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Física de lo imposible

¿Podremos ser invisibles, viajar en eltiempo y teletransportarnos?

MICHIO KAKU

MICHIO KAKU

Michio Kaku, nacido en 1947 en Estados Unidosde padres japoneses, es un eminente físicoteórico, uno de los creadores de la teoría de cam-pos de cuerdas. Apadrinado por Edward Teller,que le ofreció la beca de ingeniería Hertz, seformó en Harvard y en el Laboratorio NacionalLawrence Berkeley de la Universidad de Califor-nia, donde obtuvo el doctorado en Física en 1972.Desde hace casi treinta años ocupa la cátedraHenry Semat de Física Teórica en la Universidad

de Nueva York y es uno de los divulgadorescientíficos más conocidos del mundo; presentados programas de radio y participa en espacios detelevisión y documentales. Es autor además dedecenas de artículos y de varios libros, algunosde ellos traducidos al castellano: Visiones (1998),Hiperespacio (2001), El universo de Einstein(2005) y Universos paralelos (2008).

www.mkaku.org

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Prefacio

Agradecimientos

Primera ParteIMPOSIBILIDADES DE CLASE I

Campos de fuerza

Invisibilidad

Fáseres y estrellas de la muerte

Teletransporte

Telepatía

Psicoquinesia

Robots

Extraterrestres y ovnis

Naves estelares

Antimateria y antiuniversos

Segunda ParteIMPOSIBILIDADES DE CLASE II

Más rápido que la luz

El viaje en el tiempo

Universos paralelos

Tercera ParteIMPOSIBILIDADES DE CLASE III

Máquinas de movimiento perpetuo

Precognición

EpílogoEl futuro de lo imposible

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Prefacio

Si una idea no parece absurda de entrada, pocasesperanzas hay para ella.

Albert Einstein

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¿Será posible algún día atravesar las paredes?¿Construir naves espaciales que puedan viajar auna velocidad superior a la de la luz? ¿Leer lamente de otras personas? ¿Hacerse invisible?¿Mover objetos con el poder de nuestra mente?¿Transportar nuestro cuerpo de manera in-stantánea por el espacio exterior?

Desde niño me han fascinado estas preguntas.Como muchos físicos, en mi adolescencia mesentía hipnotizado por la posibilidad de que hubi-era viajes en el tiempo, pistolas de rayos, camposde fuerza, universos paralelos y cosas por el es-tilo. Magia, fantasía y ciencia ficción constituíanun gigantesco campo de juego para mi ima-ginación. Con ellas empezó mi duradera relaciónamorosa con lo imposible.

Recuerdo cómo veía las reposiciones del viejoFlash Gordon en televisión. Cada sábado me en-contraba pegado a la pantalla del televisor, mara-villado ante las aventuras de Flash, el doctorZarkov y Dale Arden y su impresionantedespliegue de tecnología futurista: naves a

reacción, escudos de invisibilidad, pistolas derayos y ciudades en el cielo. No me perdía unepisodio. El programa me abrió un mundo com-pletamente nuevo. Me fascinaba la idea de viajarun día a un planeta lejano y explorar su territorio.Una vez en la órbita de estas fantásticas inven-ciones, sabía que mi destino estaba ligado de al-gún modo a las maravillas de la ciencia que pro-metía la serie.

No era el único. Muchos científicos consumadosempezaron a interesarse por la ciencia gracias ala ciencia ficción. El gran astrónomo EdwinHubble estaba fascinado por las obras de JulioVerne. Como resultado de la lectura de Verne,Hubble abandonó una prometedora carrera deabogado y contra los deseos de su padre, inicióuna carrera en ciencia. Con el tiempo se convirtióen el mayor astrónomo del siglo XX. Carl Sagan,famoso astrónomo y autor de éxito, alimentó suimaginación con la lectura de las novelas de JohnCárter de Marte de Edgar Rice Burroughs. Como

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John Cárter, soñaba con explorar un día las aren-as de Marte.

Yo era un crío cuando murió Einstein, pero re-cuerdo que la gente hablaba de su vida, y sumuerte, en términos respetuosos. Al día siguientevi en los periódicos una fotografía de su mesa detrabajo con el manuscrito de su obra más grandee inconclusa. Me pregunté qué podía ser tan im-portante como para que el mayor científico denuestro tiempo no pudiera acabarlo. El artículodecía que Einstein tenía un sueño imposible, unproblema tan difícil que ningún mortal podía re-solver. Tardé años en descubrir de qué trataba élmanuscrito: una gran y unificadora «teoría del to-do». Su sueño —al que dedicó las tres últimasdécadas de su vida— me ayudó a centrar mipropia imaginación. Quería participar, aunquefuera modestamente, en la empresa de completarla obra de Einstein: unificar las leyes de la físicaen una única teoría.

Cuando fui algo mayor empecé a darme cuentade que, aunque Flash Gordon era el héroe y

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siempre se quedaba con la chica, era el científicoel que realmente hacía funcionar la serie de tele-visión. Sin el doctor Zarkov no había naves espa-ciales, ni viajes a Mongo, ni se salvaba la Tierra.Héroes aparte, sin ciencia no hay ciencia ficción.

Llegué a comprender que estas historias eran sen-cillamente imposibles en términos de la cienciainvolucrada, simples vuelos de la imaginación.Crecer significaba dejar aparte tales fantasías. Enla vida real, me decían, uno tenía que abandonarlo imposible y abrazar lo práctico.

Sin embargo, llegué a la conclusión de que paraseguir fascinado con lo imposible, la clave estabaen el dominio de la física. Sin un sólido funda-mento en física avanzada, estaría especulando in-definidamente sobre tecnologías futuristas sinllegar a entender si eran o no posibles. Compren-dí que necesitaba sumergirme en las matemáticasavanzadas y estudiar física teórica. Y eso es loque hice.

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Para mi proyecto de ciencias en el instituto montéun colisionador de átomos en el garaje de mimadre. Fui a la compañía Westinghouse y reuní200 kilos de chatarra procedente de un transform-ador. Durante las navidades bobiné 35 kilómetrosde cable de cobre en el campo de fútbol del insti-tuto. Finalmente construí un betatrón de 2,5 mil-lones de electrones-voltio que consumía 6 kilova-tios (toda la potencia eléctrica de mi casa) y gen-eraba un campo magnético 20.000 veces mayorque el campo magnético de la Tierra. El objetivoera generar un haz de rayos gamma suficiente-mente potente para crear antimateria.

Mi proyecto científico me llevó a la Feria Na-cional de la Ciencia, y con el tiempo hizo realid-ad mi sueño: ganar una beca para Harvard, dondefinalmente podría seguir mi objetivo de conver-tirme en físico teórico y seguir las huellas de mimodelo, Albert Einstein.

Actualmente recibo correos electrónicos de es-critores de ciencia ficción y de guionistas que me

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piden ayuda para mejorar sus historias explor-ando los límites de las leyes de la física.

Lo «imposible» es relativo

Ya como físico, he aprendido que «imposible»suele ser un término relativo. Recuerdo a mi pro-fesora en la escuela dirigiéndose al mapa de laTierra que había colgado en la pared mientrasseñalaba las costas de Sudamérica y África. ¿Noera una extraña coincidencia, decía, que las doslíneas costeras encajaran tan bien, casi comopiezas de un rompecabezas? Algunos científicos,decía, conjeturaban que quizá en otro tiempofueron parte de un mismo y enorme continente.Pero eso era una tontería. Ninguna fuerza podíaseparar dos continentes gigantes. Esa idea era im-posible, concluía ella.

Más avanzado el curso, estudiamos los dinosaur-ios. ¿No era extraño, nos dijo un profesor, que losdinosaurios dominaran la Tierra durante millonesde años y que un buen día desaparecieran todos?Nadie sabía por qué habían muerto. Algunos

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paleontólogos pensaban que quizá un meteoritoprocedente del espacio había acabado con ellos,pero eso era imposible, algo que pertenecía másal ámbito de la ciencia ficción.

Hoy sabemos por la tectónica de placas que loscontinentes se mueven, y también que es muyprobable que hace 65 millones de años un met-eorito gigante de unos diez kilómetros de diá-metro acabara con los dinosaurios y con buenaparte de la vida en la Tierra. Durante mi no muylarga vida he visto una y otra vez cómo lo apar-entemente imposible se convertía en un hechocientífico establecido. Entonces, ¿no cabe pensarque un día podremos ser capaces de teletranspor-tarnos de un lugar a otro, o construir una nave es-pacial que nos lleve a estrellas a años luz dedistancia?

Normalmente tales hazañas serían consideradasimposibles por los físicos actuales. ¿Serían pos-ibles dentro de algunos pocos siglos? ¿O dentrode diez mil años, cuando nuestra tecnología estémás avanzada? ¿O dentro de un millón de años?

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Por decirlo de otra manera, si encontráramos unacivilización un millón de años más avanzada quela nuestra, ¿nos parecería «magia» su tecnologíacotidiana? Esta es, en el fondo, una de las pre-guntas que se repiten en este libro: solo porquealgo es «imposible» hoy, ¿seguirá siéndolo den-tro de unos siglos o de millones de años?

Gracias a los extraordinarios avances científicosdel siglo pasado, especialmente la creación de lateoría cuántica y de la relatividad general, ahoraes posible hacer estimaciones grosso modo decuándo, si alguna vez, podrán hacerse realidad al-gunas de estas fantásticas tecnologías. Con lallegada de teorías aún más avanzadas, como lateoría de cuerdas, incluso conceptos que bordeanla ciencia ficción, como los viajes en el tiempo ylos universos paralelos, están siendo reconsid-erados por los físicos. Pensemos solo en losavances tecnológicos que hace ciento cincuentaaños fueron considerados «imposibles» por loscientíficos de la época y que ahora forman partede nuestra vida cotidiana. Julio Verne escribió en

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1863 la novela París en el siglo XX, la cualquedó arrinconada y relegada al olvido duranteun siglo hasta que fue accidentalmente descu-bierta por su bisnieto y publicada por primera vezen 1994. En ella Verne predecía cómo sería Parísen el año 1960. Su novela estaba llena de tecno-logía, que incluía faxes, una red mundial decomunicaciones, rascacielos de vidrio,automóviles impulsados por gas y trenes eleva-dos de alta velocidad, lo que claramente se con-sideraba imposible en el siglo XIX.

No es sorprendente que Verne pudiera hacer pre-dicciones tan precisas porque él estaba inmersoen el mundo de la ciencia y aprendía de lasmentes de los científicos que tenía alrededor. Unaprofunda apreciación de los fundamentos de laciencia es lo que le permitió hacer tan extraordin-arias especulaciones.

Lamentablemente, algunos de los más grandescientíficos del siglo XIX adoptaron la posturacontraria y declararon que algunas tecnologíaseran imposibles sin esperanza alguna. Lord

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Kelvin, quizá el físico más preeminente de la eravictoriana (está enterrado cerca de Newton en laabadía de Westminster), declaró que aparatos«más pesados que el aire» como los aeroplanoseran imposibles. Pensaba que los rayos X eran unfraude y que la radio no tenía futuro. LordRutherford, el descubridor del núcleo del átomo,descartó la posibilidad de construir una bombaatómica, diciendo que eran «pamplinas». Losquímicos del siglo XIX declaraban que labúsqueda de la piedra filosofal, una sustanciafabulosa que podía convertir el plomo en oro, eracientíficamente una vía muerta. La química delsiglo XIX se basaba en la inmutabilidad esencialde los elementos, como el plomo. Pero con loscolisionadores de átomos actuales podemos, enprincipio, convertir átomos de plomo en oro.Pensemos en lo que hubieran parecido losfantásticos televisores, ordenadores e internet dehoy a comienzos del siglo XX.

Hasta no hace mucho, los agujeros negros se con-sideraban ciencia ficción. El propio Einstein

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escribió un artículo en 1939 que «demostraba»que nunca podrían formarse agujeros negros.Pero hoy día, el telescopio espacial Hubble y eltelescopio Chandra de rayos X han revelado laexistencia de miles de agujeros negros en elespacio.

La razón por la que estas tecnologías se consid-eraban imposibles es que en el siglo XIX y comi-enzos del XX no se conocían las leyes básicas dela física y la ciencia. Dadas las enormes lagunasen el conocimiento científico en esa época, espe-cialmente en el plano atómico, no sorprende quetales avances se consideraran imposibles.

Estudiar lo imposible

Irónicamente, el riguroso estudio de lo imposibleha abierto con frecuencia nuevos dominios de laciencia completamente inesperados. Por ejemplo,durante siglos la frustrante y fútil búsqueda deuna «máquina de movimiento perpetuo» llevó alos físicos a concluir que dicha máquina era im-posible, lo que les obligó a postular la

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conservación de la energía y las tres leyes de latermodinámica. De modo que esa fútil búsquedasirvió para abrir el campo absolutamente nuevode la termodinámica, que en parte sentó las basesde la máquina de vapor, la era de la máquina y lasociedad industrial moderna.

A finales del siglo XIX, los científicos decidieronque era «imposible» que la Tierra tuviera milesde millones de años. Lord Kelvin declaró abierta-mente que una Tierra fundida tardaría de veinte acuarenta millones de años en enfriarse, contradi-ciendo a los geólogos y a los biólogos darwinis-tas, que afirmaban que la Tierra podría tenermiles de millones de años. Lo imposible semostró finalmente posible con el descubrimientopor Marie Curie y otros investigadores de lafuerza nuclear, que mostraba cómo el centro de laTierra, calentado por la desintegración radiactiva,podía mantenerse fundido durante miles de mil-lones de años.

Ignoramos lo imposible aun a riesgo de nuestrapropia vida. En las décadas de 1920 y 1930,

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Robert Goddard, el fundador de los cohetes mod-ernos, fue blanco de duras críticas por parte dequienes pensaban que los cohetes nunca podríanllegar al espacio exterior. Sarcásticamente llama-ron a su idea la «locura de Goddard». En 1921los editores de The New York Times arremetieroncontra el trabajo del doctor Goddard: «El profe-sor Goddard no conoce la relación entre acción yreacción ni la necesidad de tener algo mejor queun vacío contra el que reaccionar. Parece carecerde los conocimientos básicos que se transmitencada día en los institutos de enseñanza media».

Los cohetes eran imposibles, clamaban los ed-itores, porque en el espacio exterior no había aireen el que apoyarse. Lamentablemente, hubo unjefe de Estado que sí entendió las implicacionesde los cohetes «imposibles» de Goddard: eraAdolf Hitler. Durante la Segunda Guerra Mundi-al, el bombardeo alemán con cohetes V-2 in-creíblemente desarrollados sembró muerte y de-strucción en Londres, que estuvo cerca de larendición.

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Quizá el estudio de lo imposible haya cambiadotambién el curso de la historia del mundo. En losaños treinta era creencia generalizada, inclusopor parte de Einstein, que una bomba atómica era«imposible». Los físicos sabían que había unatremenda cantidad de energía encerrada en el in-terior del núcleo atómico, de acuerdo con laecuación de Einstein, E = mc2, pero la energíaliberada por un solo núcleo era demasiado insig-nificante para tenerla en consideración. Pero elfísico atómico Leo Szilard recordaba haber leídola novela de H. G. Wells, El mundo liberado, de1914, en la que Wells predecía el desarrollo de labomba atómica. En el libro afirmaba que elsecreto de la bomba atómica sería desvelado porun físico en 1933. Por azar, Szilard dio con estelibro en 1932. Espoleado por la novela, en 1933,tal como había predicho Wells casi dos décadasantes, dio con la idea de amplificar la potencia deun único átomo mediante una reacción en cadena,de modo que la energía de la división de un soloátomo de uranio podía multiplicarse por muchos

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billones. Entonces Szilard emprendió una seriede experimentos clave y promovió negociacionessecretas entre Einstein y el presidente FranklinRoosevelt que llevarían al Proyecto Manhattan,que construyó la bomba atómica.

Una y otra vez vemos que el estudio de lo impos-ible ha abierto perspectivas completamentenuevas y ha desplazado las fronteras de la física yla química, obligando a los científicos a redefinirlo que entendían por «imposible». Como dijo encierta ocasión sir William Osler, «las filosofíasde una época se han convertido en los absurdosde la siguiente, y las locuras de ayer se han con-vertido en la sabiduría del mañana».

Muchos físicos suscriben la famosa sentencia deT. H. White, que escribió en Camelot: «¡Lo queno está prohibido es obligatorio!». En física en-contramos pruebas de ello continuamente. Amenos que haya una ley de la física que impidaexplícitamente un nuevo fenómeno, tarde o tem-prano encontramos que existe. (Esto ha sucedido

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varias veces en la búsqueda de nuevas partículassubatómicas. Al sondear los límites de lo que estáprohibido, los físicos han descubierto inesperada-mente nuevas leyes de la física).[1] Un corolariode la afirmación de T. H.White podría ser muybien: «¡Lo que no es imposible es obligatorio!».

Por ejemplo, el cosmólogo Stephen Hawking in-tentó demostrar que el viaje en el tiempo era im-posible, para lo cual trató de encontrar una nuevaley física que lo prohibiera, a la que llamó la«conjetura de protección de la cronología». Des-graciadamente, tras muchos años de arduo tra-bajo fue incapaz de probar este principio. Dehecho, los físicos han demostrado ahora que unaley que impida el viaje en el tiempo está más alláde nuestras matemáticas actuales. Hoy día,debido a que no hay ninguna ley de la física queimpida la existencia de máquinas del tiempo, losfísicos han tenido que tomar muy en serio talposibilidad.

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El propósito de este libro es considerar quétecnologías hoy consideradas imposibles podríanmuy bien convertirse en un tópico en décadas osiglos futuros.

Ya hay una tecnología «imposible» que ahora seestá mostrando posible: la idea de teletransporte(al menos en el plano atómico). Hace tan solo al-gunos años los físicos habrían dicho que enviar oemitir un objeto de un punto a otro violaba lasleyes de la física cuántica. De hecho, los guionis-tas de la serie de televisión Star Trek estaban tancontrariados por las críticas de los físicos queañadieron «compensadores de Heisenberg» paraexplicar sus teletransportadores y reparar estefallo. Hoy día, gracias a avances fundamentales,los físicos pueden teletransportar átomos a travésde una habitación o fotones bajo el río Danubio.

Predecir el futuro

Siempre es peligroso hacer predicciones, espe-cialmente sobre lo que pasará dentro de siglos omilenios. Al físico Niels Bohr le gustaba decir:

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«Predecir es muy difícil. Especialmente, predecirel futuro». Pero hay una diferencia fundamentalentre la época de Julio Verne y la actual. Hoy seconocen básicamente las leyes fundamentales dela física. Los físicos actuales comprenden lasleyes básicas que cubren un extraordinariodominio de cuarenta y tres órdenes de magnitud,desde el interior del protón al universo en ex-pansión. Como resultado, los físicos puedenafirmar, con razonable confianza, cuáles podríanser las líneas generales de la tecnología futura, ydistinguir mejor entre las tecnologías que sonsimplemente improbables de las que son ver-daderamente imposibles.

Por ello, en este libro divido las cosas que son«imposibles» en tres categorías.

La primera es la que llamo «imposibilidades declase I». Son tecnologías que hoy son imposiblespero que no violan las leyes de la física conoci-das. Por ello, podrían ser posibles en este siglo, oen el próximo, de forma modificada. Incluyen el

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teletransporte, los motores de antimateria, ciertasformas de telepatía, la psicoquinesia y lainvisibilidad.

La segunda categoría es la que llamo «imposibil-idades de clase II». Son tecnologías situadas en ellímite de nuestra comprensión del mundo físico.Si son posibles, podrían hacerse realidad en unaescala de tiempo de miles a millones de años enel futuro. Incluyen las máquinas del tiempo, laposibilidad del viaje en el hiperespacio y el viajea través de agujeros de gusano.

La última categoría es la que llamo «imposibilid-ades de clase III». Son tecnologías que violan lasleyes de la física conocidas. Lo sorprendente esque no hay muchas de tales tecnologías impos-ibles. Si resultaran ser posibles, representarían uncambio fundamental en nuestra comprensión dela física.

Pienso que esta clasificación es significativa,porque hay muchas tecnologías en la ciencia fic-ción que son despachadas por los físicos como

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totalmente imposibles, cuando lo que realmentequieren decir es que son imposibles para unacivilización primitiva como la nuestra. Las visitasde alienígenas, por ejemplo, se consideran ha-bitualmente imposibles porque las distanciasentre las estrellas son inmensas. Aunque el viajeinterestelar es claramente imposible para nuestracivilización, puede ser posible para una civiliza-ción que esté cientos, o miles, o millones de añospor delante de nosotros. Por ello es importanteclasificar tales «imposibilidades». Tecnologíasque son imposibles para nuestra civilización actu-al no son necesariamente imposibles para civil-izaciones de otro tipo. Las afirmaciones sobre loque es posible o imposible tienen que tener encuenta las tecnologías que nos llevan miles o mil-lones de años de adelanto.

Carl Sagan escribió: «¿Qué significa para unacivilización tener un millón de años? Tenemosradiotelescopios y naves espaciales desde haceunas pocas décadas; nuestra civilización técnicatiene solo unos pocos cientos de años... una

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civilización avanzada de millones de años deedad está mucho más allá de nosotros que noso-tros lo estamos de un lémur o de un macaco».

En mi investigación profesional me centro entratar de completar el sueño de Einstein de una«teoría del todo». Personalmente encuentro muyestimulante trabajar en una «teoría final» quepueda responder definitivamente a algunas de lasmás difíciles preguntas «imposibles» en la cien-cia actual, como si es posible el viaje en eltiempo, qué hay en el centro de un agujero negroo qué sucedió antes del big bang. Sigo soñandodespierto sobre mi duradera relación amorosa conlo imposible, y me pregunto si, y cuándo, algunade estas imposibilidades podría entrar en el ám-bito de lo cotidiano.

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Agradecimientos

La materia de este libro abarca muchos campos ydisciplinas, y recoge el trabajo de numerososcientíficos excepcionales. Quiero expresar miagradecimiento a las personas siguientes, quegentilmente me brindaron su tiempo en largas en-trevistas, consultas e interesantes e inspiradorasconversaciones.

León Lederman, premio Nobel, Instituto deTecnología de Illinois Murray Gell-Mann, pre-mio Nobel, Instituto de Santa Fe y Caltech Elfallecido Henry Kendall, premio Nobel, MITSteven Weinberg, premio Nobel, Universidad deTexas en Austin David Gross, premio Nobel, In-stituto Kavli para Física Teórica Frank Wilczek,premio Nobel, MIT

Joseph Rotblat, premio Nobel, St. Bartholomew'sHospital Walter Gilbert, premio Nobel, Univer-sidad de Harvard Gerald Edelman, premio Nobel,

Instituto de Investigaciones Scripps Peter Do-herty, premio Nobel, St. Jude Children's Re-search Hospital Jared Diamond, premio Pulitzer,UCLA Stan Lee, creador de Marvel Comics ySpiderman Brian Greene, Universidad deColumbia, autor de El universo elegante

Lisa Randall, Universidad de Harvard, autora deWarped Passages Lawrence Krauss, Universidadde Case Western, autor de The Physics of StarTrek

J. Richard Gott III, Universidad de Princeton,autor de Los viajes en el tiempo y el universo deEinstein Alan Guth, físico, MIT, autor de El uni-verso inflacionario

John Barrow, físico, Universidad de Cambridge,autor de Impossibility

Paul Davies, físico, autor de Superforce

Leonard Susskind, físico, Universidad deStanford

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Joseph Lykken, físico, Laboratorio NacionalFermi

Marvin Minsky, MIT, autor de The Society ofMinds

Ray Kurzweil, inventor, autor de The Age ofSpiritual Machines

Rodney Brooks, director del Laboratorio de In-teligencia Artificial del MIT Hans Moravec,autor de Robot

Ken Croswell, astrónomo, autor de MagnificentUniverse Don Goldsmith, astrónomo, autor deRunaway Universe Neil de Grasse Tyson, direct-or del Hayden Planetarium, Nueva York RobertKirshner, astrónomo, Universidad de HarvardFulvia Melia, astrónoma, Universidad de ArizonaSir Martin Rees, Universidad de Cambridge,autor de Antes del principio

Michael Brown, astrónomo, Caltech Paul Gils-ner, autor de Centauri Dreams Michael

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Lemonick, periodista científico de la revistaTime Timothy Ferris, Universidad de California,autor de Coming of Age in the Milky Way

El fallecido Ted Taylor, diseñador de ojivas nuc-leares de Estados Unidos Freeman Dyson, Insti-tuto de Estudios Avanzados, Princeton John Hor-gan, Instituto de Tecnología de Stevens, autor deEl fin de la ciencia

El fallecido Carl Sagan, Universidad de Cornell,autor de Cosmos

Ann Druyan, viuda de Carl Sagan, CosmosStudios

Peter Schwarz, futurólogo, fundador de GlobalBusiness Network

Alvin Toffler, futurólogo, autor de La tercera ola

David Goodstein, profesor del Caltech

Seth Lloyd, MIT, autor de Programming theUniverse

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Fred Watson, astrónomo, autor de Star Gazer

Simon Singh, autor de The Big Bang

Seth Shostak, Instituto SETI

George Johnson, periodista científico de The NewYork Times Jeffrey Hoffman, MIT, astronauta dela NASA

Tom Jones, astronauta de la NASA Alan Light-man, MIT, autor de Einstein's Dreams RobertZubrin, fundador de la Sociedad de Marte DonnaShirley, programa Marte de la NASA John Pike,GlobalSecurity.org Paul Saffo, futurólogo, Insti-tuto para el Futuro Louis Friedman, cofundadorde la Sociedad Planetaria Daniel Werth-heimer,SETI@home, Universidad de Californiaen Berkeley

Robert Zimmerman, autor de Eeaving EarthMarcia Bartusiak, autora de Einstein's UnfinishedSymphony Michael H. Salamon, programa MásAllá de Einstein de la NASA Geoff Andersen,

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Academia de la Fuerza Aérea de Estados Unidos,autor de The Telescope

También quiero expresar mi agradecimiento a miagente, Stuart Krichevsky, que ha estado a milado a lo largo de estos años orientándome en to-dos mis libros, y a mi editor, Roger Scholl, quecon mano firme, sólido juicio y experiencia edit-orial ha sido un referente en muchos de mis lib-ros. Asimismo deseo dar las gracias a mis coleg-as del City College y el Gradúate Center de laUniversidad de la Ciudad de Nueva York, en es-pecial a V. P. Nair y Dan Greenberger, que gener-osamente me dedicaron su tiempo en fecundosdebates.

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Primera Parte

IMPOSIBILIDADES DE CLASE I

1Campos de fuerza

I. Cuando un científico distinguido pero ancianoafirma que algo es posible, es casi seguro que

tiene razón. Cuando afirma que algo es impos-ible, es

muy probable que esté equivocado.

II. La única manera de descubrir los límites delo posible es aventurarse un poco más allá de el-

los en loimposible.

III. Cualquier tecnología suficientemente avanzadaes indistinguible de la magia.

Las tres leyes de Arthur C. Clark;

«¡Escudos arriba!»

En innumerables episodios de Star Trek esta es laprimera orden que el capitán Kirk da a la tripula-ción: elevar los campos de fuerza para protegerdel fuego enemigo a la nave espacial Enterprise.

Tan vitales son los campos de fuerza en Star Trekque la marcha de la batalla puede medirse porcómo está resistiendo el campo de fuerza.Cuando se resta potencia a los campos de fuerza,la Enterprise sufre más impactos dañinos en sucasco, hasta que finalmente la rendición se haceinevitable.

Pero ¿qué es un campo de fuerza? En la cienciaficción es engañosamente simple: una barreradelgada e invisible, pero impenetrable, capaz dedesviar tanto haces láser como cohetes. Aprimera vista un campo de fuerza parece tan fácilque su creación como escudo en el campo debatalla parece inminente. Uno espera que cu-alquier día un inventor emprendedor anunciará el

descubrimiento de un campo de fuerza defensivo.Pero la verdad es mucho más complicada.

De la misma forma que la bombilla de Edison re-volucionó la civilización moderna, un campo defuerza podría afectar profundamente a cada as-pecto de nuestra vida. El ejército podría utilizarcampos de fuerza para crear un escudo impenet-rable contra misiles y balas enemigos, y hacerseasí invulnerable. En teoría, podrían construirsepuentes, superautopistas y carreteras con solopresionar un botón. Ciudades enteras podríanbrotar instantáneamente en el desierto, con rasca-cielos hechos enteramente de campos de fuerza.Campos de fuerza erigidos sobre ciudades per-mitirían a sus habitantes modificar a voluntad losefectos del clima: vientos fuertes, huracanes, tor-nados. Podrían construirse ciudades bajo losocéanos dentro de la segura cúpula de un campode fuerza. Podrían reemplazar por completo alvidrio, el acero y el hormigón.

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Pero, por extraño que parezca, un campo defuerza es quizá uno de los dispositivos más difí-ciles de crear en el laboratorio. De hecho, algun-os físicos creen que podría ser realmente impos-ible, a menos que se modifiquen sus propiedades.

MlCHAEL FARADAY

El concepto de campos de fuerza tiene su origenen la obra del gran científico británico del sigloXIX Michael Faraday.

Faraday nació en el seno de una familia de clasetrabajadora (su padre era herrero) y llevó unavida difícil como aprendiz de encuadernador enlos primeros años del siglo. El joven Faraday es-taba fascinado por los enormes avances a que diolugar el descubrimiento de las misteriosaspropiedades de dos nuevas fuerzas: la electricid-ad y el magnetismo. Faraday devoró todo lo quepudo acerca de estos temas y asistió a las confer-encias que impartía el profesor Humphrey Davyde la Royal Institution en Londres.

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Un día, el profesor Davy sufrió una grave lesiónen los ojos a causa de un accidente químico ycontrató a Faraday como secretario. Faraday seganó poco a poco la confianza de los científicosde la Royal Institution, que le permitieron realiz-ar importantes experimentos por su cuenta,aunque a veces era ninguneado. Con los años, elprofesor Davy llegó a estar cada vez más celosodel brillo que mostraba su joven ayudante, unaestrella ascendente en los círculos experimentaleshasta el punto de eclipsar la fama del propioDavy. Tras la muerte de Davy en 1829, Faradayse vio libre para hacer una serie de descubrimien-tos trascendentales que llevaron a la creación degeneradores que alimentarían ciudades enteras ycambiarían el curso de la civilización mundial.

La clave de los grandes descubrimientos deFaraday estaba en sus «campos de fuerza». Si secolocan limaduras de hierro por encima de unimán, las limaduras forman una figura parecida auna telaraña que llena todo el espacio. Estas sonlas líneas de fuerza de Faraday, que muestran

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gráficamente cómo los campos de fuerza de laelectricidad y el magnetismo llenan el espacio. Sise representa gráficamente el campo magnéticode la Tierra, por ejemplo, se encuentra que laslíneas emanan de la región polar norte y luegovuelven a entrar en la Tierra por la región polarsur. Del mismo modo, si representáramos laslíneas del campo eléctrico de un pararrayos dur-ante una tormenta, encontraríamos que las líneasde fuerza se concentran en la punta del pararray-os. Para Faraday, el espacio vacío no estaba vacíoen absoluto, sino lleno de líneas de fuerza quepodían mover objetos lejanos. (Debido a la pobreeducación que había recibido en su infancia,Faraday no sabía matemáticas, y en consecuenciasus cuadernos no están llenos de ecuaciones, sinode diagramas de estas líneas de fuerza dibujadosa mano. Resulta irónico que su falta de formaciónmatemática le llevara a crear los bellos diagramasde líneas de fuerza que ahora pueden encontrarseen cualquier libro de texto de física. En ciencia,

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una imagen física es a veces más importante quelas matemáticas utilizadas para describirla).

