do mundo estão pesquisando como construir computadores
desse tipo. Teoricamente, eles podem multiplicar o poder de cálculo
das máquinas. No jargão da computação quântica, em vez de 1 bit, o processamento
seria feito por meio de unidades chamadas qubits, que podem carregar
mais de uma informação. Feitos com partículas fundamentais da matéria,
os qubits poderiam ser usados em mais de um cálculo ao mesmo tempo.
Um computador com 2 qubits poderia, por exemplo, rodar quatro operações
simultâneas. Com 1.000 qubits, um processador quântico poderia fazer
mais cálculos do que o número de partículas no Universo.

Processadores quânticos podem ser o único
jeito de continuar miniaturizando
os computadores

Apesar do potencial, nenhum laboratório conseguiu produzir ainda um
protótipo de computador quântico. Uma das dificuldades é isolar partículas
que possam funcionar como qubits. Uma equipe da Universidade de Oxford,
na Inglaterra, conseguiu manter um único qubit durante 500 bilionésimos
de segundo, tempo insuficiente para realizar qualquer operação matemática.
Agora, os pesquisadores tentam segurar o átomo mais tempo. Cientistas
da Hitachi, em Cambridge, na Inglaterra, foram mais longe. Fabricaram
um tipo de circuito em que elétrons se comportam como qubits. “É possível
fazer isso usando processos tradicionais de fabricação de chips”, afirma
David Williams, coordenador do estudo. Mas ele ainda não conseguiu nada
que possa rodar um programa.

As tentativas mais ousadas para chegar ao computador quântico usam
materiais mais inovadores. Vários pesquisadores apostam em um tipo de
matéria descoberto há apenas dez anos, chamado condensado de Bose-Einstein.
As pesquisas ainda estão em estágio inicial, mas devem ser vitais para
o futuro da indústria eletrônica dentro de 15 anos. No ritmo atual de
miniaturização, os fabricantes de chips terão de fazê-los com outro
material. O caminho natural parece apontar para as partículas quânticas.
E um dia pode-se chegar, se as teorias de Seth Lloyd tiverem algum sentido,
até à criação de universos artificiais como o do filme Matrix.

La sociedad se colapsa porque hemos olvidado cómo jugar

•Abril 19, 2009 • Deixe um Comentário

El juego libre es esencial para los niños porque fomenta la cooperación y la no-competitividad


Los humanos de las sociedades cazadoras y recolectoras desarrollaron el juego para propiciar las sociedades cooperativas, señala un psicólogo norteamericano. Este hecho tendría consecuencias para nuestra sociedad actual, en la que los niños pasan su tiempo de ocio viendo la televisión, jugando a los videojuegos o en actividades extraescolares. Los niños necesitan volver al juego libre, auto-organizado, no competitivo y sin supervisión adulta para que puedan convertirse en adultos con capacidad de empatizar y de colaborar, advierte el investigador. El fruto del abandono del juego se ve en las acciones egoístas que han llevado a un colapso económico, afirma, que son síntoma de una sociedad que ha olvidado cómo jugar y aprender a ponerse en el lugar de los otros. Por Yaiza Martínez.



La sociedad se colapsa porque hemos olvidado cómo jugar
Una nueva teoría sobre adaptaciones tempranas de los humanos sugiere que nuestros ancestros desarrollaron la capacidad de jugar para propiciar el desarrollo de una forma de vida muy cooperativa.

Según un psicólogo del Boston College de Estados Unidos, llamado Peter Gray, el uso del juego en los humanos antiguos habría ayudado a vencer las tendencias de agresión y de dominio que habrían hecho imposible una sociedad cooperadora. El juego se ha mantenido en nuestra especie como herramienta de cohesión social desde entonces hasta la actualidad… o casi.

Gray explica en un comunicado emitido por el Boston College que “el juego y el humor no son sólo formas de divertirnos sino que sirven para promover las actitudes igualitarias, intensificar la coparticipación, y en su momento ayudaron a los humanos cazadores-recolectores a conseguir la paz social de la que dependían para sobrevivir”.

El juego ideal

En un artículo aparecido en la revista especializada American Journal of Play, Gray señala que los humanos de aquella época utilizaban el humor, de manera deliberada, para mantener la igualdad y evitar los altercados. Incluso sus leyes y rituales tenían cualidades similares a las del juego.

En la actualidad, sin embargo, las actividades lúdicas que permiten contrarrestar la avaricia o la arrogancia, y que promueven la empatía se han perdido en gran medida. Según Gray, no sería exagerado “sugerir que las acciones egoístas que han propiciado el colapso económico reciente son, en parte, síntomas de una sociedad que ha olvidado cómo jugar”.

El interés por el juego cada vez es mayor entre psicólogos, educadores y el público general porque “la gente está empezando a darse cuenta de que hemos ido muy lejos en la dirección de enseñar a los niños únicamente a competir”, afirmó el psicólogo.

Y continuó: “hemos privado a los niños de las formas normales, no-competitivas, del juego social, que tan esencial resulta para el desarrollo del sentido de igualdad, de conexión y de empatía”.

Juego libre

Gray afirma que el tipo de “juego” que en su momento ayudó a desarrollar estas cualidades a los niños de nuestros ancestros sería aquél que es libremente escogido, que mezcla edades, que no está organizado por los adultos y que no es competitivo. Este “juego libre” es muy diferente a los entretenimientos actuales de los niños: videojuegos, ver la televisión o actividades extraescolares y deportes.

