lunes, junio 25, 2007

Física cuántica, la interpretación de los muchos mundos, Borges y el gol del Chango Cardenas

Últimamente, la programación de la televisión de aire Argentina deja bastante que desear cultural e intelectualmente. Igualmente, hay una publicidad que me pareció muy buena, sobre todo por lo relacionado (según mi persona) que está con una interpretación de la física cuántica y asimismo con un cuento de Jorge Luís Borges. ¿Cómo es eso? ¿Qué tiene que ver la física cuántica con una publicidad y un cuento de Borges?

Empecemos por la física cuántica. Las leyes de la mecánica cuántica describen el comportamiento del mundo microscópico; esto es, de objetos como átomos, electrones, moléculas, etc. invisibles a nuestros ojos. Éstos objetos no se comportan como los elementos a los que estamos acostumbrados a tratar, que nosotros sometemos a las leyes de la mecánica clásica o newtoniana.
Pongamos un ejemplo. Imaginemos un partido de fútbol; un penal. La pelota se coloca a una distancia aproximada de nueve metros del arco. Digamos que esa posición cero y velocidad cero conforman el estado cero de la pelota. En el instante siguiente a ser pateada, el balón se encuentra en un estado uno, con una posición uno y velocidad uno también. En el estado sucesivo, el dos, la pelota va a tener una posición dos y una velocidad dos también. Y así sucesivamente hasta un estado n. Podríamos decir, que la sumatoria de estados es en definitiva la trayectoria de la pelota. La curiosidad de todo esto, es que en la mecánica cuántica estas descripciones no funcionan. Las partículas microscópicas no aceptan una descripción en la que indicar su estado en un momento dado se corresponda con indicar, haciendo una analogía con la pelota, su velocidad y posición o, para tener en cuenta otros parámetros, con la energía y el tiempo. En conclusiones, en la mecánica cuántica, indicar el estado de una partícula en un momento dado, es indicar una cierta función que conlleva la probabilidad de que la partícula este en una cierta posición con una determinada velocidad, por ejemplo. Esto fue lo que publico Heisenberg en 1927 en su famoso principio de incertidumbre. Otras de las características de la mecánica cuántica es una propiedad física llamada superposición cuántica. Esta propiedad carece totalmente de intuición para el mundo en el cual estamos acostumbrados a vivir. Para tratar de entenderlo mejor, sigamos con el ejemplo de la pelota de fútbol. Supongamos que estábamos mirando dicho partido por televisión, y que en el instante en que el jugador estaba por patear la pelota, se corta la energía eléctrica y no podemos saber si fue gol o no. Para las leyes cuánticas, hasta que un observador, ya sea por medio de un instrumento de medición o no, interfiera en la observación, la pelota se encontraría en un estado de superposición. 50% 100% gol y 50% 100% no gol. Recién al regresar la energía, y por el solo hecho de ser observadores, haríamos colapsar esa superposición de estados, dejando lugar a solo un estado, es decir, gol o no gol.
Dicha forma de resolver esta paradoja de la superposición cuántica, es la conocida como la interpretación de Copenhagen, que fue postulada en 1927 por el físico danés, Niels Bohr, del que hablé en alguna oportunidad.
Pero existe otra manera de salvar esta paradoja. La misma fue propuesta en una tesis doctoral por Hugo Everett III publicada en 1957 bajo el nombre de “Formulación de los estados relativos de la mecánica cuántica”. Esta tesis doctoral, fue ampliada por Bruce DeWitt en 1971 bajo el nombre de “La interpretación de los muchos mundos de la mecánica cuántica”.
Tal interpretación formula, básicamente, la idea de que por cada superposición de estados, el observador de estas, se encontraría también en una superposición de estados. Fundamentalmente, por cada superposición, se estarían creando múltiples universos, donde cada uno de estos universos correspondería a cada uno de los estado superpuestos.

Al comienzo del artículo escribí que la interpretación estaba relacionada con un cuento de Borges. Este es “El jardín de los senderos que se bifurcan”, del que copio un par de párrafos:

"[...] En todas las ficciones, cada vez que un hombre se enfrenta con diversas alternativas, opta por una y elimina las otras; en la del casi inextricable Ts'ui Pên, opta —simultáneamente— por todas. Crea, así, diversos porvenires, diversos tiempos, que también, proliferan y se bifurcan. [...]"

