Las amenazas de nuestro mundo (3 page)

Si dos cuerpos se aproximan de frente, existirá un
momentum
total que podemos determinar restando el
momentum
negativo de uno del
momentum
positivo del otro. Cuando han chocado y retroceden, la distribución del
momentum
entre los dos cuerpos cambiará, pero el
momentum
total será el mismo de antes. Si chocan y se adhieren uno a otro, el cuerpo de nueva combinación tendrá una masa distinta a la de cada uno de ellos por separado y una velocidad diferente también a la de cada uno de ellos, pero el
momentum
total continuará siendo el mismo. El
momentum
total, permanece constante, aunque los cuerpos choquen en ángulo en vez de hacerlo de frente y reboten en direcciones distintas.

Los experimentos de Wallis y otros muchos que se hicieron después han demostrado que en cualquier «sistema cerrado» (aquel en que no entra
momentum
del exterior y tampoco se pierde
momentum
hacia fuera), el
momentum
total permanece siempre constante. La distribución del
momentum
entre los cuerpos en movimiento del sistema puede cambiar de un número infinito de maneras, pero el total se mantiene siempre igual. Por tanto, el
momentum
queda «conservado», es decir ni gana ni pierde; el principio se llama «ley de la conservación del
momentum».

Como el único sistema realmente cerrado es el universo en su conjunto, la manera general de establecer la ley de conservación del
momentum
se define diciendo que «el
momentum
total del Universo es constante». En esencia, permanece inalterable a través de toda la eternidad; sin importar los cambios que tengan lugar, o que se puedan producir, el
momentum
total no varía.

¿Cómo podemos estar seguros de esto? ¿Cómo podemos afirmar, por unas cuantas observaciones efectuadas por algunos científicos durante varias centurias, en condiciones de laboratorio, que el
momentum
se conservará durante un millón de años a partir de ahora, como fue conservado hace un millón de años? ¿Cómo podemos decir si en este preciso momento está conservado a un millón de años luz de distancia en otra galaxia o en nuestra propia vecindad en condiciones tan distintas como las del centro del Sol?

No podemos afirmarlo.
Todo lo que podemos decir es que en ningún momento y en cualesquiera condiciones hemos observado violación alguna de la ley. No hemos descubierto nada que indique que en algún instante hubiese sido violada. Además, todas las consecuencias que deducimos en la suposición de que la ley es fidedigna parecen tener lógica y se ajustan a lo que se observa. Por tanto, los científicos creen poseer un amplio derecho para
asumir
(siempre abiertos a recibir la evidencia de lo contrario) que la conservación del
momentum
es una «ley de naturaleza» que se mantiene universalmente a través de todo el espacio y el tiempo y en cualesquiera condiciones.

La conservación del
momentum
fue sólo la primera de una serie de leyes descubiertas por los científicos. Por ejemplo, se puede hablar del
«momentum
angular», propiedad que poseen los cuerpos que giran alrededor de un eje de rotación o alrededor de un segundo cuerpo en otra parte. En cualquiera de ambos casos, se calcula el
momentum
angular partiendo de la masa de un cuerpo, su velocidad de giro y la distancia media de sus partes desde el eje o centro alrededor del que gira. Hay una ley de conservación del
momentum
angular. El
momentum
angular total del Universo es siempre constante.

Además, los dos tipos de
momentum
son independientes uno de otro y no son intercambiables. No se puede cambiar un
momentum
angular en un
momentum
corriente (llamado algunas veces
momentum
lineal para diferenciarlo del otro), o viceversa.

Una serie de experimentos llevados a cabo en 1774, por el químico francés Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794), sugirieron que la masa estaba conservada. Dentro de un sistema cerrado, algunos cuerpos podrían perder masa y otros podrían ganarla, pero el total de masa del sistema permanecía constante.

Gradualmente, el mundo científico desarrolló el concepto de «energía», facultad que posee un cuerpo para realizar un trabajo (esta palabra, energía, se deriva de un vocablo griego que significa «virtud para obrar»). El primero que utilizó la palabra con su significado moderno fue el físico inglés Thomas Young (1773-1829) en 1807. Una serie de diferentes fenómenos era capaz de hacer un trabajo (calor, movimiento, luz, sonido, electricidad, magnetismo, cambio químico, etc.) y todos ellos fueron considerados como distintas formas de energía.

