Intrigante

¿Por qué el espacio vacío no pesa nada? «Creo que la razón es porque no hay nada», afirma Wilczek

ALBERTO REQUENA

Una de las cuestiones más intrigantes de la Ciencia, y en particular la Física, es el interrogante ¿por qué el espacio vacío no pesa nada? Feynman, ante esta pregunta, le contestó a su interlocutor Wilczek: «Creo que la razón es porque no hay nada». Puede aparentar a primera vista que es un diálogo surrealista, pero vamos a detenernos un poco. Vacío, en el sentido actual del término, es lo que tenemos cuando hemos quitado cualquier cosa que hubiera. Por otro lado, decimos que una región del espacio «alcanza el vacío» si está libre de todo tipo de partículas y radiación conocidas, incluyendo la materia oscura, de la que sabemos algo en general, pero no con detalle. Por otro lado, el vacío es el estado de mínima energía. Una excelente aproximación al vacío es el espacio intergaláctico. Cuanto más nos alejamos de una galaxia, menor es la densidad de gas intergaláctico, llegando a valores casi imperceptibles. Para valorarlo, tengamos en cuenta que en un centímetro cúbico del aire que respiramos en nuestra atmósfera hay unos 5 trillones de moléculas de oxígeno. Pero en el espacio intergaláctico podemos encontrar 10^(-6) átomos. Hay 24 órdenes de magnitud de diferencia. No obstante, las magnitudes aisladamente pierden significado. Siendo, como es, una cantidad imperceptible la concentración del gas intergaláctico, seguro que nuestra valoración cambia si apreciamos que la estimación de masa atómica total del gas intergaláctico sobrepasa la de todas las galaxias y estrellas juntas, hasta en un 50%. Nada despreciable, por tanto. Se puede concluir, con facilidad, que el mal llamado espacio vacío es imprescindible para poder entender la evolución del Universo, no obstante.

Irrealizable

Por otro lado, nada, la nada, es una idealización teórica, en el sentir de Wilczek y de muchos otros científicos. Significa ausencia o inexistencia de cualquier objeto, es decir, un espacio sin propiedades independientes, cuyo único papel, diríamos, es mantener todo lo que ocurra en el mismo sitio. La nada nos da las direcciones de las partículas, nada más. Es irrealizable en la práctica. Es un estado posible, idealizado, pero físicamente irrealizable. Un electrón y un positrón se aniquilan como partícula y antipartícula que son, en la Física de partículas, pero no producen la nada, sino que generan fotones en tal interacción. Físicamente es imposible delimitar una región del espacio que no contenga nada, por cuanto los campos gravitatorios no se pueden bloquear y, por otro lado, cualquier partícula con una temperatura por encima del cero absoluto, genera radiación electromagnética.

No es fácil distinguir ambos conceptos. De hecho, Newton decía que la nada era un espacio uniforme sin masa y con una geometría euclídea. El concepto de vacío como espacio en el que se mueven las partículas materiales se violentó al introducir la teoría del éter como medio material que permitía la propagación de las ondas luminosas en el vacío, dado que, pese a la persistencia de Newton en el carácter corpuscular de la radiación, era apreciable que determinadas propiedades de la luz se podían explicar mejor considerando su naturaleza ondulatoria. El experimento de Michelson y Morley acabó con la fiebre del éter y se volvió a la idea de que el vacío no contenía nada. La cosa es que, tanto el principio de indeterminación de Heisemberg, como la teoría cuántica de campos sugirieron que el vacío era algo más complicado y que no podía ser la nada, dado que la Cuántica requería que el vacío estaba lleno de partículas virtuales que se creaban en pares partícula-antipartícula y se destruían constantemente.

Probablemente, cuando se atribuye a Aristóteles la frase de «la naturaleza abomina del vacío», resulta más acertado decir: «La Naturaleza abomina de la nada». El propio Newton parece coincidir en esta apreciación cuando dice que «...un cuerpo pueda actuar a distancia con otro, a través del vacío, sin mediación de ninguna cosa, ya que la acción y la fuerza se pueden transportar de uno a otro, es para mí, un gran absurdo y creo que no hay hombre versado en cuestiones filosóficas y con facultades competentes de pensamiento, que pueda caer en ello». Aunque lo cierto y verdad es que la obra culmen de Newton, 'Los Principia', describe los protagonistas como cuerpos que ejercen fuerzas mutuas en el espacio, que es una estancia o receptáculo vacío, sin vida propia. Por tanto, también Newton confundió el vacío con la nada.

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