Los historiadores han especulado sobre cómollegó Faraday a su descubrimiento de los camposde fuerza, uno de los conceptos más importantesde la ciencia. De hecho, toda la física modernaestá escrita en el lenguaje de los campos deFaraday. En 1831 tuvo la idea clave sobre loscampos de fuerza que iba a cambiar la civiliza-ción para siempre. Un día, estaba moviendo unimán sobre una bobina de cable metálico y ad-virtió que era capaz de generar una corrienteeléctrica en el cable, sin siquiera tocarlo. Estosignificaba que el campo invisible de un imánpodía atravesar el espacio vacío y empujar a loselectrones de un cable, lo que creaba unacorriente.

Los «campos de fuerza» de Faraday, que inicial-mente se consideraron pasatiempos inútiles, eranfuerzas materiales reales que podían mover obje-tos y generar potencia motriz. Hoy, la luz que

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usted utiliza para leer esta página probablementeestá alimentada gracias al descubrimiento deFaraday sobre el electromagnetismo. Un imángiratorio crea un campo de fuerza que empuja alos electrones en un cable y les hace moverse enuna corriente eléctrica. La electricidad en el cablepuede utilizarse entonces para encender una bom-billa. El mismo principio se utiliza para generarla electricidad que mueve las ciudades delmundo. El agua que fluye por una presa, porejemplo, hace girar un enorme imán en una tur-bina, que a su vez empuja a los electrones en uncable, lo que crea una corriente eléctrica que esenviada a nuestros hogares a través de líneas dealto voltaje.

En otras palabras, los campos de fuerza de Mi-chael Faraday son las fuerzas que impulsan lacivilización moderna, desde los bulldozers eléc-tricos a los ordenadores, los iPods y la internet dehoy.

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Los campos de fuerza de Faraday han servido deinspiración para los físicos durante siglo y medio.Einstein estaba tan inspirado por ellos que escrib-ió su teoría de la gravedad en términos de cam-pos de fuerza. También yo me inspiré en los cam-pos de Faraday. Hace años conseguí escribir lateoría de cuerdas en términos de los campos defuerza de Faraday, fundando así la teoría de cam-pos de cuerdas. En física, decir de alguien que«piensa como una línea de fuerza», se toma comoun gran cumplido.

Las cuatro fuerzas

Una de las mayores hazañas de la física en los úl-timos dos mil años ha sido el aislamiento y laidentificación de las cuatro fuerzas que rigen eluniverso. Todas ellas pueden describirse en ellenguaje de los campos introducido por Faraday.Por desgracia, no obstante, ninguna de ellas tieneexactamente las propiedades de los campos defuerza que se describen en la mayor parte de laliteratura de ciencia ficción. Estas fuerzas son:

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1. Gravedad. La fuerza silenciosa que mantienenuestros pies en el suelo, impide que la Tierra ylas estrellas se desintegren, y mantiene unidos elsistema solar y la galaxia. Sin la gravedad, larotación de la Tierra nos haría salir despedidosdel planeta hacia el espacio a una velocidad de1.600 kilómetros por hora. El problema es que lagravedad tiene propiedades exactamente opuestasa las de los campos de fuerza que encontramos enla ciencia ficción. La gravedad es atractiva, no re-pulsiva; es extremadamente débil, en términos re-lativos; y actúa a distancias astronómicas. Enotras palabras, es prácticamente lo contrario de labarrera plana, delgada e impenetrable que leemosen las historias de ciencia ficción o vemos en laspelículas de ciencia ficción. Por ejemplo, se ne-cesita todo el planeta Tierra para atraer unapluma hacia el suelo, pero nos basta con un dedopara levantarla y contrarrestar la gravedad de laTierra. La acción de nuestro dedo puede contrar-restar la gravedad de todo un planeta que pesamás de seis billones de billones de kilogramos.

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2. Electromagnetismo (EM). La fuerza que ilu-mina nuestras ciudades. Los láseres, la radio, latelevisión, los aparatos electrónicos modernos,los ordenadores, internet, la electricidad, el mag-netismo... todos son consecuencias de la fuerzaelectromagnética. Es quizá la fuerza más útil quehan llegado a dominar los seres humanos. Adiferencia de la gravedad, puede ser tanto at-ractiva como repulsiva. Sin embargo, hay variasrazones por las que no es apropiada como uncampo de fuerza. En primer lugar, puede neutral-izarse con facilidad. Los plásticos y otros ais-lantes, por ejemplo, pueden penetrar fácilmenteen un potente campo eléctrico o magnético. Untrozo de plástico arrojado contra un campo mag-nético lo atravesaría directamente. En segundolugar, el electromagnetismo actúa a distanciasmuy grandes y no puede concentrarse fácilmenteen un plano. Las leyes de la fuerza EM se de-scriben mediante las ecuaciones de Maxwell, yestas ecuaciones no parecen admitir campos defuerzas como soluciones.

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3 y 4. Las fuerzas nucleares débil y fuerte. Lafuerza débil es la fuerza de la desintegración radi-activa. Es la fuerza que calienta el centro de laTierra, que es radiactivo. Es la fuerza que hay de-trás de los volcanes, los terremotos y la deriva delos continentes. La fuerza fuerte mantiene unidoel núcleo del átomo. La energía del Sol y las es-trellas tiene su origen en la fuerza nuclear, que esresponsable de iluminar el universo. El problemaes que la fuerza nuclear es una fuerza de corto al-cance, que actúa principalmente a la distancia deun núcleo. Puesto que está tan ligada a laspropiedades de los núcleos, es extraordinaria-mente difícil de manipular. Por el momento, lasúnicas formas que tenemos de manipular estafuerza consisten en romper partículas subatóm-icas en colisionadores de partículas o detonarbombas atómicas.

Aunque los campos de fuerza utilizados en laciencia ficción no parecen conformarse a lasleyes de la física conocidas, hay todavía vías deescape que harían posible la creación de un

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campo de fuerza semejante. En primer lugar,podría haber una quinta fuerza, aún no vista en ellaboratorio. Una fuerza semejante podría, porejemplo, actuar a una distancia de solo unos po-cos centímetros o decenas de centímetros, y no adistancias astronómicas. (Sin embargo, los inten-tos iniciales de medir la presencia de esa quintafuerza han dado resultados negativos).

En segundo lugar, quizá sería posible utilizar unplasma para imitar algunas de las propiedades deun campo de fuerza. Un plasma es «el cuarto es-tado de la materia». Sólidos, líquidos y gasesconstituyen los tres estados de la materia famili-ares, pero la forma más común de materia en eluniverso es el plasma, un gas de átomos ioniza-dos. Puesto que los átomos de un plasma estánrotos, con los electrones desgajados del átomo,los átomos están cargados eléctricamente ypueden manipularse fácilmente mediante camposeléctricos y magnéticos.

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Los plasmas son la forma más abundante de lamateria visible en el universo, pues forman elSol, las estrellas y el gas interestelar. Los plasmasno nos son familiares porque raramente se en-cuentran en la Tierra, pero podemos verlos enforma de descargas eléctricas, en el Sol y en elinterior de los televisores de plasma.

Ventanas de plasma

Como se ha señalado, si se calienta un gas a unatemperatura suficientemente alta, y se crea así unplasma, este puede ser moldeado y conformadomediante campos magnéticos y eléctricos. Porejemplo, se le puede dar la forma de una lámina ode una ventana. Además, esta «ventana deplasma» puede utilizarse para separar un vacíodel aire ordinario. En teoría, se podría impedirque el aire del interior de una nave espacial se es-capase al espacio, y crear así una conveniente ytransparente interfaz entre el espacio exterior y lanave espacial.

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En la serie televisiva Star Trek se utiliza uncampo de fuerza semejante para separar el muellede carga de la lanzadera, donde se encuentra unapequeña cápsula espacial, del vacío del espacioexterior. No solo es un modo ingenioso de ahor-rar dinero en decorados, sino que es un artificioposible.

La ventana de plasma fue inventada por el físicoAdy Herschcovitch en 1995 en el LaboratorioNacional de Brookhaven en Long Island, NuevaYork. La desarrolló para resolver los problemasque planteaba la soldadura de metales utilizandohaces de electrones. Un soplete de acetileno util-iza un chorro de gas caliente para fundir y luegosoldar piezas de metal. Pero un haz de electronespuede soldar metales de forma más rápida, máslimpia y más barata que los métodos ordinarios.Sin embargo, el problema con la soldadura porhaz de electrones es que debe hacerse en vacío.Este requisito es un gran inconveniente, porquesignifica crear una cámara de vacío que puede sertan grande como una habitación.

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El doctor Herschcovitch inventó la ventana deplasma para resolver este problema. De solo unmetro de altura y menos de 30 centímetros dediámetro, la ventana de plasma calienta gas hastaunos 7.000 °C y crea un plasma que queda at-rapado por campos eléctrico y magnético. Estaspartículas ejercen presión, como en cualquier gas,lo que impide que el aire penetre violentamenteen la cámara de vacío, separando así el aire delvacío. (Cuando se utiliza gas argón en la ventanade plasma, esta toma un brillo azul, como elcampo de fuerza en Star Trek).

La ventana de plasma tiene amplias aplicacionesen la industria y los viajes espaciales. Muchasveces, los procesos de manufactura necesitan unvacío para realizar microfabricación y grabado enseco con fines industriales, pero trabajar en vacíopuede ser caro. Pero con la ventana de plasma sepuede contener un vacío sin mucho gastoapretando un botón.

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Pero ¿puede utilizarse también la ventana deplasma como escudo impenetrable? ¿Puede so-portar el disparo de un cañón? En el futuro cabeimaginar una ventana de plasma de una potenciay temperatura mucho mayores, suficientes paradañar o vaporizar los proyectiles incidentes. Noobstante, para crear un campo de fuerza másrealista, como los que encontramos en la cienciaficción, se necesitaría una combinación de variastecnologías dispuestas en capas. Cada capa nosería suficientemente fuerte para detener por sísola una bala de cañón, pero la combinación sípodría hacerlo.

La capa exterior podría ser una ventana deplasma supercargado, calentado a una temper-atura lo suficientemente elevada para vaporizarmetales. Una segunda capa podría ser una cortinade haces láser de alta energía. Esta cortina, quecontendría miles de haces láser entrecruzados,crearía una red que calentaría los objetos que laatravesaran y los vaporizaría. Discutiré con másdetalle los láseres en el capítulo siguiente.

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Y tras esta cortina láser se podría imaginar unared hecha de «nanotubos de carbono», tubosminúsculos hechos de átomos de carbono indi-viduales que tienen un átomo de espesor y sonmucho más resistentes que el acero. Aunque elactual récord mundial para la longitud de un nan-otubo de carbono es de solo 15 milímetros, po-demos imaginar que un día seremos capaces defabricar nanotubos de carbono de longitud arbit-raria. Suponiendo que los nanotubos de carbonopuedan entretejerse en una malla, podrían crearuna pantalla de gran resistencia, capaz de repelerla mayoría de los objetos. La pantalla sería invis-ible, puesto que cada nanotubo de carbono es degrosor atómico, pero la malla de nanotubos decarbono sería más resistente que cualquiermaterial.

Así, mediante una combinación de ventana deplasma, cortina láser y pantalla de nanotubos decarbono, cabría imaginar la creación de un muroinvisible que sería prácticamente impenetrablepor casi cualquier medio.

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Pero incluso este escudo multicapas no satisfaríapor completo todas las propiedades de un campode fuerza de la ciencia ficción, porque sería trans-parente y por ello incapaz de detener un hazláser. En una batalla con cañones láser, el escudomulticapa sería inútil.

Para detener un haz láser el escudo tendría queposeer también una forma avanzada de«fotocromática». Este es el proceso que se utilizapara las gafas de sol que se oscurecen automát-icamente al ser expuestas a la radiación ultravi-oleta. La fotocromática se basa en moléculas quepueden existir en al menos dos estados. En un es-tado la molécula es transparente, pero cuando seexpone a radiación ultravioleta cambia in-stantáneamente a la segunda forma, que es opaca.

Quizá un día seamos capaces de utilizar nan-otecnología para producir una sustancia tan duracomo nanotubos de carbono que pueda cambiarsus propiedades ópticas cuando se expone a luzláser. De este modo, un escudo podría detener undisparo de láser tanto como un haz de partículas

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o fuego de cañón. De momento, sin embargo, noexiste la fotocromática que pueda detener hacesláser.

Levitación magnética

En la ciencia ficción, los campos de fuerza tienenotro fin además de desviar disparos de pistolas derayos, y es el de servir como plataforma para de-safiar la gravedad. En la película Regreso al fu-turo, Michael J. Fox monta una «tabla flotante»,que se parece a un monopatín excepto en queflota sobre la calle. Tal dispositivo antigravedades imposible según las leyes de la física tal comohoy las conocemos (como veremos en el capítulo10). Pero tablas flotantes y coches flotantes amp-liados magnéticamente podrían hacerse realidaden el futuro y darnos la capacidad de hacer levitargrandes objetos a voluntad. En el futuro, si los«superconductores a temperatura ambiente» sehacen una realidad, podríamos ser capaces dehacer levitar objetos utilizando el poder de cam-pos de fuerza magnéticos.

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Si colocamos dos imanes próximos uno a otrocon sus polos norte enfrentados, los dos imanesse repelen. (Si damos la vuelta a un imán demodo que el polo norte de uno esté frente al polonorte del otro, entonces los dos imanes se atraen).Este mismo principio, que los polos norte serepelen, puede utilizarse para levantar pesosenormes del suelo. Varios países ya están con-struyendo trenes avanzados de levitación magnét-ica (trenes maglev) que se ciernen sobre las víasutilizando imanes ordinarios. Puesto que la fric-ción es nula, pueden alcanzar velocidades récord,flotando sobre un cojín de aire.

En 1984 empezó a operar en el Reino Unido elprimer sistema maglev comercial del mundo, quecubre el trayecto entre el aeropuerto internacionalde Birmingham y la cercana estación de ferrocar-ril internacional de Birmingham. También se hanconstruido trenes maglev en Alemania, Japón yCorea, aunque la mayoría de ellos no están dis-eñados para alcanzar grandes velocidades. Elprimer tren maglev comercial que funciona a alta

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velocidad es el de la línea de demostración delsegmento operacional inicial (IOS) en Shanghai,que viaja a una velocidad máxima de 430 kiló-metros por hora. El tren maglev japonés en laprefectura de Yamanashi alcanzó una velocidadde 580 kilómetros por hora, más rápido inclusoque los trenes de ruedas convencionales.

Pero estos dispositivos maglev son muy caros.Una manera de aumentar su eficacia sería utilizarsuperconductores, que pierden toda la resistenciaeléctrica cuando son enfriados hasta cerca delcero absoluto. La superconductividad fue descu-bierta en 1911 por Heike Kamerlingh Onnes.Cuando ciertas sustancias se enfrían por debajode 20 K sobre el cero absoluto pierden toda suresistencia eléctrica. Normalmente, cuando ba-jamos la temperatura de un metal, su resistenciadisminuye. (Esto se debe a que las vibracionesaleatorias de los átomos dificultan el flujo deelectrones en un cable. Al reducir la temperaturase reducen estos movimientos aleatorios, y laelectricidad fluye con menos resistencia). Pero

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para gran sorpresa de Kamerlingh Onnes, él en-contró que la resistencia de ciertos materiales caeabruptamente a cero a una temperatura crítica.

Los físicos reconocieron inmediatamente la im-portancia de este resultado. Las líneas de trans-porte de electricidad sufren pérdidas importantescuando transportan la electricidad a grandes dis-tancias. Pero si pudiera eliminarse toda la resist-encia, la potencia eléctrica podría transmitirsecasi gratis. De hecho, si se hiciera circular laelectricidad por una bobina superconductora, laelectricidad circularía durante millones de añossin ninguna reducción en la energía. Además, conestas enormes corrientes eléctricas sería fácilhacer electroimanes de increíble potencia. Conestos electroimanes podrían levantarse pesosenormes con facilidad.

Pese a todos estos poderes milagrosos, el prob-lema con la superconductividad resulta que esmuy caro mantener sumergidos grandes electroi-manes en tanques de líquido superenfriado. Se re-quieren enormes plantas de refrigeración para

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mantener los líquidos superenfriados, lo que haceprohibitivamente caros los imanessuperconductores. «

Pero quizá un día los físicos sean capaces decrear un «superconductor a temperatura ambi-ente», el Santo Grial de los físicos del estadosólido. La invención de superconductores a tem-peratura ambiente en el laboratorio desencaden-aría una segunda revolución industrial. Sería tanbarato conseguir potentes campos magnéticos ca-paces de elevar coches y trenes que los cochesflotantes se harían económicamente viables. Consuperconductores a alta temperatura podríanhacerse realidad los fantásticos coches volantesque se ven en Regreso al futuro, Minority Reporty La guerra de las galaxias.

En teoría, se podría llevar un cinturón hecho deimanes superconductores que permitiría levitarsin esfuerzo. Con tal cinturón, uno podría volaren el aire como Superman. Los superconductoresa temperatura ambiente son tan notables queaparecen en muchas novelas de ciencia ficción

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(tales como la serie Mundo Anillo escrita porLarry Niven en 1970).

Durante décadas los físicos han buscado super-conductores a temperatura ambiente sin éxito. Hasido un proceso tedioso de ensayo y error,probando un material tras otro. Pero en 1986 sedescubrió una nueva clase de sustancias llamadas«superconductores a alta temperatura» que sehacen superconductoras a unos 90 grados sobreel cero absoluto, o 90 K, lo que causó sensaciónen el mundo de la física. Parecía que se abrían lascompuertas. Mes tras mes, los físicos competíanpor conseguir el próximo récord mundial para unsuperconductor. Durante un tiempo pareció quela posibilidad de superconductores a temperaturaambiente saltaba de las páginas de las novelas deciencia ficción a nuestras salas de estar. Pero trasalgunos años de movimiento a velocidad devértigo, la investigación en superconductores aalta temperatura empezó a frenarse.

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Actualmente, el récord mundial para un super-conductor a alta temperatura lo tiene una sustan-cia llamada óxido de cobre y mercurio, talio,bario y calcio, que se hace superconductor a 138K (-135 °C). Esta temperatura relativamente altaestá todavía muy lejos de la temperatura ambi-ente. Pero este récord de 138 K sigue siendo im-portante. El nitrógeno se licúa a 77 K, y el nitró-geno líquido cuesta casi lo mismo que la lecheordinaria. De modo que podría utilizarse nitró-geno líquido para enfriar esos superconductores aalta temperatura a un coste muy bajo. (Porsupuesto, los superconductores a temperatura am-biente no necesitarían ser enfriados).

Resulta bastante embarazoso que por el momentono exista ninguna teoría que explique laspropiedades de estos superconductores a altatemperatura. De hecho, un premio Nobel aguardaal físico emprendedor que pueda explicar cómofuncionan los superconductores a alta temper-atura. (Estos superconductores a alta temperaturaestán formados por átomos dispuestos en

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diferentes capas. Muchos físicos teorizan que es-ta estratificación del material cerámico hace pos-ible que los electrones fluyan libremente dentrode cada capa, creando un superconductor. Perosigue siendo un misterio cómo sucede conexactitud).

Debido a esa falta de conocimiento, los físicostienen que recurrir a procedimientos de ensayo yerror para buscar nuevos superconductores a altatemperatura. Esto significa que los míticos super-conductores a temperatura ambiente pueden serdescubiertos mañana, el año que viene o nunca.Nadie sabe cuándo se encontrará una sustanciasemejante, si es que llega a encontrarse.

Pero si se descubren superconductores a temper-atura ambiente, podría desencadenarse una mareade aplicaciones comerciales. Campos magnéticosun millón de veces más intensos que el campomagnético de la Tierra (que es de 0,5 gauss)podrían convertirse en un lugar común.

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Una propiedad común de la superconductividadse denomina efecto Meissner. Si colocamos unimán sobre un superconductor, el imán levitará,como si estuviera mantenido por una fuerza in-visible. (La razón del efecto Meissner es que elimán tiene el efecto de crear un imán «imagen es-pecular» dentro del superconductor, de modo queel imán original y el imán «imagen especular» serepelen. Otra manera de verlo es que los camposmagnéticos no pueden penetrar en un supercon-ductor; por el contrario, los campos magnéticosson expulsados. Por ello, si se mantiene un imánsobre un superconductor, sus líneas de fuerza sonexpulsadas por el superconductor, y así las líneasde fuerza empujan al imán hacia arriba, hacién-dolo levitar).

Utilizando el efecto Meissner, podemos imaginarun futuro en que las carreteras estén construidascon estas cerámicas especiales. Entonces, imanescolocados en nuestros cinturones o los neumáti-cos de nuestros automóviles nos permitirían

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flotar mágicamente hasta nuestro destino, sin nin-guna fricción ni pérdida de energía.

El efecto Meissner actúa solo en materiales mag-néticos, tales como metales. Pero también es pos-ible utilizar imanes superconductores para hacerlevitar materiales no magnéticos, llamados para-magnéticos y diamagnéticos. Estas sustancias notienen propiedades magnéticas por sí mismas:solo adquieren sus propiedades magnéticas enpresencia de un campo magnético externo. Lassustancias paramagnéticas son atraídas por unimán externo, mientras que las diamagnéticas sonrepelidas por un imán externo.

El agua, por ejemplo, es diamagnética. Puestoque todos los seres vivos están hechos de agua,pueden levitar en presencia de un potente campomagnético. En un campo magnético de unos 15teslas (30.000 veces el campo de la Tierra), loscientíficos han hecho levitar animales pequeños,tales como ranas. Pero si los superconductores atemperatura ambiente se hicieran una realidad,

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sería posible hacer levitar también grandes obje-tos no magnéticos gracias a su carácterdiamagnético.

En conclusión, campos de fuerza como losdescritos habitualmente en la ciencia ficción noencajan en la descripción de las cuatro fuerzasdel universo. Pero quizá sea posible simularmuchas propiedades de los campos de fuerza util-izando un escudo multicapa consistente enventanas de plasma, cortinas láser, nanotubos decarbono y fotocromática. Pero el desarrollo de unescudo semejante podría tardar muchas décadas,o incluso un siglo. Y si llegaran a encontrarse su-perconductores a temperatura ambiente, seríamoscapaces de utilizar potentes campos magnéticospara hacer levitar automóviles y trenes y elev-arnos en el aire, como en las películas de cienciaficción.

Dadas estas consideraciones, yo clasificaría loscampos de fuerza como una imposibilidad declase I; es decir, algo que es imposible con la

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tecnología de hoy, pero posible, en una formamodificada, dentro de un siglo más o menos.

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2Invisibilidad

Uno no puede depender de sus ojos cuando suimaginación está desenfocada.

Mark Twain

En Star Trek IV: El viaje a casa, la tripulacióndel Enterprise se apropia de un crucero de batallaKlingon. A diferencia de las naves espaciales dela Flota Estelar de la Federación, las naves espa-ciales del imperio Klingon tienen un «dispositivode ocultación» secreto que las hace invisibles a laluz o el radar, de modo que las naves de Klingonpueden deslizarse sin ser detectadas tras las navesespaciales de la Federación y tenderles embosca-das con impunidad. Este dispositivo de oculta-ción ha dado al imperio Klingon una ventaja es-tratégica sobre la Federación de Planetas.

¿Realmente es posible tal dispositivo? La invisib-ilidad ha sido siempre una de las maravillas de la

ciencia ficción y de lo fantástico, desde las pági-nas de El hombre invisible al mágico manto deinvisibilidad de los libros de Harry Potter, o elanillo en El señor de los anillos. Pero durante unsiglo al menos, los físicos han descartado la pos-ibilidad de mantos de invisibilidad, afirmandolisa y llanamente que son imposibles: violan lasleyes de la óptica y no se adecúan a ninguna delas propiedades conocidas de la materia.

Pero hoy lo imposible puede hacerse posible.Nuevos avances en «metamateriales» están oblig-ando a una revisión importante de los libros detexto de óptica. Se han construido en el laborator-io prototipos operativos de tales materiales quehan despertado un gran interés en los medios decomunicación, la industria y el ejército al hacerque lo visible se haga invisible.

La invisibilidad a través de la historia

La invisibilidad es quizá una de las ideas másviejas en la mitología antigua. Desde el comienzode la historia escrita, las personas que se han

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encontrado solas en una noche procelosa se hansentido aterrorizadas por los espíritus invisiblesde los muertos, las almas de los que desapareci-eron hace tiempo que acechan en la oscuridad. Elhéroe griego Perseo pudo acabar con la malvadaMedusa armado con el yelmo de la invisibilidad.Los generales de los ejércitos han soñado con undispositivo de invisibilidad. Siendo invisible, unopodría atravesar las líneas enemigas y capturar alenemigo por sorpresa. Los criminales podríanutilizar la invisibilidad para llevar a cabo robosespectaculares.

La invisibilidad desempeñaba un papel central enla teoría de Platón de la ética y la moralidad. Ensu principal obra filosófica, La República, Platónnarra el mito del anillo de Giges.[1] El pobre perohonrado pastor Giges de Lidia entra en una cuevaoculta y encuentra una tumba que contiene uncadáver que lleva un anillo de oro. Giges des-cubre que ese anillo de oro tiene el poder mágicode hacerle invisible. Pronto este pobre pastorqueda embriagado con el poder que le da este

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anillo. Después de introducirse subrepticiamenteen el palacio del rey, Giges utiliza su poder paraseducir a la reina y, con la ayuda de esta, asesinaral rey y convertirse en el próximo rey de Lidia.

La moraleja que deseaba extraer Platón es queningún hombre puede resistir la tentación depoder robar y matar a voluntad. Todos loshombres son corruptibles. La moralidad es unaconstrucción social impuesta desde fuera. Unhombre puede aparentar ser moral en públicopara mantener su reputación de integridad y hon-estidad, pero una vez que posee el poder de la in-visibilidad, el uso de dicho poder sería irresist-ible. (Algunos creen que esta moraleja fue la in-spiración para la trilogía de El señor de los anil-los de J. R. R. Tolkien, en la que un anillo quegarantiza la invisibilidad a quien lo lleva es tam-bién una fuente de mal).

La invisibilidad es asimismo un elemento habitu-al en la ciencia ficción. En la serie Flash Gordonde la década de 1950, Flash se hace invisible paraescapar al pelotón de fusilamiento de Ming el

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Despiadado. En las novelas y las películas deHarry Potter, Harry lleva un manto especial quele permite moverse por el colegio Hogwarts sinser detectado.

H.G. Wells dio forma concreta a esta mitologíacon su clásica novela El hombre invisible, en laque un estudiante de medicina descubre accident-almente el poder de la cuarta dimensión y se haceinvisible. Por desgracia, él utiliza este fantásticopoder para su beneficio privado, empieza unaoleada de crímenes menores, y al final mueretratando de huir desesperadamente de la policía.

Las ecuaciones de Maxwell y el secretode la luz

Solo con la obra del físico escocés James ClerkMaxwell, uno de los gigantes de la física delsiglo XIX, los físicos tuvieron una comprensiónfirme de las leyes de la óptica. Maxwell era, encierto sentido, lo contrario de Michael Faraday.Mientras que Faraday tenía un soberbio instintoexperimental pero ninguna educación formal,

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Maxwell, un contemporáneo de Faraday, era unmaestro de las matemáticas avanzadas. Destacócomo estudiante de física matemática en Cam-bridge, donde Isaac Newton había trabajado dossiglos antes.

Newton había inventado el cálculo infinitesimal,que se expresaba en el lenguaje de las «ecua-ciones diferenciales», que describen cómo los ob-jetos experimentan cambios infinitesimales en elespacio y el tiempo. El movimiento de las ondasoceánicas, los fluidos, los gases y las balas decañón podían expresarse en el lenguaje de lasecuaciones diferenciales. Maxwell tenía un objet-ivo claro: expresar los revolucionarios hallazgosde Faraday y sus campos de fuerza medianteecuaciones diferenciales precisas.

Maxwell partió del descubrimiento de Faraday deque los campos eléctricos podían convertirse encampos magnéticos, y viceversa. Asumió las rep-resentaciones de Faraday de los campos de fuerzay las reescribió en el lenguaje preciso de lasecuaciones diferenciales, lo que dio lugar a uno

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de los más importantes conjuntos de ecuacionesde la ciencia moderna. Constituyen un conjuntode ocho ecuaciones diferenciales de aspecto im-ponente. Cualquier físico e ingeniero del mundotiene que jurar sobre ellas cuando llega a dominarel electromagnetismo en la facultad.

A continuación, Maxwell se hizo la pregunta de-cisiva: si los campos magnéticos pueden conver-tirse en campos eléctricos y viceversa, ¿qué su-cede si se están convirtiendo continuamente unosen otros en una pauta inacabable? Maxwell en-contró que estos campos electromagnéticoscrearían una onda muy parecida a las olas en elmar. Calculó la velocidad de dichas ondas y, parasu asombro, ¡descubrió que era igual a la velocid-ad de la luz! En 1864, tras descubrir este hecho,escribió proféticamente: «Esta velocidad es tanpróxima a la de la luz que parece que tenemosuna buena razón para concluir que la propia luz...es una perturbación electromagnética».

Fue quizá uno de los mayores descubrimientos dela historia humana. El secreto de la luz se

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revelaba por fin. Evidentemente, Maxwell se diocuenta de que todas las cosas, el brillo del amane-cer, el resplandor de la puesta de Sol, los ex-traordinarios colores del arco iris y el firmamentoestrellado podían describirse mediante las ondasque garabateaba en una hoja de papel. Hoy enten-demos que todo el espectro electromagnético—desde el radar a la televisión, la luz infrarroja,la luz ultravioleta, los rayos X, las microondas ylos rayos gamma— no es otra cosa que ondas deMaxwell, que a su vez son vibraciones de loscampos de fuerza de Faraday.

Al comentar la importancia de las ecuaciones deMaxwell, Einstein escribió que son «las más pro-fundas y fructíferas que ha experimentado lafísica desde la época de Newton».

(Por desgracia, Maxwell, uno de los más grandesfísicos del siglo XIX, murió a la temprana edadde cuarenta y ocho años de un cáncer de es-tómago, probablemente la misma enfermedad dela que murió su madre a la misma edad. Si hubi-era vivido más tiempo, podría haber descubierto

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que sus ecuaciones permitían distorsiones delespacio-tiempo que llevarían directamente a lateoría de la relatividad de Einstein. Es extraordin-ario darse cuenta de que si Maxwell hubieravivido más tiempo, la relatividad podría habersedescubierto en la época de la guerra civilnorteamericana).

La teoría de la luz de Maxwell y la teoría atómicadan explicaciones sencillas de la óptica y la invis-ibilidad. En un sólido, los átomos están fuerte-mente concentrados, mientras que en un líquido oen un gas las moléculas están mucho más espa-ciadas. La mayoría de los sólidos son opacosporque los rayos de luz no pueden atravesar ladensa matriz de átomos en un sólido, que actúacomo un muro de ladrillo. Por el contrario,muchos líquidos y gases son transparentes porquela luz pasa con más facilidad entre los grandesespacios entre sus átomos, un espacio que esmayor que la longitud de onda de la luz visible.Por ejemplo, el agua, el alcohol, el amoniaco, laacetona, el agua oxigenada, la gasolina y

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similares son transparentes, como lo son gasestales como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno,el dióxido de carbono, el metano y otrossimilares.

