La MECÁNICA CUÁNTICA, o segunda revolución científica

La mecánica cuántica

      Este siglo que agoniza probablemente será recordado en los libros científicos del futuro, como el siglo de la segunda revolución científica. Es posible que ahora nos parezca un calificativo exagerado porque están los acontecimientos tan próximos a nosotros que no los vemos con la suficiente perspectiva, pero no cabe duda de que han ocurrido eventos y cambios en el paradigma científico de suficiente entidad como para inducirnos a pensar de este modo. 

      En los siglos XVI - XVII se consolida una nueva forma de pensar que con el devenir del tiempo se denominaría el método científico. Yo me atrevería a decir que es la mayor revolución del pensamiento que jamás haya ocurrido, o, al menos, la que mejores frutos ha otorgado a la humanidad. Basta para convencerse de ello con hojear los libros de historia y recordar cómo han vivido nuestros antepasados hasta el siglo XVII, y cómo vivimos hoy. Pero no es mi intención entrar en detalles sobre estas cosas, ni siquiera para recordar en qué consistió este gran cambio del pensamiento, sobradamente conocido. 

      La ciencia, durante los tres primeros siglos de su existencia, construyó un maravilloso edificio teórico, firme y coherente, con el que los científicos han podido hacer una descripción del Mundo clarificadora y útil. Una descripción que permitía la divulgación, y que, por tanto, podía trascender las fronteras del mundillo científico para difundirse en toda la sociedad. Un edificio al que llamaremos Física Clásica. 

      Pero he aquí que a finales del XIX, cuando los científicos ya se con- gratulaban con la obra casi terminada, surge una serie de «problemillas». Como la extraña radiación del cuerpo negro o el increíble comportamiento de la luz en el efecto fotoeléctrico, cuyas soluciones resultaron tan incongruentes con la construcción anterior que actuaron a modo de terremotos, e hicieron tambalearse al edificio de la Física Clásica. Así, para explicar el primer problemilla, Planck tuvo que admitir que la energía no era continua si no que estaba formada por pequeños cuantos, y para el segundo, Einstein explicó que la luz no era simplemente un movimiento ondulatorio sino que estaba formada por unos pequeños gránulos a los que ahora llamamos fotones. 

Después de algunos años de comprensible desconcierto, los científicos se decidieron por construir otro edificio en el que tuvieran cabida las nuevas ideas. Se le llamó Física Cuántica, es mucho más amplio que el anterior y hoy sabemos, con alivio, que el edificio antiguo no es un viejo caserón inútil, sino una parte muy importante del nuevo.

Estos nuevos descubrimientos, por tanto, no fueron simplemente algo que añadir a los anteriores, sino que nos han mostrado un mundo tan extraño, sorprendente e incomprensible que han hecho enmudecer a los científicos. Ya nadie se atreve a describir el mundo.  Ahora las hipótesis, desarrolladas mediante potentes instrumentos de cálculo matemático, bien cimentadas sobre los conocimientos anteriores, vuelan a velocidades de vértigo por delante de la experimentación, y  las conclusiones a que se llega son tan asombrosas que ya nadie se atreve a interpretarlas, sólo a escribir las ecuaciones en la pizarra. Todos piensan lo mismo: cualquier interpretación que hagamos de la ecuación puede ser errónea, la ecuación no.

¿Es esto un nuevo método científico? No me atrevería a asegurarlo, pero sin duda es una nueva forma de hacer ciencia. Para ilustrar el cambio vamos a construir un ejemplo con las teorías de gravitación. 

Para Aristóteles, el movimiento natural de los astros en su giro en torno a la Tierra era la trayectoria circular, ya que la circunferencia es la línea más perfecta. El movimiento de las piedras no tiene nada que ver con esto; suben mientras conservan la fuerza impresa por nuestro brazo al lanzarlas, y cuando ésta "se les agota", acaban cayendo a tierra, que es su lugar natural.

Doce siglos más tarde, Galileo, tras la observación de múltiples e ingeniosos experimentos sobre el movimiento, concluye que Aristóteles estaba completamente equivocado. Describiendo uno de ellos nos dice que, cuando se deja caer una bola por un plano inclinado hacia un plano horizontal, al llegar a éste, su movimiento es rectilíneo y de velocidad uniforme, y así seguiría eternamente si no existieran los rozamientos. Luego el movimiento natural es el movimiento rectilíneo y uniforme, no el circular.

