Uno de los aspectos más extraños de la mecánica cuántica es el entrelazamiento, ya que dos partículas entrelazadas se influyen entre sí a través de grandes distancias, lo que, a primera vista, viola el principio físico fundamental de la localidad: lo que sucede en un determinado punto del espacio solo puede afectar a puntos cercanos. Pero, ¿y si la localidad, y el espacio mismo, no fuera tan fundamental, después de todo? George Masser explora las posibles consecuencias de esto en su nuevo libro Spooky Action At a Distance. (Albert Einstein llamó al entrelazamiento cuántico "acción espeluznante a distancia").
Cuando el filósofo Jennan Ismael tenía diez años, su padre, un profesor nacido en Irak en la Universidad de Calgary, compró un gran gabinete de madera en una subasta. Después de hurgar en él, se topó con un viejo caleidoscopio y quedó encantada. Experimentó con él durante horas y descubrió cómo funcionaba. "No le dije a mi hermana que lo había encontrado porque temía que lo tomara", recuerda.
Cuando miras dentro del caleidoscopio y giras la tubería, las figuras multicolores comienzan a florecer, girar y unirse de una manera aparentemente completamente inexplicable e impredecible, como si tuvieran un efecto macabro entre sí desde la distancia. Pero cuanto más los admira, más nota patrones en su movimiento. Las formas en los extremos opuestos de su campo visual cambian al unísono, y esta simetría le permite comprender lo que realmente está sucediendo: estas formas no son objetos físicos, sino imágenes de objetos: fragmentos de vidrio que giran dentro de un tubo de espejo.
“Hay una pieza de vidrio que aparece de manera redundante en diferentes partes del espacio”, dice Ismael. “Si te enfocas en el espacio que lo abarca en general, la descripción física de un caleidoscopio tridimensional sería una historia causal bastante sencilla. Hay un trozo de vidrio, se refleja en los espejos, etc. Visto en realidad, el caleidoscopio ya no es un misterio, aunque sigue sorprendiendo.
norte
Décadas más tarde, preparándose para una charla sobre física cuántica, Ismael recordó el caleidoscopio y compró un tubo de cobre brillante nuevo en una caja de terciopelo. Se convirtió, cuando se dio cuenta de ella, en una metáfora de la no localidad en física. Quizás las partículas en los experimentos de entrelazamiento o las galaxias en los límites galácticos distantes se comportan de manera extraña, porque son proyecciones, creaciones secundarias, en cierto sentido, que existen en un área de objetos completamente diferente.
“En el caso del caleidoscopio, sabemos lo que tenemos que hacer: tenemos que ver todo el sistema; tenemos que ver cómo se crea la imagen del espacio, dice Ismael. - ¿Cómo construir un análogo de esto para efectos cuánticos? Para hacer esto, necesita ver el cosmos que conocemos, el cosmos cotidiano, en el que medimos eventos ubicados en diferentes partes del cosmos, como una estructura indisoluble. Quizás cuando miramos las dos partes, vemos el mismo evento. Interactuamos con el mismo elemento de la realidad en diferentes partes del espacio.
Junto con otros, cuestiona la suposición, seguida por casi todos los físicos y filósofos desde Demócrito, de que el espacio es el nivel más profundo de la realidad física. Así como el guión de una obra describe las acciones de los actores en el escenario, pero precede al escenario, las leyes de la física tradicionalmente dan por sentada la existencia del espacio. Hoy sabemos que el universo es más que cosas en el espacio. El fenómeno de la no localidad salta sobre el espacio; no hay lugar donde sea limitado. Se manifiesta en el nivel de la realidad más profundo que el espacio, donde el concepto de distancia ya no importa, donde las cosas distantes parecen estar cerca, como si lo mismo apareciera en más de un lugar, como numerosas imágenes de una pieza de vidrio en un caleidoscopio.
Cuando pensamos en términos en este nivel, las conexiones entre partículas subatómicas en un banco de laboratorio, dentro y fuera de un agujero negro, y entre partes opuestas del universo ya no parecen tan espeluznantes. Michael Heller, físico, filósofo y teólogo de la Academia Pontificia de Teología en Cracovia, Polonia, dice: "Si está de acuerdo en que la física es fundamentalmente no local, entonces es bastante natural, ya que dos partículas que están lejos una de la otra residen en un nivel fundamental no local. Para ellos, el espacio y el tiempo no importan ". Solo cuando intentas visualizar estos fenómenos desde una perspectiva espacial, lo cual es perdonable ya que estamos acostumbrados a pensar de esa manera, confunden nuestra comprensión.