Se desarrolló el concepto de que una forma de energía podía convertirse en otra, que algunos cuerpos podrían perder energía de una forma u otra y que otros cuerpos podrían ganar energía de una u otra forma, pero que en cualquier sistema cerrado la energía total de todas las formas era constante. El físico alemán Hermann L. F. von Helmholtz (1821-1894) fue el primer convencido de esta teoría, y en 1847 consiguió persuadir a todo el mundo científico en general. Por consiguiente, Helmholtz ha sido considerado el descubridor de la ley de conservación de la energía.

En 1905, el físico suizo-germano Albert Einstein (1879-1955) pudo argumentar convincentemente que la masa era una forma más de energía, que una determinada cantidad de masa podía ser convertida en una cantidad fija de energía, y viceversa.

Por esa razón, la ley de conservación de la masa desapareció como una ley aparte de conservación, y actualmente se habla tan sólo de la ley de conservación de la energía, dando por supuesto que esa masa está incluida como una forma de energía.

Cuando el físico británico Ernest Rutheford (1871-1937) estableció, en 1911, la estructura nuclear del átomo, se descubrió que existían partículas subatómicas que no sólo seguían las leyes de conservación del
momentum, momentum
angular y energía, sino también las leyes de conservación de la carga eléctrica, número, giro isotópico y algunas otras reglas semejantes.

Las diversas leyes de conservación son realmente las reglas básicas del juego desarrollado por todos los fragmentos y piezas del Universo; y todas esas leyes son generales y eternas, hasta donde nos es posible comprobar. Si una ley de conservación resulta finalmente no ser válida, se demuestra que es así porque forma parte de una ley más generalizada. Así fue como la conservación de la masa dejó de ser útil, formando parte de una conservación de energía más general que incluye la masa.

Por tanto, éste es un aspecto del Universo que parece ser eterno y sin principio ni fin. La energía que ahora contiene el Universo estará siempre presente allí precisamente en la misma cantidad que ahora, y lo ha estado siempre justamente en idéntica cantidad que ahora. Y lo mismo se puede decir del
momentum,
el
momentum
angular, la carga eléctrica, etc. Habrá muchos tipos de cambios locales cuando esta o aquella parte del Universo pierda o gane una de estas energías conservadas, o una de las energías conservadas cambie su forma, pero el total era, es y será, inmutable.

Tracemos ahora un paralelismo entre el Universo mítico y el Universo científico.

En el caso del Universo mítico, existe un reinado celestial eterno e inmutable, y su oponente, el mundo cambiante de la carne que nos es familiar. Es este mundo cambiante el que creemos puede llegar a su fin; únicamente para este mundo cambiante tiene significado la palabra «final», o «principio», para este caso. No es tan sólo cambiante, sino también temporal.

En el Universo científico existen las propiedades conservadas, eternas e inmutables, contra las que está un mundo cambiante que se desenvuelve en el medio y de acuerdo con las normaste esas propiedades conservadas, Únicamente para este mundo cambiante la palabra «final», o «principio», tiene significado. No es únicamente cambiante, sino también temporal.

Pero ¿por qué habría de existir un aspecto cambiante y temporal del Universo científico? ¿Por qué los componentes del Universo no se agrupan formando un objeto súper masivo con determinado
momentum, momentum
angular, carga eléctrica, contenido de energía, etc., manteniéndose inmutables para siempre?

¿Por qué, en vez de eso, el Universo consiste en una miríada de objetos de todos los tamaños que constantemente transfieren fracciones de las propiedades conservadas de uno a otro?
^[3]
.

El poder impulsor de todos estos cambios es, aparentemente, la energía, de modo que, en cierto modo, la energía es la propiedad más importante que el Universo posee, y la ley de la conservación de la energía está considerada por algunos como la más básica de todas las leyes de la Naturaleza.

La energía impulsa todos los cambios del Universo, participando por sí misma en esos cambios. Circulan fracciones de energía de un lado a otro, de un cuerpo a otro, algunas veces cambiando de forma al hacerlo. Esto significa que hemos de preguntarnos qué es lo que impulsa la energía hacia uno u otro lado.

Evidentemente, la razón de esto es que la energía se esparce por el Universo de un modo irregular; en algunos lugares se presenta en forma más concentrada y menos en otros. Todo el flujo de fracciones de energía de un lugar a otro, de un cuerpo a otro, de una forma a otra, se lleva a cabo de tal modo que la tendencia es equilibrar la distribución
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. Es el fluido de la energía el que convierte en regular una distribución irregular, útil para el trabajo y para aportar todos los cambios que apreciamos; todos los cambios que asociamos con el Universo, tal como lo conocemos, con vida e inteligencia.