“[…] …El jardín de los senderos que se bifurcan es una imagen incompleta, pero no falsa, del universo tal como lo concebía Ts'ui Pên. A diferencia de Newton y de Schopenhauer, su antepasado no creía en un tiempo uniforme, absoluto. Creía en infinitas series de tiempos, en una red creciente y vertiginosa de tiempos divergentes, convergentes y paralelos. Esa trama de tiempos que se aproximan, se bifurcan, se cortan o que secularmente se ignoran, abarca todas las posibilidades. No existimos en la mayoría de esos tiempos; en algunos existe usted y no yo; en otros, yo, no usted; en otros, los dos. En éste, que un favorable azar me depara, usted ha llegado a mi casa; en otro, usted, al atravesar el jardín, me ha encontrado muerto; en otro, yo digo estas mismas palabras, pero soy un error, un fantasma. […]”

Curiosa similitud, sobre todo porque Borges escribió este cuento en 1941, casi 16 años antes de la primera postulación de Everett III. Parece que fue un adelantado, no solo en literatura, sino también en física, aunque dijo que lo único que sabía de física era el funcionamiento del barómetro.

La publicidad a la que hacia alusión:


Por cada elección que hace el protagonista, el universo se bifurca.

Muy interesante. Lo único que me da miedo de todo esto, es que en realidad pueda existir un universo paralelo donde el golazo que el Chango Cárdenas hizo en el desempate de la copa intercontinental que ganó Racing Club contra el Celtic en 1967, no haya entrado.

6 comentarios:

Six Hundred dijo...

Muy grosso el remate.
Vas entendiendo del tema.

Anónimo dijo...

Opus Tempus


El tiempo dentro del tiempo donde las secuencias transcurren a una velocidad detenida para el observador que no pertenece a tal dimensión.
La comprensión de algo que no transcurre es como intentar ver una película observando solamente un fotograma. Además si solo percibimos determinadas frecuencias entonces estamos limitados y encerrados en un universo que no es más que el universo de nuestra dimensión y sintonía.
Las piedras lo son porque la partitura, el instrumento, el canal y el receptor sintonizan.
La cuerda vibra y se nos aparece la piedra. Pero en otro tiempo, en otra velocidad, ¿Qué es la piedra?, ¿Será de goma al tacto?, ¿Piedra, qué serás?. Tal vez seas un glóbulo rojo en camino por un torrente.

Si funcionamos a 24 fotogramas por segundo, para uno que funcione a 24 mil millones de fotogramas por segundo nosotros seríamos un punto inmóvil. Y para nosotros él sería casi un halo de luz, un resplandor.

La carne es carne a 24 fotogramas y a otras proyecciones la energía toma otras formas. O tal vez vuelva a serlo, pero en otro tamaño.
Tal vez detrás del infinito se encuentre el inicio y el viaje no sea lineal sino que sea creciendo.

El tiempo dentro del tiempo como matrioskas haciendo música para materializarse y proyectarse ante espectadores que son sueños musicales.

Centauro dijo...

Bastante avanzado para mis magros conocimientos de física, voy a tener que leerlo un par de veces con más tiempo para terminar de comprenderlo todo.
Creo que es la física cuántica la que tiene en cuenta la teoría del caos, donde hay que tener en cuenta que hay cosas que no se pueden explicar. Por ejemplo la composición de la luz, ya que fundamentado de cierta manera la composición de la luz está formada por haces y si se explica de otra manera está formada por partículas.
Lo interesante es que ninguna de las dos posiciones puede desmentir a la otra.
Pero les dejo a los expertos en física la última palabra acerca de lo que acabo de decir.

Lulet dijo...

No puedo decir más que "Vamos la Academia carajo"

Si. Un comentario bien pensado.

Anónimo dijo...

No es sobre esta etiqueta mi comentario, sino sobre El Mundo de Sofía. Estoy en las ultimas páginas del libro, muy interesante y que bueno que haces referencia a la historia! La insoportable levedad, otro buen libro que comentar. Muy buenos gustos!!
Liz

Facundo dijo...

Opus Tempus: Interesante teoría, un poco complicada de entender. Tendré que investigar un poquito más.

Centauro: La teoría del caos en realidad es una rama de las ciencias matemáticas que estudia el comportamiento de sistemas dinámicos. Y resumidamente, los sistemas caóticos son aquellos a los cuales una mínima variación de sus estados iniciales produce cambios muy grandes es sus resultados. Y como el lenguaje de la física es la matemática, se pueden encontrar sistemas caóticos en la física.
Con respecto a la dualidad onda-partícula de la luz, es tal cual como decís, para determinados casos se la toma como onda, y para otros como partícula. Lo interesante es que eso se puede hacer con cualquier objeto físico, el problema es que mientras más propiedades presente ese objeto de onda, por ejemplo, mas difícil es analizarlo como partícula. Y viceversa.

Lulet: Y sí, ¡Vamos Racing carajo!

Liz: Es excelente El mundo de Sofía, muy recomendable. Y con respecto a La insoportable levedad del ser, lo tengo en el tintero para comentar. Saludos.