L'Univers no existeix si ningú ho contempla
Alguns dels principis de la mecànica quàntica són d'allò
més esglaiador. Diuen que a nivell subatòmic, una partícula està en uns quants llocs
al mateix temps fins que es realitza una observació, la qual cosa la obliga a
“definir” la seua posició.
Una imatge per a la reflexió, il·lustrativa de la dualitat ona-partícula,
en la qual es pot veure com un mateix fenomen pot tenir dues percepcions
diferents
També que no podem continuar dividint les
forces o les partícules infinitament, al final arribem a quelcom indivisible, la
qual cosa es coneix com constant de Plank i que fa parlar als físics
de la naturalesa “granulosa” de l'univers. És inquietant també el principi d'indeterminació d'Heisemberg,
que establix que no es pot determinar, simultàniament la posició i el moviment
d'un objecte donat. Açò s'explica perquè
quan mesurem a una partícula, el mer fet del seu mesurament altera les
seues propietats.
I que tenim que dir de la interpretació de Copenhaguen? Aquest es el
nom que li van donar a una interpretació de la mecànica quàntica els científics
Bohr, Born, Heisenberg i altres. Es coneix així a causa del nom de la ciutat on
residia Bohr. Va ser formulada el 1927 pel físic danès Niels Bohr, amb ajuda de Max
Born i Werner Heisenberg, entre d'altres, durant una conferència realitzada a
Como, Itàlia.
Gràfic
del Principi d'Indeterminació de Heisenberg.
La interpretació de Copenhaguen incorpora
el principi d'incertesa, el qual estableix que no es pot conèixer
simultàniament amb absoluta precisió la posició i el moviment d'una partícula. La
interpretació
de Copenhaguen assenyala el fet que el principi d'incertesa no opera en
el mateix sentit cap enrere i cap endavant en el temps. Molt pocs fets en
física tenen en compte la manera com flueix el temps, i aquest és un dels
problemes fonamentals de l'Univers on certament hi ha una distinció entre el
passat i futur. Les relacions d'incertesa indiquen que no és possible conèixer
la posició i el moment simultàniament i consegüentment no és possible predir el
futur ja que en paraules de Heisenberg "no podem conèixer, per principi,
aquest en tots els seus detalls". Però és possible d'acord amb les lleis
de la mecànica quàntica conèixer quina era la posició i el moment d'una
partícula en un moment del passat. El futur és essencialment impredictible i
incert mentre que el passat completament definit. Per tant ens movem d'un
passat definit a un futur incert.
El Gat de
Schrödinger fou l’experiment que va proposar aquest científic: un
gat, juntament amb un matràs que conté un verí i una font radioactiva, es col·loca
en una caixa segellada. Si un comptador Geiger detecta la radiació, el flascó
es trenca, alliberant el verí que mata al gat. La interpretació de la mecànica
quàntica de l'Escola de Copenhaguen, implica que després d'un temps, el gat
està a la vegada viu i mort.
El Gat de Schrödinger
Schrödinger planteja un sistema format per una caixa tancada i opaca
que conté un gat, el interior de la qual i les coses que allí dintre passen no
les podem observar. En acabar el temps establert, hi ha una probabilitat del
50% que el dispositiu s'hagi activat i el gat estigui mort, i la mateixa
probabilitat que el dispositiu no s'hagi activat i el gat estigui viu. Segons
els principis de la mecànica quàntica, la descripció correcta del sistema en
aquest moment serà el resultat de la superposició dels estats "viu" i "mort",
per tant, el científic que no ha observat encara el interior de la caixa ha de
admetre que totes les partícules estan interactuant entre elles, per tant el
seu contingut es el d’un gat viu i mort alhora. No obstant això, un cop obrim
la caixa per comprovar l'estat del gat, aquest estarà viu o mort.
Aquí rau la paradoxa. Mentre que en la
descripció clàssica del sistema el gat estarà viu o mort abans que obrim la
caixa i comprovem el seu estat, en la mecànica quàntica el sistema es troba en
una superposició dels estats possibles fins que intervé l'observador. El pas
d'una superposició d'estats a un estat definit es produeix com a conseqüència
del procés de mesura, i no es pot predir l'estat final del sistema: només la
probabilitat d'obtenir cada resultat. La naturalesa del procés segueix sent una
incògnita, que ha donat lloc a diferents interpretacions de caràcter
especulatiu.
Albert Einstein
Aquests principis repugnaven notòriament
a Albert
Einstein, que els desautoritzava des d'un punt de vista filosòfic
amb la seua cèlebre frase “Déu no juga als daus”. És a dir, un univers perfecte no
pot estar en un estat permanent d'indefinició, perquè si així fora, l'univers
mateix no podria definir-se i no existirien les lleis de la naturalesa. Però la
major de les incongruències per a mi és admetre que hem d'usar dos tipus de
física, la mecànica quàntica per als objectes subatòmics i la mecànica
newtoniana per als objectes majors. Per què a nivell minúscul tenim una sopa de
partícules indefinides i indefinibles i a nivell macroscòpic tot està tan
perfectament bell i definit?