Por otro lado, la presencia habitual de adultos supervisores y observadores en los juegos infantiles hace que los niños se pongan en una disposición competitiva. De esta forma se pierden las ventajas que otorgan los juegos auto-organizados: con ellos los niños aprenden a llevarse bien con personas diversas, a comprometerse y a anticipar y conocer las necesidades de los demás (para que otros quieran seguir jugando contigo, por ejemplo, debes ser capas de ver el mundo desde su óptica).

“Los niños y los adolescentes de las culturas cazadoras-recolectoras jugaban “juegos libres” constantemente, convirtiéndose así en adultos extraordinariamente cooperativos e igualitarios”, señala Gray.

Por tanto el juego termina siendo un componente fundamental de la naturaleza humana en la edad adulta, al haber permitido que los alumnos se desarrollaran como seres intensamente sociales y colaboradores.

El juego a todos los niveles

En el transcurso de la investigación de Gray, se hizo cada vez más evidente que el juego y el humor se hallaban en el núcleo de las estructuras sociales de los cazadores-recolectores adultos.

Éstos usaban el humor, deliberadamente, para mantener las igualdades y evitar los conflictos, y sus modos de compartir presentaban cualidades similares a las de los juegos.

Sus creencias religiosas y sus ceremonias también eran festivas y estaban basadas en suposiciones acerca de sus propias deidades de igualdad, humor y voluntades antojadizas.

Asimismo, en las sociedades cazadoras-recolectoras, también se mantenían actitudes “juguetonas” en la caza, durante la recolección y durante otras actividades de subsistencia, en parte para permitir que cada persona eligiese cuándo, cómo y cuanto se ocuparía en dichas actividades.

Es decir, que el juego no sólo ayudaba a comprometerse en actividades comunes sino también a mantener en cierta medida la autonomía individual.

Según Kirk M. Endicott, un antropólogo experto en estas sociedades del Dartmouth College de Estados Unidos, “la perspectiva de Gray ayudaría a comprender porqué algunas sociedades pueden mantenerse en armonía y ser cooperativas, aunque al mismo tiempo fomenten la autonomía de los individuos”.



Jueves 16 Abril 2009

Yaiza Martínez

Vídeos de Divulgação Científica do Programa «Redes» (TVE2)

•Março 28, 2009 • 2 comentários

Eis os documentários vídeo de divulgação científica do programa “Redes”. Trata-se de um programa espanhol, conm episódios de 25 min. aprox. Apresentados por Eduard Punset, académico espanhol, que entrevista famosos cientistas especializados em diversas áreas da ciência.

Podem ser vistos on-line no endereço: http://www.smartplanet.es/redesblog/

Podem também ser descarregados aqui, em formato (.mov). Os vídeos pesam entre 250 e 450 MB.
Recuerden que para visualizarlos deben tener el QuickTime o algún buen códec de reemplazo, como el K-Lite (personalmente prefiero el segundo).

Redes 01: Manipular el cerebro
con Álvaro Pascual Leone, neurólogo
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 02: Violencia y vida urbana
con Teresa Caldeira, antropóloga urbana
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 03: Existe una moral innata
con Marc Hauser, psicobiólogo
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 04: La intuición no es irracional
con Gerd Gigerenzer, psicólogo
Ver en linea

Descargar video

Transcripción PDF

Redes 05: No hay uno sino varios universos
con Paul Steinhardt, físico y cosmólogo
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 06: Somos predeciblemente irracionales
con Dan Ariely, economista conductista
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 07: La batalla de los sexos
con Helena Cronin, experta en darwinismo
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 08: Diálogos sobre cáncer entre un pacientente y su oncólogo
con Rafael Rosell, médico oncólogo
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 09: Los siete pecados de la memoria
con Daniel Schacter, profesor de psicología en la Universidad de Harvard
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 10: El futuro: la fusión del alma y la tecnología
con Ray Kurzweil, tecnólogo, especialista en inteligencia artificial y futurólogo

[Ver en linea]

[Descargar video]

[Transcripción PDF]

Redes 11: Así aprendimos a contar
con Joe Dauben, historiador de la ciencia del City University de Nueva York
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 12: Aprender a cocinar nos hizo humanos
con Richard Wrangham, antropólogo de la Universidad de Harvard
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 13: Jugando con genes en el cuarto de estar
con el premio Nobel Hamilton Smith, director científico de biología sintética en el Craig Venter Institute
[Ver en linea] [Descargar video] [Transcripción PDF]

Redes 14: Libres y conscientes, pero infelices
con Pierre Magistretti, neurobiólogo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 15: Aquí quién manda
con Mark van Vugt, psicólogo social evolucionista de la Universidad de Kent
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 16: ¿Bailamos?
con Lawrence Parsons, neurocientífico de la Universidad de Sheffield
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 17: Sigue el desafío de la esquizofrenia
con María Ron, neuropsiquiatra de la Universidad de Londres
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 18: Todo por la tribu
con Mark van Vugt, psicólogo social evolucionista de la Universidad de Kent
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 19: Innovar copiando a la naturaleza
con Janine Benyus, presidenta del Instituto de Biomimética
[Ver en linea]

Descargar video

[No hay transcripción]

