FRED HOYLE, EL ICONOCLASTA[1]

Mario Méndez Acosta

El pasado agosto de 2001 falleció sir Fred Hoyle, astrónomo real de la reina de Inglaterra, nacido en Bingley, Gran Bretaña en 1915, quien indudablemente fue uno de los más grandes cosmólogos del siglo XX, creador, junto con Hermann Bondi y Thomas Gold, de la llamada teoría del estado estacionario del universo la cual, durante más de 35 años rivalizó con la teoría del Big Bang, o de la Gran Explosión, como una atractiva explicación científica del origen del cosmos. Se trata de una extensión, para la dimensión temporal, del llamado «principio de la mediocridad», mismo que postula que no vivimos en una galaxia privilegiada, ni en un sistema solar privilegiado, ni nuestro Sol es una estrella especial de algún tipo. Dicho principio asegura también que las mismas leyes de la física rigen en cualquier punto del cosmos y que nuestro lugar en éste nada tiene de notable. La teoría del estado estacionario agrega, además, que no vivimos en un momento privilegiado en el tiempo, pues no existen tales, por lo que nunca hubo un momento privilegiado en el que todo fue creado, sino que el universo es el mismo en todo lugar yen todo tiempo de su existencia, que desde luego es eterna. Lo anterior quiere decir que el cosmos es infinito y que siempre ha tenido y tendrá la misma apariencia.

Pero para cuando Hoyle -quien en plan de burla bautizó con el nombre de Big Bang a esa teoría-, propuso la del estado estacionario (después de haber visto la película The dead of the night), ya se sabía que el universo se expande; para justificar cómo podía ser que éste, infinito de acuerdo con el modelo estacionario, no se hubiera ya enrarecido al grado de que las estrellas no se pudieran ni siquiera ver unas a otras, Hoyle postuló un nuevo principio; el de la creación continua de la materia.

Es suficiente, así, con la creación anual de unos cuantos electrones y protones por pársec cúbico, para contar con materia nueva suficiente, capaz de lograr la formación de nuevas estrellas y para que el universo no se vuelva cada vez más tenue y menos denso. La tasa de creación de nueva materia requerida es tan baja que no se podría detectar con los instrumentos que poseemos.

Para Hoyle lo anterior resultaba tan arbitrario como suponer que toda la materia existente del universo se hubiera creado, toda junta, hace unos 15 mil millones de años, como lo supone la teoría del Big Bang. La discusión siguió sin decidirse durante casi tres decenios, hasta que en los años sesenta se descubrió la radiación de fondo del cosmos; un ruido electromagnético muy tenue procedente de todos los confines de la esfera celeste; se demostró que dicha radiación sólo podía ser el eco o vestigio de la gran explosión, e indicaba que en todo el universo se mantenía una temperatura ambiental de poco más de tres grados arriba del cero absoluto, residuo de las terribles temperaturas que sufrió el cosmos en los primeros momentos de su creación. Se determinó también que en el universo visible no hay suficientes estrellas tan viejas como para demostrar la existencia del cosmos desde un tiempo infinito en el pasado

Hoyle, reconocido ya por ser el descubridor de los mecanismos que permiten la formación de átomos más pesa dos que el hidrógeno y el helio, en el interior de las estrellas -indudablemente su máxima aportación a la astrofísica-, jamás aceptó la derrota de su teoría cosmológica favorita, lo que lo orilló a proponer y defender una serie de hipótesis pseudocientíficas que arruinaron su prestigio, al grado de no haber recibido el premio Nobel por sus descubrimientos sobre la evolución de las estrellas.

Fred Hoyle es una prueba viviente de cómo una mente brillante se puede echar a perder totalmente. Después de haber contribuido al conocimiento sobre el cosmos como pocas otras personas del siglo, su despecho ante la derrota de su teoría cosmológica predilecta lo llevó a convertirse en una especie de máquina superinteligente generadora de teorías irracionales -aunque también una serie excelente de novelas y relatos de ciencia ficción-o Hoyle afirmaba así que la vida en la Tierra había sido sembrada por una inteligencia superior, que no era Dios, sino algo distinto. Aseguraba además que el Universo es una entidad inteligente capaz de conocerse a sí misma. Propuso que todas las enfermedades virales, y todos los virus, incluyendo el del sida, han llegado desde el espacio.

