dr oscar loaza brito

Dr. Oscar Loaiza Brito
Departamento de Física,
División de Ciencias e Ingenierías,
Campus León
Universidad de Guanajuato

Todos hemos oído alguna vez sobre teorías extrañas acerca de fenómenos que, se afirma, podrían ocurrir en nuestro Universo. Desde pequeñas escalas a nivel subatómico, hasta la misma evolución del Universo. Teorías como la existencia de hoyos negros, la teoría de la Gran Explosión o la propuesta sobre la existencia de dimensiones extra. ¿Cómo se llega a semejantes ideas antes de poder inferir su existencia mediante experimentos u observaciones?

Una de las principales virtudes de la ciencia es poder realizar predicciones, esto es, llegar a la conclusión de que algo pasará, aun cuando ese algo no ha sido observado. En el caso de la física, existe una manera muy específica de hacerlo. Esta es la llamada física teórica. Esencialmente se basa en el hecho de saber que los fenómenos físicos pueden describirse en un lenguaje matemático. Las leyes de movimiento, por ejemplo, pueden ser expresadas en fórmulas matemáticas que sintetizan la esencia de la dinámica de los objetos. Cuando esta descripción matemática se depura, es posible encontrar en su interpretación nuevos fenómenos físicos no observados hasta entonces.

La comprobación experimental sustenta la validez del método y ello ha sido confirmado una y otra vez a lo largo de los últimos 500 años. Sin embargo, hasta antes del siglo XX, la mayoría de las predicciones podían ser comprobadas de manera casi inmediata, pues se referían a fenómenos cuyo control en un laboratorio era accesible por la tecnología del momento. A partir del siglo XX sucedió algo diferente: el desarrollo de modelos matemáticos superó al avance tecnológico, llegando a predecir fenómenos muy difíciles de comprobar en su momento. Ejemplo de ello es la existencia de ondas gravitacionales, la de los quarks, la de los hoyos negros o la increíblemente exacta descripción de las fuerzas fuerte y débil y su conspiración para poder explicar la materia que observamos. La prueba experimental de tales hechos no hubiera sido posible sin el marco teórico que las predijera. Todo ello indica que, en efecto, hasta donde sabemos, la naturaleza parece ser descrita en un lenguaje matemático y aun cuando no podemos hacer experimentos que involucren tecnologías fuera de nuestro alcance, es posible que las matemáticas nos indiquen la manera en que se comporta en condiciones extremas.

Es así como podemos estar seguros de que nuestro Universo comenzó con una densidad muy alta de materia y energía y que ha ido expandiéndose y enfriándose en el tiempo y cuyas consecuencias han sido comprobadas observacionalmente. Hay otras facetas que aún no entendemos, como la gravedad cuántica, aunque tenemos propuestas para ello como la Teoría de Cuerdas. La física teórica es por lo tanto una manera de entender nuestro Universo, y que ha dado a lo largo de la historia de la ciencia enormes avances en nuestra comprensión de la naturaleza. No se trata de ocurrencias o solo especulaciones matemáticas. La construcción de modelos matemáticos para describir fenómenos están basados en un hecho que parece hasta ahora irrefutable: la naturaleza se puede describir en un lenguaje matemático.

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