Però, i si
eixa definició i nitidesa a nivell macroscòpic foren tan sols aparents? Observant
una poma, perquè ens pareix tan definida una poma? Al cap i a la fi, el que fem
quan mirem una poma és també observar-la: físicament estaríem fixant-nos en una
posició i estat de la superfície de la poma. Si la mosseguem, estaríem fixant
en una posició i estat de cada una de les partícules subatòmiques que
interaccionen i estimulen als nostres sentits: les partícules que es posen en
contacte amb la nostra boca, les partícules que interaccionen amb els nostres
receptors gustatius i olfactius i les partícules que interaccionen amb el
nostre timpà per a produir el so del mos. Atrevim-nos a donar el bot: potser
cada vegada que observem quelcom, siga gran o xicotet, no sols les partícules
subatòmiques, sinó amb cada element de l'univers, potser cada vegada que interaccionem
amb quelcom cosa o fenomen, ho traguem del seu estat natural d'indefinició i li
provoquem que cristal·litzi en eixe estat determinat, durant el qual nosaltres
el podem observar.
L’Univers
Però a més,
sembla que la capacitat d'observació exigeix conceptes, es a dir, que nosaltres
puguem definir l’objecte o el fenomen observat en diverses parts que presenten diferències.
Per a poder fabricar els nostres conceptes, les categories i les lleis, necessitem
parts indivisibles d'un univers que tinga la naturalesa “granulosa” de Plank.
Si les coses foren infinitament divisibles, mai aconseguiríem poder realitzar
una observació completa, perquè els seus elements no podrien interaccionar realment
entre si. El que no sabem és si la naturalesa és en realitat granulosa o si és
granulosa per a poder-se manifestar i fer-se observable al ser humà.
L'observador i l'observat són una mateixa cosa
M'agradaria
recórrer ací a la famosa dita que afirma que quan un arbre cau en el bosc, però ningú ho observa,
realment no ha caigut. Pareix un pensament ingenu, però no és un pensament
ingenu en absolut. Tornem a la poma. Suposem que està en una taula. És una aglomeració
o sèrie de partícules indefinides, les quals es continuen amb les partícules
indefinides de la taula. Sense una observació clara de la poma i de la taula
per part d'un observador extern, no podríem ni tan sols considerar-les dos
entitats distintes, doncs en realitat, estan barrejades interactuant mútuament.
Podem asseverar sense cap dubte, que si no foren observades, la taula i la poma
serien un conjunt de partícules indefinides caòtiques sense solució de continuïtat
entre ambdós. També el bosc sencer on està l'arbre que es cau a terra, seria en
realitat una sopa de partícules indefinides regides per canvis caòtics. Sense
observació no podríem ni tan sols definir els arbres i molt menys identificar
una caiguda. Es podria argumentar que en realitat no hi hauria hagut una
caiguda, perquè l'univers sense observació és indefinit i caòtic i no sabem
exactament el que va passar a menys que ho comprovem. Només l'observació de
l'arbre caigut pot definitivament fixar l'existència de l'arbre i de la seua
caiguda. En realitat, el fet de la seua caiguda no té lloc si no ho observem!
Però admetre
açò té moltes implicacions, perquè hauríem d'admetre que passarà el mateix amb
la resta de les coses. Hauríem d'admetre que cada element de l'univers només és
real si és observat, que només amb l'observació l'univers deixa de ser continu
i caòtic i passa a ser granulós i definit. No sabem quina és la naturalesa
exacta de la matèria, ni la dels àtoms, ni dels quarks, ni la dels leptons o gluons
a menys que els mesurem i observem, i això implica modificar-los. Podrien ser
supercordes, podrien ser el pensament de Déu, podrien ser un caos homogeni!
Hauríem de dubtar inclús de l'existència de l'univers si no existira
l'observació? Caldria deduir valentament que l'univers existix i és
comprensible només en tant i en quant que és observable i observat?
L'univers en el seu conjunt podria en realitat ser el
no-res que cobra existència al ser observada, igual que passava amb l'arbre. Un
espai que no és espai, unes partícules que no són en realitat partícules, unes
forces que no són en realitat forces, un caos homogeni... En què es diferència
del no-res? Com podríem dir tan sols que existeix sense el fet de ser observat?
Al cap i a la fi, què més dóna que el que hi haja, que les coses que existeixen, siguen un magma de quarks
i leptons o l'esplendor de les galàxies, si ningú ho contempla? Podrien
haver-hi infinits universos, però no importaria. Si no són observats, seran
irrellevants. Si no són observats serien com l'arbre que cau sense que ningú ho
veja.
Els
científics es mostren sorpresos de l'infinitament ajustades que semblen les
constants, les lleis i les forces de la naturalesa per a poder donar lloc a
l'existència de la matèria, de les galàxies i estreles, dels elements químics i
dels planetes i la tremenda paradoxa de la vida. No troben cap raó per a
explicar perquè en el Big Bang es va originar més matèria que antimatèria, en
compte de crear-se una quantitat equivalent d'ambdós, que s'aniquilarien
immediatament entre si, per la qual cosa ara no existiria res. Igual de paradoxal
són les fluctuacions primordials que van ocórrer en este Big Bang perquè la
matèria es condensés de forma inhomogénea fins a donar lloc a les galàxies.
Cada dada que coneixem ens acosta a comprendre quant improbable és que totes
les coses siguin com les coneixem ara. Però encara hi ha més, els científics no
troben cap raó per a la mera existència de l'univers, perquè no poden
escodrinyar més enllà del Big Bang. Desprès de molt pensar, només troben un
únic fonament per a totes estes contradiccions: l'Univers existeix perquè hi ha
algú que ho contempla.
Comentaris