Existen excepciones importantes a esta regla.Muchos cristales son, además de sólidos, trans-parentes. Pero los átomos de un cristal están dis-puestos en una estructura reticular precisa, orde-nados en filas regulares, con un espaciado regularentre ellos. Así, un haz luminoso puede seguirmuchas trayectorias a través de una red cristalina.Por consiguiente, aunque un cristal está tanfuertemente empaquetado como cualquier sólido,la luz puede abrirse camino a través del cristal.

Bajo ciertas condiciones, un objeto sólido puedehacerse transparente si los átomos se disponen alazar. Esto puede hacerse calentando ciertos ma-teriales a alta temperatura y enfriándolos rápida-mente. El vidrio, por ejemplo, es un sólido conmuchas propiedades de un líquido debido a ladisposición aleatoria de sus átomos. Algunos

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caramelos también pueden hacerse transparentescon este método.

Es evidente que la invisibilidad es una propiedadque surge en el nivel atómico, mediante las ecua-ciones de Maxwell, y por ello sería extraordinari-amente difícil, si no imposible, de reproducir util-izando métodos ordinarios. Para hacer invisible aHarry Potter habría que licuarlo, hervirlo paracrear vapor, cristalizarlo, calentarlo de nuevo yluego enfriarlo, todo lo cual sería muy difícil deconseguir incluso para un mago.

El ejército, incapaz de crear aviones invisibles,ha intentado hacer lo que más se les parece: creartecnología furtiva, que hace los aviones invisiblesal radar. La tecnología furtiva se basa en lasecuaciones de Maxwell para conseguir una seriede trucos. Un caza a reacción furtivo es perfecta-mente visible al ojo humano, pero su imagen enla pantalla de un radar enemigo solo tiene eltamaño que correspondería a un pájaro grande.(La tecnología furtiva es en realidad una mezclade trucos. Cambiando los materiales dentro del

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caza a reacción, reduciendo su contenido deacero y utilizando en su lugar plásticos y resinas,cambiando los ángulos de su fuselaje, reorde-nando sus toberas, y así sucesivamente, es pos-ible hacer que los haces del radar enemigo queinciden en el aparato se dispersen en todas direc-ciones, de modo que nunca vuelven a la pantalladel radar enemigo. Incluso con tecnología furtiva,un caza a reacción no es del todo invisible; lo quehace es desviar y dispersar tantas ondas de radarcomo es técnicamente posible).

Metamateriales e invisibilidad

Pero quizá el más prometedor entre los nuevosdesarrollos que implican invisibilidad es unnuevo material exótico llamado un«metamaterial», que tal vez un día haga los obje-tos verdaderamente invisibles. Resulta irónicoque la creación de metamateriales se consideraraen otro tiempo imposible porque violaban lasleyes de la óptica. Pero en 2006, investigadoresde la Universidad de Duke en Durham, Carolinadel Norte, y del Imperial College de Londres,

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desafiaron con éxito la sabiduría convencional yutilizaron metamateriales para hacer un objeto in-visible a la radiación de microondas. Aunque hayaún muchos obstáculos que superar, ahoratenemos por primera vez en la historia un diseñopara hacer invisibles objetos ordinarios. (LaAgencia de Investigación de Proyectos Avanza-dos de Defensa [DARPA] del Pentágono financióesta investigación).

Según Nathan Myhrvold, antiguo jefe de tecnolo-gía en Microsoft, el potencial revolucionario delos metamateriales «cambiará por completonuestro enfoque de la óptica y casi todos los as-pectos de la electrónica. [...] Algunos de estosmetamateriales pueden hacer realidad hazañasque habrían parecido milagrosas hace solo unasdécadas».[2]

¿Qué son estos metamateriales? Son sustanciasque tienen propiedades ópticas que no se encuen-tran en la naturaleza. Los metamateriales se creaninsertando en una sustancia minúsculos implantes

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que obligan a las ondas electromagnéticas acurvarse de formas heterodoxas. En la Universid-ad de Duke los científicos insertaron en bandasde cobre minúsculos circuitos eléctricos dispues-tos en círculos planos concéntricos (una formaque recuerda algo a las resistencias de un hornoeléctrico). El resultado fue una mezcla sofisticadade cerámica, teflón, compuestos de fibra y com-ponentes metálicos. Estos minúsculos implantesen el cobre hacen posible curvar y canalizar deuna forma específica la trayectoria de la ra-diación de microondas. Pensemos en cómo fluyeun río alrededor de una roca. Puesto que el aguarodea fácilmente la roca, la presencia de la rocano se deja sentir aguas abajo. Del mismo modo,los metamateriales pueden alterar y curvar con-tinuamente la trayectoria de las microondas demanera que estas fluyan alrededor de un cilindro,por ejemplo, lo que haría esencialmente invisiblea las microondas todo lo que hay dentro del cilin-dro. Si el material puede eliminar toda la reflex-ión y todas las sombras, entonces puede hacer un

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objeto totalmente invisible para dicha forma deradiación.

Los científicos demostraron satisfactoriamenteeste principio con un aparato hecho de diez anil-los de fibra óptica cubiertos con elementos decobre. Un anillo de cobre en el interior del apar-ato se hacía casi invisible a la radiación de mi-croondas, pues solo arrojaba una sombraminúscula.

En el corazón de los metamateriales está su capa-cidad para manipular algo llamado «índice de re-fracción». La refracción es la curvatura que ex-perimenta la trayectoria de la luz cuando at-raviesa un medio transparente. Si usted mete lamano en el agua, o mira a través de los cristalesde sus gafas, advertirá que el agua y el cristal dis-torsionan y curvan la trayectoria de la luzordinaria.

La razón de que la luz se curve en el cristal o enel agua es que la luz se frena cuando entra en unmedio transparente denso. La velocidad de la luz

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en el vacío es siempre la misma, pero la luz queviaja a través del agua o del cristal debe atravesarbillones de átomos y con ello se frena. (El co-ciente entre la velocidad de la luz en el vacío y lavelocidad más lenta de la luz dentro de un medioes lo que se llama índice de refracción. Puestoque la luz se frena en el vidrio, el índice de re-fracción de este es siempre mayor que 1,0). Porejemplo, el índice de refracción es 1,0 para elvacío, 1,0003 para el aire, 1,5 para el vidrio y 2,4para el diamante. Normalmente, cuanto másdenso es el medio, mayor es el grado decurvatura, y mayor el índice de refracción.

Un efecto familiar del índice de refracción es unespejismo. Si usted viaja en coche un día tórridoy mira hacia delante al horizonte, verá cómo lacarretera parece brillar y crea la ilusión de unlago donde se refleja la luz. En el desierto puedenverse a veces las siluetas de ciudades y montañasdistantes en el horizonte. Esto se debe a que elaire caliente que sube del asfalto o del suelo deldesierto tiene una densidad menor que el aire

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normal, y por lo tanto un índice de refracciónmenor que el del aire más frío que le rodea; porello, la luz procedente de objetos distantes puederefractarse en el asfalto hacia sus ojos y produ-cirle la ilusión de que está viendo objetosdistantes.

Normalmente, el índice de refracción es con-stante. Un fino haz de luz se curva cuando entraen el vidrio y luego sigue una línea recta. Perosupongamos por un momento que pudiéramoscontrolar el índice de refracción a voluntad, demodo que pudiera cambiar de forma continua encada punto del vidrio. A medida que la luz semoviera en este nuevo material, se iría curvandoy alabeando en nuevas direcciones, en unatrayectoria que serpentearía a través de lasustancia.

Si pudiéramos controlar el índice de refraccióndentro de un metamaterial de modo que la luzrodeara a un objeto, entonces el objeto se haríainvisible. Para ello, este metamaterial deberíatener un índice de refracción negativo, lo que

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cualquier libro de texto de óptica dice que es im-posible. (Los metamateriales fueron teorizadospor primera vez en un artículo del físico soviéticoVíctor Veselago en 1967, y se demostró quetenían propiedades ópticas extrañas, tales comoun índice de refracción negativo y efecto Dopplerinverso. Los metamateriales son tan extraños yaparentemente absurdos que en otro tiempo sepensó que eran imposibles de construir. Pero enlos últimos años se han construido metamater-iales en el laboratorio, lo que ha obligado a losfísicos reacios a reescribir los libros de texto deóptica).

Los investigadores en metamateriales sufren elacoso continuo de periodistas que quieren sabercuándo habrá mantos de invisibilidad en el mer-cado. La respuesta es: no en un futuro cercano.

Según David Smith, de la Universidad de Duke:«Los periodistas llaman y solo quieren que les di-gas un número. Un número de meses, un númerode años. Presionan y presionan y presionan, hastaque al final les dices, bien, quizá quince años. Ya

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tiene usted su titular, ¿verdad? Quince años parael manto de Harry Potter». Por eso ahora se niegaa dar ningún calendario concreto.[3] Los fans deHarry Potter y de Star Trek quizá tengan que es-perar. Aunque un verdadero manto de invisibilid-ad es posible dentro de las leyes de la física,como reconocerán la mayoría de los físicos, aúnquedan formidables obstáculos técnicos antes deque esta tecnología pueda extenderse para traba-jar con luz visible y no solo radiación demicroondas.

En general, las estructuras internas implantadasdentro del metamaterial deben ser más pequeñasque la longitud de onda de la radiación. Por ejem-plo, las microondas pueden tener una longitud deonda de unos 3 centímetros, de modo que paraque un metamaterial curve la trayectoria de lasmicroondas debe tener insertados en su interiorimplantes minúsculos menores que 3 centímetros.Pero para hacer un objeto invisible a la luz verde,con una longitud de onda de 500 nanómetros(nm), el metamaterial debe tener insertadas

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estructuras que sean solo de unos 50 nanómetrosde longitud, y estas son escalas de longitud atóm-ica que requieren nanotecnología. (Un nanómetroes una milmillonésima de metro. Aproximada-mente cinco átomos pueden caber en un nanó-metro). Este es quizá el problema clave al que seenfrentan nuestros intentos de crear un verdaderomanto de invisibilidad. Los átomos individualesdentro de un metamaterial tendrían que ser modi-ficados para curvar un rayo de luz como unaserpiente.

Metamateriales para luz visible

La carrera ha empezado.

Desde que se anunció que se han fabricado ma-teriales en el laboratorio se ha producido una es-tampida de actividad en esta área, con nuevasideas y sorprendentes avances cada pocos meses.El objetivo es claro: utilizar nanotecnología paracrear metamateriales que puedan curvar la luzvisible, no solo las microondas. Se han propuestovarios enfoques, todos ellos muy prometedores.

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Uno de ellos es utilizar la tecnología ya dispon-ible, es decir, tomar prestadas técnicas ya conoci-das de la industria de semiconductores para crearnuevos metamateriales. Una técnica llamada «fo-tolitografía» está en el corazón de la miniaturiza-ción informática, y con ello impulsa la revoluciónde los ordenadores. Esta tecnología permite a losingenieros colocar cientos de millones de minús-culos transistores en una pastilla de silicio nomayor que un pulgar.

La razón de que la potencia de los ordenadores seduplique cada dieciocho meses (lo que se conocecomo ley de Moore) es que los científicos utiliz-an luz ultravioleta para «grabar» componentescada vez más pequeños en un chip de silicio. Estatécnica es muy similar al modo en que se utilizanlas plantillas para crear vistosas camisetas. (Losingenieros de ordenadores empiezan con una del-gada tableta de silicio y aplican sobre ella capasextraordinariamente delgadas de materiales di-versos. Luego se coloca sobre la tableta una más-cara plástica que actúa como una plantilla. Esta

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contiene los complejos perfiles de los cables,transistores y componentes de ordenador queconstituyen el esqueleto básico del circuito. Latableta se baña entonces en radiación ultravioleta,que tiene una longitud de onda muy corta, y di-cha radiación imprime la estructura en la tabletafotosensible. Tratando la tableta con gases yácidos especiales, la circuitería completa de lamáscara queda grabada en las zonas de la tabletaque estuvieron expuestas a la luz ultravioleta.Este proceso crea una tableta que contiene cen-tenares de millones de surcos minúsculos, queforman los perfiles de los transistores). Actual-mente, los componentes más pequeños que sepueden crear con este proceso de grabado son deunos 53 nm (o unos 150 átomos de largo).

Un hito en la búsqueda de la invisibilidad se al-canzó cuando esta técnica de grabado de tabletasfue utilizada por un grupo de científicos paracrear el primer metamaterial que opera en elrango de la luz visible. Científicos en Alemania yen el Departamento de Energía de Estados

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Unidos anunciaron a principios de 2007 que, porprimera vez en la historia, habían fabricado unmetamaterial que funcionaba para luz roja. Lo«imposible» se había conseguido en un tiemponotablemente corto.

El físico Costas Soukoulis del Laboratorio Amesen Iowa, junto con Stefan Linden, Martin We-gener y Gunnar Dolling de la Universidad deKarlsruhe, en Alemania, fueron capaces de crearun metamaterial que tenía un índice de —0,6para la luz roja, con una longitud de onda de 780nm. (Previamente, el récord mundial para ra-diación curvada por un metamaterial era 1.400nm, que lo sitúa en el rango del infrarrojo, fueradel rango de la luz visible).

Los científicos empezaron con una lámina devidrio, y luego depositaron una delgada capa deplata, otra de fluoruro de magnesio, y despuésotra capa de plata, para hacer un «sandwich» defluoruro de solo 100 nm de espesor. Luego, util-izando técnicas de grabado estándar, crearon ungran conjunto de microscópicos agujeros

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cuadrados en el sandwich, que formaban unarejilla parecida a una red de pesca. (Los agujerosson de solo 100 nm de lado, mucho menos que lalongitud de onda de la luz roja). A continuaciónhicieron pasar un haz de luz roja a través del ma-terial y midieron su índice, que era -0,6.

Esos físicos prevén muchas aplicaciones de estatecnología. Los metamateriales «pueden llevar undía al desarrollo de un tipo de superlente planaque opere en el espectro visible —dice el doctorSoukoulis—. Una lente semejante ofrecería unaresolución superior a la tecnología convencional,captando detalles mucho más pequeños que unalongitud de onda de luz».[4] La aplicación inme-diata de tal «superlente» sería fotografiar objetosmicroscópicos, tales como el interior de unacélula humana viva, con una claridad sinparalelo, o diagnosticar enfermedades de un bebédentro del vientre de su madre. Idealmente, sepodrían obtener fotografías de los componentesde una molécula de ADN sin tener que utilizar lamás tosca cristalografía de rayos X.

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Hasta ahora esos científicos han conseguido uníndice de refracción negativo solo para luz roja.Su próximo paso sería utilizar esta tecnologíapara crear un metamaterial que curvara la luz rojaenteramente alrededor de un objeto, haciéndoloinvisible a dicha luz.

Estas líneas de investigación pueden tener desar-rollos futuros en el área de los «cristales fotóni-cos». El objetivo de la tecnología de cristalesfotónicos es crear un chip que utilice luz, en lugarde electricidad, para procesar información. Estosupone utilizar nanotecnología para grabarminúsculos componentes en una tableta, de modoque el índice de refracción cambie con cada com-ponente. Los transistores que utilizan luz tienenvarias ventajas sobre los que utilizan electricidad.Por ejemplo, las pérdidas de calor son muchomenores en los cristales fotónicos. (En los chipsde silicio avanzados, el calor generado es sufi-ciente para freír un huevo. Por ello deben ser en-friados continuamente o de lo contrario fallarán,pero mantenerlos fríos es muy costoso). No es

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sorprendente que la ciencia de los cristalesfotónicos sea ideal para los metamateriales,puesto que ambas tecnologías implican la ma-nipulación del índice de refracción de la luz en lananoescala.

Invisibilidad vía plasmónica

Para no quedarse atrás, otro grupo anunció a me-diados de 2007 que había creado un metamaterialque curva luz visible utilizando una tecnologíacompletamente diferente, llamada «plasmónica».Los físicos Henri Lezec, Jennifer Dionne y HarryAtwater del Instituto de Tecnología de California(Caltech) anunciaron que habían creado unmetamaterial que tenía un índice negativo para lamás difícil región azul-verde del espectro visiblede la luz.

El objetivo de la plasmónica es «estrujar» la luzde modo que se puedan manipular objetos en lananoescala, especialmente en la superficie demetales. La razón de que los metales conduzcanla electricidad es que los electrones están

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débilmente ligados a los átomos del metal, demodo que pueden moverse con libertad a lo largode la superficie de la red metálica. La electricidadque fluye por los cables de su casa representa elflujo uniforme de estos electrones débilmente lig-ados en la superficie metálica. Pero en ciertascondiciones, cuando un haz luminoso incide en lasuperficie metálica, los electrones pueden vibraral unísono con el haz luminoso original, lo que dalugar a movimientos ondulatorios de los elec-trones en la superficie metálica (llamados plas-mones), y estos movimientos ondulatorios latenal unísono con el haz luminoso original. Y lo quees más importante, estos plasmones se pueden«estrujar» de modo que tengan la misma frecuen-cia que el haz original (y con ello lleven la mismainformación) pero tengan una longitud de ondamucho más pequeña. En principio se podrían in-troducir estas ondas estrujadas en nanocables.Como sucede con los cristales fotónicos, el objet-ivo último de la plasmónica es crear chips de

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ordenador que computen utilizando luz en lugarde electricidad.

El grupo del Caltech construyó su metamaterial apartir de dos capas de plata, con un aislante desilicio-nitrógeno en medio (de un espesor de solo50 nm), que actuaba como una «guía de onda»que podía guiar la dirección de las ondas plas-mónicas. Luz láser entra y sale del aparato através de dos rendijas horadadas en el metamater-ial. Analizando los ángulos a los que se curva laluz láser cuando atraviesa el metamaterial, sepuede verificar que la luz está siendo curvadamediante un índice negativo.

El futuro de los metamateriales

Los avances en metamateriales se acelerarán enel futuro por la sencilla razón de que ya hay ungran interés en crear transistores que utilicenhaces luminosos en lugar de electricidad. Porconsiguiente, la investigación en invisibilidadpuede «subirse al carro» de la investigación encurso en cristales fotónicos y plasmónica para

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crear sustitutos para el chip de silicio. Ya se estáninvirtiendo centenares de millones de dólares afin de crear sustitutos para la tecnología del sili-cio, y la investigación en metamateriales se bene-ficiará de estos esfuerzos de investigación.

Debido a los grandes avances que se dan en estecampo cada pocos meses, no es sorprendente quealgunos físicos piensen que algún tipo de escudode invisibilidad puede salir de los laboratorios enunas pocas décadas. Por ejemplo, los científicosconfían en que en los próximos años serán ca-paces de crear metamateriales que puedan hacer aun objeto totalmente invisible para una frecuen-cia de luz visible, al menos en dos dimensiones.Hacer esto requerirá insertar minúsculos nanoim-plantes ya no en una formación regular, sino enpautas sofisticadas, de modo que la luz se curvesuavemente alrededor de un objeto.

A continuación, los científicos tendrán que crearmetamateriales que puedan curvar la luz en tresdimensiones, no solo en las superficies bidimen-sionales planas. La fotolitografía ha sido

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perfeccionada para hacer tabletas de silicioplanas, pero crear metamateriales tridimen-sionales requerirá apilar tabletas de una formacomplicada.

Después de eso, los científicos tendrán que re-solver el problema de crear metamateriales quepuedan curvar no solo una frecuencia, sinomuchas. Esta será quizá la tarea más difícil,puesto que los minúsculos implantes que se hanideado hasta ahora solo curvan luz de una fre-cuencia precisa. Los científicos tal vez tendránque crear metamateriales basados en capas, ycada capa curvará una frecuencia específica. Lasolución a este problema no está clara.

En cualquier caso, una vez que se obtenga final-mente un escudo de invisibilidad, será probable-mente un aparato complicado. El manto de HarryPotter estaba hecho de tela delgada y flexible, yvolvía invisible a cualquiera que se metiese den-tro. Pero para que esto sea posible, el índice derefracción dentro de la tela tendría que estar cam-biando constantemente de forma complicada

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mientras la tela se agitara, lo que no resultapráctico. Lo más probable es que un verdadero«manto» de invisibilidad tenga que estar hechode un cilindro sólido de metamateriales, al menosinicialmente. De esa manera, el índice de refrac-ción podría fijarse dentro del cilindro. (Versionesmás avanzadas podrían incorporar con el tiempometamateriales que sean flexibles y puedan retor-cerse, y aun así hacer que la luz fluya en latrayectoria correcta dentro de los metamateriales.De esta manera, cualquiera que estuviera en el in-terior del manto tendría cierta flexibilidad demovimientos).

Algunos han señalado un defecto en el escudo deinvisibilidad: cualquiera que estuviese dentro nosería capaz de mirar hacia fuera sin hacerse vis-ible. Imaginemos a un Harry Potter totalmente in-visible excepto por sus ojos, que parecerían estarflotando en el aire. Cualquier agujero para losojos en el manto de invisibilidad sería claramentevisible desde el exterior. Si Harry Potter fuera in-visible se encontraría ciego bajo su manto de

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invisibilidad. (Una posible solución a este prob-lema sería insertar dos minúsculas placas de vid-rio cerca de la posición de los agujeros para losojos. Estas placas de vidrio actuarían como «di-visores de haz», que dividen una minúscula por-ción de la luz que incide en las placas y luego en-vía la luz a los ojos. De este modo, la mayorparte de la luz que incidiera en el manto fluiría asu alrededor, haciendo a la persona invisible,pero una minúscula cantidad de luz sería desvi-ada hacia los ojos).

Por terribles que sean estas dificultadas, científi-cos e ingenieros son optimistas en que algún tipode manto de invisibilidad pueda construirse enlas próximas décadas.

Invisibilidad y nanotecnología

Como he mencionado antes, la clave para la in-visibilidad puede estar en la nanotecnología, esdecir, la capacidad de manipular estructuras detamaño atómico de una milmillonésima de metro.

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El nacimiento de la nanotecnología data de unafamosa conferencia de 1959 impartida por el pre-mio Nobel Richard Feynman ante la SociedadAmericana de Física, con el irónico título «Haymucho sitio al fondo». En dicha conferencia es-peculaba sobre lo que podrían parecer las máqui-nas más pequeñas compatibles con las leyes de lafísica conocidas. Feynman era consciente de quepodían construirse máquinas cada vez máspequeñas hasta llegar a distancias atómicas, yentonces podrían utilizarse los átomos para crearotras máquinas. Máquinas atómicas, tales comopoleas, palancas y ruedas, estaban dentro de lasleyes de la física, concluía él, aunque serían ex-traordinariamente difíciles de hacer.

La nanotecnología languideció durante añosporque manipular átomos individuales estabamás allá de la tecnología de la época. Pero en1981 los físicos hicieron un gran avance con lainvención del microscopio de efecto túnel, queles valió el premio Nobel de Física a los

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científicos Gerd Binning y Heinrich Rohrer quetrabajaban en el Laboratorio IBM en Zurich.

De repente, los físicos podían obtener sorpren-dentes «imágenes» de átomos individuales dis-puestos como se presentan en los libros de quím-ica, algo que los críticos de la teoría atómica con-sideraban imposible en otro tiempo. Ahora eraposible obtener magníficas fotografías de átomosalineados en un cristal o un metal. Las fórmulasquímicas utilizadas por los científicos, con unaserie compleja de átomos empaquetados en unamolécula, podían verse a simple vista. Además,el microscopio de efecto túnel hizo posible la ma-nipulación de átomos individuales. De hecho, seescribieron las letras «IBM» tomando átomos deuno en uno, lo que causó sensación en el mundocientífico. Los científicos ya no iban a ciegascuando manipulaban átomos individuales, sinoque realmente podían verlos y jugar con ellos.

El microscopio de efecto túnel es engañosamentesimple. Como una aguja de fonógrafo que ex-plora un disco, una sonda aguda pasa lentamente

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sobre el material a analizar. (La punta es tanaguda que consiste en un solo átomo). Unapequeña carga eléctrica se coloca en la sonda, yuna corriente fluye desde la sonda, a través delmaterial, hasta la superficie que hay debajo.Cuando la sonda pasa sobre un átomo individual,la cantidad de corriente que fluye a través de lasonda varía, y las variaciones son registradas. Lacorriente aumenta y disminuye a medida que laaguja pasa por encima de los átomos, trazandoasí su perfil con notable detalle. Después demuchos pasos, representando las fluctuaciones enlos flujos de corriente se pueden obtener bellasimágenes de los átomos individuales que formanuna red.

(El microscopio de efecto túnel es posible graciasa una extraña ley de la física cuántica. Normal-mente los electrones no tienen energía suficientepara pasar de la sonda, a través de la sustancia, ala superficie subyacente; pero debido al principiode incertidumbre, hay una pequeña probabilidadde que los electrones en la corriente «tuneleen» o

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penetren en la barrera, incluso si esto está prohi-bido por la teoría newtoniana. Así, la corrienteque fluye a través de la sonda es sensible aminúsculos efectos cuánticos en el material. Másadelante discutiré con detalle los efectos de lateoría cuántica).

La sonda es también suficientemente sensiblepara mover átomos individuales y crear «máqui-nas» sencillas a partir de átomos individuales. Latecnología está ahora tan avanzada que puedemostrarse un racimo de átomos en una pantallade ordenador, y entonces, moviendo simplementeel cursor del ordenador, los átomos pueden mo-verse en la dirección que uno quiera. Se puedenmanipular montones de átomos a voluntad, comosi se estuviera jugando con bloques Lego.Además de formar las letras del alfabeto utiliz-ando átomos individuales, se pueden crear asim-ismo juguetes atómicos, tales como un ábacohecho de átomos individuales. Los átomos estándispuestos en una superficie con ranuras ver-ticales. Dentro de estas ranuras verticales se

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pueden insertar buckybolas de carbono (que tien-en la forma de un balón de fútbol, pero estánhechas de átomos de carbono individuales). Estasbolas de carbono pueden moverse entonces arribay abajo en cada ranura, con lo que se tiene unábaco atómico.

También es posible grabar dispositivos atómicosutilizando haces de electrones. Por ejemplo,científicos de la Universidad de Cornell hanhecho la guitarra más pequeña del mundo, veinteveces más pequeña que un cabello humano, gra-bada en silicio cristalino. Tiene seis cuerdas, cadauna de 100 átomos de grosor, y las cuerdaspueden ser pulsadas utilizando un microscopio defuerzas atómicas. (Esta guitarra producirá músicarealmente, pero las frecuencias que produce estánmuy por encima del rango de audición humana).

De momento, la mayoría de estas «máquinas» na-notech son meros juguetes. Aún están por crearmáquinas más complicadas con engranajes ycojinetes. Pero muchos ingenieros confían en queno está lejos el tiempo en que seremos capaces de

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producir verdaderas máquinas atómicas. (Las má-quinas atómicas se encuentran realmente en lanaturaleza. Las células pueden nadar librementeen el agua porque pueden agitar pelos minúscu-los. Pero cuando se analiza la juntura entre elpelo y la célula se ve que es realmente una má-quina atómica que permite que el pelo se muevaen todas direcciones. Así, una clave para desar-rollar la nanotecnología es copiar a la naturaleza,que dominó el arte de las máquinas atómicashace miles de millones de años).

HOLOGRAMAS E INVISIBILIDAD

Otra manera de hacer a una persona parcialmenteinvisible es fotografiar el escenario que hay de-trás de ella y luego proyectar directamente esaimagen de fondo en la ropa de la persona o enuna pantalla que lleve delante. Vista de frenteparece que la persona se haya hecho transparente,que la luz haya atravesado de alguna manera sucuerpo.

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Naoki Kawakami, del Laboratorio Tachi en laUniversidad de Tokio, ha trabajado arduamenteen este proceso, que se denomina «camuflajeóptico». Kawakami dice: «Se utilizaría para ay-udar a los pilotos a ver a través del suelo de la ca-bina en una pista de aterrizaje, o a los con-ductores que tratan de ver a través de una vallapara aparcar un automóvil». El «manto» deKawakami está cubierto con minúsculas cuentasreflectantes que actúan como una pantalla decine. Una videocámara fotografía lo que hay de-trás del manto. Luego esta imagen se introduceen un proyector de vídeo que ilumina la partefrontal del manto, de modo que parece que la luzha pasado a través de la persona.

Prototipos del manto de camuflaje óptico existenrealmente en el laboratorio. Si miramos directa-mente a una persona que lleve este manto tipopantalla, parece que haya desaparecido, porquetodo lo que vemos es una imagen de lo que haytras la persona. Pero si movemos un poco losojos, la imagen en el manto no cambia, lo que

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nos dice que es un fraude. Un camuflaje ópticomás realista necesitaría crear la ilusión de unaimagen 3D. Para ello se necesitarían hologramas.

Un holograma es una imagen 3D creada medi-ante láseres (como la imagen 3D de la princesaLeia en La guerra de las galaxias). Una personapodría hacerse invisible si el escenario de fondofuera fotografiado con una cámara holográficaespecial y la imagen holográfica fuera luegoproyectada a través de una pantalla holográficaespecial colocada delante de la persona. Alguienque estuviera enfrente de la persona vería la pan-talla holográfica, que contiene la imagen 3D delescenario de fondo, menos la persona. Pareceríaque la persona había desaparecido. En lugar dedicha persona habría una imagen 3D precisa delescenario de fondo. Incluso si se movieran losojos no se podría decir que lo que se estabaviendo era un fraude.

Estas imágenes 3D son posibles porque la luzláser es «coherente», es decir, todas las ondas es-tán vibrando perfectamente al unísono. Los

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hologramas se generan haciendo que un haz lásercoherente se divida en dos partes. La mitad delhaz incide en una película fotográfica. La otramitad ilumina un objeto, rebota en este y luegoincide en la misma película fotográfica. Cuandoestos dos haces interfieren en la película se creauna figura de interferencia que codifica toda lainformación que hay en la onda 3D original.Cuando se revela la película, no dice mucho; esalgo parecido a una intrincada figura de tela dearaña con remolinos y líneas. Pero cuando sepermite que un haz láser incida en esta película,súbitamente aparece como por arte de magia unaréplica 3D exacta del objeto original.

No obstante, los problemas técnicos que planteala invisibilidad holográfica son formidables. Unreto es crear una cámara holográfica que seacapaz de tomar al menos 50 fotogramas por se-gundo. Otro problema es almacenar y procesartoda la información. Finalmente, habría queproyectar esta imagen en una pantalla de modoque la imagen pareciera realista.

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Invisibilidad vía la cuarta dimensión

Deberíamos mencionar también que una maneraaún más sofisticada de hacerse invisible era men-cionada por H. G. Wells en El hombre invisible,e implicaba utilizar el poder de la cuarta di-mensión. (Más adelante expondré con más de-talle la posible existencia de dimensiones másaltas). ¿Sería posible salir de nuestro universo tri-dimensional y cernirnos sobre él, desde el puntode vista de una cuarta dimensión? Como unamariposa tridimensional que se cierne sobre unahoja de papel bidimensional, seríamos invisiblesa cualquiera que viviera en el universo por debajode nosotros. Un problema con esta idea es que to-davía no se ha demostrado que existan dimen-siones más altas. Además, un viaje hipotético auna dimensión más alta requeriría energíasmucho más allá de cualquiera alcanzable connuestra tecnología actual. Como forma viable decrear invisibilidad, este método está claramentemás allá de nuestro conocimiento y nuestra capa-cidad actuales.