Redes 20: Qué es el tiempo
con David Eagleman, neurocientífico de la University of Texas
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 21: Cómo empezó todo
con Luis Álvarez-Gaumé y John Ellis, físicos teóricos del CERN
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 22: Flipar en colores
con David Eagleman, neurocientífico de la University of Texas
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 23: Más allá del átomo
con John Ellis, físico del departamento teórico del LHC
[Ver en linea]

Descargar video

[Transcripción PDF]

Redes 24: Podemos leer la mente
con Richard Haier, neurocientífico de la Universidad de Nuevo México
[Ver en linea]

Descargar video

[No hay transcripción]

Redes 25: Fármacos para las emociones
con con Samuel Barondes, psiquiatra de la Universidad de California
[Ver en linea]

Descargar video

[No hay transcripción]

Redes 26: La monogamia no es natural
Con el matrimonio de Judith Eve Lipton, psiquiatra del Swedish Medical Center en Washington, y David Barash, psicólogo de la Universidad de Washington
[Ver en linea]

Descargar video

[No hay transcripción]

Categorias do Technorati , , ,

Hipóteses de um Multiverso

•Março 26, 2009 • Deixe um Comentário

“Há muitas hipóteses que poderiam conduzir a universos múltiplos. Andrei Linde, Alex Vilenkin e outros realizaram simulações em computadores descrevendo a fase inflacionária «eterna», em que há muitos universos a emergir de big bangs separados em regiões disjuntas do espaço-tempo. Alan Guth e Lee Smolin sugeriram, a partir de diferentes pontos de vista, que seria possível que um novo universo surgisse no interior de um buraco negro, expandindo-se para um novo domínio de espaço-tempo que nos fosse inacessível. Lisa Randall e Raman Sundrum sugerem que poderiam existir outros universos, separados de nós, numa dimensão espacial extra. Estes universos disjuntos podem interagir graviticamente ou podem não ter qualquer efeito uns sobre os outros. Na analogia já muito gasta em que a superfície de um balão representa um universo bidimensional incrustado no nosso espaço tridimensional, estes outros universos seriam representados pelas superfícies de outros balões: quaisquer bicharocos confinados a um desses balões e sem qualquer concepção de uma terceira dimensão desconheceriam completamente os seus pares que andassem por outro balão. Os outros universos seriam domínios separados do espaço e do tempo. Não faria sequer sentido afirmar que tinham surgido antes, depois ou ao mesmo tempo que nós, uma vez que tais conceitos só podem ser usados no interior de uma única medida de tempo, um único tiquetaque para todos os universos.
Guth e Edward Harrison supuseram mesmo que fosse possível criar universos em laboratório, fazendo implodir um pedaço de matéria de forma a dar origem a um pequeno buraco negro. Será o nosso universo no seu conjunto o resultado de uma experiência desse tipo levada a cabo noutro universo? Smolin imagina que o universo filho poderia ser governando por leis que trouxessem a marca das leis dominantes no universo pai. Se assim for, os argumentos teológicos de desígnio poderiam ser ressuscitadas sob uma nova aparência, confundindo ainda mais as fronteiras entre fenómenos naturais e sobrenaturais.
Os universos paralelos também têm sido invocados como solução de alguns dos paradoxos da mecânica quântica, na teoria dos «muitos mundos», defendida pela primeira vez por Hugh Everitt e John Wheeler nos anos 50. Esta concepção foi antecipada por Olaf Stapledon numa das criações mais sofisticadas do seu Star Maker: «sempre que uma criatura de debatia entre diferentes cursos de acção possíveis, escolhia-os a todos, criando assim […] distintas histórias do cosmos. Já que cada sequência evolutiva do cosmos havia muitas criaturas e cada uma delas de debatia constantemente com diferentes cursos de acção possíveis, e os resultados da combinação de todos esses cursos possíveis eram inúmeros, uma infinidade de diferentes universos exfoliava-se de cada momento de uma sequência temporal.»
Nenhuma destas possibilidades foi simplesmente inventada a partir do ar: cada uma delas tem por trás uma motivação teórica, apesar de especulativa. No entanto, uma delas, no máximo, pode ser correcta. Possivelmente nenhuma o será: há teorias alternativas que fariam prever a existência de um único universo.
(…)
Talvez no século XXI os físicos venham a formular a teoria que possa ser extrapolada até ao tempo de Planck e conquiste a nossa confiança por explicar fenómenos até agora inexplicados, apesar de acessíveis à experiência. Se uma teoria desse tipo previsse muitos big bangs, teríamos tanta razão para acreditar em universos separados como temos actualmente para acreditar em universos separados como temos actualmente para acreditar em afirmações sobre buracos negros ou sobre a formulação do hélio durante os primeiros minutos depois do big bang. Um dia poderemos por isso vir a ter fundamento para acreditar na existência ou inexistência de outros universos.
(…)
Bastava que houvesse algo de coerente na actual fórmula para que qualquer big bang desencadeasse um universo que fosse apenas uma repetição do nosso. Há no entanto uma possibilidade muito mais interessante (que é sem dúvida sustentável no nosso actual estado de ignorância das leis subjacentes): que as leis subjacentes ao Multiverso total podem admitir a variedade entre os universos. Aquilo a que chamamos leis da natureza governa todo o domínio que podemos observar, mas, nesta perspectiva mais alargada, pode não passar de um conjunto de regulamentos locais, coerentes com alguma teoria mais abrangente que governe o conjunto, que não é unicamente fixado por essa teoria.”