Y lo que es más. La nivelación de la energía es espontánea. Nada tiene que estimular el flujo de energía necesario para producirlo. Se equilibra por sí solo. Es autocompensador.

Pongamos un pequeño ejemplo. Supongamos que hubiera dos grandes depósitos de igual tamaño conectados cerca del fondo por un tubo horizontal obturado, de manera que no existe comunicación entre los dos depósitos. Uno de ellos se llena con agua hasta el borde, mientras que en el otro se pone sólo un poco de agua.

El depósito que está lleno tiene un nivel más alto de agua, por término medio, que el depósito que está casi vacío. Para elevar el nivel del agua contra la fuerza de la gravedad, se requiere una entrada de energía, de modo que el agua del depósito lleno posee un nivel de agua superior con respecto al campo gravitacional que el agua del depósito casi vacío. Por razones históricas, decimos que el agua del depósito lleno tiene más «energía potencial» que el agua del depósito casi vacío.

Imaginemos ahora que se abre el tubo que conecta los dos depósitos. El agua fluirá rápidamente del lugar en donde contiene una energía potencial mayor al lugar en donde el potencial es menor. El agua fluirá del depósito lleno al casi vacío, espontáneamente.

Estoy seguro de que en ninguna mente, siempre que esta mente haya tenido alguna experiencia del mundo, existirá la menor duda de que éste es un hecho espontáneo e inevitable. Si se abriera el tubo y el agua no fluyera desde el depósito lleno al depósito casi vacío, inmediatamente creeríamos que el tubo que los conecta no se había abierto y seguía, por tanto, obturado. Si la escasa agua del depósito casi vacío fluyera al depósito lleno, creeríamos que se estaba transvasando por medio de una bomba.

Si el tubo estaba abierto sin duda alguna, y si era evidente que no se utilizaba ninguna clase de bomba y si el agua no fluyera del depósito lleno al depósito casi vacío, o si, peor todavía, el agua fluyera en dirección contraria, deberíamos llegar a la inquietante conclusión de que estábamos siendo testigos de algo que sólo podía calificarse de milagroso. (No es necesario subrayar que un milagro de este tipo nunca ha sido visto ni registrado en los anales de la ciencia).
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De hecho, es tan seguro el flujo espontáneo del agua del depósito lleno al casi vacío, que lo utilizamos, automáticamente, como una medida de la dirección de tiempo-flujo.

Supongamos que alguien haya rodado una película de lo que sucede en los dos depósitos, y nosotros estuviéramos viendo los resultados. El tubo de conexión se abre y el agua no fluye. Inmediatamente llegaríamos a la conclusión de que la película no corría, y que nosotros estábamos contemplando «una vista fija». En otras palabras en el Universo de la cinematografía, el tiempo se había detenido.

Supongamos ahora que la película nos mostrara el agua fluyendo del depósito casi vacío al depósito lleno. Estaríamos seguros de que la película corría al revés. En el Universo del cine, la dirección de tiempo-flujo era al revés de lo que es en la vida real. (De hecho, el efecto de pasar una película al revés casi siempre es humorístico, porque entonces ocurren muchas cosas que sabemos nunca suceden en la vida real. Las salpicaduras del agua se absorben hacia adentro, mientras que el nadador sale del agua, con los pies por delante, y se posa en un trampolín. Los fragmentos de un vaso roto se arrastran para unirse, encajando perfectamente y formando un objeto intacto; el cabello alborotado por el viento se arremolina y se convierte en un peinado impecable. Contemplando cualquiera de estos hechos, nos percatamos de que muchos casos de la vida real son claramente espontáneos; de cómo cuántas reversiones, en caso de producirse, parecerían claramente milagrosas y de cómo distinguimos una de otra, simplemente a través de nuestra experiencia.)

Volviendo a los dos depósitos de agua, es fácil demostrar que la velocidad media con que el agua fluye del depósito lleno al depósito casi vacío, depende de la diferencia en la distribución de energía. Al principio, el potencial de energía del agua del depósito lleno es considerablemente mayor que el potencial de energía del agua del depósito casi vacío, de modo que el agua fluye rápidamente.

A medida que el nivel de agua del depósito lleno desciende y se eleva el nivel del vacío, la diferencia en potencial de energía entre los dos depósitos disminuye invariablemente, de manera que la distribución de energía es menos irregular y el agua fluye a un promedio constantemente decreciente. Cuando los dos niveles están casi igualados, el agua fluye muy despacio, y cuando los niveles de agua de los dos depósitos son iguales, y no existe absolutamente ninguna diferencia en el potencial de energía entre ambos, el agua detiene por completo su curso.