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Vistos los enormes pasos dados hasta ahora paraconseguir invisibilidad, esta se clasifica clara-mente como imposibilidad de clase I. En laspróximas décadas, o al menos dentro de estesiglo, una forma de invisibilidad puede llegar aser un lugar común.

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3Fáseres y estrellas de la muerte

La radio no tiene futuro. Las máquinas voladorasmás pesadas que el aire son imposibles. Los ray-

os Xresultarán ser un fraude.

Lord Kelvin, físico, 1899

La bomba (atómica) nunca funcionará.Hablo como experto en explosivos.

Almirante William Leahy

4, 3, 2,1, ¡fuego!

La Estrella de la Muerte es un arma colosal, deltamaño de una luna entera. Con un disparo a que-marropa contra el indefenso planeta Alderaan,patria de la princesa Leia, la Estrella de la Muertelo incinera y provoca una titánica explosión quelanza restos planetarios a través del sistema solar.El gemido angustioso de mil millones de almas

crea una perturbación en la Fuerza que se sienteen toda la galaxia.

Pero ¿es realmente posible el arma Estrella de laMuerte de la saga La guerra de las galaxias?¿Podría un arma semejante concentrar una bateríade cañones láser para vaporizar un planeta en-tero? ¿Qué pasa con los famosos sables de luzque llevan Luke Skywalker y Darth Vader, quepueden cortar acero reforzado pese a que estánhechos de haces luminosos? ¿Son las pistolas derayos, como los fáseres en Star Trek, armas vi-ables para futuras generaciones de soldados y ofi-ciales de la ley?

Millones de espectadores que vieron La guerrade las galaxias quedaron estupefactos ante estosasombrosos y originales efectos especiales. Al-gunos críticos, no obstante, los despreciaron;dijeron que todo eso era pura diversión pero evid-entemente imposible. Las pistolas de rayos quedestruyen planetas del tamaño de la Luna son im-posibles, como lo son las espadas hechas de

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haces luminosos solidificados. Esta vez, GeorgeLucas, el maestro de los efectos especiales, habíaido demasiado lejos.

Aunque quizá sea difícil de creer, el hecho es queno hay ningún límite físico a la cantidad de ener-gía bruta que puede acumularse en un haz de luz.No hay ninguna ley de la física que impida lacreación de una Estrella de la Muerte o de sablesluminosos. De hecho, haces de radiación gammaque destruyen planetas existen en la naturaleza.La titánica ráfaga de radiación procedente de unlejano estallido de rayos gamma en el espacioprofundo crea una explosión solo superada por elpropio big bang. Cualquier planeta que desafortu-nadamente esté dentro de la diana de un estallidode rayos gamma será incinerado o reducido apedazos.

LAS ARMAS DE RAYOS A TRAVÉSDE LA HISTORIA

El sueño de dominar haces de energía no es real-mente nuevo, sino que está enraizado en la

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mitología y el folclore antiguos. El dios griegoZeus era famoso por arrojar rayos sobre los mor-tales. El dios nórdico Thor tenía un martillo má-gico, Mjolnir, que podía desprender rayos, mien-tras que el dios hindú Indra era conocido por dis-parar haces de energía desde una lanza mágica.

La idea de utilizar rayos como un arma prácticaempezó probablemente con la obra del granmatemático griego Arquímedes, quizá elcientífico más importante de la Antigüedad, quedescubrió una cruda versión del cálculo infinites-imal hace dos mil años, antes de Newton y Leib-niz. Arquímedes sirvió en la defensa del reino deSiracusa en una batalla legendaria contra lasfuerzas del general romano Marcelo durante lasegunda guerra púnica, en el 214 a.C. Se dice quecreó grandes baterías de reflectores solares queconcentraban los rayos del Sol en las velas de lasnaves enemigas y las incendiaba. (Todavía hoylos científicos discuten sobre si esto era un armade rayos practicable; varios equipos de científicos

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han tratado de repetir esta hazaña con diferentesresultados).

Las pistolas de rayos irrumpen en el escenario dela ciencia ficción en 1889 con el clásico de H. G.Wells La guerra de los mundos, en el que aliení-genas procedentes de Marte devastan ciudadesenteras disparando haces de energía térmicadesde armas montadas en trípodes. Durante la Se-gunda Guerra Mundial, los nazis, siempre dis-puestos a explotar los últimos avances en tecno-logía para conquistar el mundo, experimentaroncon varias formas de pistolas de rayos, incluidoun aparato sónico, basado en espejos parabólicos,que podía concentrar intensos haces de sonido.[1]

Las armas creadas a partir de haces luminososconcentrados pasaron a formar parte del imagin-ario colectivo con la película de James BondGoldfinger, el primer film de Hollywood en elque aparecía un láser.[2] (El legendario espíabritánico estaba tendido y sujeto con correas enuna mesa metálica mientras un potente haz láser

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que avanzaba lentamente entre sus piernas ibafundiendo la mesa y amenazaba con cortarle porla mitad).

Al principio, los físicos se mofaron de la idea delas pistolas de rayos que aparecían en la novelade Wells porque violaban las leyes de la óptica.De acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, laluz que vemos a nuestro alrededor se dispersarápidamente y es incoherente (es decir, es unamezcla de ondas de diferentes frecuencias yfases). En otro tiempo se pensaba que haces deluz uniformes, coherentes y concentrados, comolos que encontramos en los haces láser, eranimposibles.

LA REVOLUCIÓN CUÁNTICA

Todo esto cambió con la llegada de la teoríacuántica. A comienzos del siglo XX estaba claroque aunque las leyes de Newton y las ecuacionesde Maxwell eran espectacularmente acertadaspara explicar el movimiento de los planetas y elcomportamiento de la luz, no podían explicar

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toda una clase de fenómenos. Fallaban estrep-itosamente para explicar por qué los materialesconducen la electricidad, por qué los metales sefunden a ciertas temperaturas, por qué los gasesemiten luz cuando son calentados, por qué ciertassustancias se hacen superconductoras a bajastemperaturas —todo lo cual requiere una com-prensión de la dinámica interna de los átomos—.Había llegado el tiempo para una revolución.Doscientos cincuenta años de física newtonianaestaban a punto de ser superados, lo que anun-ciaba el nacimiento de una nueva física.

En 1900 Max Planck, en Alemania, propuso quela energía no era continua, como pensaba New-ton, sino que se daba en pequeños paquetes dis-cretos llamados «quanta». Tiempo después, en1905, Einstein postuló que la luz consistía en es-tos minúsculos paquetes discretos (o quanta),más tarde bautizados como «fotones». Con estaidea poderosa pero simple, Einstein fue capaz deexplicar el efecto fotoeléctrico, por qué losmetales que reciben luz emiten electrones. Hoy,

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el efecto fotoeléctrico y el fotón forman la basede la televisión, los láseres, las células solares ybuena parte de la electrónica moderna. (La teoríade Einstein del fotón era tan revolucionaria queincluso Max Planck, normalmente un gran de-fensor de Einstein, no podía creerla al principio.Al escribir sobre Einstein, Planck dijo «que aveces pueda haber errado el blanco [...] como porejemplo, en su hipótesis de los quanta de luz, nopuede realmente alegarse en su contra»).[3]

En 1913 el físico danés Niels Bohr nos dio unaimagen del átomo completamente nueva, una im-agen que se parecía a un sistema solar en mini-atura. Pero a diferencia de lo que ocurre en unsistema solar en el espacio exterior, los electronessolo pueden moverse en órbitas o capas discretasalrededor del núcleo. Cuando los electrones«saltaban» de una capa a otra capa más internacon menor energía, emitían un fotón de energía.Cuando un electrón absorbía un fotón de energíadiscreta, «saltaba» a una capa más grande conmás energía. Una teoría del átomo casi completa

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surgió en 1925 con la llegada de la mecánicacuántica y la obra revolucionaria de ErwinSchródinger, Werner Heisenberg y muchos otros.Según la teoría cuántica, el electrón era unapartícula, pero tenía una onda asociada con ella,lo que le daba propiedades de partícula y de ondaa la vez. La onda obedecía a una ecuación, lla-mada ecuación de onda de Schródinger, que per-mitía calcular las propiedades de los átomos, in-cluidos todos los «saltos» postulados por Bohr.

Antes de 1925 los átomos todavía eran consid-erados objetos misteriosos que muchos, como elfilósofo Ernst Mach, creían que no podían existir.Después de 1925 se podía observar realmente ladinámica del átomo y predecir realmente suspropiedades. Esto significaba que si tuviéramosun ordenador suficientemente grande, podríamosderivar las propiedades de los elementos quími-cos a partir de las leyes de la teoría cuántica. Dela misma forma que los físicos newtonianospodrían calcular los movimientos de todos loscuerpos celestes en el universo si tuvieran una

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máquina de calcular suficientemente grande, losfísicos cuánticos afirmaban que en teoría sepodrían calcular todas las propiedades de los ele-mentos químicos del universo. Si tuviéramos unordenador suficientemente grande, tambiénpodríamos escribir la función de onda de un serhumano entero.

MÁSERES Y LÁSERES

En 1953 el profesor Charles Townes de laUniversidad de California en Berkeley y suscolegas produjeron la primera fuente de radiacióncoherente en forma de microondas. Fue bautizadacomo «máser» (las siglas de amplificación de mi-croondas mediante emisión estimulada de ra-diación). El y los físicos rusos Nikolái Basov yAlexander Projorov ganarían el premio Nobel en1964. Sus resultados fueron extendidos pronto ala luz visible, lo que dio nacimiento al láser. (Unfáser, sin embargo, es un aparato de ficción pop-ularizado en Star Trek).

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En un láser se empieza con un medio especialque transmitirá el haz láser, tal como un gas, uncristal o un diodo especial. Luego se bombea en-ergía en este medio desde el exterior, en forma deelectricidad, radio, luz o una reacción química.Este repentino flujo de energía se transmite a losátomos del medio, de modo que los electronesabsorben la energía y saltan a las capas electrón-icas más externas.

En este estado excitado el medio es inestable. Sise envía entonces un haz de luz a través del me-dio, los fotones incidirán en cada átomo y haránque se desexciten repentinamente, caigan a unnivel inferior y liberen más fotones en el proceso.Esto produce a su vez aún más electrones que lib-eran fotones, y por último se crea una cascada deátomos que colapsan, lo que libera repentina-mente en el haz billones y billones de fotones. Laclave es que, para ciertas sustancias, cuando seproduce esta avalancha todos los fotones estánvibrando al unísono, es decir, son coherentes.

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(Imaginemos una hilera de fichas de dominó. Lasfichas de dominó en su estado más bajo estántumbadas sobre la mesa. Las fichas en su estadobombeado de alta energía permanecen verticales,similares a los átomos excitados por bombeo enel medio. Si empujamos una ficha, podemos des-encadenar un repentino colapso de toda esta ener-gía de una vez, igual que en un haz láser).

Solo ciertos materiales «lasearán», es decir, soloen materiales especiales sucede que cuando unfotón incide en un átomo bombeado se emitiráotro fotón que es coherente con el fotón original.Como resultado de tal coherencia, en este diluviode fotones todos los fotones vibran al unísono,creando un haz láser fino como un pincel. (Con-trariamente al mito, el haz láser no permanecesiempre fino como un pincel. Un haz láser diri-gido a la Luna, por ejemplo, se expandirá poco apoco hasta que cree una mancha de algunos kiló-metros de diámetro).

Un sencillo láser de gas consiste en un tubo conhelio y neón. Cuando se envía electricidad a

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través del tubo, los átomos se energizan. En-tonces, si la energía se libera de golpe, se pro-duce un haz de luz coherente. El haz se amplificacolocando espejos en cada extremo del tubo, demodo que el haz rebota de un lado a otro entreambos. Un espejo es completamente opaco, peroel otro permite que escape una pequeña cantidadde energía en cada paso, de manera que sale unhaz luminoso por dicho extremo.

Hoy día encontramos láseres en casi todas partes,desde las cajas registradoras de los hipermerca-dos a los ordenadores modernos, pasando por loscables de fibra óptica que conectan con internet,las impresoras láser y los reproductores de CD.También se utilizan en cirugía ocular, o paraeliminar tatuajes, e incluso en salones de belleza.En 2004 se vendieron en todo el mundo láserespor valor de más de 5.400 millones de dólares.

Tipos de láseres y fusión

Cada día se descubren nuevos láseres a medidaque se encuentran nuevos materiales que pueden

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«lasear», y a medida que se descubren nuevasmaneras de bombear energía al medio.

La pregunta es: ¿son algunas de estas técnicasapropiadas para construir un láser suficiente-mente potente para alimentar una Estrella de laMuerte? Hoy hay una desconcertante variedad deláseres, dependiendo del material que «lasea» yde la energía que es inyectada en el material (porejemplo, electricidad, haces intensos de luz, in-cluso explosiones químicas). Entre ellos:

Láseres de gas. Entre estos se incluyen losláseres de helio-neón, que son muy comunes ydan un familiar haz rojo. Son alimentados medi-ante ondas de radio o electricidad. Los láseres dehelio-neón son muy débiles. Pero los láseres dedióxido de carbono pueden utilizase paramoldear, cortar y soldar en la industria pesada, ypueden crear haces de enorme potencia que sontotalmente invisibles.

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Láseres químicos. Estos potentes láseres son ali-mentados por una reacción química, tal como unchorro ardiente de etileno y trifluoruro de nitró-geno, o NE,. Tales láseres son suficientementepotentes para ser utilizados en aplicaciones milit-ares. Láseres químicos se utilizan en láseres delejército de Estados Unidos, basados en tierra o enel aire, que pueden producir millones de vatios depotencia y están diseñados para disparar contramisiles de corto alcance en pleno vuelo.

Láseres de excímero. Estos láseres también estánalimentados por reacciones químicas, en las quecon frecuencia interviene un gas inerte (por ejem-plo, argón, kriptón o xenón) y flúor o cloro. Pro-ducen luz ultravioleta y pueden utilizarse paragrabar minúsculos transistores en chips en la in-dustria de semiconductores, o para cirugía oculardelicada.

Láseres de estado sólido. El primer láser operat-ivo construido consistía en un cristal de rubí dezafiro-cromo. Una gran variedad de cristales,junto con ytrio, holmio, tulio y otros elementos

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químicos, soportará un haz láser. Pueden produ-cir pulsos ultracortos de luz láser de alta energía.

Láseres de semiconductor. Diodos, que normal-mente se utilizan en la industria de semicon-ductores, pueden producir los haces intensos util-izados en la industria de corte y soldadura. Tam-bién suelen encontrarse en las cajas registradorasde los hipermercados para leer el código de bar-ras de los productos.

Láseres de colorante. Estos láseres utilizan color-antes orgánicos como medio. Son excepcional-mente útiles para crear pulsos ultracortos de luz,que con frecuencia solo duran billonésimas desegundo.

¿LÁSERES Y PISTOLAS DE RAYOS?

Dada la gran variedad de láseres comerciales y lapotencia de los láseres militares, ¿por qué notenemos pistolas de rayos aptas para usar en com-bate o en el campo de batalla? Pistolas de rayosde uno u otro tipo parecen ser algo estándar en el

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armamento de las películas de ciencia ficción.¿Por qué no estamos trabajando para crearlas?

La simple respuesta está en la falta de una bateríaportátil. Se necesitarían baterías en miniatura quetuvieran la potencia de una enorme central eléc-trica y pese a todo sean suficientemente pequeñaspara caber en la palma de la mano. Hoy día la ún-ica manera de dominar la potencia de una grancentral comercial es construir una. Actualmenteel aparato militar más pequeño que puede conten-er grandes cantidades de energía es una bomba dehidrógeno en miniatura, que podría destruir tantoa quien la lleva como al blanco.

Hay también un segundo problema: la estabilidaddel material del láser. En teoría no hay límite a laenergía que se puede concentrar en un láser. Elproblema es que el material del láser en una pis-tola de rayos manual no sería estable. Los láseresde cristal, por ejemplo, se sobrecalentarán y agri-etarán si se bombea en ellos demasiada energía.Así, para crear un láser extraordinariamente po-tente, del tipo que pudiera vaporizar un objeto o

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neutralizar a un enemigo, sería necesario utilizarla potencia de una explosión. En tal caso, la es-tabilidad del material del láser no es una lim-itación, puesto que dicho láser solo se utilizaríauna vez.

Debido a los problemas de crear una bateríaportátil y un material de láser estable, no es pos-ible construir una pistola de rayos manual con latecnología actual. Las pistolas de rayos son pos-ibles, pero solo si están conectadas por cable auna fuente de alimentación. O quizá con nan-otecnología podríamos ser capaces de crear bater-ías en miniatura que almacenen o generen ener-gía suficiente para crear las intensas ráfagas deenergía requeridas en un dispositivo manual. Ac-tualmente, como hemos visto, la nanotecnologíaes muy primitiva. En el nivel atómico los científi-cos han sido capaces de crear dispositivos atómi-cos muy ingeniosos, pero poco prácticos, talescomo un ábaco atómico y una guitarra atómica.Pero es concebible que a finales de este siglo o enel próximo la nanotecnología sea capaz de darnos

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baterías en miniatura que puedan almacenar esasfabulosas cantidades de energía.

Los sables de luz adolecen de un problema simil-ar. Cuando se estrenó la película La guerra de lasgalaxias en los años setenta y los sables de luz seconvirtieron en un juguete de éxito entre losniños, muchos críticos señalaron que tales arte-factos nunca podrían hacerse. En primer lugar, esimposible solidificar la luz. La luz viaja siemprea la velocidad de la luz, no puede hacerse sólida.En segundo lugar, un haz luminoso no termina enmedio del aire como los sables de luz utilizadosen La guerra de las galaxias. Los haces lu-minosos se prolongan indefinidamente; un sablede luz real llegaría al cielo.

En realidad, hay una manera de construir una es-pecie de sable de luz utilizando plasma, o gasionizado supercaliente. Pueden hacerse plasmassuficientemente calientes para brillar en la oscur-idad y también cortar el acero. Un sable de luz deplasma consistiría en una vara delgada y huecaque sale del mango, como una antena telescópica.

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Dentro de este tubo se liberarían plasmas cali-entes que escaparían a través de pequeños agujer-os situados regularmente a lo largo de la varilla.A medida que el plasma fluyera desde el mangohasta la varilla, y a través de los agujeros, crearíaun tubo largo y brillante de gas supercaliente, su-ficiente para fundir el acero. Este aparato se sueleconocer como una antorcha de plasma.

Así pues, es posible crear un dispositivo de altaenergía que se parece a un sable de luz. Perocomo sucede con las pistolas de rayos, sería ne-cesario crear una batería portátil de alta energía.O bien se necesitarían largos cables que con-ectaran el sable de luz a una fuente de alimenta-ción, o habría que crear, mediante la nanotecno-logía, una minúscula fuente de alimentación quepudiera suministrar enormes cantidades depotencia.

De modo que aunque hoy es posible crear algunaforma de pistolas de rayos y sables de luz, lasarmas manuales que se encuentran en las pelícu-las de ciencia ficción están más allá de la

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tecnología actual. Pero a finales de este siglo o enel siguiente, con nuevos avances en la ciencia demateriales y también en la nanotecnología, podríadesarrollarse una forma de pistola de rayos, loque la hace una imposibilidad de clase I.

Energía para una Estrella de la Muerte

Para crear un cañón láser Estrella de la Muerteque pueda destruir un planeta entero y aterrorizara una galaxia, tal como el que se describe en Laguerra de las galaxias, habría que crear el lásermás potente que se haya imaginado jamás. Actu-almente algunos de los láseres más potentes en laTierra se están utilizando para producir temperat-uras que solo se encuentran en el centro de las es-trellas. En forma de reactores de fusión, algún díapodrían dominar la potencia de las estrellas en laTierra.

Las máquinas de fusión tratan de imitar lo quesucede en el espacio exterior cuando se formauna estrella. Una estrella empieza como unaenorme bola de gas hidrógeno, hasta que la

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gravedad comprime el gas y con ello lo calienta;las temperaturas llegan a alcanzar niveles as-tronómicos. En el interior profundo de un núcleoestelar, por ejemplo, las temperaturas pueden serentre 50 millones y 100 millones de grados centí-grados, suficientes para hacer que los núcleos dehidrógeno choquen unos con otros y formennúcleos de helio; en el proceso se libera una ráf-aga de energía. La fusión del hidrógeno en helio,en la que una pequeña cantidad de masa se con-vierte en energía mediante la famosa ecuación deEinstein E = mc2, es la fuente de energía de lasestrellas.

Hoy día los científicos ensayan dos maneras dedominar la fusión en la Tierra. Ambas han res-ultado ser muchos más difíciles de desarrollar delo esperado.

Fusión por confinamiento inercial

El primer método se llama «confinamiento iner-cial». Utiliza los láseres más potentes en la Tierrapara crear un pedazo de Sol en el laboratorio. Un

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láser de estado sólido de neodimio es idóneo parareproducir las temperaturas abrasadoras que solose encuentran en el corazón de una estrella. Estossistemas de láser tienen el tamaño de una granfábrica y contienen una batería de láseres que dis-paran una serie de haces láser paralelos a travésde un largo túnel. Estos haces láser de alta poten-cia inciden en una serie de pequeños espejos dis-puestos alrededor de una esfera; los espejos con-centran cuidadosamente los haces láser en unaminúscula ampolla rica en hidrógeno (hecha desustancias tales como deuteruro de litio, el in-grediente activo de una bomba de hidrógeno). Laampolla tiene normalmente el tamaño de unacabeza de alfiler y solo pesa 10 miligramos.

El golpe de luz láser incinera la superficie de laampolla, lo que hace que la superficie se vaporicey comprima la ampolla. Cuando la ampollacolapsa se crea una onda de choque que llega alcorazón de la ampolla y hace subir la temperaturaa millones de grados, suficiente para fusionar losnúcleos de hidrógeno en helio. Las temperaturas

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y presiones son tan astronómicas que se satisfaceel «criterio de Lawson», el mismo criterio que sesatisface en las bombas de hidrógeno y en elcorazón de las estrellas. (El criterio de Lawsonestablece que debe alcanzarse un rango es-pecífico de temperaturas, densidades y tiempo deconfinamiento para desatar el proceso de fusión,sea en una bomba de hidrógeno, una estrella o enun reactor de fusión).

En el proceso de confinamiento inercial se liber-an enormes cantidades de energía, y tambiénneutrones. (El deuteruro de litio puede llegar atemperaturas de 100 millones de grados centígra-dos y una densidad veinte veces mayor que la delplomo). Los neutrones que se emiten desde laampolla inciden en una capa esférica de materialque recubre la cámara, y la capa se calienta. Lacapa calentada hace hervir agua y el vapor puedeutilizarse para impulsar una turbina y producirelectricidad.

El problema, no obstante, está en ser capaces deconcentrar uniformemente una potencia tan

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intensa en una minúscula ampolla esférica. Elprimer intento serio de crear fusión por láser fueel láser Shiva, un sistema láser de veinte hacesconstruido en el Laboratorio Nacional LawrenceLivermore (LLNL) en California, que empezó aoperar en 1978. (Shiva es la diosa hindú de múl-tiples brazos, a los que imita el diseño del sistemaláser). La actuación del sistema láser Shiva fuedecepcionante, pero fue suficiente para demostrarque la fusión por láser es técnicamente posible.El sistema láser Shiva fue reemplazado más tardepor el láser Nova, con una energía diez vecesmayor que la de Shiva. Pero el láser Nova tam-poco consiguió una ignición adecuada de las am-pollas. En cualquier caso, preparó el camino parala investigación actual en la Instalación Nacionalde Ignición (NIF), cuya construcción empezó en1997 en el LLNL.

La NIF, que se supone que estará operativa en2009, es una máquina monstruosa, consistente enuna batería de 192 haces láser que concentran laenorme producción de 700 billones de vatios de

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potencia (la producción de unas 700.000 cent-rales nucleares concentrada en una única ráfagade energía). Es un sistema láser avanzado dis-eñado para conseguir la ignición plena de ampol-las ricas en hidrógeno. (Los críticos han señaladotambién su obvio uso militar, puesto que puedesimular la detonación de una bomba de hidró-geno y quizá hacer posible la creación de unanueva arma nuclear, la bomba de fusión pura, queno requiere una bomba atómica de uranio oplutonio para iniciar el proceso de fusión).

Pero ni siquiera la máquina de fusión por láser dela NIF, que contiene los láseres más potentes dela Tierra, puede acercarse de momento al poderdevastador de la Estrella de la Muerte de Laguerra de las galaxias. Para construir tal aparatodebemos buscar en otras fuentes de potencia.

Fusión por confinamiento magnético

El segundo método que los científicos podríanutilizar para alimentar una Estrella de la Muertese llama «confinamiento magnético», un proceso

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en el que un plasma caliente de hidrógenogaseoso está contenido dentro de un campo mag-nético. De hecho, este método podría proporcion-ar realmente el prototipo para los primeros re-actores de fusión comerciales. Hoy día, elproyecto de fusión más avanzado de este tipo esel Reactor Experimental Termonuclear Inter-nacional (ITER).En 2006 un consorcio denaciones (incluidas la Unión Europea, EstadosUnidos, China, Japón, Corea, Rusia y la India)decidió construir el ITER en Cadarache, al sur deFrancia. Está diseñado para calentar hidrógenogaseoso hasta 100 millones de grados centígra-dos. Podría convertirse en el primer reactor defusión en la historia que genere más energía quela que consume. Está diseñado para generar 500megavatios de potencia durante 500 segundos (elrécord actual es 16 megavatios de potencia dur-ante 1 segundo). El ITER debería generar suprimer plasma para 2016 y estar plenamente op-erativo en 2022. Con un coste de 12.000 millonesde dólares, es el tercer proyecto científico más

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caro de la historia (después del Proyecto Manhat-tan y la Estación Espacial Internacional).

El ITER se parece a un gran donut, con enormesbobinas enrolladas alrededor de la superficie porcuyo interior circula hidrógeno gaseoso. Las bo-binas se enfrían hasta hacerse superconductoras,y entonces se bombea en ellas una enorme can-tidad de energía eléctrica, lo que crea un campomagnético que confina el plasma dentro deldonut. Cuando este se alimenta con una corrienteeléctrica, el gas se calienta hasta temperaturasestelares.

La razón de que los científicos estén tan excita-dos con el ITER es la perspectiva de crear unafuente de energía barata. El suministro de com-bustible para los reactores de fusión es agua demar ordinaria, que es rica en hidrógeno. Sobre elpapel al menos, la fusión puede proporcionarnosun suministro de energía inagotable y barato.

Entonces, ¿por qué no tenemos ahora reactoresde fusión? ¿Por qué se han necesitado tantas

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décadas para hacer progresos si el proceso defusión ya era conocido en la década de 1950? Elproblema reside en la enorme dificultad decomprimir el combustible hidrógeno de un modouniforme. En las estrellas la gravedad comprimeel hidrógeno en una esfera perfecta, de modo queel gas se caliente uniforme y limpiamente. En lafusión por láser de la NIF, los haces concéntricosde luz láser que incineran la superficie de la am-polla deben ser perfectamente uniformes, y es ex-traordinariamente difícil conseguir esta unifor-midad. En las máquinas de confinamiento mag-nético, los campos magnéticos tienen polos nortey polos sur; como resultado, comprimir el gasuniformemente en una esfera es extremadamentedifícil. Lo mejor que podemos hacer es crear uncampo magnético en forma de donut. Perocomprimir el gas es como estrujar un globo. Cadavez que se estruja el globo por un extremo, el aireinfla alguna otra parte. Estrujar el globo uniformey simultáneamente en todas direcciones es unreto difícil. Normalmente el gas caliente se

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escapa de la botella magnética, toca eventual-mente las paredes del reactor y detiene el procesode fusión. Por eso ha sido tan difícil estrujar elhidrógeno durante más de un segundo.

A diferencia de la generación actual de centralesnucleares de fisión, un reactor de fusión no crearágrandes cantidades de residuos nucleares. (Cadacentral de fisión tradicional produce cada año 30toneladas de residuos nucleares de un nivel ex-tremadamente alto. Por el contrario, el residuonuclear creado por una máquina de fusión seríabásicamente el acero radiactivo que quedaríacuando el reactor fuera finalmentedesmantelado).

La fusión no resolverá por completo la crisis en-ergética de la Tierra en un futuro cercano; segúnel francés Pierre-Gilles de Gennes, premio Nobelde Física, «Decimos que pondremos el Sol enuna caja. La idea es bonita. El problema es queno sabemos cómo hacer la caja». Pero si todo vabien, los investigadores tienen esperanzas de queen menos de cuarenta años el ITER pueda allanar

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el camino para la comercialización de la energíade fusión, energía que puede proporcionar elec-tricidad para nuestros hogares. Algún día, los re-actores de fusión aliviarán nuestro problema en-ergético, liberando con seguridad la potencia delSol sobre la Tierra.

Pero ni siquiera los reactores de fusión por confi-namiento magnético ofrecerían suficiente energíapara alimentar un arma como la Estrella de laMuerte. Para eso necesitaríamos un diseño total-mente nuevo.

LÁSERES DE RAYOS X CONDETONADOR NUCLEAR

Hay otra posibilidad para simular un cañón láserEstrella de la Muerte con la tecnología conocidahoy, y es con una bomba de hidrógeno. Unabatería de láseres de rayos X que aproveche yconcentre la potencia de las armas nuclearespodría generar en teoría suficiente energía paraactivar un dispositivo que podría incinerar unplaneta entero.

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La fuerza nuclear libera una energía que, parauna misma cantidad de material, es unos 100 mil-lones de veces mayor que la liberada en una reac-ción química. Un trozo de uranio enriquecido nomayor que una pelota de tenis es suficiente paraincinerar toda una ciudad y convertirla en unabola de fuego —incluso si solo el 1 por ciento desu masa se ha convertido en energía—. Como yase ha dicho, hay varias maneras de inyectar ener-gía en un haz láser. La más potente de todas, conmucho, es utilizar la fuerza liberada por unabomba nuclear.

Los láseres de rayos X tienen un enorme valorcientífico además de militar. Debido a su longit-ud de onda muy corta pueden utilizase para son-dear distancias atómicas y descifrar la estructuraatómica de moléculas complejas, una hazaña quees extraordinariamente difícil utilizando métodosordinarios. Toda una nueva ventana a las reac-ciones químicas se abre cuando podemos «mirar»los propios átomos en movimiento y su disposi-ción adecuada dentro de una molécula.

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Puesto que una bomba de hidrógeno emite unaenorme cantidad de energía en el rango de rayosX, los láseres de rayos X también pueden ser ali-mentados por armas nucleares. La persona másestrechamente vinculada con el láser de rayos Xes el físico Edward Teller, padre de la bomba dehidrógeno.

De todos es sabido que Teller fue el físico quedeclaró ante el Congreso en los años cincuentaque Robert Oppenheimer, que había dirigido elProyecto Manhattan, no era digno de confianzapara seguir trabajando en la bomba de hidrógenodebido a sus ideas políticas. El testimonio deTeller llevó a que Oppenheimer cayera en des-gracia y se le revocara su credencial de segurid-ad; muchos físicos destacados nunca perdonarona Teller lo que hizo.

(Mi primer contacto con Teller se remonta a laépoca en que yo estaba en el instituto. Realicéuna serie de experimentos sobre la naturaleza dela antimateria y gané el primer premio en la feriade la ciencia de San Francisco y un viaje a la

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Feria Nacional de la Ciencia en Albuquerque,Nuevo México. Aparecí en la televisión local conTeller, que estaba interesado en físicos jóvenes ybrillantes. Con el tiempo, se me concedió la becade ingeniería Hertz de Teller, que costeó mi edu-cación universitaria en Harvard. Llegué a cono-cer bastante bien a su familia después de variasvisitas a su casa en Berkeley).