Fonte: O nosso Habitat Cósmico de Martin Rees

EVENTOS ANTERIORES AO BIG BANG CONTINUAM UM MISTÉRIO

•Março 26, 2009 • 8 comentários

O que fazia Deus antes da criação do mundo? O filósofo e escritor ( e, mais tarde, santo) Agostinho levantou essa questão nas suas “Confissões”, no século quatro, e encontrou uma resposta surpreendentemente moderna: antes de Deus ter criado o mundo não havia tempo e, portanto, nenhum “antes”. Parafraseando Gertrude Stein, não havia “então”.

Até recentemente ninguém seria capaz de, ao assistir a uma palestra sobre astronomia, formular a versão moderna da questão de Agostinho – o que aconteceu antes do Big Bang? -, sem receber a mesma resposta frustrante, uma cortesia da teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que descreve como a matéria e a energia distorcem o espaço e o tempo.

Se imaginarmos que o universo está encolhendo de volta no tempo, como se fosse um filme rodado ao contrário, a densidade da matéria e da energia aumentaria até o infinito conforme nos aproximássemos do momento da sua origem. Os computadores soltariam fumaça e o espaço e o tempo se dissolveriam em uma “espuma quântica”. “Os nossos relógios e réguas se quebrariam”, explica Andrei Linde, cosmologista da Universidade de Stanford. “Perguntar o que havia antes desse momento seria uma contradição”.

Mais tarde, porém, encorajado pelo progresso feito em novas teorias que procuram unificar o reino altaneiro de Einstein com as imprevisíveis leis quânticas que governam a física subatômica – a chamada gravidade quântica – Linde e os seus colegas começaram a refinar as suas especulações, chegando cada vez mais perto do momento da criação e, em certos casos, indo além dele.

Alguns teóricos sugerem que o Big Bang não foi exatamente um nascimento, mas sim uma transição, um “salto quântico” a partir de uma era informe de tempo imaginário. Ou mesmo que esse salto se deu a partir do nada. Outros cientistas estão investigando modelos nos quais a história cósmica começa a partir de uma colisão com um universo de outra dimensão.
Continue a ler ‘EVENTOS ANTERIORES AO BIG BANG CONTINUAM UM MISTÉRIO’

Un extraño ruido detectado por el GEO 600 podría probar que vivimos en un holograma

•Fevereiro 21, 2009 • Deixe um Comentário

El detector de Hanóver quizá se haya topado con el límite fundamental del espacio-tiempo

En 2006, Tendencias21 publicaba un artículo en el que se aunciaba la puesta en marcha del GEO 600 de Hanóver, en Alemania, un detector de ondas gravitacionales
que se creía podía revolucionar la astronomía. La misión del GEO 600
consistía en detectar de manera directa lo que nunca antes había sido
detectado: las elusivas ondas gravitacionales, que son ondulaciones del
espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado –como un
agujero negro o una estrella de neutrones- y que se transmiten a la
velocidad de la luz. Estas ondas gravitacionales fueron predichas por
la Teoría de la Relatividad de Einstein, pero en realidad sólo se han podido recoger evidencias indirectas de ellas.

Tampoco el GEO600, en sus años de funcionamiento, ha conseguido
detectar de forma directa las ondas gravitacionales pero, según publicó
recientemente la revista Newscientist quizá, casualmente, se haya topado con el más importante descubrimiento de la física en los últimos 50 años.

Gigantesco holograma cósmico

Un extraño ruido detectado por el GEO600 trajo de cabeza a los
investigadores que trabajan en él, hasta que un físico llamado Craig
Hogan, director del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab),
de Estados Unidos, afirmó que el GEO600 se había tropezado con el
límite fundamental del espacio-tiempo, es decir, el punto en el que el
espacio-tiempo deja de comportarse como el suave continuo descrito por
Einstein para disolverse en “granos” (más o menos de la misma forma que
una imagen fotográfica puede verse granulada cuanto más de cerca la
observamos).

Según Hogan, “parece como si el GEO600
hubiese sido golpeado por las microscópicas convulsiones cuánticas del
espacio-tiempo”. El físico afirma que si esto es cierto, entonces se
habría encontrado la evidencia necesaria para afirmar que vivimos en un
gigantesco holograma cósmico.

La teoría de que vivimos en un
holograma se deriva de la comprensión de la naturaleza de los agujeros
negros y, aunque pueda parecer una teoría absurda, tiene una base
teórica bastante firme.

Los hologramas de las tarjetas de
crédito y billetes están impresos en películas de plástico
bidimensionales. Cuando la luz rebota en ellos, recrea la apariencia de
una imagen tridimensional. En la década de 1990, el físico Leonard Susskind y el premio Nobel Gerard ‘t Hooft sugirieron que el mismo principio podría aplicarse a todo el universo.

Unidades de información

Según esta teoría, nuestra experiencia cotidiana podría ser una
proyección holográfica de procesos físicos que tienen lugar en una
lejana superficie bidimensional. Desde hace algún tiempo, los físicos
han mantenido que los efectos cuánticos podrían provocar que el
continuo espacio-tiempo convulsionara descontroladamente a escalas muy
pequeñas. A estas escalas, la red espacio-temporal podría granularse, y
estar compuesta de diminutas unidades (similares a los píxeles) de un
tamaño de aproximadamente cien trillones de veces el tamaño del protón.

