Traducción: “S03E03:The Gothowitz Deviation”


En el episodio de The Big Bang Theory de esta noche, los escritores se atrevieron a ir donde la mayoría de los físicos no lo haría, a los fundamentos filosóficos de la mecánica cuántica. Cuando Penny le pide a Sheldon que baile con ella, él responde:

cita

Sheldon: Penny, aunque soy de los que creen en la teoría de los universos paralelos que postula la existencia de un infinito número de Sheldons en un infinito número de universos, te aseguro que en ninguno de ellos estoy bailando

Para asimilar la teoría de los universos paralelos de la mecánica cuántica (llamada más a menudo “interpretación” que “teoría”), primero debemos adentrarnos en la propia mecánica cuántica.

Antes de que los físicos se diesen cuenta de la necesidad de la física cuántica, su visión del mundo sostenía que el final de cualquier evento podía ser calculado… siempre que se hiciesen mediciones lo suficientemente precisas de antemano. Si tiraras el pétalo de una rosa a un huracán, todo lo que necesitarías serían las posiciones y las velocidades de cada molécula de aire en un mismo momento, para luego podrías calcular la posición final del pétalo de rosa en forma certera (bien, también necesitarías saber todo sobre todas las aves del lugar y sobre los pedazos voladores de revestimiento de las casas que están alrededor del huracán). En la práctica, realmente no podrías hacer esto, pero al menos como principio hubiese sido posible.

Esta perspectiva cambió con el descubrimiento de la física cuántica en la década del ’20 y sus pruebas experimentales posteriores. El resultado de muchas situaciones jamás podría ser predicho con certeza. Tomemos como ejemplo al carbono-11, un átomo radiactivo usado por médicos en generadores de imágenes llamados escáneres PET. La “hemivida” de este átomo es de 2 minutos, lo que significa que la mitad de los átomos de carbono-11 que tengas en un momento dado se desintegrarán y desaparecerán en 2 minutos. ¿Pero qué pasaría si tuvieses un único átomo de carbono-11? Ningún físico podría decirte jamás, con seguridad, cuánto tardaría en desintegrarse. Lo mejor que podemos hacer es decir que hay 50% de probabilidades de que su existencia alcance los 2 minutos, 25% de que alcance los 4 minutos y una probabilidad de 1 en mil millones de que alcance una hora. Conocer el destino exacto de un átomo no es cuestión de no poder ver bien el interior de un átomo. No hay forma de saberlo.

Esta descripción que era fundamentalmente acerca de probabilidades naturales molestó a algunos físicos. Incluso hay una famosa frase de rechazo dicha por Einstein: “estoy convencido de que Él (Dios) no juega a los dados”. Así de convencido, y brillante como era, el experimento le ganó al genio. Experimentos esclarecedores han demostrado que no hay lugar para lo que Einstein creía seguro: variables determinantes ocultas que forman las leyes de probabilidad de la mecánica cuántica.

Las cuestiones filosóficas surgen cuando pones el átomo en una caja por 2 minutos, por suponer, y no dejas que nadie la examine. Mientras tanto, la condición del átomo durante ese período de tiempo puede seguir afectando otras mediciones, así que las descripciones [N. del T.: descripción como “descripción teórica”] del átomo durante ese mismo período pueden resultar importantes y dar paso a las interpretaciones. Los fundadores de la mecánica cuántica, quienes realizaron gran parte de su trabajo en Copenhague, creían que el mejor punto de vista era considerar que el átomo estaba en varios estados simultáneamente. Decían que sólo después de que un observador se acerque y mire dentro de la caja, el átomo pasaría a estar sólo en uno u otro estado. En la interpretación de Copenhague, observar [N. del T.: “observar” con un significado similar a “interactuar”, no “ver”] provoca cambios en el universo. Esta es la típica enseñanza dada a los físicos como yo, graduados de pregrado.

En la interpretación de Copenhague surgen dificultades, tal vez preguntas sin respuestas: ¿Cuán grande tiene que ser algo para considerarse observador? Si un átomo rebota con otro átomo y éste detecta su presencia, ¿se convierte en observador por eso? ¿Un gran y complicado detector (de partículas) es un observador válido? ¿El observador debe tener conciencia?
¿Debe ser necesariamente la conciencia de un ser humano, o puede ser la de un gato? ¿Un observador que no conoce las consecuencias tiene una “realidad” diferente? La respuesta más común a estas preguntas es “¡cállate y calcula!”.

Así quedaron las cosas por décadas. Una alternativa, la llamada “Universos paralelos” en español (el nombre original es “many-worlds interpretation”, o sea, “interpretación de los muchos mundos”), surgió con la tésis del Ph.D. Hugh Everett en Princeton. Everett nunca etiquetó su interpretación como “universos paralelos”, sino de una forma más original, como “mecánica ondulatoria sin probabilidad” (siendo “mecánica ondulatoria” lo mismo que “mecánica cuántica”). Más tarde cambió el título a algo más abstruso para aplacar a su comité de Ph.D.