Básicamente, el láser de rayos X de Teller es unapequeña bomba nuclear rodeada de varillas decobre. La detonación del arma nuclear libera unaonda de choque esférica de rayos X intensos. Es-tos rayos X energéticos atraviesan las varillas decobre, que actúan como el material del láser yconcentran la potencia de los rayos X en hacesintensos. Estos haces de rayos X podrían dirigirseluego hacia cabezas nucleares enemigas. Porsupuesto, un artefacto semejante solo se podríautilizar una vez, puesto que la detonación nuclearhace que el láser de rayos X se autodestruya.

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El test inicial de un láser de rayos X alimentadonuclearmente fue llamado el test Cabra, y sellevó a cabo en 1983 en un pozo subterráneo. Sedetonó una bomba de hidrógeno cuyo diluvio derayos X incoherentes fue luego concentrado enun haz láser de rayos X coherente. Al principio eltest fue considerado un éxito, y de hecho en 1983inspiró al presidente Ronald Reagan para anun-ciar, en un discurso histórico, su intención deconstruir un escudo defensivo «guerra de lasgalaxias». Así se puso en marcha un proyecto demuchos miles de millones de dólares, que con-tinúa todavía hoy, para construir una serie deartefactos como el láser de rayos X alimentadonuclearmente para acabar con los misiles balísti-cos intercontinentales (ICBM) enemigos. (Unainvestigación posterior demostró que el detectorutilizado para realizar las medidas durante el testCabra quedó destruido; por lo tanto sus medidasno eran fiables).

¿Puede un artefacto tan controvertido ser utiliz-ado hoy para destruir cabezas nucleares de

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ICBM? Quizá. Pero un enemigo podría utilizarvarios métodos simples y poco costosos paraneutralizar tales armas. (Por ejemplo, el enemigopodría liberar millones de señuelos baratos paraengañar al radar, o hacer rotar sus cabezas nucle-ares para dispersar los rayos X, o emitir un re-cubrimiento químico para protegerlos contra elhaz de rayos X). O podría simplemente producircabezas nucleares en masa para penetrar un es-cudo defensivo como el de guerra de las galaxias.

Por lo tanto, un láser de rayos X alimentado porenergía nuclear es hoy poco práctico como sis-tema de defensa antimisiles. Pero ¿sería posiblecrear un Estrella de la Muerte para ser utilizadacontra un asteroide que se aproxima, o paraaniquilar un planeta entero?

La física de una Estrella de la Muerte

¿Pueden crearse armas capaces de destruir unplaneta entero, como en La guerra de las

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galaxias? En teoría, la respuesta es sí. Habríavarias formas de crearlas.

En primer lugar, no hay ningún límite físico a laenergía que puede liberar una bomba de hidró-geno. He aquí cómo funciona. (Los detalles pre-cisos de la bomba de hidrógeno son alto secreto eincluso hoy están clasificadas por el Gobierno deEstados Unidos, pero las líneas generales son bi-en conocidas). Una bomba de hidrógeno se con-struye en realidad en muchas etapas. Medianteuna secuencia adecuada de esas etapas, se puedeproducir una bomba nuclear de magnitud casiarbitraria.

La primera etapa consiste en una bomba de fisiónestándar, que utiliza el poder del uranio 235 paraliberar una ráfaga de rayos X, como sucedió en labomba de Hiroshima. Una fracción de segundoantes de que la onda explosiva de la bomba atóm-ica lo destroce todo, la esfera de rayos X en ex-pansión alcanza a la onda (puesto que viaja a lavelocidad de la luz), que es entonces recon-centrada en un contenedor de deuteruro de litio,

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la sustancia activa de una bomba de hidrógeno.(Cómo se hace esto exactamente sigue siendomateria reservada). Los rayos X que inciden en eldeuteruro de litio hacen que colapse y se calientehasta millones de grados, lo que provoca una se-gunda explosión, mucho mayor que la primera.La ráfaga de rayos X procedente de esta bombade hidrógeno puede luego ser reconcentrada enun segundo trozo de deuteruro de litio, lo queprovoca una tercera explosión. De esta manera,se pueden apilar capas de deuteruro de litio ycrear una bomba de hidrógeno de magnitud in-imaginable. De hecho, la mayor bomba de hidró-geno construida fue una de dos etapas detonadapor la Unión Soviética en 1961, que liberó unaenergía de 50 millones de toneladas de TNT,aunque teóricamente era capaz de un explosiónequivalente a más de 100 millones de toneladasde TNT (unas 5.000 veces la potencia de labomba de Hiroshima).

Incinerar un planeta entero, sin embargo, es algode una magnitud completamente diferente. Para

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esto, la Estrella de la Muerte tendría que lanzarmiles de tales láseres de rayos X al espacio, yluego sería necesario dispararlos todos a la vez.(Recordemos, por comparación, que en el apogeode la guerra fría Estados Unidos y la UniónSoviética almacenaban unas 30.000 bombas nuc-leares cada uno). La energía total de un númerotan enorme de láseres de rayos X sería suficientepara incinerar la superficie de un planeta. Por lotanto, sería ciertamente posible que un imperiogaláctico a cientos de miles de años en el futurocreara un arma semejante.

Para una civilización muy avanzada hay una se-gunda opción: crear una Estrella de la Muerteutilizando la energía de un estallido de rayosgamma. Una Estrella de la Muerte semejante lib-eraría una ráfaga de radiación solo superada porel big bang. Los estallidos de rayos gamma ocur-ren de forma natural en el espacio exterior, peroes concebible que una civilización avanzadapudiera dominar su enorme poder. Controlandoel giro de una estrella mucho antes de que sufra

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un colapso y produzca una hipernova, se podríadirigir el estallido de rayos gamma a cualquierpunto del espacio.

Estallidos de rayos gamma

Los estallidos de rayos gamma se vieron real-mente por primera vez en la década de 1970,cuando el ejército de Estados Unidos lanzó elsatélite Vela para detectar «destellos nucleares»(pruebas de una detonación no autorizada de unabomba nuclear). Pero en lugar de detectar destel-los nucleares, el satélite Vela detectó enorme ráf-agas de radiación procedentes del espacio. Alprincipio, el descubrimiento sembró el pánico enel Pentágono: ¿estaban los soviéticos probandouna nueva arma nuclear en el espacio exterior?Más tarde se determinó que esas ráfagas de ra-diación llegaban uniformemente de todas las dir-ecciones del cielo, lo que significaba que en real-idad procedían de fuera de la Vía Láctea. Pero sieran extragalácticas, debían estar liberando

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cantidades de energía verdaderamente astronóm-icas, suficientes para iluminar todo el universovisible.

Cuando la Unión Soviética se descompuso en1990, el Pentágono desclasificó un gran volumende datos astronómicos, lo que abrumó a los as-trónomos. De repente, los astrónomos compren-dieron que tenían delante un fenómeno nuevo ymisterioso, un fenómeno que requeriría reescribirlos libros de texto de ciencia.

Puesto que los estallidos de rayos gamma duransolo de algunos segundos a unos pocos minutosantes de desaparecer, se requiere un elaboradosistema de sensores para detectarlos y analizar-los. Primero, los satélites detectan la ráfaga de ra-diación inicial y envían las coordenadas exactasde la ráfaga a la Tierra. Estas coordenadas sonentonces introducidas en telescopios ópticos o ra-diotelescopios, que apuntan hacia la localizaciónexacta del estallido de rayos gamma.

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Aunque quedan muchos detalles por clarificar,una teoría sobre los orígenes de los estallidos derayos gamma es que son «hipernovas» de enormepotencia que dejan tras ellas agujeros negrosmasivos. Es como si los estallidos de rayosgamma fueran agujeros negros monstruosos enformación.

Pero los agujeros negros emiten dos «chorros» deradiación, uno desde el polo norte y otro desde elpolo sur, como una peonza que gira. La radiaciónque se ve procedente de un estallido de rayosgamma distante es, al parecer, uno de los chorrosque apunta hacia la Tierra. Si el chorro de un es-tallido de rayos gamma estuviera dirigido a la Ti-erra y el estallido de rayos gamma estuviese ennuestra vecindad galáctica (a unos pocos centen-ares de años luz de la Tierra), su potencia seríasuficiente para destruir toda la vida en nuestroplaneta.

Inicialmente, el pulso de rayos X del estallido derayos gamma crearía un pulso electromagnéticoque barrería todos los equipos electrónicos en la

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Tierra. Su intenso haz de rayos X y rayos gammasería suficiente para dañar la atmósfera de la Ti-erra y destruir nuestra capa de ozono protectora.El chorro del estallido de rayos gamma calentaríala superficie de la Tierra a grandes temperaturas,lo que eventualmente provocaría enormes tor-mentas que abarcarían todo el planeta. Quizá elestallido de rayos gamma no hiciera explotar enrealidad al planeta, como en la película La guerrade las galaxias, pero sin duda destruiría toda lavida, dejando un planeta desolado.

Es concebible que una civilización centenares demiles o un millón de años más avanzada que lanuestra fuera capaz de dirigir un agujero negrosemejante en la dirección de un blanco. Estopodría hacerse desviando la trayectoria de plan-etas y estrellas de neutrones hacia la estrellamoribunda a un ángulo preciso antes de quecolapse. Esta desviación sería suficiente paracambiar el eje de giro de la estrella de modo quepudiera apuntarse en una dirección dada. Una

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estrella moribunda sería el mayor cañón de rayosimaginable.

En resumen, el uso de láseres potentes para crearpistolas de rayos y espadas de luz portátiles omanuales puede clasificarse como una imposibil-idad de clase I, algo que es posible en el futurocercano o quizá en menos de un siglo. Pero el de-safío extremo de apuntar una estrella giratoriaantes de que se convierta en un agujero negro ytransformarla en una Estrella de la Muerte tendríaque considerarse una imposibilidad de clase II,algo que claramente no viola las leyes de la física(existen tales estallidos de rayos gamma), peroalgo que solo sería posible miles o millones deaños en el futuro.

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Teletransporte

¡Qué maravilloso que hayamos tropezado conuna paradoja! Ahora tenemos alguna esperanza

dehacer progresos.

Niels Bohr

¡Yo no puedo cambiar las leyes de la física,capitán!

Scotty, ingeniero jefe en Star Trek

El teletransporte, o la capacidad de transportar in-stantáneamente a una persona o un objeto de unlugar a otro, es una tecnología que podría cambi-ar el curso de la civilización y alterar el destinode las naciones. Podría alterar de manera

irrevocable las reglas de la guerra: los ejércitospodrían teletransportar tropas detrás de las líneasenemigas o simplemente teletransportar a loslíderes del enemigo y capturarlos. El sistema detransporte actual —desde los automóviles y losbarcos a los aviones y los trenes, y todas las di-versas industrias que sirven a estos sistemas— seharía obsoleto; sencillamente podríamos tele-transportarnos al trabajo y teletransportarnuestros productos al mercado. Las vacacionesno requerirían ningún esfuerzo, pues nos tele-transportaríamos a nuestro destino. El teletrans-porte lo cambiaría todo.

La versión más antigua del teletransporte puedeencontrarse en textos religiosos tales como laBiblia, donde algunas personas desaparecencomo por encanto.[1] Este pasaje de los Hechosde los Apóstoles en el Nuevo Testamento parecesugerir el teletransporte de Felipe de Gaza aAzoto: «Y en saliendo del agua, el Espíritu delSeñor arrebató a Felipe, y el eunuco no volvió a

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verle, pero siguió gozoso su camino. Felipe, sinembargo, apareció en Azoto y viajó por todas lasciudades predicando la buena nueva hasta quellegó a Cesárea» (Hechos 8.36-40).

El teletransporte forma parte también del arsenalde trucos e ilusiones de cualquier mago: sacarconejos de una chistera, cartas de la manga ymonedas de detrás de las orejas de alguien. Unode los trucos de magia más ambiciosos de lostiempos recientes presentaba a un elefante quedesaparecía ante los ojos de unos espectadoresestupefactos. En este espectáculo, un enorme ele-fante de varias toneladas de peso era colocadodentro de una caja. Luego, con un toque de lavarita del mago, el elefante desaparecía para granasombro de los espectadores. (Por supuesto, elelefante no desaparecía realmente. El truco serealizaba con espejos. Detrás de cada barrote dela jaula se habían colocado largas y delgadas tirasverticales de material reflectante. Cada una de es-tas tiras verticales reflectantes podía pivotar,como una puerta. Al comienzo del truco de

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magia, cuando todas estas tiras reflectantes ver-ticales estaban alineadas detrás de las barras, losespejos no podían verse y el elefante era visible.Pero cuando los espejos se rotaban 45 gradosante la audiencia, el elefante desaparecía, y losespectadores se quedaban mirando la imagen re-flejada del lateral de la jaula).

Teletransporte y ciencia ficción

La primera mención del teletransporte en la cien-cia ficción ocurría en la historia de Edward PageMitchell «El hombre sin cuerpo», publicada en1877. En dicha historia un científico era capaz dedesensamblar los átomos de un gato y transmitir-los por un cable telegráfico. Por desgracia, labatería se agotaba mientras el científico estabatratando de teletransportarse a sí mismo. Soloconseguía teletransportar su cabeza.

Sir Arthur Conan Doyle, bien conocido por susnovelas de Sherlock Holmes, estaba fascinadocon la idea del teletransporte.[2] Tras años de es-cribir novelas y relatos cortos de detectives

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empezó a cansarse de la serie de SherlockHolmes y finalmente acabó con su sabueso,haciéndole caer por una cascada con el profesorMoriarty. Pero las quejas de los lectores fuerontantas que Doyle se vio obligado a resucitar aldetective. Puesto que no podía acabar con Sher-lock Holmes, Doyle decidió crear una serie com-pletamente nueva, protagonizada por el profesorChallenger, que era la contrapartida de SherlockHolmes. Ambos tenían un ingenio rápido y unavista aguda para resolver misterios. Pero mientrasque Holmes utilizaba una fría lógica deductivapara descifrar casos complejos, el profesor Chal-lenger exploraba el mundo oscuro del espiritismoy los fenómenos paranormales, teletransporte in-cluido. En la novela de 1927 La máquina desin-tegradora, el profesor conocía a un caballero quehabía inventado una máquina que podía desinteg-rar a una persona y luego recomponerla en otrolugar. Pero el profesor Challenger queda horror-izado cuando el inventor presume de que si su in-vento cayera en las manos equivocadas, podría

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desintegrar ciudades enteras con millones de per-sonas con solo apretar un botón. El profesorChallenger utiliza entonces la máquina paradesintegrar a su inventor, y abandona el labor-atorio, sin recomponerlo.

Más recientemente, Hollywood ha descubierto elteletransporte. La película La mosca, de 1958,examinaba gráficamente lo que podría sucedercuando el teletransporte sale mal. Mientras uncientífico trata de teletransportarse a través deuna habitación, sus átomos se mezclan con los deuna mosca que accidentalmente ha entrado en lacámara de teletransporte, y el científico se con-vierte en un monstruo mutado de forma grotesca,mitad humano y mitad mosca. (En 1986 se hizouna nueva versión protagonizada por JeffGoldblum).

El teletransporte se hizo familiar por primera vezen la cultura popular con la serie Star Trek, GeneRoddenberry, el creador de Star Trek, introdujoel teletransporte en la serie porque el presupuestode los estudios Paramount no daba para los

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costosos efectos especiales necesarios para simu-lar el despegue y el aterrizaje de naves apropulsión en planetas lejanos. Sencillamente eramás barato emitir la tripulación del Enterprise asu destino.

Con los años, los científicos han planteado variasobjeciones sobre la posibilidad del teletransporte.Para teletransportar a alguien habría que conocerla posición exacta de cada átomo de un cuerpovivo, lo que probablemente violaría el principiode incertidumbre de Heisenberg (que afirma queno se puede conocer al mismo tiempo la posicióny la velocidad exactas de un electrón). Los pro-ductores de la serie Star Trek, cediendo a loscríticos, introdujeron «compensadores de Heisen-berg» en la cámara transportadora, como si sepudiesen compensar las leyes de la mecánicacuántica añadiendo un artilugio al transportador.El caso es que la necesidad de crear estos com-pensadores de Heisenberg quizá fuera prematura.Tal vez esos primeros críticos y científicos es-tuvieran equivocados.

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El teletransporte y la teoría cuántica

Según la teoría newtoniana, el teletransporte esclaramente imposible. Las leyes de Newton sebasan en la idea de que la materia está hecha deminúsculas y duras bolas de billar. Los objetosno se mueven hasta que se les empuja; los obje-tos no desaparecen de repente y reaparecen enotro lugar.

Pero en la teoría cuántica, eso es precisamente loque las partículas pueden hacer. Las leyes deNewton, que imperaron durante doscientos cin-cuenta años, fueron abolidas en 1925, cuandoWerner Heisenberg, Erwin Schródinger y suscolegas desarrollaron la teoría cuántica. Al anal-izar las extrañas propiedades de los átomos, losfísicos descubrieron que los electrones actuabancomo ondas y hacían saltos cuánticos en susmovimientos aparentemente caóticos dentro delos átomos.

El hombre más íntimamente relacionado con es-tas ondas cuánticas es el físico vienés Erwin

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Schródinger, que estableció la famosa ecuaciónde ondas que lleva su nombre, una de las más im-portantes de toda la física y la química. En lasfacultades universitarias se dedican cursos com-pletos a resolver su famosa ecuación, y paredesenteras de bibliotecas de física están llenas de lib-ros que examinan sus profundas consecuencias.En teoría, la totalidad de la química puede redu-cirse a soluciones de esta ecuación.

En 1905 Einstein había mostrado que las ondasluminosas pueden tener propiedades de tipopartícula; es decir, pueden describirse comopaquetes de energía llamados fotones. Pero en losaños veinte se estaba haciendo evidente paraSchródinger que lo contrario también era cierto:que partículas como electrones podían exhibir uncomportamiento ondulatorio. Esta idea fueseñalada por primera vez por el físico francésLouis de Broglie, que ganó el premio Nobel poresa conjetura. (Demostramos esto a nuestrosestudiantes de grado en la universidad. Dispara-mos electrones dentro de un tubo de rayos

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catódicos como los que se suelen encontrar en lostelevisores. Los electrones pasan por un minús-culo agujero, de modo que normalmente uno es-peraría ver un punto minúsculo donde los elec-trones incidieran en la pantalla del televisor. Enlugar de ello se encuentran anillos concéntricosde tipo onda, que es lo que se esperaría si unaonda, y no una partícula puntual, hubiera at-ravesado el agujero).

Un día Schródinger dio una conferencia sobreeste curioso fenómeno. Fue retado por un colegafísico, Peter Debye, que le preguntó: si los elec-trones se describen mediante ondas, ¿cuál es suecuación de ondas?

Desde que Newton creó el cálculo infinitesimal,los físicos habían sido capaces de describir lasondas en términos de ecuaciones diferenciales, demodo que Schródinger tomó la pregunta deDebye como un reto para escribir la ecuacióndiferencial para las ondas electrónicas. Ese mesSchródinger se fue de vacaciones, y cuandovolvió tenía dicha ecuación. Así, de la misma

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manera que antes que él Maxwell había tomadolos campos de fuerza de Faraday y extraído lasecuaciones de Maxwell para la luz, Schródingertomó las ondas de materia de De Broglie y ex-trajo la ecuación de Schródinger para loselectrones.

(Los historiadores de la ciencia han dedicadomuchos esfuerzos a tratar de averiguar qué estabahaciendo exactamente Schródinger cuando des-cubrió su famosa ecuación que había de cambiarpara siempre el paisaje de la física y la químicamodernas. Al parecer, Schródinger creía en elamor libre y a menudo estaba acompañado en susvacaciones por sus amantes y su mujer. Inclusomantenía un diario detallado donde apuntaba susnumerosas amantes, con códigos elaborados con-cernientes a cada encuentro. Los historiadorescreen ahora que estaba en la villa Herwig, en losAlpes, con una de sus novias el fin de semana enque descubrió su ecuación).

Cuando Schródinger empezó a resolver su ecua-ción para el átomo de hidrógeno encontró, para

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su gran sorpresa, los niveles de energía exactosdel hidrógeno que habían sido cuidadosamentecatalogados por físicos anteriores. Entonces sedio cuenta de que la vieja imagen del átomo deNiels Bohr que mostraba a los electrones zum-bando alrededor del núcleo (que incluso se usahoy en libros y en anuncios cuando se trata desimbolizar la ciencia moderna) era en realidadequivocada. Estas órbitas tendrían que ser reem-plazadas por ondas que rodean el núcleo.

El trabajo de Schródinger también envió ondasde choque a través de la comunidad de físicos.De repente los físicos eran capaces de mirar den-tro del propio átomo, examinar en detalle las on-das que constituían sus capas electrónicas y ex-traer predicciones precisas para esos niveles deenergía que encajaban perfectamente con losdatos.

Pero quedaba una cuestión persistente que no hadejado hasta hoy de obsesionar a los físicos. Si elelectrón está descrito por una onda, entonces,¿qué está ondulando? Esta pregunta fue

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respondida por el físico Max Born, que dijo queesas ondas son en realidad ondas de probabilidad.Estas ondas dan solamente la probabilidad de en-contrar un electrón concreto en cualquier lugar ycualquier instante. En otras palabras, el electrónes una partícula, pero la probabilidad de encon-trar dicha partícula viene dada por la onda deSchródinger. Cuanto mayor es la onda en unpunto, mayor es la probabilidad de encontrar lapartícula en dicho punto.

Con estos desarrollos, azar y probabilidad se in-troducían repentinamente en el corazón de lafísica, que hasta entonces nos había dado predic-ciones precisas y trayectorias detalladas departículas, desde planetas a cometas o a balas decañón.

Esta incertidumbre fue finalmente codificada porHeisenberg cuando propuso el principio de incer-tidumbre, es decir, el concepto de que no sepuede conocer a la vez la velocidad y la posiciónexactas de un electrón;[3] ni se puede conocer su

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energía exacta, medida en un intervalo de tiempodado. En el nivel cuántico se violan todas lasleyes básicas del sentido común: los electronespueden desaparecer y reaparecer en otro lugar, ylos electrones pueden estar en muchos lugares almismo tiempo.

(Resulta irónico que Einstein, el abuelo de lateoría cuántica que ayudó a iniciar la revoluciónen 1905, y Schródinger, que nos dio la ecuaciónde ondas, estuvieran horrorizados por la introduc-ción del azar en la física fundamental. Einsteinescribió: «La mecánica cuántica merece muchorespeto. Pero una voz interior me dice que estono es toda la verdad. La teoría ofrece mucho,pero apenas nos acerca más al secreto del viejo.Por mi parte, al menos, estoy convencido de queÉl no juega a los dados» [4]).

La teoría de Heisenberg era revolucionaria y con-trovertida, pero funcionaba. De un golpe, los físi-cos podían explicar un gran número de fenó-menos intrigantes, incluidas las leyes de la

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química. A veces, para impresionar a mis estudi-antes de doctorado con lo extraña que es la teoríacuántica, les pido que calculen la probabilidad deque sus átomos se disuelvan repentinamente yreaparezcan al otro lado de una pared de ladrillo.Semejante suceso de teletransporte es imposiblesegún la física newtoniana, pero está permitidosegún la mecánica cuántica. La respuesta, no ob-stante, es que habría que esperar un tiempomucho mayor que la vida del universo para queesto ocurriera. (Si utilizáramos un ordenador pararepresentar gráficamente la onda de Schródingerde nuestro propio cuerpo, encontraríamos que re-fleja muy bien todos los rasgos del cuerpo, ex-cepto que la gráfica sería un poco borrosa, con al-gunas de las ondas rezumando en todas direc-ciones. Algunas de las ondas se extenderían in-cluso hasta las estrellas lejanas. Por ello hay unaprobabilidad muy minúscula de que un día nosdespertemos en un planeta lejano).

El hecho de que los electrones puedan estar apar-entemente en muchos lugares al mismo tiempo

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forma la base misma de la química. Sabemos quelos electrones circulan alrededor del núcleo de unátomo, como un sistema solar en miniatura. Peroátomos y sistemas solares son muy diferentes. Sidos sistemas solares colisionan en el espacio ex-terior, los sistemas solares se romperán y losplanetas saldrán disparados al espacio profundo.Pero cuando los átomos colisionan, suelen formarmoléculas que son perfectamente estables y com-parten electrones. En las clases de química debachillerato el profesor suele representar esto conun «electrón difuminado», que se parece a unbalón de rugby que conecta los dos átomos.

Pero lo que los profesores de química raramentedicen a sus alumnos es que el electrón no está«difuminado» entre dos átomos. Este «balón derugby» representa la probabilidad de que el elec-trón esté en muchos lugares al mismo tiempodentro del balón. En otras palabras, toda la quím-ica, que explica las moléculas del interior denuestros cuerpos, se basa en la idea de que loselectrones pueden estar en muchos lugares al

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mismo tiempo, y es este compartir electronesentre dos átomos lo que mantiene unidas lasmoléculas de nuestro cuerpo. Sin la teoríacuántica, nuestras moléculas y átomos se disolv-erían instantáneamente.

Esta peculiar pero profunda propiedad de la teor-ía cuántica (que hay una probabilidad finita deque puedan suceder los sucesos más extraños)fue explotada por Douglas Adams en su divertidanovela Guía del autoestopista galáctico. Adamsnecesitaba una forma conveniente de viajar agran velocidad a través de la galaxia, de modoque inventó el propulsor de improbabilidad in-finito, «un nuevo y maravilloso método de at-ravesar enormes distancias interestelares en unanadería de segundo, sin toda esa tediosa complic-ación del hiperespacio». Su máquina permitecambiar a voluntad las probabilidades de cu-alquier suceso cuántico, de modo que inclusosucesos muy improbables se hacen un lugarcomún. Así, si uno quisiera saltar al sistema es-telar más cercano, simplemente tendría que

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cambiar la probabilidad de rematerializarse en di-cha estrella, y voilá!, se teletransportaría allí alinstante.

En realidad, los «saltos» cuánticos tan comunesdentro del átomo no pueden generalizarse fácil-mente a objetos grandes tales como personas, quecontienen billones de billones de átomos. Inclusosi los electrones de nuestro cuerpo están dan-zando y saltando en su viaje fantástico alrededordel núcleo, hay tantos de ellos que sus movimien-tos se promedian. A grandes rasgos, esta es larazón de que en nuestro nivel las sustanciasparezcan sólidas y permanentes.

Por consiguiente, aunque el teletransporte estápermitido en el nivel atómico, habría que esperarun tiempo mayor que la edad del universo parapresenciar realmente estos extraños efectos enuna escala macroscópica. Pero ¿podemos utilizarlas leyes de la teoría cuántica para crear una má-quina para teletransportar algo a demanda, comoen las historias de ciencia ficción? Sorprendente-mente, la respuesta es un sí matizado.

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El experimento EPR

La clave para el teletransporte cuántico reside enun famoso artículo de 1935 escrito por AlbertEinstein y sus colegas Boris Podolsky y NathanRosen, quienes, irónicamente, propusieron el ex-perimento EPR (llamado así por las iniciales delos apellidos de los tres autores) para acabar, deuna vez por todas, con la introducción de la prob-abilidad en la física. (Hablando de los innegableséxitos experimentales de la teoría cuántica, Ein-stein escribió: «Cuanto más éxito tiene la teoríacuántica, más absurda parece»).[5]

Si dos electrones vibran inicialmente al unísono(un estado llamado coherencia), pueden permane-cer en sincronización ondulatoria incluso si estánseparados por una gran distancia. Aunque los doselectrones puedan estar separados a años luz,sigue habiendo una onda de Schródinger invisibleque los conecta, como un cordón umbilical. Sialgo sucede a un electrón, entonces parte de estainformación es transmitida inmediatamente al

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otro. Esto se denomina «entrelazamientocuántico», el concepto de que partículas que vi-bran en coherencia tienen algún tipo de conexiónprofunda que las vincula.

Empecemos con dos electrones coherentes queoscilan al unísono. A continuación, hagamos quesalgan disparados en direcciones opuestas. Cadaelectrón es como una peonza giratoria. Al girodel electrón se le llama espín y puede ser espínarriba o espín abajo dependiendo de que el eje degiro apunte hacia arriba o hacia abajo.Supongamos que el giro total del sistema es cero,de modo que si un electrón tiene espín arriba,entonces sabemos automáticamente que el otroelectrón tiene espín abajo. Según la teoríacuántica, antes de hacer una medida el espín delelectrón no es arriba ni abajo, sino que existe enun estado de espín arriba y abajo simultánea-mente. (Una vez que hacemos una observación,la función de onda «colapsa» y deja la partículaen un estado definido).

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A continuación, se mide el espín de un electrón.Si es, digamos, espín arriba, entonces sabemosinstantáneamente que el otro electrón está en es-pín abajo. Incluso si los electrones están separa-dos por muchos años luz, sabemos instantánea-mente cuál es el espín del segundo electrón encuanto medimos el espín del primer electrón. Dehecho, lo sabemos más rápidamente que la velo-cidad de la luz. Puesto que estos dos electronesestán «entremezclados», es decir, sus funcionesde onda laten al unísono, sus funciones de ondaestán conectadas por un «hilo» o cordón umbilic-al invisible. Cualquier cosa que le suceda a unotiene automáticamente un efecto sobre el otro.(Esto significa que, en cierto sentido, lo que nosocurre a nosotros afecta de manera instantánea acosas en lejanos confines del universo, puestoque nuestras funciones de onda probablementeestuvieron entrelazadas en el comienzo deltiempo. En cierto sentido hay una madeja de en-trelazamiento que conecta confines lejanos deluniverso, incluyéndonos a nosotros). Einstein lo

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llamaba burlonamente «fantasmal acción a dis-tancia» y este fenómeno le permitía «demostrar»que la teoría cuántica estaba equivocada, en suopinión, puesto que nada puede viajar más rápidoque la velocidad de la luz.

Originalmente, Einstein diseñó el experimentoEPR para que fuera el toque de difuntos por lateoría cuántica. Pero en la década de 1980, AlainAspect y sus colegas en Francia realizaron esteexperimento con dos detectores separados 13metros, midiendo los espines de fotones emitidospor átomos de calcio, y los resultados con-cordaban exactamente con la teoría cuántica. Alparecer, Dios sí juega a los dados con eluniverso.

¿Realmente viajaba la información más rápidaque la luz? ¿Estaba Einstein equivocado al decirque la velocidad de la luz era la velocidad límiteen el universo? No en realidad. La información síviajaba más rápida que la velocidad de la luz,pero la información era aleatoria, y por ello in-útil. No se puede enviar un mensaje real, o un

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código Morse, mediante el experimento EPR, in-cluso si la información está viajando más rápidaque la luz.

Saber que un electrón en el otro extremo del uni-verso tiene espín abajo es información inútil. Nose pueden enviar las cotizaciones de la Bolsa dehoy por este método. Por ejemplo, supongamosque un amigo lleva siempre un calcetín rojo yotro verde, en orden aleatorio. Supongamos quemiramos un pie y este lleva un calcetín rojo. En-tonces sabemos, a una velocidad mayor que la dela luz, que el otro calcetín es verde. La informa-ción ha viajado realmente más rápida que la luz,pero esta información es inútil. Ninguna señalque contenga información no aleatoria puede en-viarse mediante este método.

