David Deutsch i la constant cosmològica d’Einstein

Estàndard

Fa poc es va descobrir que l’expansió de l’univers s’està accelerant, en comptes de disminuir, com es pensava abans. La llum provinent d’estrelles distants en explosió va revelar que una força desconeguda (anomenada «energia fosca») sobrepassa amb escreix a la gravetat en termes cosmològics.
Inesperada per als investigadors, una força tal havia, no obstant això, estat anticipada en 1915 per una modificació que Albert Einstein va proposar per a la seva pròpia teoria de la gravetat, la teoria general de la relativitat. Però després va rebutjar la modificació, coneguda com la «constant cosmològica», considerant-la la «major ficada de pota» de la seva vida. 
Així que els titulars proclamen: «Einstein tenia raó després de tot», com si els científics haguessin de comparar-se com un ho faria amb els clarividents: Qui es diferencia del ramat per conèixer el incognoscible, com els resultats d’experiments que encara estar per ser inventats (ni que parlar de la seva implementació)? Qui, en retrospectiva, ha profetitzat correctament? 
Però la ciència no és una competència entre científics; és un concurs d’idees, és a dir, explicacions del que realment existeix, sobre com es comporta i per què. Aquestes explicacions inicialment se sotmeten a prova, però no mitjançant experiments sinó a través de criteris de raonament, lògica, aplicabilitat i singularitat per a resoldre els misteris de la naturalesa dels quals s’ocupen. Les prediccions només s’utilitzen per a contrastar la petita minoria d’explicacions que sobreviuen a aquests criteris. 
La història de per què Einstein va proposar la constant cosmològica, per què la va rebutjar, i per què actualment els cosmólegs actualment l’han recuperat, il·lustra aquest procés. Einstein va procurar evitar la implicació de la relativitat general no modificada respecte de la impossibilitat d’un univers estàtic: que pot expandir-se (desaccelerant, contra la seva pròpia gravetat), col·lapsar, o mantenir-se immòbil per un instant, però que no pot estar sense assistència. 
Aquesta predicció específica no pot comprovar-se (cap observació podria establir que l’univers està immòbil, fins i tot si ho estigués), però és impossible canviar les equacions de la relativitat general en forma arbitrària. Estan fortament restringides per la substància explicativa de la teoria de Einstein, que manté que la gravetat es deu a la curvatura de l’espai-temps, que la llum viatja a igual velocitat per a tots els observadors, etc. 
Però Einstein es va adonar que és possible agregar un terme específic –la constant cosmològica– i ajustar la seva magnitud per a predir un univers estàtic, sense espatllar cap d’explicacions restants. Totes les altres prediccions basades en la teoria anterior de la gravetat –la de Isaac Newton– comprovables en aquesta època, eren bones aproximacions a les de la relativitat general sense modificacions, amb aquesta única excepció: l’espai newtonià era un fons immòbil contra el qual es movien els objectes. Encara no havia evidència que contradigués la visió de Newton, cap misteriosa expansió que explicar. Més encara, tot allò que anés més enllà d’aquesta concepció tradicional de l’espai exigiria un salt conceptual considerable, mentre que la constant cosmològica no implicava una diferència mesurable per a les prediccions restants. Així que Einstein la va agregar. 
Després, en 1929, Edwin Hubble va descobrir que l’univers s’expandeix, coherentment (considerant la precisió de les observacions d’aquest temps) amb la teoria general de la relativitat no modificada. Així que Einstein va rebutjar la constant cosmològica. La seva decisió no va tenir gens que veure amb que Hubble fos menys procliu a equivocar-se; i tampoc deferia Einstein per les superiors habilitats profètiques de Hubble. Es tractava senzillament que el problema que havia de solucionar la constant ja no existia. 
Les noves observacions no refutaben l’existència d’una constant cosmològica. Simplement la convertien en una dolenta explicació. Després, en 1998, van arribar les noves observacions que indicaven un univers l’expansió del qual s’està accelerant. Com a conseqüència, la constant cosmològica que s’ha «reincorporat» per a explicar les noves observacions no és exactament igual a la qual va proposar i després va retirar Einstein. És major, ja que ara ha d’explicar no solament per què l’univers no està col·lapsant, sinó per què l’expansió s’accelera. 
El comentari de Einstein sobre la seva «ficada de pota» és tan enganyós com la idea que «té raó després de tot». La constant cosmològica no és quelcom mai hagué de ser proposat. La seva inclusió representa un avanç en la comprensió de la realitat, així com el seu abandó a la llum del descobriment de Hubble i la seva reincorporació en forma revisada per a explicar les noves observacions. 
D’igual forma, el «debat Bohr-Einstein» de mitjans del segle vint sobre la teoria quàntica sovint s’interpreta com una batalla personal entre genis. Les prediccions de la teoria quàntica són tan anti-intuitives que, sota el lideratge d’un dels seus pioners, Neils Bohr, va créixer el mite que no hi ha una realitat subjacent que les expliqui. Les partícules van d’A a B sense passar per l’espai intermedi, on no tenen suficient energia per a existir; «demanen prestada» breument l’energia, perquè «no estem segurs» sobre què és la seva energia. La informació passa d’A a B sense que passi res en el mitjà, el que Einstein va anomenar una «esborronadora acció a distància». I així successivament. 
El que aquestes paradoxals interpretacions comparteixen és que abandonen el realisme, la doctrina que un món físic i que veritablement existeix explica tota la nostra experiència. L’anti-realisme manté la seva popularitat i apareix de diferents formes en llibres de text i explicacions populars de la teoria quàntica. Però Einstein insistia que els fenòmens físics tenen explicacions en termes del que ell va anomenar «elements de realitat». 
Afortunadament, una minoria de físics, entre els quals m’incloc, també ens vam situar inequívocament del costat del realisme, a través de l’adopció de la interpretació de la teoria quàntica proposta per Hugh Everett, la d’universos paral·lels. Segons aquesta explicació, no existeixen partícules quan no tenen suficient energia per a ser; senzillament en alguns universos tenen més energia que el terme mig i, en uns altres, menys. Totes les suposades «paradoxes» de la teoria quàntica es resolen de forma semblant. 
Així que, mentre la majoria afirma que Bohr va guanyar el debat, la meva opinió és que Einstein, com de costum, buscava una explicació de la realitat, mentre que els seus rivals simplement advocaven per l’absurd. La interpretació d’Everett no converteix a Einstein en un semidéu. Però sí li dóna la raó. 

Article traduït de Project Syndicate, David Deutsch, Einstein the realist (Sept 2, 2011)

Anuncis

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

w

S'està connectant a %s