Video promocional:
La idea de un nivel profundo parece natural porque, después de todo, los físicos siempre se han esforzado por lograrlo. Siempre que no pudieron comprender ciertos aspectos de nuestro mundo, asumieron que aún no habían llegado al fondo de todo. Se acercaron y vieron los bloques de construcción. Que el agua líquida pueda hervir o congelarse es algo misterioso. Pero estas transformaciones tienen sentido si representamos el estado líquido, gaseoso y sólido no como sustancias elementales, sino como diferentes formas de una sustancia fundamental.
Aristóteles consideraba que los diferentes estados del agua eran diferentes encarnaciones de la llamada materia primordial, y los atomistas, sagazmente, pensaban que los átomos se reorganizaban en estructuras más rígidas o libres. En masa, estos componentes básicos de la materia adquieren propiedades de las que carecen individualmente. Asimismo, el espacio puede estar formado por partes que no son espaciales en sí mismas. Estas partes también se pueden desmontar y volver a montar en estructuras no espaciales, como las que apuntan a los agujeros negros y el Big Bang.
“El espacio-tiempo no puede ser fundamental”, dice el teórico Nima Arkani-Hamed. "Debería estar hecho de algo más simple".
Este pensamiento le da un giro completo a la física. La no localidad ya no es un misterio; es la realidad, y la localidad se convierte en el verdadero misterio. Cuando ya no podemos dar por sentado el espacio, tenemos que explicar qué es y de qué surge, independientemente o en proceso de unión con el tiempo.
Obviamente, construir un espacio no será tan fácil como fusionar moléculas en un líquido. ¿Cuáles podrían ser sus componentes básicos? Por lo general, decimos que los bloques de construcción deben ser más pequeños que las cosas que los componen. Si ensambla una Torre Eiffel detallada a partir de palillos de dientes, no tendrá que explicar que los palillos de dientes son más pequeños que la torre.
Pero cuando se trata de espacio, no hay "menos", porque el tamaño en sí es un concepto espacial. Los bloques de construcción no pueden preceder al espacio si tiene que explicarlos. No deben tener tamaño ni espacio; deben estar en todas partes, en todo el universo y en ninguna parte al mismo tiempo, para que no se puedan pinchar. ¿Qué significa la falta de puesto para una cosa? Donde estara ella “Cuando hablamos del espacio-tiempo que fluye, debe fluir fuera de algún marco, del cual estamos muy lejos”, dice Arkani-Hamed.
En la filosofía occidental, el reino fuera del espacio se ha considerado tradicionalmente como el reino fuera de la física, el lugar de la presencia de Dios en la teología cristiana. A principios del siglo XVIII, las "mónadas" de Gottfried Leibniz, a las que representó como elementos primitivos del universo, existían, como Dios, fuera del espacio y el tiempo. Su teoría supuso un paso hacia el espacio-tiempo emergente, pero se mantuvo en el campo de la metafísica, estando vagamente conectada con el mundo de las cosas concretas. Si los físicos logran explicar el espacio emergente, tendrán que desarrollar su propio concepto de ausencia de espacio.
Einstein previó estas dificultades. "Quizás … deberíamos, en principio, abandonar el continuo espacio-tiempo", escribió. - Es muy posible imaginar que el ingenio humano algún día encontrará métodos que harán posible este camino. En la actualidad, sin embargo, este programa parece un intento de respirar en el espacio vacío ".
John Wheeler, un renombrado teórico de la gravedad, sugirió que el espacio-tiempo se construyó a partir de "pregeometría", pero admitió que era simplemente "una idea por una idea". Incluso Arkani-Hamed comparte sus dudas: “Estos problemas son muy complejos. Es imposible discutirlos en el idioma al que estamos acostumbrados”.
Lo que impulsa a Arkani-Hamed y sus colegas a continuar es encontrar el tipo de formas que describió Einstein: formas de describir la física en ausencia de espacio, respirar en el vacío. Explica estos intentos en términos de historia: “Durante más de 2000 años, la gente ha estado haciendo preguntas sobre la naturaleza profunda del espacio y el tiempo, pero fueron prematuras. Finalmente hemos llegado a una era en la que puedes hacer estas preguntas y esperar obtener algunas respuestas significativas.
Basado en materiales de Gizmodo
Ilya Khel