Si el ruido captado por el GEO600 ha
registrado estas hipotéticas convulsiones, según Hogan, la descripción
del espacio-tiempo cambiaría radicalmente. Eso supondría considerar el
espacio-tiempo como un holograma granulado, y describirlo como una
esfera cuya superficie exterior estaría cubierta por unidades del
tamaño de la longitud de Planck (distancia o escala de longitud por
debajo de la cual se espera que el espacio deje de tener una geometría
clásica).

Cada una de estas “piezas” del mosaico
universal sería, asimismo, una unidad de información. Y, según el
principio holográfico, la cantidad total de información que cubre el
exterior de dicha esfera habría de coincidir con el número de unidades
de información contenidas en el volumen del universo.

Detección posible o error de fondo

Teniendo en cuenta que el volumen del universo esférico sería mucho
mayor que el volumen de la superficie exterior, este galimatías se
complica aún más. Pero Hogan también señala una solución para este
punto: si ha de haber el mismo número de unidades de información o bits
dentro del universo que en sus bordes, los bits interiores han de ser
mayores que la longitud de Planck. “Dicho de otra forma, el universo
holográfico sería borroso”, explica el físico.


La longitud de Planck ha resultado demasiado pequeña para ser detectada
hasta la fecha, pero Hogan afirma que el GEO600 ha podido registrarla
porque la “proyección” holográfica de la granulosidad podría ser mucho
mayor, de alrededor de entre 10 y 16 metros.

Lo que ha detectado el GEO600, en
definitiva, podría ser la borrosidad holográfica del espacio-tiempo,
desde el interior de este universo holográfico. Cierto es que aún está
por demostrar que el extraño ruido captado, de frecuencias entre los
300 y 1.500 hertzios, no proceda de cualquier otra fuente, reconoce
Hogan.

Esta posibilidad también ha de
considerarse, dada la sensibilidad del detector para captar desde el
ruido del paso de las nubes hasta el de los movimientos sísmicos
terrestres. De hecho, los investigadores del detector se afanan
continuamente en “borrar” ruidos de fondo detectados por el GEO600,
para poder definir lo importante.

Nuevas pruebas

De cualquier manera, si el GEO600 hubiera descubierto el ruido
holográfico procedente de las convulsiones cuánticas del
espacio-tiempo, entonces ese ruido obstaculizaría los de detectar las
ondas gravitacionales. Sin embargo, por otro lado, el hallazgo podría
suponer un descubrimiento incluso más fundamental, sin precedentes en
la historia de la física.

Según publicó
recientemente la web del GEO600, para probar la teoría del ruido
holográfico, la sensibilidad máxima del detector ha sido modificada
hacia frecuencias incluso más altas.

Los científicos consideran que el
GEO600 es el único experimento del mundo capaz de probar esta
controvertida teoría, al menos en la actualidad.

La física de la materia ordinaria produce la conciencia

•Fevereiro 9, 2009 • 1 Comentário


Observación directa de la condensación Bose-Einstein. MIT.La historia moderna de la física de partículas comienza a finales del
siglo XIX cuando grandes físicos comienzan a romper la materia en
pequeños laboratorios. Es la época del descubrimiento del electrón en
Cambridge mientras J. J. Thomson trabajaba con rayos catódicos. La baja
energía de estos rayos fueron suficiente para arrancar electrones de la
prisión atómica. Desde que Dalton propusiera su teoría atómica para
explicar las propiedades físico-químicas de los gases a comienzos del
XVIII, el concepto de materia formada por entidades fundamentales
indivisibles era bien parecido a la clásica idea de Demócrito en el
siglo V a.C. Durante dos largos milenios la humanidad confió en una
interpretación reduccionista y corpuscular de la materia. Con los
trabajos de Thomson se abrió la veda a una sucesión de experimentos que
refutaron la indivisibilidad del átomo. La historia empezó a cambiar.

La era nuclear de la primera mitad del siglo XX

El descubrimiento de la radiactividad sirvió de nueva fuente energética
para bombardear la estructura atómica con partículas radiactivas de
energía un millón de veces superior a la de los rayos catódicos. Esta
energía fue suficiente para que Rutherford y Chadwick identificaran al
protón y al neutrón en la prodigiosa década de los veinte. En el primer
tercio del siglo XX el hombre alcanzó la frontera nuclear y descubrió
que el átomo es un denso núcleo de protones y neutrones, protegido por
una pantalla de electrones. Siendo el electrón la primera partícula
atómica descubierta resulta comprensible por qué fue la electrodinámica
la pionera teoría cuántica de campos. La segunda era de la física de
partículas se propuso el reto de penetrar la esfera nuclear. Pero,
¿cómo conseguir la energía?

La mirada se puso en el cielo. Con
frecuencia la Tierra es bombardeada por rayos cósmicos procedentes del
espacio exterior. La energía media de estos rayos es suficiente para
romper el núcleo atómico y poder observar su interior. Sin embargo, es
imposible predecir el lugar y el momento exactos donde caerá un rayo
cósmico. Fue en los años sesenta cuando la tecnología de los
aceleradores de partículas consiguió controlar energías de alcance
nuclear. El resultado fue el descubrimiento de dos nuevas interacciones
físicas de mayor y menor intensidad que la electromagnética: la nuclear
fuerte y la nuclear débil.