Se declaró también antidarwinista, pero sin aceptar el creacionismo religioso. Afirmaba que esa inteligencia superior se hacía presente aquí para causar extinciones periódicamente (cada treinta o cuarenta millones de años), y propiciar la evolución de nuevas variedades de animales intelectualmente más capaces. Afirmó también que el arqueoápterix, famosa ave fósil que muestra la transición entre los dinosaurios y las aves modernas, es una falsificación, en todos los ejemplares que se han encontrado, en los cuales se distingue el plumaje impreso en la roca. Este fósil contradice su hipótesis sobre la inexistencia de estados de transición entre las especies al evolucionar unas de otras.

Junto con el físico indostano Chandra Wicramansinghe, propuso una compleja teoría en torno de la evolución de la vida en las colas de los cometas, y en las nubes de materia que rodean a las estrellas en formación. Aseguraba que hay ocultos en el mundo varios meteoritos del tipo de las «condritas carbonáceas» que contienen bacterias extra terrestres.

Propuso también un gigantesco sistema para generar energía gratis, que implicaba aprovechar el diferencial de temperatura que hay entre el agua del fondo del mar; que está casi a la temperatura de congelación, y la de la superficie, más cálida. No parecía importarle violar con ello la segunda ley de la termodinámica.

Desde luego, cada una de las afirmaciones de Hoyle ha sido refutada con detalle, pero él jamás se dio por aludido. En realidad, postular que la vida se originó en el espacio exterior; simplemente pospone la explicación del origen de la vida, y resulta mucho más complicado describir su origen en el vacío del espacio, en donde no hay las condiciones hospitalarias de nuestro planeta.

No hay evidencia alguna de que el Universo pueda tener algún tipo de conciencia o mente, lo cual implicaría algún tipo de intercambio de información modulada entre sus distintos componentes -que serían las galaxias-, como ocurre con las neuronas en el cerebro humano.

Por otro lado sí se ha podido detectar cómo evolucionaron y han mutado los virus de las diversas enfermedades que comparten nuestra estructura bioquímica, lo que demuestra un origen común.

La explicación que proporciona el neodarwinismo a la aparición de todo tipo de especies y adaptaciones al medio ambiente es satisfactoria, y no es necesario acudir a soluciones vitalistas o de origen extraterrestre. La irracionalidad de Hoyle en sus últimos años, como francotirador contra la ciencia establecida, contrasta con su brillantez como divulgador en los años cincuenta y sesenta’ cuando ganó el premio Kalinga a la divulgación científica, y rivalizó con Isaac Asimov, Willy Ley y George Gamow en la publicación de libros maravillosos sobre astronomía y cosmología, que, como Las Fronteras de la Astronomía, fueron calificados por los críticos como tan importantes como el Origen de las Especies de ese mismo Darwin del que después llegaría a convertirse en su mas severo detractor.

Referencias

The Intelligent Universe. Fred Hoyle. Ed. Ho1t Rinehart Winston, NY 1983.

The Frontiers of Astronomy. Fred Hoyle. Mentor Books, NY 1955.

The Origin of the Universe. John D. Barrow. Basic Books NY. 1994.

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[1] Publicado originalmente en Ciencia y Desarrollo No. 164, México, mayo junio de 2002, Págs. 94-95

MATERIA NEGATIVA

Mario Méndez Acosta

La ilusión de lograr aquello que las leyes de la física y la naturaleza del cosmos nos dicen que no se puede, ha llevado a muchos estudiosos, inconformes con esas restricciones, a proponer salidas teóricas que podrían cumplir tales sueños. La ilusión de obtener energía ilimitada, limpia y gratuita, de conocer el futuro, o más bien dicho, de saber los efectos antes de que las causas se materialicen, estimula la imaginación de muchos inconformes con el hecho de que, al menos en este universo, no se puede obtener algo a cambio de nada, o como lo expresan los anglohablantes, no existe tal cosa como un almuerzo gratuito.