En un maravilloso relevo, Newton nace cuando muere Galileo, y continúa su obra de forma genial. Newton acaba por comprender las relaciones que ligan a las fuerzas con los movimientos que estudiara su predecesor y en tres «sencillos» principios resume toda la dinámica. Llega así a la conclusión, confirmando a Galileo, que cuando no actúa ninguna fuerza sobre un cuerpo, entonces este se encuentra en reposo, o bien se mueve en línea recta y con velocidad constante (el movimiento natural). Para que un cuerpo describa una trayectoria curva es preciso que una fuerza cambie la dirección de su velocidad. (Figura 1).

Movimiento de los planetas según Newton

Estas conclusiones no solo contradecían completamente las ideas aristotélicas sino que obligaron a Newton a explicar qué fuerza es entonces la que obliga a los planetas a girar en trayectorias circulares, o elípticas. Y resolvió el problema ideando la Teoría de la Gravitación Universal, según la cual, dos cuerpos se atraen siempre con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias. Es pues la fuerza gravitatoria la responsable del movimiento circular de los planetas. El Sol «tira» de la Tierra con una gran fuerza que la obliga a girar eternamente a su alrededor. La otra gran virtud de esta teoría fue la de poder explicar de la misma forma los movimientos sobre la superficie de la Tierra. También las piedras son atraídas por la fuerza gravitatoria terrestre (su peso) y siguen trayectorias de caída que dependen de su estado de movimiento anterior siguiendo las mismas leyes que los planetas.

Fig. 2.- Newton pensaba que si lanzamos piedras cada vez con mayor impulso, las trayectorias de caída se irían alejando hasta llegar a no chocar con la Tierra. Así colocamos hoy los satélites en órbita.

Las leyes de Newton han explicado satisfactoriamente toda la dinámica del Sistema Solar; permitieron a matemático Le Verrier descubrir la existencia de Neptuno haciendo ecuaciones sobre un papel; con ellas hemos podido comprender el movimiento y la evolución de las galaxias... únicamente no pudieron explicar el movimiento de precesión del perihelio de Mercurio (el eje mayor de la órbita de Mercurio gira 43 segundos de arco al año, sin que nadie supiera por qué), pero esto era un detalle "insignificante". 

Todo parecía estar bastante bien cuando surgió la mente inquieta del hombre más significativo de la nueva era científica, el gran revolucionario Albert Einstein, quien inició realmente la era cuántica con su Teoría del Efecto Fotoeléctrico. El mismo año, al publicar su Teoría de la Relatividad Especial (1905) sumió en la perplejidad a todos los pensadores de la época, explicando que el espacio y el tiempo son relativos (dependen de quién los mida) mientras que la velocidad de la luz es absoluta (no depende de la velocidad con que se mueva quien la mide). Y por si esto no fuera suficiente, solo dos años más tarde, publicó la Teoría de la Relatividad General que es en el fondo una teoría de la Gravitación Universal en la que se enmendaba la plana seriamente a Mr. Newton.

Fig. 3.- Símil bidimensional del espacio-tiempo curvo de Einstein, donde la distancia más corta entre dos puntos es una geodésica.

Einstein nos dijo que las cosas que existen en este mundo se mueven en un escenario que es el espacio-tiempo. Un escenario hecho de: largo, ancho, alto y de tic, tac, tic, tac, tic, tac… Este espacio-tiempo tiene una determinada estructura métrica, una determinada “forma” imposible de describir con palabras ¡ni de imaginar!, solo sus ecuaciones lo describen.

Para poder continuar hablando del tema es preciso que hagamos una drástica simplificación: reduzcamos este e-t tetradimensional en uno de solo dos dimensiones, como una hoja de papel. En este supuesto, cuando no hay objetos masivos presentes, el e-t sería un plano, de modo que la distancia más corta entre dos puntos sería la línea recta. Un cuerpo que se moviera en este e-t lo haría como decían Galileo y Newton: con movimiento uniforme (el movimiento natural).

Fig.4.- El e-t curvo de Einstein

Pero cuando en este e-t hay un objeto masivo como el Sol, la Tierra, etc., entonces se modifica su estructura métrica, se “deforma”. En el símil de dos dimensiones, el papel se habría convertido en una superficie cónica invertida, en un embudo cuyas generatrices no serían tampoco rectas sino curvas (Fig. 4). Cualquier objeto que se mueva en este e-t solo podría describir trayectorias curvas: Aquí la distancia más corta entre dos puntos es la geodésica, una línea curva. En este e-t no existe la línea recta ni el plano. El Sol genera un e-t de estas características  y los planetas son “canicas” girando en círculos o elipses a su alrededor (Fig. 4), sin que nadie “tire” de ellos. En un e-t curvo el movimiento natural es siempre una línea curva, más o menos complicada según la distribución de masas presentes en el escenario.