Durante años el experimento EPR fue utilizadocomo ejemplo de la resonante victoria de la teoríacuántica sobre sus críticos, pero era una victoriahueca sin consecuencias prácticas. Hasta ahora.

Teletransporte cuántico

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Todo cambió en 1993, cuando científicos deIBM, dirigidos por Charles Bennett, demostraronque era físicamente posible teletransportar obje-tos, al menos en el nivel atómico, utilizando elexperimento EPR.[6] (Más exactamente, de-mostraron que se podía teletransportar toda la in-formación contenida dentro de una partícula).Desde entonces los físicos han sido capaces deteletransportar fotones e incluso átomos de cesioenteros. Quizá en unas pocas décadas los científi-cos sean capaces de teletransportar la primeramolécula de ADN y el primer virus.

El teletransporte cuántico explota algunas de laspropiedades más extrañas del experimento EPR.En estos experimentos de teletransporte, los físi-cos empiezan con dos átomos, A y C.Supongamos que queremos teletransportar in-formación del átomo A al átomo C. Entonces in-troducimos un tercer átomo, B, que inicialmentese entrelaza con C, de modo que B y C son co-herentes. Luego ponemos en contacto el átomo Acon el átomo B. A explora B, de modo que el

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contenido de información del átomo A es trans-ferido al átomo B. A y B se entrelazan en el pro-ceso. Pero puesto que B y C estaban original-mente entrelazados, la información dentro de Aha sido transferida al átomo C. En conclusión, elátomo A ha sido ahora teletransportado al átomoC, es decir, el contenido de información de A esahora idéntico al de C.

Nótese que la información dentro de A ha sidodestruida (de modo que no tenemos dos copias deA después del teletransporte). Esto significa quecualquier ser hipotéticamente teletransportadomoriría en el proceso. Pero el contenido de in-formación de su cuerpo aparecería en otro lugar.Nótese también que el átomo A no se ha movidohasta la posición del átomo C. Por el contrario, esla información dentro de A (por ejemplo, su es-pín y polarización) la que se ha transferido a C.(Esto no significa que el átomo A se disuelva yluego reaparezca de repente en otra localización.Significa que el contenido de información delátomo A ha sido transferido a otro átomo, C).

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Desde el anuncio original de este gran avance hahabido una fuerte competencia entre gruposdiferentes por estar en la vanguardia. La primerademostración histórica de teletransporte cuánticoen la que se tele transportaron fotones de luz ul-travioleta se llevó a cabo en 1997 en la Univer-sidad de Innsbruck. Al año siguiente, investi-gadores del Caltech hicieron un experimento aúnmás preciso con teletransporte de fotones.

En 2004 físicos de la Universidad de Viena fuer-on capaces de teletransportar partículas de luz auna distancia de 600 metros por debajo del ríoDanubio utilizando un cable de fibra óptica, loque establecía un nuevo récord. (El propio cabletenía una longitud de 800 metros y estaba tendidoa lo largo de la red de alcantarillado por debajodel río Danubio. El emisor estaba en un lado delrío y el receptor en el otro).

Una crítica a estos experimentos es que fueronrealizados con fotones de luz. Esto apenas es ma-teria de ciencia ficción. Por eso fue importanteque, en 2004, el teletransporte cuántico se

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demostrara no con fotones de luz, sino con átom-os reales, lo que nos lleva un paso más cerca deun aparato de teletransporte más realista. Físicosdel Instituto Nacional de Normas y Tecnologíaen Washington DC. consiguieron entrelazar tresátomos de berilio y transfirieron las propiedadesde un átomo a otro. Este logro fue tan importanteque fue portada de la revista Nature. Otro grupotambién consiguió teletransportar átomos decalcio.

En 2006 se logró otro avance espectacular, queincluía por primera vez a un objeto macro-scópico. Físicos del Instituto Niels Bohr deCopenhague y el Instituto Max Planck en Ale-mania consiguieron entrelazar un haz luminosocon un gas de átomos de cesio, una hazaña queinvolucraba a billones y billones de átomos.Luego codificaron la información contenida den-tro de pulsos de láser y fueron capaces de tele-transportar esta información a los átomos decesio a una distancia de casi medio metro. «Porprimera vez —dijo Eugene Polzik, uno de los

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investigadores, «se ha conseguido teletransportecuántico entre luz (la portadora de la informa-ción) y átomos.»[7]

TELETRANSPORTE SIN ENTRELAZAMIENTO

Los avances en teletransporte se suceden a unritmo cada vez más rápido. En 2007 se produjootro avance importante. Los físicos propusieronun método de teletransporte que no requiere en-trelazamiento. Recordemos que el entrelazami-ento es el aspecto más difícil del teletransportecuántico. Resolver este problema podría abrirnuevas perspectivas en teletransporte.

«Estamos hablando de un haz de unas 5.000partículas que desaparecen de un lugar y reapare-cen en algún otro lugar», dice el físico AstonBradley del Centro de Excelencia para ÓpticaAtómica Cuántica del Consejo de InvestigaciónAustraliano en Brisbane que participó en el de-sarrollo del nuevo método de teletransporte.[8]

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«Creemos que nuestro esquema está más cercanoen espíritu al concepto de ficción original»,afirma. En su enfoque, él y sus colegas toman unhaz de átomos de rubidio, convierten toda su in-formación en un haz de luz, envían este haz deluz a través de un cable de fibra óptica y luegoreconstruyen el haz de átomos original en unalocalización lejana. Si su afirmación es válida,este método eliminaría el obstáculo número unopara el teletransporte y abriría modos completa-mente nuevos para teletransportar objetos cadavez más grandes.

Para distinguir este nuevo método del teletrans-porte cuántico, el doctor Bradley ha llamado a sumétodo «teletransporte clásico». (Esto es algoconfuso, porque su método también dependemucho de la teoría cuántica, aunque no delentrelazamiento).

La clave para este nuevo tipo de teletransporte esun nuevo estado de la materia llamado un «con-densado de Bose-Einstein», o BEC, que es una delas sustancias más frías de todo el universo. En la

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naturaleza la temperatura más fría se encuentraen el espacio exterior; es de 3 K sobre el 0 abso-luto. (Esto se debe al calor residual del big bang,que aún llena el universo). Pero un BEC está auna millonésima de milmillonésima de gradosobre el 0 absoluto, una temperatura que solopuede encontrarse en el laboratorio.

Cuando ciertas formas de materia se enfrían hastacasi el cero absoluto, sus átomos se ponen en elestado de energía más baja, de modo que todossus átomos vibran al unísono y se hacen coher-entes. Las funciones de onda de todos los átomosse solapan, de manera que, en cierto sentido, unBEC es como un «superátomo» gigante en dondetodos los átomos individuales vibran al unísono.Este extraño estado de la materia fue predichopor Einstein y Satyendranath Bose en 1925, peropasarían otros setenta años hasta que en 1995 secreara finalmente un BEC en el laboratorio delMIT y en la Universidad de Colorado.

Así es como funciona el dispositivo de teletrans-porte de Bradley y sus colegas. Primero

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empiezan con un conjunto de átomos de rubidiosuperfríos en un estado BEC. Luego aplican alBEC un haz de materia (hecho asimismo deátomos de rubidio). Estos átomos del haz tambiénquieren colocarse en el estado de energía másbaja, de modo que ceden su exceso de energía enforma de un pulso de luz. Este haz de luz esentonces enviado por un cable de fibra óptica. Lonotable es que el haz de luz contiene toda la in-formación cuántica necesaria para describir elhaz de materia original (por ejemplo, la posicióny velocidad de todos sus átomos). Luego el hazde luz incide en otro BEC, que transforma el hazde luz en el haz de materia original.

El nuevo método de teletransporte es enorm-emente prometedor, puesto que no implica el en-trelazamiento de átomos. Pero este método tam-bién tiene sus problemas. Depende de forma cru-cial de las propiedades de los BEC, que son difí-ciles de crear en el laboratorio. Además, laspropiedades de los BEC son muy peculiares,porque se comportan como si fueran un átomo

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gigantesco. En teoría, efectos cuánticos extraños,que solo vemos en el nivel atómico, pueden versea simple vista con un BEC. En otro tiempo sepensó que esto era imposible.

La aplicación práctica inmediata de los BEC escrear «láseres atómicos». Los láseres, porsupuesto, están basados en haces coherentes defotones que vibran al unísono. Pero un BEC esuna colección de átomos que vibran al unísono,de modo que es posible crear haces de átomos deun BEC que sean todos coherentes. En otras pa-labras, un BEC puede crear la contrapartida delláser, el láser atómico o láser de materia, que estáhecho de átomos de BEC. Las aplicacionescomerciales de los láseres son enormes, y las ap-licaciones comerciales de los láseres atómicospodrían ser igualmente profundas. Pero puestoque los BEC existen solo a temperaturas muypróximas al cero absoluto, el progreso en estecampo será lento, aunque constante.

Dados los progresos que hemos hecho, ¿cuándopodríamos ser capaces de teletransportarnos? Los

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físicos confían en teletransportar moléculas com-plejas en los años venideros. Después de esoquizá en algunas décadas pueda teletransportarseuna molécula de ADN o incluso un virus. Nadahay en principio que impida teletransportar a unapersona real, como en las películas de ciencia fic-ción, pero los problemas técnicos a los que se en-frenta tal hazaña son verdaderamente enormes.Se necesitan algunos de los mejores laboratoriosde física del mundo solo para crear coherenciaentre minúsculos fotones de luz y átomos indi-viduales. Crear coherencia cuántica que impliquea objetos verdaderamente macroscópicos, talescomo una persona, está fuera de cuestión duranteun largo tiempo. De hecho, probablemente pas-arán muchos siglos, o un tiempo aún mayor,antes de que puedan teletransportarse —si essiquiera posible— objetos cotidianos.

Ordenadores cuánticos

En última instancia, el destino del teletransportecuántico está íntimamente relacionado con el

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destino del desarrollo de ordenadores cuánticos.Los dos utilizan la misma física cuántica y lamisma tecnología, de modo que hay una intensafertilización cruzada entre estos dos campos. Losordenadores cuánticos podrían reemplazar algúndía al familiar ordenador digital que tenemos ennuestra mesa de trabajo. De hecho, el futuro de laeconomía mundial podría depender en el futurode tales ordenadores, y por ello hay un enormeinterés comercial en estas tecnologías. Algún díaSilicon Valley podría coinvertirse en un cinturónde herrumbre, superado por las nuevas tecnolo-gías que surgen de la computación cuántica.

Los ordenadores ordinarios computan en un sis-tema binario de 0 y 1, llamados bits. Pero los or-denadores cuánticos son mucho más potentes.Pueden computar con qubits, que pueden tomarvalores entre 0 y 1. Pensemos en un átomo colo-cado en un campo magnético. Gira como una pe-onza, de modo que su eje de giro puede apuntararriba o abajo. El sentido común nos dice que elespín del átomo puede ser arriba o abajo, pero no

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ambos al mismo tiempo. Pero en el extrañomundo de lo cuántico, el átomo se describe comola suma de dos estados, la suma de un átomo conespín arriba y un átomo con espín abajo. En elextraño mundo cuántico todo objeto está descritopor la suma de todos los estados posibles. (Si ob-jetos grandes, como los gatos, se describen deeste modo cuántico, significa que hay que sumarla función de onda de un gato vivo a la de un gatomuerto, de modo que el gato no está ni vivo nimuerto, como explicaré con más detalle en elcapítulo 13).

Imaginemos ahora una cadena de átomos alinea-dos en un campo magnético, con el espín alin-eado en una dirección. Si un haz láser incide enesta cadena de átomos, el haz rebotará en lamisma y cambiará el eje de giro de algunos de losátomos. Midiendo la diferencia entre el haz láserincidente y el saliente, hemos conseguido uncomplicado «cálculo» cuántico, que implica elcambio de muchos espines.

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Los ordenadores cuánticos están aún en su infan-cia. El récord mundial para una computacióncuántica es 3 x 5 = 15, que difícilmente es un cál-culo que suplante a los superordenadores de hoy.El teletransporte cuántico y los ordenadorescuánticos comparten la misma debilidad fatal:deben mantener la coherencia de grandes conjun-tos de átomos. Si pudiera resolverse este prob-lema, sería un avance trascendental en amboscampos.

La CIA y otras organizaciones secretas estánmuy interesadas en los ordenadores cuánticos.Muchos de los códigos secretos en todo el mundodependen de una «clave», que es un número en-tero muy grande, y de la capacidad de factoriz-arlo en números primos. Si la clave es el pro-ducto de dos números, cada uno de ellos de 100dígitos, entonces un ordenador digital podría ne-cesitar más de 100 años para encontrar estos dosfactores partiendo de cero. Un código semejantees hoy día esencialmente irrompible.

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Pero en 1994 Peter Shor, de los Laboratorios Belldemostró que factorizar números grandes podríaser un juego de niños para un ordenador cuántico.Este descubrimiento despertó enseguida el interésde la comunidad de los servicios de inteligencia.En teoría, un ordenador cuántico podría descifrartodos los códigos del mundo y desbaratar porcompleto la seguridad de los sistemas de orde-nadores de hoy. El primer país que sea capaz deconstruir un sistema semejante podría descifrarlos secretos más profundos de otras naciones yorganizaciones.

Algunos científicos han especulado con que en elfuturo la economía mundial podría depender delos ordenadores cuánticos. Se espera que los or-denadores digitales basados en el silicio alcancensu límite físico en términos de potencia de orde-nador en algún momento después de 2020. Podríaser necesaria una nueva y más poderosa familiade ordenadores para que la tecnología puedaseguir avanzando. Otros están explorando la

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posibilidad de reproducir el poder del cerebro hu-mano mediante ordenadores cuánticos.

Por consiguiente, hay mucho en juego. Sipudiéramos resolver el problema de la coheren-cia, no solo seríamos capaces de resolver el retodel teletransporte, sino que también tendríamos lacapacidad de hacer avances en todo tipo detecnologías de maneras nunca vistas mediante or-denadores cuánticos. Este avance es tan import-ante que volveré a esta cuestión en capítulos pos-teriores. Como he señalado antes, es extraordin-ariamente difícil mantener la coherencia en ellaboratorio. La más minúscula vibración podríaafectar a la coherencia de dos átomos y destruirla computación. Hoy día, es muy difícil mantenercoherencia en más de solo un puñado de átomos.Los átomos que originalmente están en faseempiezan a sufrir decoherencia en cuestión de unnanosegundo, o como mucho, un segundo. Elteletransporte debe hacerse muy rápidamente,antes de que los átomos empiecen a sufrir

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decoherencia, lo que pone otra restricción a lacomputación cuántica y al teletransporte.

A pesar de tales desafíos, David Deutsch, de laUniversidad de Oxford, cree que estos problemaspueden superarse: «Con suerte, y con ayuda derecientes avances teóricos [un ordenadorcuántico], puede llegar en menos de cincuentaaños [...] Sería un modo enteramente nuevo dedominar la naturaleza».[9]

Para construir un ordenador cuántico útil necesit-aríamos tener de cientos a millones de átomos vi-brando al unísono, un logro que supera nuestrascapacidades actuales. Teletransportar al capitánKirk sería astronómicamente difícil. Tendríamosque crear un entrelazamiento cuántico con ungemelo del capitán Kirk. Incluso con nanotecno-logía y ordenadores avanzados es difícil vercómo podría conseguirse esto.

Así pues, el teletransporte existe en el nivelatómico, y eventualmente podremos teletranspor-tar moléculas complejas e incluso orgánicas

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dentro de algunas décadas. Pero el teletransportede un objeto macroscópico tendrá que esperarvarias décadas o siglos, o más, si realmente esposible. Por consiguiente, teletransportar molécu-las complejas, quizá incluso un virus o una célulaviva, se califica como imposibilidad de clase I,que sería posible dentro de este siglo. Pero tele-transportar un ser humano, aunque lo permitanlas leyes de la física, puede necesitar muchossiglos más, suponiendo que sea posible. Por ello,yo calificaría ese tipo de teletransporte como unaimposibilidad de clase II.

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Telepatía

Si no has encontrado nada extraño durante el día, no ha sido un buen día.

John Wheeleh

Solo quienes intentan lo absurdo conseguiránlo imposible.

M. C. Escher

La novela Slan, de A. E. van Vogt, capta elenorme potencial y nuestros más oscuros temoresrelacionados con el poder de la telepatía.

Jommy Cross, el protagonista de la novela, es un«slan», una raza en extinción de telépatassuperinteligentes.

Sus padres fueron asesinados brutalmente porturbas airadas de humanos, que temen y odian atodos los telépatas por el enorme poder que ejer-cen quienes pueden introducirse en sus más ínti-mos pensamientos. Los humanos cazan despiada-damente a los slan como a animales. Con sustentáculos característicos que salen de suscabezas, los slans son muy fácilmente recono-cibles. A lo largo del libro, Jommy trata de entraren contacto con otros slans que podrían haberhuido al espacio exterior para escapar de la cazade brujas emprendida por los humanos, decididosa exterminarlos.

Históricamente, la lectura de la mente se havisto como algo tan importante que con fre-cuencia se relacionaba con los dioses. Uno delos poderes más fundamentales de cualquierdios es la capacidad de leer nuestra mente yresponder con ello a nuestras más profundasoraciones. Un verdadero telépata que pudi-era leer mentes a voluntad podría conver-tirse fácilmente en la persona más rica y

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poderosa de la Tierra, capaz de entrar en lasmentes de los banqueros de Wall Street ohacer chantaje y extorsionar a sus rivales.Plantearía una amenaza para la seguridad delos gobiernos. Podría robar sin esfuerzo lossecretos más sensibles de una nación. Comolos slans, sería temido y tal vez acosado.

El enorme poder de un verdadero telépata seponía de manifiesto en la mítica serie Fundaciónde Isaac Asimov, a menudo calificado el mejorescritor de ciencia ficción de todos los tiempos.Un imperio galáctico que ha gobernado durantemiles de años está a punto de colapsar y arru-inarse. Una sociedad secreta de científicos, lla-mada la Segunda Fundación, utiliza ecuacionescomplejas para predecir que el imperio declinarácon el tiempo y hundirá a la civilización en tre-inta mil años de oscuridad. Los científicos esboz-an un elaborado plan basado en sus ecuaciones,en un esfuerzo por reducir ese colapso de la civil-ización a solo algunos miles de años. Peroentonces se produce el desastre. Sus elaboradas

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ecuaciones no pueden predecir un suceso singu-lar, el nacimiento de un mutante llamado elMulo, que es capaz de controlar las mentes a grandistancia y con ello hacerse con el control del im-perio galáctico. La galaxia está condenada a tre-inta mil años de caos y anarquía a menos que sepueda parar al telépata.

Aunque la ciencia ficción está llena de historiasfantásticas sobre telépatas, la realidad es muchomás trivial. Puesto que los pensamientos sonprivados e invisibles, charlatanes y estafadores sehan aprovechado durante siglos de los ingenuos ylos crédulos. Un sencillo truco de salón utilizadopor magos y mentalistas consiste en utilizar ungancho —un cómplice infiltrado en el públicocuya mente es «leída» por el mentalista.

Las carreras de varios magos y mentalistas se hanbasado en el famoso «truco del sombrero», en elque la gente escribe mensajes privados en trozosde papel que luego se colocan en un sombrero.Entonces el mago procede a decir a los especta-dores qué hay escrito en cada trozo de papel, lo

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que sorprende a todos. Hay una explicación en-gañosamente simple para este truco.[1]

Uno de los casos más famosos de telepatía no im-plicaba a un cómplice sino a un animal, Hans elListo, un caballo maravilloso que sorprendió a lasociedad europea en la última década del sigloXIX. Hans el Listo, para sorpresa del público,podía realizar complejas hazañas de cálculomatemático. Si, por ejemplo, se le pedía que di-vidiera 48 por 6, el caballo daba 8 golpes con elcasco. De hecho, Hans el Listo podía dividir,multiplicar, sumar fracciones, deletrear palabrase incluso identificar notas musicales. Los fans deHans el Listo declaraban que era más inteligenteque muchos humanos o que podía ver telepática-mente el cerebro de la gente.

Pero Hans el Listo no era el producto de un trucoingenioso. Su maravillosa capacidad para la arit-mética engañó incluso a su entrenador. En 1904el destacado psicólogo profesor C. Strumpf anal-izó el caballo y no pudo encontrar ninguna

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prueba obvia de truco u ocultación que señalaraal caballo, lo que aumentó la fascinación delpúblico con Hans el Listo. Sin embargo, tres añosmás tarde un estudiante de Strumpf, el psicólogoOskar Pfungst, hizo un test mucho más rigurosoy al final descubrió el secreto de Hans el Listo.Todo lo que este hacía realmente era observar lassutiles expresiones faciales de su entrenador. Elcaballo seguía dando golpes con su casco hastaque la expresión facial de su entrenador cam-biaba ligeramente, momento en el cual dejaba dedar golpes. Hans el Listo no podía leer la mentede la gente ni hacer aritmética; simplemente eraun agudo observador de los rostros de laspersonas.

Ha habido otros animales «telepáticos» en la his-toria. Ya en 1591 un caballo llamado Morocco sehizo famoso en Inglaterra y ganó una fortunapara su propietario reconociendo a personas entreel público, señalando letras del alfabeto ysumando la puntuación total de un par de dados.Causó tal sensación en Inglaterra que

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Shakespeare lo inmortalizó en su obra Trabajosde amor perdidos como «el caballo bailarín».

Los jugadores también son capaces de leer lamente de las personas en un sentido limit-ado. Cuando una persona ve algo agradable,las pupilas de sus ojos normalmente sedilatan. Cuando ve algo desagradable (o real-iza un cálculo matemático), sus pupilas secontraen. Los jugadores pueden leer lasemociones de sus contrarios con cara depóquer examinando si sus ojos se contraen odilatan. Esta es la razón por la que losjugadores suelen llevar gafas negras paraocultar sus pupilas. También se puede hacerrebotar un láser en la pupila de una personay analizar hacia dónde se refleja, y determin-ar con ello adonde esta mirando exacta-mente. Al analizar el movimiento del puntode luz láser reflejado es posible determinarcómo una persona examina una imagen. Sise combinan estas dos tecnologías se puededeterminar la reacción emocional de una

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persona cuando examina una imagen, todo

ello sin su permiso.[2]

Investigación psíquica

Los primeros estudios científicos de la telepatía yotros fenómenos paranormales fueron llevados acabo por la Sociedad para las InvestigacionesPsíquicas, fundada en Londres en 1882.[3] (Elnombre de «telepatía mental» fue acuñado eseaño por F.W. Myers, un miembro de la sociedad).Entre los que habían sido presidentes de dicha so-ciedad se encontraban algunas de las figuras másnotables del siglo XIX. La sociedad, que existetodavía hoy, fue capaz de refutar las afirmacionesde muchos fraudes, pero con frecuencia se di-vidía entre los espiritistas, que creían firmementeen lo paranormal, y los científicos, que queríanun estudio científico más serio.

Un investigador relacionado con la sociedad, eldoctor Joseph Banks Rhine, [4] empezó el primerestudio riguroso y sistemático de los fenómenos

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psíquicos en Estados Unidos en 1927, y fundó elInstituto Rhine (ahora llamado Centro de In-vestigación Rhine) en la Universidad de Duke, enCarolina del Norte. Durante décadas, él y sumujer, Louisa, realizaron algunos de los primerosexperimentos controlados científicamente enEstados Unidos sobre una gran variedad de fenó-menos parapsicológicos y los publicaron en pub-licaciones con revisión por pares. Fue Rhinequien acuñó el nombre de «percepción extrasen-sorial» (ESP) en uno de sus primeros libros.

De hecho, el laboratorio de Rhine fijó el nivelpara la investigación psíquica. Uno de sus asocia-dos, el doctor Karl Zener, desarrolló el sistema decartas con cinco símbolos, ahora conocidas comocartas Zener, para analizar poderes telepáticos.La inmensa mayoría de los resultados no mostra-ban la más mínima evidencia de telepatía. Perouna pequeña minoría de experimentos parecíamostrar pequeñas pero apreciables correlacionesen los datos que no podían explicarse por el puroazar. El problema era que con frecuencia estos

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experimentos no podían ser reproducidos porotros investigadores.

Aunque Rhine intentaba establecer una reputa-ción basada en el rigor, esta se puso en entredi-cho tras un encuentro con un caballo llamadoLady Maravilla. Este caballo podía realizardesconcertantes hazañas de telepatía, tales comodar golpes sobre bloques de alfabeto de juguete ydeletrear así palabras en las que estabanpensando los miembros de la audiencia. Al pare-cer, Rhine no sabía nada del efecto Hans el Listo.En 1927 Rhine analizó a Lady Maravilla con al-gún detalle y concluyó: «Solo queda, entonces, laexplicación telepática, la transferencia de influen-cia mental mediante un proceso desconocido. Nose descubrió nada que no estuviera de acuerdocon ello, y ninguna otra hipótesis propuestaparece sostenible en vista de los resultados».[5]

Más tarde Milbourne Christopher reveló la ver-dadera naturaleza del poder telepático de LadyMaravilla: sutiles movimientos de la fusta que ll-evaba el dueño del caballo. Los movimientos

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sutiles de la fusta eran la clave para que LadyMaravilla dejara de golpear con el casco. (Peroincluso después de que fuera revelada la ver-dadera naturaleza del poder de Lady Maravilla,Rhine siguió creyendo que el caballo era ver-daderamente telépata aunque, de algún modo,había perdido su poder telepático, lo que obligóal dueño a recurrir a los trucos).

La reputación de Rhine sufrió un golpe decisivo,sin embargo, cuando estaba a punto de retirarse.Estaba buscando un sucesor con una reputaciónsin tacha para continuar la obra de su instituto.Un candidato pro metedor era el doctor WalterLevy, a quien contrató en 1973. El doctor Levyera una estrella ascendente en ese ámbito; dehecho, presentó resultados sensacionales queparecían demostrar que los ratones podían alterartelepáticamente el generador de númerosaleatorios de un ordenador. Sin embargo, traba-jadores suspicaces del laboratorio descubrieronque el doctor Levy se introducía subrepti-ciamente en el laboratorio por la noche para

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alterar el resultado de los tests. Fue pillado conlas manos en la masa mientras amañaba los da-tos. Tests adicionales demostraron que losratones no poseían poderes telepáticos, y el doc-tor Levy se vio obligado a renunciar avergonzadoa su puesto en el instituto.[6]

Telepatía y la Puerta de las Estrellas

El interés por lo paranormal tomó un giro import-ante en el apogeo de la guerra fría, durante la cu-al se realizaron varios experimentos secretossobre telepatía, control de la mente y visión re-mota. (La visión remota consiste en «ver» unlugar distante solo con la mente, leyendo lasmentes de otros). Puerta de las Estrellas era elnombre en clave de varios estudios secretos fin-anciados por la CIA (tales como Sun Streak, GrillFíame y Center Lañe). Los proyectos comen-zaron en torno a 1970, cuando la CIA concluyóque la Unión Soviética estaba gastando 60 mil-lones de rublos al año en investigación «psico-trónica». Preocupaba que los soviéticos pudieran

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estar utilizando ESP para localizar submarinos einstalaciones militares estadounidenses, identifi-car espías y leer documentos secretos.

La financiación de los estudios empezó en 1972,y fueron encargados a Russell Targ y HaroldPuthoff, del Instituto de Investigación de Stan-ford (SRI) en Menlo Park. Inicialmente trataronde entrenar a un cuadro de psíquicos que pudier-an introducirse en la «guerra psíquica». Durantemás de dos décadas, Estados Unidos gastó 20millones de dólares en la Puerta de las Estrellas,con más de cuarenta personas, veintitrés videntesremotos y tres psíquicos en la plantilla.

En 1995, con un presupuesto de 500.000 dólaresal año, la CIA había realizado centenares deproyectos que suponían miles de sesiones de vis-ión remota. En concreto, a los videntes remotosse les pidió:

Localizar al coronel Gaddafi antes delbombardeo de Libia en 1986.

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Encontrar almacenes de plutonio enCorea del Norte.

Localizar a un rehén secuestrado porlas Brigadas Rojas en Italia en 1981.

Localizar un bombardero soviéticoTu-95 que se había estrellado en África.

En 1995 la CIA pidió al Instituto Americano parala Investigación (AIR) que evaluara estos progra-mas. El AIR recomendó cancelarlos. «No hayninguna prueba documentada que tenga valorpara los servicios de inteligencia», escribió DavidGoslin, del AIR.

Los defensores de la Puerta de las Estrellas sejactaban de que durante esos años habían obten-ido resultados de «ocho martinis» (conclusionesque eran tan espectaculares que uno tenía que sa-lir y tomarse ocho martinis para recuperarse). Sinembargo, los críticos mantenían que una inmensamayoría de los experimentos de visión remotadaba información irrelevante e inútil, y que lospocos «éxitos» que puntuaban eran vagos y tan

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generales que podían aplicarse a cualquier situa-ción; en definitiva, se estaba malgastando eldinero de los contribuyentes. El informe del AIRafirmaba que los «éxitos» más espectaculares dela Puerta de las Estrellas implicaban a videntesremotos que ya habían tenido algún conocimientode la operación que estaban estudiando, y porello podrían haber hecho conjeturas informadasque parecieran razonables.

Finalmente, la CIA concluyó que la Puerta de lasEstrellas no había producido un solo ejemplo deinformación que ayudara a la agencia a guiar op-eraciones de inteligencia, de modo que canceló elproyecto. (Persistieron los rumores de que la CIAutilizó videntes remotos para localizar a SadamHusein durante la guerra del Golfo, aunque todoslos esfuerzos fueron insatisfactorios).

Exploración del cerebro

Al mismo tiempo, los científicos estaban em-pezando a entender algo de la física que hayen el funcionamiento del cerebro. En el siglo

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XIX los científicos sospechaban que dentrodel cerebro se transmitían señales eléctricas.En 1875 Richard Catón descubrió quecolocando electrodos en la superficie de lacabeza era posible detectar las minúsculasseñales eléctricas emitidas por el cerebro.Esto llevó finalmente a la invención del elec-troencefalógrafo (EEG).

En principio, el cerebro es un transmisor con elque nuestros pensamientos son emitidos en formade minúsculas señales eléctricas y ondas electro-magnéticas. Pero hay problemas al utilizar estasseñales para leer los pensamientos de alguien. Enprimer lugar, las señales son extremadamente dé-biles, en el rango de los milivatios. En segundolugar, las señales son ininteligibles, casi indistin-guibles de ruido aleatorio. De este barullo solopuede extraerse información tosca sobre nuestrospensamientos. En tercer lugar, nuestro cerebro noes capaz de recibir mensajes similares de otroscerebros mediante estas señales; es decir, care-cemos de antena. Y, finalmente, incluso si

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pudiéramos recibir esas débiles señales, nopodríamos reconstruirlas. Utilizando física new-toniana y maxwelliana ordinaria no parece quesea posible la telepatía mediante radio.

Algunos creen que quizá la telepatía esté me-diada por una quinta fuerza, llamada la fuerza«psi». Pero incluso los defensores de la parap-sicología admiten que no tienen ninguna pruebaconcreta y reproducible de esta fuerza psi.

Pero esto deja abierta una pregunta: ¿qué pasacon la telepatía que utilice la teoría cuántica?