Uno de los conceptos más interesantes propuestos dentro de esta corriente es el de la posible existencia de algo que se puede llamar «materia negativa». Se trata de agregados de partículas elementales, tal vez, organizadas en átomos, que tienen masa negativa. No hay que confundir la materia de masa negativa con la antimateria, esta última constituida por partículas de masa positiva, pero de carga eléctrica de signo opuesto a la de la materia común y corriente. Tampoco debe confundirse con la llamada materia oscura, que supuestamente aporta más del 90% de su masa a las grandes galaxias y que, como se ha comprobado, no se encuentra en las estrellas que las integran.

Un físico estadounidense y autor de ciencia ficción, el doctor Robert L. Forward, se ha dedicado a estudiar con toda profundidad y rigor las extrañas implicaciones de la existencia de la materia de masa negativa, su interacción con la materia de masa positiva y las fantásticas aplicaciones tecnológicas que podría tener en el diseño de un propulsor o motor para conducir naves interestelares con un altísimo rendimiento energético. El efecto clave que permitiría aprovechar la materia negativa, si ésta existiera, es que puede demostrarse analíticamente que un objeto de masa negativa rechazará gravitatoriamente tanto los objetos de masa negativa como de masa positiva. Es decir, en esta masa negativa, el vector de la fuerza de gravedad que actúa en un punto del campo que genera, tiene el signo cambiado o, más bien dicho, la dirección contraria. Por su parte, la materia común y corriente, con masa positiva, atraerá gravitacionalmente tanto otros objetos de masa positiva como aquéllos de masa negativa.

Lo anterior significa que si colocamos juntas dos esferas del mismo tamaño y densidad -flotando en el espacio, lejos de toda fricción y de la interferencia de la gravedad de la Tierra-, una de masa positiva y otra de masa negativa, la última será atraída por la de materia positiva, pero ésta a su vez será rechazada por la negativa y se alejará de ella de inmediato con igual aceleración, manteniéndose las dos a la misma distancia. Ambos objetos empezarán, entonces, a trasladarse con un movimiento uniformemente acelerado a lo largo del eje que une el centro de las dos esferas en dirección a la de materia positiva. Asimismo, se puede demostrar que este fenómeno respetaría las leyes de la conservación de la materia, la energía y el impulso.

Forward demuestra, además, que si a ambos objetos se les liga con un resorte tensado y enganchado a las dos esferas en cada extremo, la aceleración del movimiento se incrementa en la misma medida que la fuerza que se dé al resorte en tensión, por lo que la aceleración del par de esferas podría controlarse al regular la tensión del mismo resorte. Forward diseñó así un propulsor práctico que puede constituirse en un motor de una nave interestelar utilizable. Se trata del propulsor Nullor -o anulador-, consistente, ya no en dos esferas, sino en dos grandes anillos, uno hecho de materia positiva y el otro de materia negativa’ cuya distancia puede regularse.

Según Forward, con este diseño, en el punto medio del eje central, que une a su vez el centro de los huecos interiores de los dos grandes anillos, se produce una fuerza -una antiaceleración- que anula de manera exacta el efecto que tendría en un posible tripulante la aceleración de todo el sistema, convertido ya en nave interestelar; y de este modo desaparecería el inconveniente que limita el poder de aceleración de una nave de este tipo a la resistencia del ser humano. Dicha resistencia no es mayor a 10 veces la aceleración de la gravedad por un periodo no muy prolongado. El propulsor anulador permite aceleraciones ilimitadas y el traslado de un pasajero en un tiempo muy breve a cualquier punto de la Vía Láctea o de galaxias cercanas, todo esto sin violar ninguna ley de la conservación de la energía o restricción relativística.

Cada nave del tipo mencionado tiene una masa total igual a cero, por lo que en teoría puede acelerarse por arriba de la velocidad de la luz, dado que este límite sólo se aplica a objetos con masa y por lo tanto con inercia. Lo anterior también indica que en ese punto, entre los dos anillos, no se presentarán los efectos relativistas de desaceleración del transcurso del tiempo para el pasajero y, así éste experimentará el mismo transcurso del tiempo que percibe un observador en reposo relativo.