Bajo estas condiciones energéticas
impuestas por los experimentadores el protón sufre una resonancia
inexplicable para una partícula fundamental. Se descubrió que el protón
no era una partícula elemental como a Demócrito le hubiese gustado.
Cada protón está constituido por tres quarks ligados por interacción
fuerte residual. Entre 1977 y 1996 se ha confirmado experimentalmente
la existencia de seis tipos de quarks que, además de carga eléctrica,
tienen carga electrodébil, de sabor y de color. El primero y último de
ellos, los quarks b y t, se descubrieron en el Fermilab de Chicago.

Los aceleradores de partículas rompen la barrera nuclear

Con energías aún mayores, en las profundidades subnucleares las
partículas experimentan la interacción débil. De menor alcance e
íntimamente relacionada con la electromagnética, la interacción débil
causa las desintegraciones nucleares más fácilmente detectables, las
desintegraciones beta de protones y neutrones. Fue Fermi quien dio
nombre a una nueva partícula resultante de estas interacciones: el
neutrino. Los neutrinos son exóticas partículas de masa despreciable,
predichas por Pauli en los años treinta y descubiertas en 1956 por los
nobel en física, Clyde Cowan y Frederick Reines.

El carácter fundamental de las
partículas es un concepto histórico que depende de la energía máxima de
los aceleradores del momento. A energías próximas a la de los modernos
aceleradores, toda la materia ordinaria o fermiónica se compone de tres
tipos de partículas: electrones, neutrinos y quarks. A diferencia de
electrones y neutrinos, los quarks nunca se dejan ver solos, sino
formando dúos o tríos. El protón es el producto resultante de la
interacción de un quark d y dos u, densamente confinados por
interacción fuerte. Los tres quarks del protón apenas suponen una
millonésima parte del volumen del protón. El volumen efectivo del
protón está lleno de un campo de energía de confinamiento.

Partículas mediadoras que producen campos físicos

El campo de energía mediador entre fermiones tiene una naturaleza
física distinta bien descrita por un nuevo tipo de partícula denominado
bosón. Todas las partículas interaccionan gravitatoria y débilmente,
pero sólo los quarks experimentan la interacción fuerte. Las partículas
fundamentales fermiónicas se ligan unas con otras a través del
intercambio de otras partículas denominadas bosones mediadores. Cada
tipo de estos bosones produce una de las cuatro interacciones
fundamentales. Las partículas interaccionan al tener al menos una carga
física susceptible a la presencia de algún mediador. Así, dos
electrones interaccionan electromagnéticamente por sus cargas
eléctricas cuando un fotón hace de mediador entre ellos. Del mismo modo
los gluones son bosones con carga electrodébil y de color que aglutinan
los quarks de los protones. A energía de un trillón de electronvoltios
es posible alcanzar los escondrijos del núcleo atómico hasta sentir la
presencia de las interacciones fuerte y débil que experimental los
quarks en el núcleo profundo.

El alcance de las cuatro interacciones
fundamentales depende de la masa de sus respectivos bosones. De acuerdo
con el Principio de Heisenberg, cuanto mayor sea su energía en reposo,
menor es el tiempo de vida media y, por tanto, pueden recorrer
distancias menores, reduciéndose su alcance. Las interacciones de
alcance ilimitado son la electromagnética y gravitatoria, mediadas
respectivamente por el fotón y el hipotético gravitón, que carecen de
masa. Los bosones débiles son realmente masivos. Por ello, la
interacción débil queda limitada al interior del núcleo. Los mediadores
sólo pueden conectar partículas a distancias típicas de la escala
subnuclear. De igual manera, los gluones sólo hacen interaccionar a
quarks que comparten el mismo recinto nuclear. A diferencia de los
bosones débiles, los gluones carecen de masa, pero debido a
interacciones entre ellos se forma una masa efectiva equivalente no
nula que limita el alcance de la interacción. Podemos decir que el
gluón desnudo de masa nula es revestido con una energía de interacción
que lo dota de masa y, en consecuencia, la interacción fuerte se hace
de corto alcance.

Un zoológico de partículas elementales

El espectro de partículas es amplísimo. Por cada partícula elemental
existe una compañera con cargas físicas opuestas. Son las partículas de
antimateria que, al interaccionar con la materia ordinaria, se
transforman en radiación electromagnética. Los bosones mediadores
coinciden con su antipartícula salvo el bosón débil y fuerte. Al resto
de las partículas fundamentales le corresponde una antipartícula
distinta. Por ejemplo, el positrón es una partícula de antimateria con
la misma masa y espín que el electrón, pero con carga eléctrica
positiva. Igualmente existen antiquarks, con cargas eléctricas, de
isoespín y color opuestas a la de los quarks: el compañero de
antimateria de un quark con carga de color roja es un antiquark
antirrojo. Un quark y su antiquark de color opuesto pueden formar
estados ligados y originar mesones, sin carga de color: los piones,
kaones, los mesones …

Un caso importante fue gypsy, un
sistema quark-antiquark, cuyo estudio supuso importantes avances en
cromodinámica cuántica. El último tipo de partículas elementales, los
neutrinos también tiene su respectiva compañera de antimateria, aunque
aún no está clara su verdadera naturaleza. Al ser una partícula neutra,
el opuesto de su cargas coincide con el original y, por tanto, parece
ser que neutrino y antineutrino coinciden (neutrinos de Majorana). De
tener algún número cuántico que los diferenciara serían neutrinos de
Dirac. El debate sigue su curso y tendrá importantes consecuencias en
las nuevas teorías generalizadas de partículas.