Pero no olvidemos que todo esto es una simplificación, sin duda excesiva, de la teoría, donde ni siquiera es correcto hablar de la “curvatura” del e-t ya que estas curvas solo han surgido en el símil imaginario del plano bidimensional. ¿Cómo es realmente la estructura del espacio-tiempo que contiene el Universo…? Ni el mismo Einstein podría imaginarlo.

Concluyendo:

1. Hay tantos movimientos naturales como “formas” para el e-t.
2.    La fuerza gravitatoria no existe. Fue un invento de Newton para poder explicar las trayectorias curvas de los planetas. El Sol no “tira” de la Tierra. Como tampoco existe el peso, porque la Tierra no “tira” de nosotros. Cuando nuestros sentidos captan que pesamos, en realidad están captando la “deformación”  del  e-t en el que estamos inmersos.
3. Las ecuaciones de Einstein que nos han servido de ejemplo, siguen siendo casi intocables un siglo después, y describen al Mundo con una precisión como jamás habíamos logrado antes (incluido el perihelio de Mercurio), pero nadie es capaz de describir con exactitud  su significado, por eso los investigadores de finales del siglo XX solo escriben ecuaciones en la pizarra.
4. Los profesores de ciencias del siglo XX tenemos un serio problema…

Manuel Reyes Camacho

NOTA: Este artículo se publicó en la Revista del Instituto Padre Manjón en junio de 1998.

La psicofonía

Y la inducción electromagnética

 El diccionario de parapsicología de Héctor V. Morel define el término Psicofonía como «voces de personas fallecidas o de entidades del más allá» y resulta incuestionable que todo el mundillo que contornea el término exhala el aroma de lo macabro o cuando menos de lo tenebroso.
     
       Nunca he sido bastante valiente ni suficientemente masoquista para pasarme una nochecita en un cementerio así que nunca había conseguido una psicofonía, hasta que un día se me ocurrió una hipótesis que podría explicar el fenómeno sin tener que admitir que los entes del más allá hayan tenido que esperar a que nos inventáramos el magnetófono para darnos sustos.
     
       Si el magnetófono es capaz de grabar sonidos que mi oído no capta, es que tales sonidos no existen, puesto que el oído es mucho más sensible que cualquier micrófono convencional. ¿Qué es entonces lo que capta el aparato? Pues... ¡ondas electromagnéticas de baja frecuencia que podrían inducirse sobre el circuito de entrada del micro! Pero, ¿dónde se producen estas ondas? Pues... en el circuito preamplificador de cualquier emisora.
     
       Me explicaré un poquito para los radio-pasotas.
     
       Las ondas de nuestra voz, o de nuestra música son ondas de sonido de frecuencias comprendidas entre 20 y 20.000 vibraciones por segundo. Para enviarlas al espacio es preciso convertirlas en ondas electromagnéticas. Esto se consigue del siguiente modo: Mediante un sencillo circuito electrónico, cuyo elemento más visible es el micrófono, se transforma la onda de sonido en una corriente eléctrica que vibra con la misma frecuencia que éste. Se logra así una corriente muy débil que es necesario enviar al circuito amplificador para multiplicar su intensidad. Ahora lo tenemos todo listo para efectuar la transformación final; convertir esta corriente en una onda de radio, como diríamos coloquialmente, y este paso final se consigue sin más que enviar la corriente a la antena. En este trocito de alambre la energía que aporta la corriente hace vibrar frenéticamente a sus electrones quienes para liberarse de este exceso energético emiten una hermosa onda electromagnética, que viaja por todos los espacios terráqueos y siderales, como sus hermanas, las ondas luminosas.
     
       En realidad la cosa es un poquitín más complicadilla. Por razones técnicas que omito, resulta que es preferible que la onda de radio sea de una frecuencia muchos miles o incluso millones de veces mayor que esos 20 a 20.000 Hertzios (Hz) que antes le mencionaba, así que cualquier emisora que se precie debe «fabricar» una corriente de alta frecuencia (600.000 Hz. en adelante) a la que llamamos «portadora», y mezclarla con la que describíamos en el párrafo anterior, a la que denominados «audiofrecuencia». En definitiva la «portadora» tiene por misión transportar a la onda de «audio» como el caballo a su jinete.
     
       Ni que decir tiene que nuestros receptores de radio realizan el proceso inverso. Su antena capta la radiofrecuencia que es enviada a su circuito detector donde se elimina la portadora para extraer sólo la onda de audio, quien después de amplificada es enviada a los altavoces. En otras palabras, la radio mata al caballo para poder apear al jinete.
     