Lo anterior suena muy bien, y si acaso en el futuro existe una solución al problema del viaje interestelar práctico, tendrá que salir de un hallazgo o desarrollo exactamente de este tipo. Pero, de momento, el problema en este caso es dónde puede uno encontrar materia de masa negativa. Para los que han analizado de manera crítica las teorías de Forward, estas fabulosas conclusiones sólo revelan que algo como la materia de masa negativa no puede existir, y él replica que en el universo se han localizado, en las regiones intergalácticas, enormes zonas vacías, carentes totalmente de galaxias visibles, que actúan como burbujas en la enorme espuma cósmica. Si en tales burbujas existiera materia negativa, la distribución de las galaxias sería la que se observa.

Pero el problema es que esa materia oscura necesariamente tiene que tener masa positiva. El comportamiento de la expansión del universo a largo plazo muestra que la cantidad de masa en el mismo es mucho más elevada de lo que representan las galaxias visibles, y la materia oscura es de masa positiva.

La teoría de la supersimetría de la materia postula la existencia de todo un conjunto dual de partículas subatómicas, similar al que forman las partículas de materia común y corriente. Sin embargo, la conclusión que han sacado los teóricos es que esta materia, de existir en forma organizada, no interactuaría con la materia ordinaria, pasaría a través de ella, como si fuera un fantasma así, la única interacción sería el efecto gravitatorio que ejercerían una sobre otra, y éste resultaría de atracción. Esa materia dual no es la materia negativa que busca Forward.

En realidad, el problema de fondo está en que lo que le brinda masa a las partículas que la poseen, los bariones, parece que forman cierto campo creado por una partícula hipotética, llamada el bosón de Higgs -en honor del físico que la postuló, Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo. En el modelo estándar de las partículas elementales, ahora en vigor, no hay necesidad de postular un antibosón de Higgs, que otorgue masa negativa a las mismas y, así, el sueño de la materia negativa y del vuelo translumínico tendrán que esperar a otra solución teórica creíble más afortunada.

Referencias

Forward, Robert L. «The Negative Matter Space Drive», Analog, agosto de 1990.

Forward, Robert L. «Negative Matter Propulsion», Journal of Propulsion and Power, enero de 1990.

Lederman, Lean. The God Partic1e, Delta Books, 1993.

ENERGÍA DE LA NADA

Mario Méndez Acosta

La seudociencia florece en donde las necesidades del ser humano son mayores. Uno de los sueños dorados de la humanidad ha sido, sobre todo desde que se inició la revolución industrial, encontrar una fuente de energía barata, limpia, es decir, que no afecte en forma nociva al medio ambiente, y ante todo inagotable. La energía atómica que produce el proceso de fisión del átomo nos prometía, a mediados de siglo, cumplir con este sueño, pero pronto se vio que sus desechos representan una amenaza muy grande para el bienestar de las generaciones futuras, y que su operación es costosa y también implica riesgos de desastres potencialmente fatales.

Ante ello se han postulado varias posibilidades tecnológicas de liberar las poderosas fuerzas que rigen el funcionamiento de los átomos, con el fin de utilizarlas para nuestros fines industriales y hasta domésticos. Hace unos diez años se planteó la posibilidad de que pudiera lograrse la llamada fusión fría, con la cual se generaría energía termonuclear, sin necesidad de los grandes reactores a altas temperaturas que la fusión requiere. Por desgracia, los experimentos iniciales, que pretendían demostrar la existencia de la fusión fría, no se pudieron replicar en ningún otro laboratorio, pero ahora, con similar ingenio, algunos científicos poco ortodoxos y ciertos grupos francamente seudocientíficos han sugerido la posibilidad de utilizar una nueva fuente de energía, que surge de las mismísimas fuerzas que mantienen la estructura del espacio que nos contiene. Se trata de la llamada «energía de punto cero».

Ocurre que en el vacío del espacio interestelar suceden en efecto cosas muy extrañas de verdad. Dicho vacío, en el que en realidad uno no va a encontrar ni un solo átomo de materia, está sorprendentemente lleno -pletórico casi- de lo que se conoce como partículas virtuales. Se trata de partículas subatómicas, como electrones y sus antipartículas -los llamados positrones-, que gracias a fluctuaciones cuánticas surgen de la nada por unos instantes en ese vacío, para aniquilarse entre sí al chocar unas con otras.