En la última década se han introducido nuevosinstrumentos cuánticos que por primera vez en lahistoria nos permiten mirar dentro del cerebropensante. Al frente de esta revolución cuánticaestán las exploraciones del cerebro por PET(tomografía por emisión de positrones) y MRI(imagen por resonancia magnética). Una explora-ción PET se crea inyectando azúcar radiactivo enla sangre. Este azúcar se concentra en regionesdel cerebro que son activadas por los procesos

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mentales, que requieren energía. El azúcar radi-activo emite positrones (antielectrones) que sonfácilmente detectados por instrumentos. Así,rastreando la pauta creada por antimateria en elcerebro vivo, también se pueden rastrear laspautas del pensamiento y aislar las regiones pre-cisas del cerebro que están comprometidas encada actividad.

La máquina MRI actúa de la misma manera, ex-cepto que es más precisa. La cabeza del pacientese coloca dentro en un intenso electroimán enforma de donut. El campo magnético hace quelos núcleos de los átomos del cerebro se alineenparalelos a las líneas del campo. Se envía al pa-ciente un pulso de radio, que hace que estosnúcleos se tambaleen. Cuando los núcleos cambi-an de orientación emiten un minúsculo «eco» deradio que puede ser detectado, lo que señala lapresencia de una sustancia particular. Por ejem-plo, la actividad general está relacionada con elconsumo de oxígeno, de modo que la máquinaMRI puede aislar los procesos mentales

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apuntando a la presencia de sangre oxigenada.Cuanto mayor es la concentración de sangre oxi-genada, mayor es la actividad mental en esa re-gión del cerebro. (Hoy «máquinas MRI fun-cionales» [fMRI] pueden apuntar a minúsculasregiones del cerebro de solo un milímetro de diá-metro en fracciones de segundo, lo que hace queestas máquinas sean ideales para seguir la pautade los pensamientos del cerebro vivo).

Detectores de mentiras MRI

Con máquinas MRI hay una posibilidad de quealgún día los científicos puedan descifrar laslíneas generales de los pensamientos en elcerebro vivo. El test más simple de «lectura de lamente» sería determinar si alguien está mintiendoo no.

Según la leyenda, el primer detector de mentirasdel mundo fue creado por un sacerdote indio hacesiglos. Metía al sospechoso en una habitacióncerrada junto con un «burro mágico», y le

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instruía para que tirase de la cola del animal. Si elburro empezaba a hablar, significaba que el so-spechoso era un mentiroso. Si el burro per-manecía en silencio, entonces el sospechoso es-taba diciendo la verdad. (Pero, en secreto, elviejo ponía hollín en la cola del burro).

Una vez que el sospechoso había salido de lahabitación, lo normal era que proclamara su ino-cencia porque el burro no había hablado al tirarde su cola. Pero entonces el sacerdote examinabalas manos del sospechoso. Si las manos estabanlimpias, significaba que estaba mintiendo. (Aveces, la amenaza de utilizar un detector dementiras es más efectiva que el propio detector).

El primer «burro mágico» de los tiempos mod-ernos fue creado en 1913, cuando el psicólogoWilliam Marston propuso analizar la presión san-guínea de una persona, que aumentaría al deciruna mentira. (Esta observación sobre la presiónsanguínea se remonta en realidad a tiempos anti-guos, cuando un sospechoso era interrogadomientras un investigador le sujetaba las manos).

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La idea caló pronto, y el Departamento de De-fensa no tardó en crear su propio InstitutoPoligráfico.

Pero con los años se ha hecho evidente que losdetectores de mentiras pueden ser engañados porsociópatas que no muestran remordimiento porsus acciones. El caso más famoso fue el del dobleagente de la CIA Aldrich Ames, que se embolsóenormes sumas de dinero de la antigua UniónSoviética por enviar a numerosos agentes deEstados Unidos a la muerte y por divulgarsecretos de la armada nuclear norteamericana.Durante décadas, Ames superó una batería depruebas de detectores de mentiras de la CIA.También lo hizo el asesino en serie Gary Ridg-way, conocido como el infame asesino del ríoVerde; llegó a matar hasta cincuenta mujeres.

En 2003 la Academia Nacional de Ciencias deEstados Unidos publicó un informe sobre la ha-bilidad de los detectores de mentiras, con unalista de todas las formas en que los detectores de

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mentiras podían ser engañados y personas ino-centes calificadas como mentirosas.

Pero si los detectores de mentiras solo midenniveles de ansiedad, ¿qué hay sobre medir el pro-pio cerebro? La idea de observar la actividadcerebral para descubrir mentiras se remonta aveinte años atrás, al trabajo de Peter Rosenfeld dela Universidad de Northwestern, quien observóque registros EEG de personas que estaban min-tiendo mostraban una pauta en las ondas P300diferente de cuando estas personas estaban di-ciendo la verdad. (Las ondas P300 se suelen es-timular cuando el cerebro encuentra algo nuevo oque se sale de lo normal).

La idea de utilizar exploraciones MRI para de-tectar mentiras se debe a Daniel Langleben de laUniversidad de Pensilvania. En 1999 dio con unartículo que afirmaba que los niños que sufríande trastorno de déficit de atención tenían difi-cultad para mentir, pero él sabía por experienciaque esto era falso; tales niños no tenían ningúnproblema para mentir. Su problema real era que

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tenían dificultad para inhibir la verdad. «Ellossimplemente cambian las cosas», señalabaLangleben. Conjeturó que, para decir unamentira, el cerebro tiene que dejar primero de de-cir la verdad, y luego crear un engaño. Langlebenafirma: «Cuando uno dice una mentira deliberadatiene que tener en su mente la verdad. Eso signi-fica que razonar debería implicar más actividadcerebral». En otras palabras, mentir es una tareadifícil.

Mediante experimentos con estudiantes universit-arios en los que se les pedía que mintieran,Langleben descubrió pronto que las personas quemienten aumentan la actividad cerebral en variasregiones, incluido el lóbulo frontal (donde seconcentra el pensamiento superior), el lóbulotemporal y el sistema límbico (donde se procesanlas emociones). En particular, advirtió una act-ividad inusual en el giro cingulado anterior (queestá relacionado con la resolución de conflictos yla inhibición de la respuesta).[7]

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Langleben afirma que ha alcanzado tasas de éxitode hasta un 99 por ciento al analizar sujetos enexperimentos controlados para determinar simentían o no (por ejemplo, pedía a los estudi-antes universitarios que mintiesen sobre las cartasde una baraja). El interés en esta tecnología hasido tal que se han iniciado dos aventuras comer-ciales que ofrecen este servicio al público. En2007 una compañía, No Lie MRI, asumió suprimer caso, una persona que estaba en pleitoscon su compañía de seguros porque esta afirmabaque él había quemado deliberadamente su tiendade delicatessen. (La exploración fMRI indicó queél no era un estafador).

Los defensores de la técnica de Langleben afir-man que es mucho más fiable que el detector dementiras a la antigua usanza, puesto que alterarpautas cerebrales está más allá del control denadie. Aunque las personas pueden entrenarsehasta cierto punto para controlar su pulso y res-piración, es imposible que controlen sus pautascerebrales. De hecho, los defensores señalan que

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en una era en que cada vez hay más amenazasterroristas, esta tecnología podría salvar muchasvidas detectando un ataque terrorista a EstadosUnidos.

Aun concediendo este éxito aparente de la tecno-logía en la detección de mentiras, los que criticanesta técnica han señalado que la fMRI no detectamentiras realmente, sino solo un aumento de laactividad cerebral cuando alguien dice unamentira. La máquina podría dar resultados falsossi, por ejemplo, una persona llegara a decir laverdad en un estado de gran ansiedad. La fMRIsolo detectaría la ansiedad que siente el sujeto yrevelaría incorrectamente que estaba diciendouna mentira. «Hay muchas ganas de tener testspara separar la verdad del engaño», advierte elneurobiólogo Steven Hyman, de la Universidadde Harvard.

Algunos críticos afirman también que un verda-dero detector de mentiras, como un verdaderotelépata, podría hacer que las relaciones socialesordinarias resultasen muy incómodas, puesto que

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cierta cantidad de mentira es un «lubricante so-cial» que engrasa las ruedas de la sociedad enmovimiento. Por ejemplo, nuestra reputaciónquedaría arruinada si todos los halagos quehacemos a nuestros jefes, superiores, esposas,amantes y colegas quedaran de manifiesto comomentiras. De hecho, un verdadero detector dementiras también podría revelar todos nuestrossecretos familiares, emociones ocultas, deseosreprimidos y planes secretos. Como ha dicho elperiodista científico David Jones, un verdaderodetector de mentiras es «como la bomba atómica,que debe reservarse como una especie de armadefinitiva. Si se desplegara fuera de lostribunales, haría la vida social completamenteimposible».[8]

Traductor universal

Algunos han criticado con razón las explora-ciones cerebrales porque, pese a sus espec-taculares fotografías del cerebro pensante,son simplemente demasiado crudas para

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medir pensamientos individuales y aislados.Probablemente millones de neuronas se dis-paran a la vez cuando realizamos la mássimple tarea mental, y la fMRI detecta estaactividad solo como una mancha en una pan-talla. Un psicólogo comparaba las explora-ciones cerebrales con asistir a un ruidosopartido de fútbol y tratar de escuchar a lapersona que se sienta al lado. Los sonidos dedicha persona están ahogados por el ruido demiles de espectadores. Por ejemplo, el frag-mento más pequeño del cerebro que puedeser analizado con Habilidad por una má-quina fMRI se llama un «voxel»; pero cadavoxel corresponde a varios millones de neur-onas, de modo que la sensibilidad de unamáquina fMRI no es suficientemente buenapara aislar pensamientos individuales.

La ciencia ficción utiliza a veces un «traductoruniversal», un aparato que puede leer lospensamientos de una persona y luego emitirlosdirectamente a la mente de otra. En algunas

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novelas de ciencia ficción, telépatas alienígenasimplantan pensamientos en nuestra mente, in-cluso si no pueden entender nuestro lenguaje. Enla película de ciencia ficción de 1976 Mundo fu-turo el sueño de una mujer es proyectado en unapantalla de televisión en tiempo real. En lapelícula de Jim Carrey de 2004 Olvídate de mí,los médicos detectan recuerdos penosos y losborran.

«Ese es el tipo de fantasía que tiene todo elmundo que trabaja en este campo —dice elneurocientífico John Haynes, del Instituto MaxPlanck de Leipzig, Alemania—, pero si ese es elaparato que se quiere construir, entonces estoycompletamente seguro de que es necesario regis-trar una única neurona.»[9]

Puesto que detectar señales de una sola neuronaestá descartado por ahora, algunos psicólogoshan tratado de hacer lo más parecido: reducir elruido y aislar la pauta fMRI creada por objetosindividuales. Por ejemplo, sería posible

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identificar la pauta fMRI creada por palabras in-dividuales, y luego construir un «diccionario depensamientos».

Marcel A. Just, de la Universidad de Carnegie-Mellon, por ejemplo, ha sido capaz de identificarla pauta fMRI creada por un grupo pequeño y se-lecto de objetos (por ejemplo, herramientas decarpintería). «Tenemos doce categorías y po-demos determinar en cuál de las doce estánpensando los sujetos con una precisión de un 80 aun 90 por ciento», afirma.

Su colega Tom Mitchell, un científico de com-putación, está utilizando tecnología de computa-ción, tal como redes neurales, para identificar lascomplejas pautas cerebrales detectadas por ex-ploraciones fMRI asociadas con la realización deciertos experimentos. «Un experimento que megustaría hacer es encontrar palabras queproduzcan la actividad cerebral más distin-guible», advierte.

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Pero incluso si podemos crear un diccionario depensamientos, esto está muy lejos de crear un«traductor universal». A diferencia del traductoruniversal que envía pensamientos directamentede nuestra mente a otra mente, un traductor men-tal fMRI implicaría muchos pasos tediosos:primero, reconocer ciertas pautas fMRI, conver-tirlas en palabras inglesas y luego pronunciar es-as palabras ante el sujeto. En este sentido, dichoaparato no correspondería a la «mente combin-ada» que aparece en Star Trek (pero seguiríasiendo muy útil para las víctimas de infarto).[10]

Escáneres MRI de mano

Pero otro obstáculo para la telepatía práctica es elgran tamaño de una máquina fMRI. Es un apar-ato monstruoso, que cuesta varios millones dedólares, ocupa una habitación y pesa varias tone-ladas. El corazón de una máquina fMRI es ungran imán en forma de donut de varios metros dediámetro, que crea un enorme campo magnéticode varios teslas. (El campo magnético es tan

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enorme que varios trabajadores han sido seria-mente dañados cuando martillos y otras herrami-entas han salido volando en el momento que elaparato se ponía en marcha de maneraaccidental).

Recientemente los físicos Igor Savukov y Mi-chael Romalis, de la Universidad de Princeton,han propuesto una nueva tecnología que con eltiempo podría hacer realidad las máquinas MRIde mano, lo que reduciría posiblemente en unfactor cien el precio de una máquina fMRI.Según ellos, los enormes imanes de la MRIpodrían reemplazarse por magnetómetros atómi-cos supersensibles que pueden detectar camposmagnéticos minúsculos.

Para empezar, Savukov y Romalis crearonun sensor magnético a base de vapor depotasio caliente suspendido en gas helio.Luego utilizaron luz láser para alinear los es-pines electrónicos del potasio. A continua-ción aplicaron un débil campo magnético auna muestra de agua (para simular un

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cuerpo humano). Entonces enviaron unpulso de radio a la muestra de agua quehacía que las moléculas de agua oscilaran. El«eco» resultante de las moléculas de aguaoscilantes hacía que los electrones del potas-io también oscilaran, y esta oscilación podríaser detectada por un segundo láser. Llegarona un resultado clave: incluso un campo mag-nético débil podía producir un «eco» quepodía ser distinguido por sus sensores. Nosolo podían reemplazar el monstruosocampo magnético de la máquina MRI es-tándar por un campo débil, sino también ob-tener imágenes instantáneamente (mientrasque las máquinas MRI pueden tardar hastaveinte minutos para producir cada imagen).

Con el tiempo, teorizan, tomar una foto MRIpodría ser tan fácil como tomar una foto con unacámara digital. (Hay obstáculos, no obstante. Unproblema es que el sujeto y la máquina tienenque estar apantallados de campos magnéticosperdidos procedentes de fuentes externas).

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Si las máquinas MRI manuales se hacen realidad,podrían acoplarse a un minúsculo ordenador, quea su vez podría estar cargado con el softwarecapaz de descodificar ciertas frases o palabrasclave. Semejante aparato nunca sería tan sofistic-ado como los artificios telepáticos que encon-tramos en la ciencia ficción, pero podrían acer-carse.[11]

El cerebro como una red neural

Pero ¿alguna máquina MRI futurista podrá algúndía leer pensamientos precisos, palabra por pa-labra, imagen por imagen, como lo haría un ver-dadero telépata? Esto no está tan claro. Algunoshan argumentado que las máquinas MRI solopodrán descifrar vagos esbozos de nuestrospensamientos, porque realmente el cerebro no esni mucho menos un ordenador. En un ordenadordigital, la computación está localizada y obedecea un conjunto de reglas muy estricto. Un orde-nador digital obedece las leyes de una «máquinade Turing», una máquina que contiene una

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unidad central de procesamiento (CPU), entradasy salidas. Un procesador central (por ejemplo, elchip Pentium) ejecuta un conjunto definido demanipulaciones sobre las entradas y produce unasalida, y por ello «pensar» se localiza en la CPU.

Nuestro cerebro, sin embargo, no es un orde-nador digital. Nuestro cerebro no tiene un chipPentium, ni CPU, ni sistema operativo Windows,ni subrutinas. Si se quita un solo transistor de laCPU de un ordenador, probablemente quedainutilizado. Pero hay casos registrados en los quepuede faltar la mitad del cerebro y la otra mitadtoma el mando.

En realidad, el cerebro humano se parece más auna máquina de aprender, una «red neural», quese recablea continuamente después de aprenderuna nueva tarea. Estudios MRI han confirmadoque los pensamientos en el cerebro no están loc-alizados en un punto, como en una máquina deTuring, sino que están dispersos sobre buenaparte del cerebro, lo que es una característicatípica de una red neural. Exploraciones por MRI

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muestran que pensar es en realidad como unjuego de ping-pong, con diferentes partes delcerebro que se iluminan secuencialmente y conactividad eléctrica que recorre el cerebro.

Puesto que los pensamientos son tan difusos y es-tán dispersos por muchas regiones del cerebro,quizá lo mejor que los científicos puedan hacersea compilar un diccionario de pensamientos, esdecir, establecer una correspondencia «uno auno» entre ciertos pensamientos y pautas con-cretas de EEG o de exploraciones MRI. El ingen-iero biomédico austríaco Gert Pfurtscheller, porejemplo, ha entrenado a un ordenador para re-conocer pautas cerebrales y pensamientos es-pecíficos concentrando sus esfuerzos en las ondasµ encontradas en EEG. Al parecer, las ondas µestán relacionadas con la intención de hacer cier-tos movimientos musculares. Él pide a sus pa-cientes que levanten un dedo, sonrían, o frunzanel ceño, y entonces el ordenador registra qué on-das µ se activan. Cada vez que el paciente realizauna actividad mental, el ordenador registra

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cuidadosamente la pauta de ondas µ. Este pro-ceso es difícil y tedioso, puesto que hay que fil-trar con cuidado ondas espurias, pero al finalPfurtscheller ha sido capaz de encontrar sorpren-dentes correspondencias entre movimientossimples y ciertas pautas cerebrales.[12]

Con el tiempo, este proyecto, combinado con res-ultados MRI, puede llevar a crear un«diccionario» general de pensamientos. Analiz-ando ciertas pautas en una exploración EEG oMRI, un ordenador podría identificar tales pautasy revelar en qué está pensando un paciente, almenos en términos generales. Semejante «lecturade mente» establecería una correspondencia «unoa uno» entre ondas concretas en exploracionesMRI y pensamientos específicos. Pero es dudosoque este diccionario sea capaz de seleccionar pa-labras específicas en los pensamientos.

Proyectando los pensamientos

Si un día fuéramos capaces de leer las líneas gen-erales de los pensamientos de otro, ¿sería posible

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realizar lo contrario, proyectar nuestros pensami-entos en la mente de otra persona? La respuestaparece ser un sí matizado. Pueden emitirse dir-ectamente ondas de radio al cerebro humano paraexcitar regiones de este que controlan ciertasfunciones.

Esta línea de investigación empezó en la décadade 1950, cuando el neurocirujano canadienseWilder Penfield practicaba cirugía en el cerebrode pacientes epilépticos. Descubrió que cuandoestimulaba con electrodos ciertas regiones dellóbulo temporal del cerebro, las personas em-pezaban a oír voces y a ver apariciones fantas-males. Los psicólogos saben que las lesionescerebrales causadas por la epilepsia pueden hacerque el paciente perciba fuerzas sobrenaturales,que demonios y ángeles controlan los sucesos asu alrededor. (Algunos psicólogos incluso hanteorizado que la estimulación de estas regionespodría ser la causante de las experiencias se-mimísticas que están en la base de muchas reli-giones. Otros han especulado con que quizá

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Juana de Arco, que condujo sin ayuda a las tropasfrancesas a la victoria en batallas contra losbritánicos, podría haber sufrido una lesión se-mejante causada por un golpe en la cabeza).

Basándose en esas conjeturas, el neurocientíficoMichael Persinger de Sudbury, Ontario, hacreado un casco especialmente cableado diseñadopara emitir ondas de radio al cerebro a fin de pro-vocar pensamientos y emociones específicos,tales como sentimientos religiosos. Los científi-cos saben que cierta lesión en el lóbulo temporalizquierdo puede hacer que el cerebro izquierdo sedesoriente, y el cerebro podría interpretar que laactividad en el hemisferio derecho procede deotro «yo». Esta lesión podría crear la impresiónde que hay un espíritu fantasmal en la habitación,porque el cerebro es inconsciente de que esapresencia es en realidad tan solo otra parte de símismo. Dependiendo de sus creencias, el pa-ciente podría interpretar ese «otro yo» como undemonio, un ángel, un extraterrestre o inclusoDios.

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En el futuro quizá sea posible emitir señales elec-tromagnéticas a partes precisas del cerebro de lasque se sabe que controlan funciones específicas.Lanzando tales señales a la amígdala se podríanprovocar ciertas emociones. Al estimular otrasregiones del cerebro se podrían evocar imágenesy pensamientos visuales. Pero la investigación enesta dirección está solo en sus primeras etapas.

Cartografiando el cerebro

Algunos científicos han defendido un «proyectode cartografía neuronal», similar al ProyectoGenoma Humano que hizo un mapa de todos losgenes en el genoma humano. Un proyecto de car-tografía neuronal localizaría cada neurona indi-vidual en el cerebro humano y crearía un mapaen 3D que mostrara todas sus conexiones. Seríaun proyecto verdaderamente monumental, puestoque hay más de 100.000 millones de neuronas enel cerebro y cada neurona está conectada conotras miles de neuronas. Suponiendo que dichoproyecto se lleve a cabo, cabe pensar que sería

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posible representar cómo ciertos pensamientosestimulan determinados caminos neurales. Com-binado con el diccionario de pensamientos obten-ido utilizando exploraciones MRI y ondas EEG,cabría pensar en la posibilidad de descifrar la es-tructura neural de ciertos pensamientos, de talmodo que se pudiera determinar qué palabras es-pecíficas o imágenes mentales corresponden a laactivación de neuronas específicas. Así se con-seguiría una correspondencia «uno a uno» entreun pensamiento específico, su expresión MRI ylas neuronas específicas que se disparan paracrear dicho pensamiento en el cerebro.

Un pequeño paso en esta dirección fue el anuncioen 2006 del Instituto Allen para las Ciencias delCerebro (creado por el cofundador de Microsoft,Paul Allen) de que habían sido capaces de crearun mapa en 3D de expresión genética del cerebrodel ratón, que detalla la expresión de 21.000genes en el nivel celular. Piensan continuar conun atlas similar del cerebro humano. «La ter-minación del atlas cerebral Allen representa un

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enorme salto adelante en una de las grandesfronteras de la ciencia médica: el cerebro»,afirma Marc Tessier-Lavigne, presidente del in-stituto. Este atlas sería indispensable para quienquiera analizar las conexiones neurales dentro delcerebro humano, aunque el atlas del cerebroqueda bastante lejos de un verdadero proyecto demapa neuronal.

En resumen, la telepatía natural, del tipo que sesuele presentar en la ciencia ficción y la literaturafantástica, es hoy imposible. Pueden utilizarseexploraciones MRI y ondas EEG para leer solonuestros pensamientos más sencillos, porque lospensamientos están dispersos de forma complejapor todo el cerebro. Pero ¿cómo podría avanzaresta tecnología en las décadas o siglos venideros?Inevitablemente la capacidad de la ciencia parasondear los procesos mentales se va a expandirexponencialmente. A medida que aumente lasensibilidad de nuestros MRI y otros dispositivossensores, la ciencia será capaz de localizar conmayor precisión el modo en que el cerebro

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procesa secuencialmente pensamientos y emo-ciones. Con mayor potencia de computación ser-íamos capaces de analizar esta masa de datos conmayor precisión. Un diccionario del pensamientopodría catalogar un gran número de pautas depensamiento, de modo que diferentes pautas enuna pantalla MRI correspondan a diferentespensamientos o sentimientos. Aunque una corres-pondencia «uno a uno» completa entre pautasMRI y pensamientos quizá nunca sea posible, undiccionario de pensamientos podría identificarcorrectamente pensamientos generales sobre cier-tos temas. Las pautas de pensamiento MRI, a suvez, podrían cartografiarse en un mapa neuronalque muestre qué neuronas exactamente se estándisparando para producir un pensamiento es-pecífico en el cerebro.

Pero puesto que el cerebro no es un ordenadorsino una red neural, en la que los pensamientosestán dispersos por todo el cerebro, nos encon-tramos con un obstáculo: el propio cerebro. Demodo que aunque la ciencia sondee cada vez a

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mayor profundidad en el cerebro pensante,haciendo posible descifrar algunos de nuestrosprocesos mentales, no será posible «leer lospensamientos» con la precisión prometida por laciencia ficción. Dicho esto, yo calificaría a la ca-pacidad de leer sentimientos generales y pautasde pensamiento como imposibilidad de clase I.La capacidad de leer más exactamente el fun-cionamiento interno de la mente tendría que serclasificada como imposibilidad de clase II.

Pero existe quizá una manera más directa deaprovechar el enorme poder del cerebro. En lugarde utilizar radio, que es débil y se dispersa confacilidad, ¿podríamos utilizar directamente lasneuronas del cerebro? Si así fuera, seríamos ca-paces de liberar una potencia aún mayor: lapsicoquinesia.

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Psicoquinesia

Una nueva verdad científica no triunfa convenciendoa sus adversarios y haciéndoles ver la luz, sino

más bien porque sus adversarios mueren y creceuna

nueva generación que está familiarizada con ella.

Max Planck

Es prerrogativa de un loco decir verdades quenadie más dirá.

Shakespeare

Un día los dioses se reúnen en los cielos y sequejan del lamentable estado de la humanidad.Están disgustados por nuestras vanas, estúpidas yabsurdas locuras. Pero un día un dios se apiada

de nosotros y decide realizar un experimento: dara una persona muy corriente un poder ilimitado.¿Cómo reaccionará un humano ante la posibilid-ad de convertirse en un dios?, se preguntan.

Esa persona normal y corriente es GeorgeFotheringay un vendedor de ropa que de re-pente se encuentra con poderes divinos.Puede hacer que las velas floten, cambiar elcolor del agua, crear comidas espléndidas eincluso sacar diamantes de la nada. Al prin-cipio utiliza su poder por diversión y parahacer buenas obras. Pero con el tiempo suvanidad y afán de poder le superan y se con-vierte en un tirano sediento de poder, conpalacios y riquezas increíbles. Embriagadocon ese poder ilimitado, comete un errorfatal. Con arrogancia, ordena que la Tierradeje de girar. De improviso se desencadenaun caos inimaginable cuando vientosfuriosos lanzan todo al aire a 1.700 kilómet-ros por hora, la velocidad de rotación de laTierra. Toda la humanidad es expulsada al

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espacio exterior. Presa de la desesperación,él pide su último deseo: que todo vuelva a sercomo era.

Este es el argumento de la película El hombreque podía hacer milagros (1936), basada en elrelato corto de H. G.Wells de 1911. (Más tardesería readaptada en la película Como Dios, prot-agonizada por Jim Carrey). De todos los poderesatribuidos a la ESP, la psicoquinesia —o mentesobre materia, o la capacidad de mover objetospensando en ellos— es con mucho el más poder-oso, en esencia el poder de una deidad. El mensa-je de Wells en su relato corto es que los poderesdivinos también requieren un juicio y una sa-biduría divinos.

La psicoquinesia aparece de forma destacada enla literatura, especialmente en la obra deShakespeare La tempestad, donde el mago Prós-pero, su hija Miranda y el espíritu mágico Arielquedan atrapados durante años en una isladesierta debido a la traición del hermano mal-vado de Próspero. Cuando Próspero se entera de

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que su malvado hermano navega en un barcocerca de allí, apela en venganza a su poderpsicoquinético y conjura una monstruosa tor-menta que hace que el barco de su malvadohermano se estrelle contra la isla. Próspero utilizaentonces sus poderes psicoquinéticos para manip-ular el destino de los infelices supervivientes, in-cluido Ferdinando, un joven apuesto e inocentepara quien Próspero maquina un matrimonio conMiranda.

(El escritor ruso Vladimir Nabokov señaló queLa tempestad guarda una sorprendente semejanzacon una historia de ciencia ficción. De hecho, un-os trescientos cincuenta años después de quefuera escrita, La tempestad fue readaptada en unclásico de la ciencia ficción llamado Planeta pro-hibido, en el que Próspero se convierte en elcientífico Morbius, el espíritu se convierte en elrobot Robby, Miranda se convierte en la bellahija de Morbius, Altaira, y la isla se convierte enel planeta Altair-4. Gene Roddenberry, creadorde la serie Star Trek, reconocía que Planeta

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prohibido fue una de sus fuentes de inspiraciónpara su serie de televisión).

Más recientemente la psicoquinesia fue la ideaargumental central en la novela Carrie (1974), deStephen King, obra que lanzó a un escritor en laruina al número uno del mundo entre los es-critores de novelas de terror. Carrie es una patét-ica y extremadamente tímida alumna de institutoque es despreciada por todos y acosada por sumadre, una mujer mentalmente inestable. Suúnico consuelo es su poder psicoquinético, que alparecer le viene de familia. En la escena final,sus burladores la engañan haciéndole creer queserá la reina del baile y luego derraman sangre decerdo sobre su nuevo vestido. En un acto final devenganza, Carrie cierra todas las puertas con supoder mental, electrocuta a sus burladores,quema la escuela y desencadena una tormentasuicida que consume gran parte de la ciudad, y ladestruye también a ella.

El tema de la psicoquinesia en manos de un indi-viduo inestable era también la base de un

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memorable episodio de Star Trek titulado«Charly X», acerca de un joven habitante de unalejana colonia del espacio que es criminalmenteinestable. En lugar de utilizar su poderpsicoquinético para el bien, lo utiliza para contro-lar a otras personas y doblegar su voluntad a finde satisfacer sus deseos egoístas. Si es capaz dedominar el Enterprise y la Tierra, podría desen-cadenar una catástrofe planetaria y destruir elplaneta.

También es psicoquinesia el poder de la Fuerza,que ejerce la mítica sociedad de guerreros llama-dos los Caballeros Jedi en la saga La guerra delas galaxias.

LA PSICOQUINESIA Y EL MUNDO REAL

Quizá la confrontación más famosa sobrepsicoquinesia en la vida real tuvo lugar en elshow de Johnny Carson en 1973. Esta confronta-ción épica implicó a Uri Geller, el psíquico is-raelí que se jactaba de doblar cucharas con lafuerza de su mente, y al Sorprendente Randi, un

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mago profesional que hizo una segunda carreradesvelando a impostores que decían poseerpoderes psíquicos. (Curiosamente, los tres teníanuna herencia común: todos habían empezado suscarreras como magos, dominando los trucos deprestidigitación que sorprendían a un públicoincrédulo).

Antes de la aparición de Geller, Carson consultócon Randi, que sugirió que Johnny llevara supropia provisión de cucharas y las hiciera exam-inar antes del espectáculo. Cuando ya estaban enantena Carson sorprendió a Geller al pedirle quedoblara no sus propias cucharas, sino las cuchar-as de Carson. Cada vez que Geller lo intentaba,fracasaba, lo que provocó una situación em-barazosa. (Más tarde, Randi apareció en el pro-grama de Johnny Carson y realizó con éxito eltruco de doblar cucharas, pero tuvo cuidado endecir que este arte era pura magia, y no el res-ultado de un poder psíquico).[1]

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El Sorprendente Randi ha ofrecido un millón dedólares a quienquiera que pueda demostrar satis-factoriamente poderes psíquicos. Hasta ahoraningún psíquico ha sido capaz de responder a sudesafío millonario.