Existen partículas que permanecen
estables durante un brevísimo periodo de tiempo hasta desintegrarse por
interacción fuerte en partículas más estables como protones, neutrones
y piones. Son las partículas delta y sigma, que son resonancias
bariónicas de mayor energía que las fundamentales. Es posible, incluso,
que existan un número ilimitado de estas resonancias con mayor masa y
espín. A energías mucho más elevadas que la de los modernos
aceleradores no sería posible otorgar el calificativo de fundamental a
los electrones, neutrinos y quarks frente a las resonancias. Por tanto,
el atributo elemental de las partículas depende de la energía del
entorno en cuestión.

El modelo estándar de partículas en el siglo XX

El conocimiento físico de la materia está recogido canónicamente en el
denominado modelo estándar de las partículas elementales, a excepción
del gravitón. La interacción gravitatoria no puede aún explicarse
físicamente en el mismo marco que las otras tres. Esta limitación del
modelo estándar exige y justifica una especulación físico-metafísica
que trasciende la frontera científica (véase Penrose sienta las bases de una biofísica cuántica de la mente
en Tendencias 21, 23 Febrero 2007) . La teoría cuántica de campos es la
construcción científica más importante. Su potencia de predicción y su
capacidad para desentrañar la realidad física microscópica están
rigurosamente confirmadas por los resultados experimentales. Cualquier
análisis de la materia requiere, por su potencial y precisión, partir
de sus presupuestos teóricos. El modelo estándar es la teoría cuántica
de campos de las partículas fundamentales. La teoría de campos unifica
la teoría cuántica con la Relatividad especial de Einstein, el
Principio de Heisenberg y el Principio de Causalidad. La teoría
cuántica de campos explica el amplio espectro de partículas a partir de
las doce partículas fundamentales y tres bosones mediadores.

La elementalidad de las partículas
fundamentales depende de la energía. No es algo absoluto. A altísimas
energías, la física de partículas no puede distinguir los elementos
básicos de la materia. Todo es un energético dinamismo que hace emerger
multitud de partículas denominadas resonancias. Incluso, en situaciones
de menor energía, cuando las interacciones físicas determinan las
partículas fundamentales por su mayor estabilidad, podemos seguir
hablando de la naturaleza emergente de la materia desde un soporte
básico primario. El protón no es la mera suma de tres quarks, pues su
individualidad carece de sentido. Es, más bien, el todo surgido de una
sinergia física que, a su vez, dota al protón de una cierta
individualidad y propiedades físicas bien definidas. En su dinámica
desde un soporte energético fundamental, la materia emergente
evoluciona hacia estados de mayor definición física como consecuencia
de sus interacciones cuánticas básicas. Se va adquiriendo una mayor
individualidad sin anular definitivamente el potencial emergente de su
verdadera ontología.

La emergencia de la materia en un fondo dinámico de energía

El camino recorrido hacia la esencia ontológica de la materia conduce
hasta un fondo energético pseudo-espaciotemporal dominado por el
Principio de Incertidumbre. Al hablar de fondo de energía nos referimos
al mar de energía planckiano de elevadísimas energías. No es una
energía independiente, sino un campo de energía ligado con la materia
fenoménica, tanto corpuscular como campal.

Esta energética actividad física
recuerda a los fenómenos de fluctuaciones del vacío cuántico. Es
precisamente esta física del vacío cuántico el límite fronterizo usado
por David Bohm (véase La biofísica cuántica de la conciencia, explicada desde la teoría cuántica de David Bohm
en Tendencias 21, 19 Marzo 2007) para distinguir entre su física y
metafísica. El análisis físico de la materia desemboca finalmente en el
estudio de las fluctuaciones de la energía de fondo. Las propiedades
físicas de la materia son el producto resultante de las interacciones
de esta energía. Cualquier partícula fundamental no es una entidad
individual independiente de este fondo de energía. No es tanto una
individualidad cuanto el producto de una necesaria coexistencia. Por
ello, los físicos de partículas niegan que la masa de una partícula
libre sea un observable. Carece de sentido físico porque cualquier
partícula está siempre en interacción. Por tanto, al referirse a la
masa de una partícula se entiende la masa efectiva que resulta bajo la
acción del entorno energético. Las partículas son concentraciones
locales del fondo de energía revestidas de fluctuaciones. Dejan de
asemejarse a las inmutables esferas de Parménides-Demócrito y se
comprenden hoy como campos localizados de energía.

Las propiedades físicas están, pues,
íntimamente ligadas con el entorno. La física de partículas no concibe
partículas desnudas independientes como si tratara de pequeños
corpúsculos indivisibles. Las partículas, cuya naturaleza física
fundamental es siempre relativa, son objetos materiales revestidos o
apantallados por la actividad del vacío. En síntesis, podemos concluir
que cada partícula es más un todo a través de su ligazón a una
ontología capaz de hacer emerger materia, que un mero constituyente. La
materia es en sí misma más interacción que individualidad, aunque la
materia pueda gozar de una relativa independencia a través de
estructuras más complejas surgidas en este orden físico holístico.