Este fenómeno se explica gracias al principio de incertidumbre de Heisenberg, que es una característica del microcosmos estudiado por la mecánica cuántica, el cual en efecto hace posible que aparezcan esas partículas, siempre con la condición de que subsistan sólo por tiempo muy breve. No obstante, algunos físicos se han preguntado si acaso sería posible aprovechar tales partículas antes de que se aniquilen, o lo que es lo mismo, sacar provecho de la energía de punto cero del vacío, a la que se le denomina de esa manera ya que en el cero absoluto (0ºK), la temperatura más baja que pueda existir, se detiene todo el movimiento molecular de la materia que causa el calor. La energía de punto cero viene a ser lo que impide que la propia estructura del espacio se colapse, y ocasiona que aparezcan brevemente esas partículas virtuales. De acuerdo con el físico, y maestro de la especulación científica Robert L. Forward, en teoría resulta posible crear un campo electromagnético que impida que esas partículas virtuales de carga eléctrica contraria se vuelvan a juntar para aniquilarse después de surgir del vacío. Con ello se podría crear un flujo constante dé electrones -o de positrones- que brotaría sin fin de un determinado sector del espacio. Dicho flujo sería ya electricidad propiamente dicha, y se podría usar para cualquier fin tecnológico.

El problema de fondo parece ser que la energía de punto cero del vacío es muy escasa, o más bien débil, y para evitar ese hipotético colapso del espacio basta con que en el mismo actúe una energía equivalente al campo gravitatorio promedio que existe en el universo. Eso causa que toda la energía de punto cero disponible en un volumen del tamaño de la Tierra apenas sustituiría la energía química que se puede obtener de un galón de gasolina. Para que dicha energía fuera utilizable, dados los requeri­mientos energéticos actuales del planeta se necesitaría cubrir con un campo magnético un segmento de espacio vacío equivalente a varias veces el volumen del sistema solar. La creación del campo magnético requerido -si no se encontrase uno natural- emplearía mucho más energía .de la que pudiera obtenerse de este enorme sistema energético de punto cero.

Steven Weinberg, físico que ganó el premio Nobel por haber postulado la teoría unificada que reúne analíticamente la fuerza electromagnética con la fuerza débil del átomo, asegura que la inexistencia práctica de la energía de punto cero queda demostrada a gran escala cósmica, ya que no ha sido posible detectar su efecto gravitatorio, el cual no podría permanecer oculto, ya que según la teoría de la relatividad de Einstein la energía es equivalente a la masa, por lo que tiene que crear un campo gravitatorio ostensible.

Tras estas especulaciones maniobra un conocido pseudocientífico y cómplice de varios fraudes célebres, quien se ha dedicado a tratar de impulsar la explotación de la fuerza cero, empleando los fondos que estén dispuestos a aportar gobiernos e instituciones privadas. Se trata de Harold Puthoff, un promotor del prestidigitador israelí Uri Geller, el cual aún afirma contar con poderes psíquicos prodigiosos, algo que ha sido debidamente desacreditado. Puthoff también se ha ocupado en tratar de demostrar la existencia de tales poderes psíquicos, como la visión a distancia y otros fiascos promovidos por un organismo llamado Instituto de Investigación de Stanford, mismo que nada tiene que ver con la Universidad de ese nombre. Como muchos de sus colegas, Puthoff intenta desprestigiar a la ciencia y a los científicos, y aseguró en 1990 que «la mayoría de los físicos no son realmente científicos… ya que los maneja el complejo militar industrial»[1].

Dentro del mito de la energía de punto cero encontramos la misma mezcla de infundíos y leyendas paranoicas sobre conspiraciones que supuestamente tratan de ocultar la verdad a la opinión pública. En realidad, lo que buscan los promotores de esta leyenda son los dólares de los contratos de investigación que aportan autoridades y empresas iletradas en aspectos científicos.

BIBLIOGRAFIA

Gardner, Martin, «Zero Point Energy and Harold Puthoff», Skeptical Inquirer, vol. 2, núm. 3, mayo, 1998.

Forward, Robert, Future Magic, Avon Books, Nueva York, 1988.

Puthoff, Harold, «Fluctuaciones cuánticas en el espacio vacío, ¿una nueva piedra Roseta para la física?», Frontier Perspectives, vol. 2, Fall-Winter, 1991.

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[1] Puthoff es citado en el artículo «Power Structure» de Tom Chalkey en el City Paper de Baltimore, junio 29, 1990.