Siete breves lecciones de física

Una gota de lluvia contiene información sobre la presencia de una nube en el cielo; un rayo de luz contiene información sobre el color de la sustancia de la que proviene; un reloj tiene información sobre la hora del día; el viento transmite información sobre una tormenta cercana; un virus del resfriado tiene información sobre la vulnerabilidad de mi nariz; el ADN de nuestras células contiene toda la información sobre nuestro código genético, que hace que me parezca a mi padre, y mi cerebro bulle de información acumulada durante mi experiencia. La materia prima de nuestros pensamientos está constituida por una riquísima información recogida, intercambiada, acumulada y constantemente elaborada.

Tenemos cien mil millones de neuronas en nuestro cerebro, tantas como las estrellas de una galaxia, y un número todavía más astronómico de uniones y combinaciones en las que éstas pueden encontrarse. De todo eso no somos conscientes. «Nosotros» somos el proceso formado por esta complejidad, no ese poco del que somos conscientes.

el Big Bang, la «gran explosión», podría haber sido en realidad un Big Bounce, un «gran rebote»: nuestro mundo podría haber nacido de un universo anterior que estaba contrayéndose bajo su propio peso hasta apretarse en un espacio pequeñísimo, para luego «rebotar» y empezar a expandirse de nuevo, convirtiéndose en el universo en expansión que hoy observamos a nuestro alrededor. El momento del rebote, cuando el universo está comprimido en una cáscara de nuez, es el verdadero reino de la gravedad cuántica: espacio y tiempo han desaparecido por completo; el mundo está disuelto en una abarrotada nube de probabilidades que, sin embargo, las ecuaciones todavía no son capaces de describir.

Sabemos reconstruir la historia de nuestro mundo hasta un período inicial en el que éste era minúsculo. Pero ¿y antes de eso? Pues bien, las ecuaciones de bucles nos permiten reconstruir la historia del universo remontándonos todavía más atrás.
Y lo que encontramos es que, cuando el universo está extremadamente comprimido, la teoría cuántica genera una fuerza de repulsión, con el resultado de que el Big Bang, la «gran explosión», podría haber sido en realidad un Big Bounce, un «gran rebote»: nuestro mundo podría haber nacido de un universo anterior que estaba contrayéndose bajo su propio peso hasta apretarse en un espacio pequeñísimo, para luego «rebotar» y empezar a expandirse de nuevo, convirtiéndose en el universo en expansión que hoy observamos a nuestro alrededor.

Pero es la segunda consecuencia de la teoría la que puede resultar más extrema. Al igual que desaparece la idea del espacio continuo que contiene las cosas, también lo hace la idea de un «tiempo» elemental y primitivo que discurre independientemente de las cosas. Las ecuaciones que describen granos de espacio y materia ya no contienen la variable «tiempo».
Eso no significa que todo esté inmóvil y no exista el cambio. Significa, por el contrario, que el cambio es ubicuo, pero los procesos elementales no pueden ordenarse en una sucesión corriente de instantes. A la pequeñísima escala de los cuantos de espacio, la danza de la naturaleza no se desarrolla al ritmo de la batuta de un solo director de orquesta, de un único tiempo: cada proceso danza independientemente de sus vecinos, siguiendo un ritmo propio. El discurrir del tiempo es inherente al mundo, nace en el mundo mismo, de las relaciones entre acontecimientos cuánticos que son el mundo y son ellos mismos el manantial del tiempo.

¿Dónde están estos cuantos de espacio? En ningún sitio. No están en un espacio, porque el espacio son ellos mismos. El espacio se crea por la interacción de cuantos individuales de gravedad. Una vez más, el mundo parece ser relación, antes que objetos.

La predicción central de la teoría de los bucles es, pues, que el espacio no es continuo, no es divisible hasta el infinito, sino que está formado por granos, esto es, por «átomos de espacio». Estos últimos son extremadamente minúsculos: cien mil millones de millones de veces más pequeños que el más pequeño de los núcleos atómicos. La teoría describe en forma matemática esos átomos de espacio y las ecuaciones que determinan su evolución. Se denominan «bucles», o «anillos», porque ninguno de ellos está aislado, sino «anillado» a otros similares, formando una red de relaciones que teje la trama del espacio.

La gravedad cuántica de bucles es un intento de combinar la relatividad general y la mecánica cuántica; una tentativa cauta, puesto que no utiliza ninguna otra hipótesis aparte de estas dos mismas teorías, oportunamente reformuladas para hacerlas compatibles. Pero sus consecuencias son radicales: una nueva modificación profunda de la estructura de la realidad.

Aquí, sobre el terreno, más allá de los límites del saber actual, la ciencia es aún más hermosa. En la fragua incandescente de las ideas que nacen, de las intuiciones, de las tentativas. De los caminos emprendidos y luego abandonados, de las ilusiones. En el esfuerzo de imaginar lo que no se ha imaginado todavía.

Pese a su oscuridad, su falta de elegancia y las cuestiones que todavía permanecen abiertas, las teorías físicas de las que he hablado aquí describen el mundo mejor de cuanto se haya hecho nunca en el pasado. Deberíamos estar, pues, bastante satisfechos. Pero no lo estamos.