       Los magnetófonos, carecen de antena y de circuitos de sintonía y detección, por tanto son ciegos y sordos frente a las altas frecuencias. Pero no a las bajas, a las de «audio», que son generadas por sus cabezas lectoras y amplificadas para ser enviadas finalmente a los altavoces.
     
       Pero incluso para un científico de pueblo no debe bastar con una hipótesis razonable, ahora hay que confirmar con la experimentación, así que me hice de un interfono de esos que usan en las oficinas y que están dotados simplemente de un pésimo amplificador de «audio». Enrollé su largo cable de comunicación sobre mi mesa y junto a él, coloqué un magnetófono al que previamente le había desconectado el micro. Conecté ambos aparatos poniendo el magnetófono en grabación y me dediqué largo rato a hablar a través del intercomunicador. Repetí la experiencia varias veces colocando el cable cerca, lejos, encima y debajo del magnetófono. Cuando ya comenzaba a aburrirme rebobiné la cinta y me puse a escuchar.
     
       Fue magnífico; ¡había logrado grabar mi voz en la cinta sin usar micrófono!
     
       En efecto la corriente de «audio» transportada por el cable del interfono había alcanzado los circuitos amplificadores del magnetófono y mi voz se había introducido como un fantasma en la cinta.
     
       Por cierto, hablando de fantasmas... en algunos de los intentos la voz se había grabado suficientemente clara, otros habían fracasado, pero en otros mi voz era irreconocible, un auténtico galimatías de extraños y hasta inquietantes murmullos infrahumanos... que recordaba el inconfundible sonido de las psicofonías. Como las que por aquellos días acababa yo de adquirir, editadas por la revista Más Allá y que conservo con gran orgullo por su procedencia entrañable para mí, la de mi querido amigo Mariano Almendros, quien las había obtenido en el viejo edificio que hoy ocupa la Diputación granadina, en la calle Mesones, en el edificio de la viejísima y destruida  iglesia de La Magdalena, construida en la reconquista sobre una vieja mezquita, y donde se decía que aún deambulaba el fantasma del padre Benito (último párroco de la iglesia).
     

       Perdóname querido Mariano (*), pero no pude resistirme a la tentación de volver a repetir el experimento grabando ahora cosas como: «¡Os arrepentiréééiiis...!, ¿Yo qué hago aquííííí...?», y puedes creerme, el resultado fue absolutamente espeluznante. Había logrado mi primera "autopsicofonía", pese a estar vivo, y la prueba experimental de ello es que te estoy escribiendo este articulillo. Lamento de veras no haber podido compartir contigo esta experiencia que nos habría proporcionado unos gratos momentos, dado tu magnífico sentido del humor.
     
       En nuestras ciudades donde el número de emisoras, teléfonos, interfonos y similares, es incontable, la polución de ondas de este tipo debe ser atroz. ¿Por qué entonces podemos escuchar nuestros magnetófonos sin interferencias habitualmente? Se trata de ondas muy débiles y por tanto de corto alcance. Se necesita un buen amplificador para que estas ondas puedan ser captadas a unos kilómetros.
     
       No trato de decir con esto que la psicofonía sea un simple espejismo provocado por estas ondas, ya que no poseo datos experimentales que me lleven a esta conclusión, pero sí quiero advertir a los muchos y buenos investigadores que en España tenemos en este campo que a partir de ahora será necesario demostrar que en sus experiencias psicofónicas está ausente este efecto de inducción por audiofrecuencia que acabo de describir.

       En realidad es muy fácil resolver el problema, bastará con que el experimentador introduzca su magnetófono, micrófono incluido, en una caja hecha con celosía metálica y conectada a tierra (una caja de Faraday). Esto constituye una barrera infranqueable para cualquier tipo de onda electromagnética, pero no opondría ningún obstáculo al paso del sonido, ¡mucho menos si viene de ultratumba!
     
       Si después de adoptar estas precauciones se siguen obteniendo pruebas psicofónicas, entonces merecerá la pena continuar investigando el fenómeno (**).
     

Manuel Reyes Camacho. Noviembre 1989

(*) Mariano Almendros, librero de profesión, fue uno de los mejores parapsicólogos granadinos y un entrañable amigo con un envidiable sentido del humor. Tenía una buena colección de psicofonías.
(**) Este artículo se publicó en el periódico IDEAL de Granada, el sábado 2 de Diciembre de 1989 con motivo de unas “apariciones de fantasmas” en el viejo edificio de la Diputación.