Comportamiento cuántico coherente de la materia

El desarrollo tecnológico va corroborando las ideas físicas sobre la
materia. Sistemas artificiales, en las condiciones físicas adecuadas,
presentan un comportamiento cuántico inexplicable desde el conjunto de
leyes clásicas. El estudio de estos sistemas cuántico-tecnológicos pone
de manifiesto las propiedades físicas coherentes de la naturaleza
cuántica subyacente. La materia se estructura de tal forma que los
resultados macroscópicos se agrupan en estados discretos. Todo el vasto
conjunto de electrones se agrupa de tal forma, que el material sólo
adquiere valores bien definidos a partir de la constante de Planck. El
efecto Josephson muestra cómo es posible mantener la coherencia
cuántica de un sistema incluso cuando es escindido en dos por una
barrera de potencial. Este efecto resulta especialmente importante por
su sensibilidad de adaptación a la radiación electromagnética del
medio.

La materia presenta unas propiedades
físicas especiales cuando su dinámica está regida por fluctuaciones del
fondo de energía. Un sistema físico guiado por esta dinámica desde un
estado crítico puede producir estados de macrocoherencia cuántica en
condiciones ambientales extremadamente adversas. Es de notar la
relevancia de estas transiciones en sistemas unidimensionales y sus
repercusiones en el carácter emergente de la naturaleza campal de la
materia.

Fenómenos cuánticos macroscópicos de coherencia cuántica

Los condensados Bose-Einstein son el quinto estado físico de la materia
donde se alcanzan niveles elevados de coherencia cuántica y la materia
presenta un comportamiento más campal. Resultan especialmente
importante los resultados obtenidos en condensados generados a partir
de redes ópticas. La interacción de los bosones con la radiación
electromagnética permite la existencia de oscilaciones de coherencia
cuántica. Los condensados ópticos sufren transiciones reversibles
BEC-Mott entre estados coherentes y no coherentes, de tal manera que el
sistema oscila entre estados de naturaleza campal y corpuscular. Se
hace, pues, manifiesto el doble comportamiento complementario de una
misma unidad material, regulada últimamente por el fondo de energías.

Junto a los condensados Bose-Einstein
los fenómenos de superconductividad y superfluidez son dos ejemplos
paradigmáticos de experimentos que muestran la unidad física coherente
de la materia bajo ciertas condiciones técnicas. En ambos casos, la
materia presenta una coherencia cuántica para un número macroscópico de
partículas clásicas, que dotan al sistema cuántico de una integridad
intrínseca con relativa autonomía frente al medio. Más allá de las
condiciones físicas ideales para mantener estos agregados cuánticos
macroscópicos, en una fase de transición cuántico-clásica, los sistemas
coherentes reaccionan positivamente a las perturbaciones externas,
generando estructuras físicas (vórtices) que logran mantener la unidad
coherente macroscópica. La materia deja de seguir patrones de
interacciones corpusculares y se comporta como un todo unitario donde
no es posible diferenciar componentes elementales. Nos referimos a los
estados macroscópicos de coherencia cuántica.

La naturaleza campal de la materia

El carácter emergentista de los fenómenos físicos apoya una naturaleza
ontológica dinámica de la materia que conforma el universo. Los
fenómenos macroscópicos de coherencia cuántica revelan a nivel
experimental las propiedades fundamentales de la materia como sustrato
ontológico capaz de dirimir la relativa individualidad de sus
componentes para enlazar coherentemente nuevas realidades campales con
un dinamismo unitario. La dimensión campal holista de la materia
permite conexiones que conforman un entramado cuánticamente
interconectado capaz de realizar instantáneamente complicados procesos.
Estos fenómenos cuánticos, junto a la incesante actividad física del
fondo de energía nos presentan una naturaleza física de la materia con
propiedades emergentes.

Supuesta esta ontología física
emergente, resulta natural explicar el origen y evolución del universo
como un producto de este substrato metafísico que se hace explícito a
través de procesos cuánticos consolidados en el régimen clásico de la
experiencia. Las estructuras físicas, los seres vivos, el psiquismo
animal y la conciencia son productos que últimamente emergen de esta
ontología dinámica. La incesante actividad de esta realidad subyacente
dinamiza todo el proceso evolutivo del cosmos, generando estructuras
clásicas más complejas y estables, capaces de resonar las propiedades
cuánticas de su naturaleza material, tal y como los fenómenos cuánticos
macroscópicos mantienen sus propiedades cuánticas a nivel de
experimentación.

Materia y conciencia

Análogamente, las propiedades psíquicas de los animales superiores o la
formación de sofisticados estados conscientes en el hombre son
productos resultantes de la evolución cósmica de estructuras
materiales. Las estructuras psíquicas son resonadores más finos capaces
de explicitar las propiedades psíquicas de la ontología material. No
sólo canalizan la actividad física de la materia, como durante miles de
millones de años hizo el universo físico, sino que activan la dimensión
psíquica de la materia. En este sentido, la actual neurología propone
una coordinación entre las regiones del cerebro más primitivo (físico)
y del moderno neocórtex, más susceptible al comportamiento psíquico.

Una explicación científica, coherente
con el esquema evolutivo del cosmos, debe centrarse en el paradigma
emergentista para poder explicar todas las propiedades psíquicas de los
animales superiores, irreducibles a meras conexiones de corte
mecano-clásico. Así, sobre aún leves pero prometedores resultados
neurológicos experimentales, la neurología cuántica tantea la
posibilidad de comprender cuánticamente el cerebro, en la línea
vanguardista de los modelos de Bohm y Penrose. La física de
microtúbulos y las sinapsis cuánticas (uniones gap) ofrecen nuevas
posibilidades para entender el enigma de la conciencia.

Manuel Béjar es miembro de la Cátedra CTR