En la interpretación de Everett, las probabildades son sólo una consecuencia, no una parte elemental de la teoría. No sólo describe el estado del átomo mediante ecuaciones de mecánica cuántica, sino también de todos los detectores y observadores del mundo. Cuando un objeto y un observador se encuentran, los dos se afectan entre sí según las leyes comunes de la mecánica cuántica. La observación en sí no determina cambios en el mundo. Por supuesto, cuando el que haga el experimento observe el átomo, podrá percibirlo como desintegrado o no; pero ahora él también forma parte del sistema [N. del T.: Saltzberg se refiere a un sistema físico], incluyendo al átomo, experimentando únicamente una vista “interna” del sistema. Mientras tanto, alguien más, con una vista “externa”, contempla todos los resultados. La interpretación no descansa en el dado.

La persistencia de ambos resultados en la interpretación de Everett es descrita como dos mundos diferentes que avanzan hacia delante e independientemente del tiempo: hay un mundo donde el átomo se desintegró y uno en donde no. Suponiendo que la vida de un gato dependiese del estado del átomo, se dice que nuestro mundo oscila entre dos mundos, uno con un gato vivo y otro con un gato muerto (ahora estamos usando el ejemplo del gato de Schrödinger, descrito en el final de la primera temporada, S01E16. Estos experimentos son sólo hipotéticos… ningún gato ha sido lastimado). La pregunta crítica sobre porqué nuestra experiencia del mundo nos muestra gatos 100% vivos o 100% muertos, pero nunca los dos resultados a la vez en el mismo gato, fue dejado por Everett como un ejercicio para el lector.

Poco después de completar su tésis de Ph.D., Everett viajó a Copenhague para explicarle sus ideas a Niels Bohr. Falló miserablemente. Everett abandonó la academia y nunca regresó. El mundo apenas advirtió su trabajo.

Pero los tiempos han cambiado. En un reciente congreso de físicos cuánticos, la interpretación de los universos paralelos recibió más votos que la vieja interpretación de Copenhague como la idea más cercana a los puntos de vista de los participantes. Claro que la física no es un concurso de popularidad. Estas fueron opiniones personales, al igual que la afirmación del dado de Einstein, que carecía de sustentabilidad. Para que el debate tenga sentido debe existir alguna predicción válida para una e inválida para la otra. Hay esperanza en algunos lugares de que se podrán hacer las pruebas correctas para eso, pero no encuentro ningún experimento específico puesto en marcha. Realmente no importa cuán opuestos estuvieron los puntos de vista de los físicos en el tema. Sin una predicción experimental que difiera entre las interpretaciones, la lucha es sólo una guerra de palabras, no de física. Son distintas, pero sin diferencias.

Excepto por una. Escritores de ciencia ficción y físicos por igual han ideado un intrépido experimento. Se basa en tener un experimentador que no tenga miedo de acercarse al suicidio… jugando una ruleta rusa cuántica. El observador dispara un arma en su cabeza con un 50% de probabilidades de dar al blanco y morir. Sólo después de muchos intentos el físico sabrá si la interpretación de los universos paralelos resulta favorecida, puesto que no hay conclusión en el otro mundo resultante donde se que se está muerto [N. del T.: la idea es que por cada disparo, en un mundo seguiremos viviendo y en otro moriremos. Aceptando esta premisa, es posible la existencia de otro “yo” que atraviese cientos de mundos sin morir. Claro que por cada intento, hay un muerto: si nos disparamos 100 veces, habrán 100 versiones muertas de nosotros]. La interpretación de los universos paralelos predice que el observador eventualmente vivirá en un mundo habiendo sobrevivido 100 veces o más. Desafortunadamente, no podremos saber nunca los resultados de nuestro bravo amigo físico. No hay forma de que el/los sobreviviente/s, si hay alguno, nos diga/n.

He hecho cosas estúpidas para la física…

firewalk2pero no seré voluntario para el experimento del suicidio cuántico. Viola el protocolo ético para experimentos con sujetos humanos de prueba de mi universidad.

En la interpretación de los universos paralelos, algunas mediciones pueden  mostrar un número infinito de estados finales, o como Sheldon lo caracteriza: un número infinito de Sheldons en un número infinito de universos. Afortunadamente para nosotros, el número de Sheldons no es un infinito ordinario, sino uno más grande llamado infinito incontable de Sheldons.

(Nota importante: Yo soy apenas un novato en esta profunda discusión que los físicos han tenido por décadas. La historia completa es mucho más compleja que la aquí descrita. A lo mejor, le he dado al lector cierta orientación en el tema, aunque espero no haberme equivocado en lo que he dicho. Los e-mails o comentarios sobre cualquier punto incorrecto que haya tenido son bien recibidos).

Artículo original por David Saltzberg

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Una respuesta to “Traducción: “S03E03:The Gothowitz Deviation””

  1. Universos paralelos – The Big Blog Theory en Español « El camello, el Leon y el niño. O la evolución del perro al lobo Says:

    […] de javcasta Vía: Traducción: “S03E03:The Gothowitz Deviation”- The Big Blog Theory en Español Sheldon: Penny, aunque soy de los que creen en la teoría de los universos paralelos que postula la […]

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