PSICOQUINESIA Y CIENCIA

Un problema que se plantea al analizar científica-mente la psicoquinesia es que los científicos sonfáciles de engañar por aquellos que afirman tenerpoderes psíquicos. Los científicos están formadospara creer lo que ven en el laboratorio. Sin em-bargo, los magos que afirman poseer poderespsíquicos están entrenados para engañar a otros,confundiendo sus sensaciones visuales. Comoresultado, los científicos han sido meros obser-vadores de los fenómenos psíquicos. Por ejem-plo, en 1982 se invitó a parapsicólogos a analizara dos muchachos de los que se pensaba quetenían dones extraordinarios: Michael Edwards ySteve Shaw. Estos jóvenes afirmaban ser capacesde doblar metales, crear imágenes en una película

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fotográfica mediante sus pensamientos, moverobjetos mediante psicoquinesia y leer la mente.El parapsicólogo Michael Thalbourne quedó tanimpresionado que inventó el término«psicoquineta» para describirlos. En el Labor-atorio McDonnell para la Investigación Psíquicaen Saint Louis, Missouri, los parapsicólogos es-taban desconcertados por las capacidades de losmuchachos. Los parapsicólogos pensaban quetenían una prueba genuina de los poderes psíqui-cos de los muchachos y empezaron a preparar unartículo científico sobre ellos. Pero al añosiguiente los muchachos reconocieron que eranimpostores y que sus «poderes» tenían su origenen trucos de magia estándar, y no eran sobrenat-urales. (Uno de los jóvenes, Steve Shaw, llegaríaa convertirse en un mago destacado, con fre-cuentes apariciones en la televisión nacional; enuna ocasión incluso fue «enterrado vivo» durantedías).

Muchos experimentos sobre psicoquinesia se hanrealizado en el Instituto Rhine de la Universidad

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de Duke en condiciones controladas, pero conresultados contrapuestos. Una pionera en el tema,la profesora Gertrude Schmeidler, era mi colegaen la Universidad de Nueva York. Antigua edit-ora de la Parapsychology Magazine y presidentade la Asociación de Parapsicología, estaba fas-cinada por la ESP y realizó muchos estudiossobre sus propios estudiantes en la facultad. Solíaacudir a fiestas donde famosos psíquicos realiza-ban trucos ante los invitados, con el fin de reclut-ar más sujetos para sus experimentos. Pero des-pués de analizar a centenares de estudiantes y nu-merosos psíquicos y mentalistas, me confió queera incapaz de encontrar a una sola persona quepudiera realizar estas hazañas psicoquinéticas ademanda bajo condiciones controladas.

En cierta ocasión distribuyó por una habitaciónminúsculos termistores que podían medir cam-bios en temperatura de una fracción de grado.Tras un esfuerzo mental extenuante, un men-talista fue capaz de elevar la temperatura de untermistor en una décima de grado. Schmeidler

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estaba orgullosa de poder realizar este experi-mento en condiciones rigurosas. Pero estaba muylejos de ser capaz de mover grandes objetos a de-manda por la fuerza de la mente.

Uno de los estudios más rigurosos, pero tambiénmás controvertidos, sobre psicoquinesia fue real-izado en el programa PEAR (Princeton Engineer-ing Anomalies Research o de Investigación de lasAnomalías de Ingeniería) en la Universidad dePrinceton, fundado por Robert G. Jahn en 1979,cuando era decano de la Escuela de Ingeniería yCiencia Aplicada. Los ingenieros del PEAR in-vestigaban si la mente humana era o no capaz dealterar mediante el puro pensamiento los resulta-dos de sucesos aleatorios. Por ejemplo, sabemosque cuando lanzamos una moneda hay un 50 porciento de probabilidades de que salga cara y un50 por ciento de que salga cruz. Pero los científi-cos del PEAR afirmaban que el pensamiento hu-mano por sí solo era capaz de alterar los resulta-dos de estos sucesos aleatorios. Durante un per-íodo de veintiocho años, hasta que el programa

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finalizó en 2007, los ingenieros del PEAR realiz-aron miles de experimentos que suponían 1,7millones de ensayos y 340 millones de lanzami-entos de monedas. Los resultados parecían con-firmar que los efectos de la psicoquinesia existen,pero son minúsculos, en promedio no más deunas pocas partes por diez mil; e incluso estosmagros resultados han sido cuestionados porotros científicos que afirman que los investi-gadores tenían sutiles sesgos ocultos en sus datos.

(En 1988 el ejército de Estados Unidos pidió alConsejo Nacional de Investigación que invest-igara las afirmaciones de actividad paranormal.El ejército estaba ansioso por explorar cualquierposible ventaja que pudiera ofrecer a sus tropas,incluyendo el poder psíquico. El Consejo Na-cional de Investigación estudió la creación de unhipotético «batallón de primera tierra» formadopor «monjes guerreros» que dominarían casi to-das las técnicas en consideración por el comité,incluidas la utilización de ESP, el abandono desus cuerpos a voluntad, la levitación, la sanación

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psíquica y el traspasar muros.[2] Al investigar lasafirmaciones de PEAR, el Consejo Nacional deInvestigación encontró que la mitad de todos losensayos exitosos tenían su origen en un mismoindividuo. Algunos críticos creen que esta per-sona era la que hacía los experimentos o escribíael programa informático para PEAR. «Para míresulta problemático que el que lleva el laborator-io sea el único que produce los resultados», diceel doctor Ray Hyman, de la Universidad deOregón. El informe concluía que «ciento treintaaños de investigación no han proporcionado nin-guna justificación científica que apoye la existen-cia de fenómenos parapsicológicos»).[3]

Incluso sus defensores admiten que el problemade estudiar la psicoquinesia es que no se atienefácilmente a las leyes conocidas de la física. Lagravedad, la fuerza más débil en el universo, essolo atractiva y no puede utilizarse para hacerlevitar o repeler objetos. La fuerza electromag-nética obedece a las ecuaciones de Maxwell y noadmite la posibilidad de empujar objetos

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eléctricamente neutros a través de una habitación.Las fuerzas nucleares solo actúan a cortas distan-cias, tales como la distancia entre partículasnucleares.

Otro problema con la psicoquinesia es el sumin-istro de energía. El cuerpo humano solo puedeproducir aproximadamente un quinto de caballode potencia, pero cuando en La guerra de lasgalaxias Yoda hacía levitar una nave espacialcon el poder de su mente, o cuando Cyclops lib-eraba ráfagas de potente luz láser de sus ojos, es-tas hazañas violaban la conservación de la ener-gía; un ser minúsculo como Yoda no puede acu-mular la cantidad de energía necesaria para le-vantar una nave espacial. Por mucho que nosconcentremos, no podemos acumular energía su-ficiente para realizar las hazañas y milagros quese atribuyen a la psicoquinesia. Con todos estosproblemas, ¿cómo podría la psicoquinesia sercompatible con las leyes de la física?

LA PSICOQUINESIA Y EL CEREBRO

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Si la psicoquinesia no se atiene fácilmente a lasfuerzas conocidas del universo, entonces, ¿cómopodría dominarse en el futuro? Una clave paraello se revelaba en el episodio de Star Trek titu-lado «¿Quién se lamenta por Adonis?», en el quela tripulación del Enterprise encuentra una razade seres que se parecen a dioses griegos, y queposeen la capacidad de realizar hazañas fantástic-as simplemente pensando en ellas. Al principioparece que la tripulación hubiera encontrado a losdioses del Olimpo. Al final, sin embargo, latripulación se da cuenta de que no son dioses enabsoluto, sino seres ordinarios que pueden con-trolar mentalmente una central de potencia, queentonces realiza sus deseos y ejecuta esas haza-ñas milagrosas. Destruyendo su central de poten-cia, la tripulación del Enterprise consigue liber-arse de su poder.

Del mismo modo, está dentro de las leyes de lafísica que una persona en el futuro sea entrenadapara manipular mentalmente un dispositivosensor electrónico que le confiera poderes

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divinos. La psicoquinesia ampliada por radio oampliada por ordenador es una posibilidad real.Por ejemplo, podría utilizarse el EEG como unprimitivo aparato de psicoquinesia. Cuando unapersona examina sus propias pautas cerebralesEEG en una pantalla, con el tiempo aprende acontrolar de manera tosca pero consciente laspautas cerebrales que ve, mediante un procesodenominado «bioretroalimentación».

Puesto que no existe un plano detallado delcerebro que nos diga qué neurona controla cadamúsculo, el paciente necesitaría participar activa-mente en aprender a controlar estas nuevaspautas mediante el ordenador.

Con el tiempo, los individuos serían capaces deproducir, a demanda, ciertos tipos de pautas on-dulatorias en la pantalla. La imagen de la pantallapodría enviarse a un ordenador programado parareconocer esas pautas ondulatorias específicas, yejecutar entonces una orden precisa, tal comoconmutar un interruptor o activar un motor. Enotras palabras, simplemente pensando una

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persona podría crear una pauta cerebral es-pecífica en la pantalla del EEG y activar un orde-nador o un motor.

De este modo, por ejemplo, una persona total-mente paralizada podría controlar su silla de rue-das simplemente por la fuerza de sus pensamien-tos. O, si una persona pudiera producir veintiséispautas reconocibles en la pantalla, podría escribira máquina con solo pensar. Por supuesto, esto to-davía sería un método tosco de transmitir lospensamientos propios. Se necesita una cantidadde tiempo considerable para entrenar a una per-sona a manipular sus propias ondas cerebralesmediante bioretroalimentación.

«Escribir a máquina con el pensamiento» ha es-tado cerca de hacerse realidad con el trabajo deNiels Birbaumer de la Universidad de Tubinga enAlemania. Birbaumer utilizó bioretroalimenta-ción para ayudar a personas que habían quedadoparcialmente paralizadas debido a una lesión ner-viosa. Entrenándoles para variar sus ondas cereb-rales, fue capaz de enseñarles a escribir a

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máquina frases sencillas en una pantalla de orde-nador.[4]

También se implantaron electrodos en el cerebrode monos y se les enseñó, por retroalimentación,a controlar algunos de sus pensamientos. Estosmonos fueron entonces capaces de controlar unbrazo robótico por internet solo con el pensami-ento.[5]

Una serie de experimentos más precisos fueronrealizados en la Universidad Emory de Atlanta,donde una cuenta de vidrio fue insertada directa-mente en el cerebro de una víctima de infarto quehabía quedado paralizada. La cuenta de vidrio es-taba conectada a un cable, que a su vez estabaconectado a un PC. Al pensar ciertas ideas, lavíctima de infarto podía enviar señales a travésdel cable y mover el cursor en una pantalla dePC. Con práctica, utilizando bioretroalimenta-ción, la víctima de infarto era capaz de controlarconscientemente el movimiento del cursor. Enprincipio, el cursor en la pantalla podía utilizarse

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para escribir pensamientos, activar máquinas,conducir automóviles virtuales, jugar a videojue-gos y acciones similares.

John Donoghue, un neurocientífico de la Univer-sidad de Brown, ha hecho quizá los avances másimportantes en la interfaz mente-máquina. Haideado un aparato llamado BrainGate que permitea una persona paralítica realizar una serie notablede actividades físicas utilizando solo el poder desu mente. Donoghue ha puesto a prueba el apar-ato con cuatro pacientes. Dos de ellos sufrían deuna lesión en la médula espinal, un tercero habíasufrido un infarto, y un cuarto estaba paralíticocon ELA (esclerosis lateral amiotrófica, o enfer-medad de Lou Gehrig, la misma enfermedad quepadece el cosmólogo Stephen Hawking).

Uno de los pacientes de Donoghue, MatthewNagle, un tetrapléjico de veinticinco años que es-tá paralizado de cuello para abajo, tardó solo undía en aprender por completo nuevas habilidadescomputarizadas. Ahora puede cambiar loscanales de su televisor, ajustar volumen, abrir y

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cerrar una mano ortopédica, dibujar un círculoaproximado, mover el cursor de un ordenador,jugar con un videojuego y leer correos electróni-cos. Causó una sensación mediática en lacomunidad científica cuando apareció en laportada de la revista Nature en el verano de 2006.

El corazón del BrainGate de Donoghue es unminúsculo chip de silicio de solo 4 milímetros delado que contiene un centenar de minúsculoselectrodos. El chip está colocado directamentesobre la parte del cerebro donde se coordina laactividad motora. El chip penetra hasta la mitadde la corteza cerebral, que tiene un grosor de un-os 2 milímetros. Cables de oro llevan la señaldesde el chip de silicio hasta un amplificador deltamaño aproximado de una caja de juros. Luegolas señales son introducidas en un ordenador deltamaño de un lavaplatos. Las señales se procesanmediante un software informático especial, quepuede reconocer algunas de las pautas creadaspor el cerebro y traducirlas en movimientosmecánicos.

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En los experimentos anteriores con pacientes queleían sus propias ondas EEG, el proceso de utiliz-ar bioretroalimentación era lento y tedioso. Perocon la ayuda de un ordenador para identificarpautas mentales específicas, el proceso de entre-namiento se acorta considerablemente. En suprimera sesión de entrenamiento a Nagle se ledijo que visualizara el movimiento de su brazo ysu mano a izquierda y derecha, flexionara sumuñeca y luego abriera y cerrara el puño.Donoghue quedó entusiasmado cuando pudo verrealmente cómo se disparaban diferentes neuro-nas cuando Nagle imaginaba que movía susbrazos y dedos. «Apenas podía creerlo, porquepodía ver cómo las células cerebrales cambiabansu actividad. Entonces supe que todo podía avan-zar, que la tecnología funcionaría realmente», re-cordaba.[6]

(Donoghue tiene una motivación personal para supasión por esta forma exótica de interfaz mente-materia. Cuando era niño quedó confinado en unasilla de ruedas debido a una penosa enfermedad

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degenerativa, de modo que sintió en primera per-sona la desgracia de perder su movilidad).

Donoghue tiene planes ambiciosos para convertirla BrainGate en una herramienta esencial para laprofesión médica. Con los avances en la tecnolo-gía informática, su aparato, ahora del tamaño deun lavaplatos, puede llegar a hacerse portátil,quizá incluso llevable en la propia vestimenta. Ylos molestos cables pueden evitarse si se con-sigue hacer un chip inalámbrico, de modo que elimplante pueda comunicar sin costuras con elmundo exterior.

Es solo cuestión de tiempo que otras partes delcerebro puedan ser activadas de esta forma. Loscientíficos ya han cartografiado la superficie dela parte superior del cerebro. (Si hacemos undibujo de la correspondencia de nuestras manos,piernas, cabeza y espalda con las regiones de lasuperficie del cerebro que contienen las neuronasa las que esas partes del cuerpo están conectadas,encontramos algo denominado el «homúnculo»,u hombre pequeño. La imagen de las partes de

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nuestro cuerpo, escrita en nuestro cerebro, separece a un hombre distorsionado, con dedos,rostro y lengua alargados, y tronco y espaldacontraídos).

Debería ser posible colocar chips de silicio endiferentes partes de la superficie del cerebro, demodo que diferentes órganos y apéndices puedanser activados mediante el pensamiento. Así, cu-alquier actividad física que pueda ser realizadapor el cuerpo humano puede reproducirse poreste método. Cabe imaginar que en el futuro unapersona paralítica pueda vivir en una casa espe-cial diseñada psicoquinéticamente, y sea capaz decontrolar el aire acondicionado, la televisión y to-dos los electrodomésticos solo con elpensamiento.

Con el tiempo se podría imaginar el cuerpo deuna persona envuelto en un «exoesqueleto» espe-cial, que permitiera a una persona paralítica unatotal libertad de movimientos. En teoría, dichoexoesqueleto podría dar a alguien poderes másallá incluso de los de una persona normal, y hacer

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de ella un ser biónico que pudiera controlar laenorme potencia mecánica de sus supermiembrossolo por el pensamiento.

Así pues, controlar un ordenador mediante lapropia mente ya no es imposible. Pero ¿significaeso que un día podremos mover objetos, hacerloslevitar y manipularlos en el aire solo con elpensamiento?

Una posibilidad sería cubrir nuestras paredes conun superconductor a temperatura ambiente,suponiendo que un día pudiera crearse tal dispos-itivo. Entonces, si colocáramos minúsculos elec-troimanes dentro de nuestros objetos domésticos,podríamos hacerlos levitar mediante el efectoMeissner, como vimos en el capítulo 1. Si estoselectroimanes estuvieran controlados por un or-denador, y este ordenador estuviera conectado anuestro cerebro, podríamos hacer flotar objetos avoluntad. Pensando en ciertas cosas podríamosactivar el ordenador, que entonces conectaría losdiversos electroimanes y harían levitar a los obje-tos que los contiene. Para un observador exterior

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parecería magia —la capacidad de mover y lev-itar objetos a voluntad.

Nanorrobots

¿Qué hay del poder no solo de mover objetos,sino de transformarlos, de convertir un objeto enotro, como por arte de magia? Los magos lo con-siguen mediante ingeniosos trucos de prestidi-gitación. Pero ¿es este poder compatible con lasleyes de la física?

Uno de los objetivos de la nanotecnología, comohe mencionado antes, es utilizar átomos para con-struir máquinas minúsculas que puedan funcionarcomo palancas, engranajes, cojinetes y poleas.Con estas nanomáquinas, el sueño de muchosfísicos es poder reordenar las moléculas dentrode un objeto, átomo a átomo, hasta que un objetose convierta en otro. Esta es la base del «replic-ador» que encontramos en la ciencia ficción, quepermite fabricar cualquier objeto que uno quieracon solo pedirlo. En teoría, un replicador podríaacabar con la pobreza y cambiar la naturaleza de

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la sociedad. Si se puede fabricar cualquier objetocon solo pedirlo, entonces el concepto de es-casez, valor y jerarquía dentro de la sociedad hu-mana se vuelven del revés.

(Uno de mis episodios favoritos de Star Trek: lapróxima generación incluye un replicador. El En-terprise encuentra en el espacio una antigua cáp-sula espacial del siglo XX que va a la deriva yque contiene los cuerpos congelados de personasque padecían enfermedades mortales. Rápida-mente, estos cuerpos son descongelados y cura-dos con medicina avanzada. Uno de ellos, unhombre de negocios, se da cuenta de que, des-pués de tantos siglos, sus inversiones deben dehaber producido rentas enormes. De inmediatopregunta a la tripulación del Enterprise por susinversiones y su dinero. Los miembros de latripulación están intrigados. ¿Dinero? ¿Inver-siones? En el futuro no hay dinero, apuntan. Siuno quiere algo, simplemente lo pide).

Por asombroso que pudiera ser un replicador, lanaturaleza ya ha creado uno. La «demostración

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del principio» ya existe. La naturaleza puede to-mar materias primas, tales como carne y verdur-as, y crear un ser humano en nueve meses. Elmilagro de la vida no es otra cosa que una grannanofactoría capaz, en el nivel atómico, de con-vertir una forma de materia (por ejemplo, un ali-mento) en tejido vivo (un bebé).

Para crear una nanofactoría necesitamos tres in-gredientes: materiales de construcción, herrami-entas que puedan cortar y unir estos materiales, yun plano que guíe la utilización de las herrami-entas y los materiales. En la naturaleza, los ma-teriales de construcción son miles de aminoá-cidos y proteínas a partir de los cuales se crean lacarne y la sangre. Las herramientas de cortar yunir —como martillos y sierras—, necesariaspara conformar estas proteínas en nuevas formasde vida, son los ribosomas. Están diseñados paracortar proteínas en puntos específicos y recom-ponerlas para crear nuevos tipos de proteínas. Yel plano lo proporciona la molécula de ADN, quecodifica el secreto de la vida en una secuencia

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precisa de ácidos nucleicos. A su vez, estos tresingredientes se combinan en una célula, que tienela extraordinaria capacidad de crear copias de símisma, es decir, de autorreplicarse. Esta hazañase consigue porque la molécula de ADN estáconformada como una doble hélice. Cuando llegael momento de reproducirse, la molécula de ADNse divide en dos hélices separadas. Cada hebraseparada crea entonces una copia de sí misma re-cogiendo moléculas orgánicas para recrear lashélices que faltan.

Hasta ahora los físicos solo han tenido éxitosmodestos en sus esfuerzos por imitar estas carac-terísticas encontradas en la naturaleza. Pero laclave para el éxito, creen los científicos, es crearejércitos de «nanorrobots» autorreplicantes, queson máquinas atómicas programables diseñadaspara reordenar los átomos dentro de un objeto.

En principio, si tuviéramos billones de nanorrob-ots, estos podrían converger en un objeto y cortary pegar sus átomos hasta transformar un objetoen otro. Puesto que se estarían autorreplicando,

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tan solo un puñado de ellos serían necesarios parainiciar el proceso. También tendrían que ser pro-gramables, de modo que pudieran seguir un planodado.

Hay obstáculos extraordinarios que superarantes de que se pueda crear una flota de nan-orrobots. En primer lugar, los robots autor-replicantes son extraordinariamente difícilesde construir, incluso en un nivel macro-scópico. (Incluso crear máquinas atómicassencillas, tales como cojinetes y engranajes,está más allá de la tecnología actual). Si nosdan un PC y un cajón de componentes elec-trónicos sobrantes, sería muy difícil constru-ir una máquina que tuviera la capacidad dehacer una copia de sí misma. De modo que siuna máquina autorreplicante es difícil deconstruir en una mesa, construir una en unnivel atómico sería aún más difícil.

En segundo lugar, no está claro cómo habría queprogramar un ejército de nanorrobots semejantedesde el exterior. Algunos han sugerido enviar

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señales de radio para activar cada nanorrobot.Quizá se podrían disparar a los nanorrobots rayosláser con instrucciones. Pero esto supondría unconjunto independiente de instrucciones paracada nanorrobot, de los que podría haberbillones.

En tercer lugar, no está claro cómo podría el nan-orrobot cortar, reordenar y pegar átomos en el or-den adecuado. Recordemos que a la naturaleza leha costado 3.000 o 4.000 millones de años re-solver este problema, y resolverlo en algunasdécadas sería muy difícil.

Un físico que se toma en serio la idea de un rep-licador o «fabricante personal» es Neil Gershen-feld del MIT. Incluso imparte un curso en elMIT: «Cómo hacer (casi) todo», uno de loscursos más populares en la universidad. Gershen-feld dirige el Centro para Bits y Átomos en elMIT y ha dedicado mucha reflexión a la físicaque hay tras un fabricante personal, que él con-sidera que es la «próxima cosa grande». Inclusoha escrito un libro, FAB:The Coming Revolution

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on Your Desk-top-From Personal Computers toPersonal Fabrication, donde detalla sus ideassobre la fabricación personal. El objetivo, cree él,es «hacer una máquina que pueda hacer cualquiermáquina». Para difundir sus ideas ya ha montadouna red de laboratorios por todo el mundo, prin-cipalmente en países del tercer mundo donde lafabricación personal tendría el máximo impacto.

Inicialmente, él imagina un fabricante depropósito general, lo bastante pequeño para colo-carlo en la mesa, que utilizaría los últimos desar-rollos en láseres y microminiaturización con lacapacidad para cortar, soldar y dar forma a cu-alquier objeto que pueda visualizarse en un PC.Por ejemplo, los pobres en un país del TercerMundo podrían pedir ciertas herramientas y má-quinas que necesitaran en sus granjas. Esta in-formación se introduciría en un PC, que acceder-ía a una enorme biblioteca de planos e informa-ción técnica desde internet. Luego, el softwaredel ordenador adecuaría los planos existentes alas necesidades de los individuos, procesaría la

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información y se la enviaría por correo elec-trónico. Entonces su fabricante personal utilizaríasus láseres y herramientas de corte en miniaturapara construir en una mesa el objeto que ellosdesean.

Esta fábrica personal de propósito general es soloel primer paso. Con el tiempo, Gershenfeldquiere llevar su idea al nivel molecular, de modoque una persona podría literalmente fabricar cu-alquier objeto que pueda ser visualizado por lamente humana. El progreso en esta dirección eslento, no obstante, debido a la dificultad de ma-nipular átomos individuales.

Un pionero que trabaja en esta dirección esAristides Requicha, de la Universidad del Sur deCalifornia. Su especialidad es la «robótica mo-lecular» y su objetivo no es otro que crear unaflota de nanorrobots que puedan manipular átom-os a voluntad. Requicha escribe que hay dosaproximaciones. La primera es la aproximación«de arriba abajo», en la que los ingenieros utiliz-arían la tecnología de grabado de la industria de

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semiconductores para crear circuitos minúsculosque pudieran servir como los cerebros de los nan-orrobots. Con esta tecnología se podrían crearnanorrobots cuyos componentes tendrían untamaño de 30 nm utilizando «nanolitografia»,que es un campo en rápido desarrollo.

Pero existe también la aproximación «de abajoarriba», en la que los ingenieros tratarían de crearrobots minúsculos de átomo en átomo. La her-ramienta principal para ello sería el microscopiode exploración (SPM) que utiliza la misma tecno-logía que el microscopio de efecto túnel paraidentificar y mover átomos individuales. Porejemplo, los científicos se han hecho muy ha-bilidosos moviendo átomos de xenón sobre su-perficies de platino o níquel. Pero, admite, «losmejores grupos del mundo aún tardan unas diezhoras en ensamblar una estructura con casi cin-cuenta átomos». Mover átomos individuales amano es un trabajo lento y tedioso. Lo que se ne-cesita, afirma, es un nuevo tipo de máquina quepueda realizar funciones de nivel superior, una

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que pueda mover automáticamente cientos deátomos a la vez de la forma deseada. Por desgra-cia, semejante máquina no existe aún. No es sor-prendente, la aproximación de abajo arriba estáaún en su infancia.[7]

De modo que la psicoquinesia, aunque imposiblesegún los estándares actuales, puede hacerse pos-ible en el futuro a medida que lleguemos a en-tender más sobre el acceso a nuestros pensamien-tos mediante el EEG, MRI y otros métodos. Den-tro de este siglo sería posible utilizar un aparatodirigido por el pensamiento para manipular su-perconductores a temperatura ambiente y realizarhazañas que serían indistinguibles de la magia. Ypara el próximo siglo sería posible reordenar lasmoléculas en un objeto macroscópico. Esto hacede la psicoquinesia una imposibilidad de clase I.

La clave para esta tecnología, afirman algunoscientíficos, es crear nanorrobots con inteligenciaartificial. Pero antes de que podamos crearminúsculos robots de tamaño molecular, hay una

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pregunta más elemental: ¿pueden siquiera existirrobots?

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Robots

Algún día dentro de los próximos treinta años,dejaremos calladamente de ser las cosas más

brillantesen la Tierra.

James McAlear

En Yo, robot, la película basada en las historiasde Isaac Asimov, el sistema robótico más avan-zado construido jamás es activado el año 2035.Se llama VIKI (Inteligencia Cinética InteractivaVirtual), y ha sido diseñado para dirigir sin falloslas actividades de una gran metrópoli. Todo,desde el metro y la red eléctrica hasta miles derobots domésticos, está controlado por VIKI. Su

mandato central es inquebrantable: servir a lahumanidad.

Pero un día VIKI plantea la pregunta clave: ¿cuáles el mayor enemigo de la humanidad? VIKIconcluye matemáticamente que el peor enemigode la humanidad es la propia humanidad. La hu-manidad tiene que ser salvada de su malsanodeseo de contaminar, desencadenar guerras ydestruir el planeta. La única forma que encuentraVIKI de cumplir su directiva central es hacersecon el control de la humanidad y crear unadictadura benigna de la máquina. La humanidadtiene que ser esclavizada para protegerla de símisma.

Yo, robot plantea estas preguntas: dados losavances astronómicamente rápidos en potenciade computación, ¿llegará un día en que dominenlas máquinas? ¿Pueden llegar a ser los robots tanavanzados que se conviertan en la últimaamenaza para nuestra existencia?

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Algunos científicos dicen que no, porque la ideamisma de inteligencia artificial es absurda. Hayun coro de críticos que dice que es imposibleconstruir máquinas que puedan pensar. Elcerebro humano, argumentan, es el sistema máscomplicado que la naturaleza ha creado nunca, almenos en esta parte de la galaxia, y cualquier má-quina diseñada para reproducir el pensamientohumano está condenada al fracaso. El filósofoJohn Searle, de la Universidad de California enBerkeley y también el reputado físico Roger Pen-rose, de Oxford, creen que las máquinas sonfísicamente incapaces de pensar como un hu-mano.[1] Colin McGinn, de la Universidad deRutgers, dice que la inteligencia artificial «escomo babosas tratando de hacer psicoanálisisfreudiano. Sencillamente no tienen el equipami-ento conceptual».[2]

Es una pregunta que ha dividido a la comunidadcientífica durante más de un siglo: ¿puedenpensar las máquinas?

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LA HISTORIA DE LA INTELIGENCIAARTIFICIAL

La idea de seres mecánicos ha fascinado desdehace tiempo a inventores, ingenieros, matemáti-cos y soñadores. Desde el Hombre de Hojalata deEl mago de Oz, a los robots infantiles de A.I.: In-teligencia Artificial de Spielberg y los robotsasesinos de Terminator, la idea de máquinas queactúan y piensan como personas nos hafascinado.

En la mitología griega, el dios Vulcano forjódoncellas mecánicas de oro y mesas de tres patasque podían moverse por sí mismas. Ya en el 400a.C. el matemático griego Arquitas de Tarentoescribió sobre la posibilidad de hacer un pájarorobot impulsado por vapor.

En el siglo I d.C., Herón de Alejandría (a quiense le atribuye la primera máquina basada en va-por) diseñó autómatas, uno de ellos capaz de hab-lar, según la leyenda. Hace novecientos años,Nal-Jazari diseñó y construyó máquinas

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automáticas tales como relojes de agua, aparatosde cocina e instrumentos musicales impulsadospor agua.

En 1495, el gran artista y científico del Ren-acimiento italiano Leonardo da Vinci dibujóbocetos de un caballero robot que podía le-vantarse, agitar los brazos y mover la cabezay la mandíbula. Los historiadores creen queeste fue el primer diseño realista de una má-quina humanoide.

El primer robot tosco pero operativo fue constru-ido en 1738 por Jacques de Vaucanson, que hizoun androide que podía tocar la flauta, y tambiénun pato mecánico.

La palabra «robot» procede de la obra de 1920R.U.R., del autor checo Karel Capek («robot»significa «trabajo duro» en lengua checa y «tra-bajo» en eslovaco). En la obra, una fábrica lla-mada Rossum's Universal Robots crea un ejércitode robots para realizar labores domésticas. (Adiferencia de las máquinas ordinarias, sin

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embargo, estos robots están hechos de carne yhueso). Con el tiempo, la economía mundial sehace dependiente de estos robots. Pero los robotsson maltratados y finalmente se rebelan contrasus dueños humanos y los matan. En su rabia, sinembargo, los robots matan a todos los científicosque pueden reparar y crear nuevos robots, con loque se condenan a la extinción. Al final, dos ro-bots especiales descubren que tienen la capacidadde reproducirse y convertirse con ello es unosnuevos Adán y Eva robots.

Los robots eran también el tema de una de laspelículas mudas más caras que se han filmado,Metrópolis, dirigida por Fritz Lang en 1927 enAlemania. La historia transcurre en el año 2026;la clase obrera ha sido condenada a trabajar enangustiosas fábricas subterráneas, mientras que laélite dirigente se divierte en la superficie. Unabella mujer, María, se ha ganado la confianza delos trabajadores, pero la élite dirigente teme queun día pueda conducirles a la revuelta. Por ello sele pide a un científico malvado que haga un robot

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que sea una copia de María. Finalmente, el plansale al revés, porque el robot lleva a los traba-jadores a la revuelta contra la élite dirigente yprovoca el colapso del sistema social.

La inteligencia artificial, o IA, difiere de lastecnologías previas que se han mencionado hastaahora en que las leyes fundamentales que lasustentan no son aún bien conocidas. Aunque losfísicos tienen una buena comprensión de lamecánica newtoniana, la teoría de Maxwell de laluz, la relatividad y la teoría cuántica de átomos ymoléculas, las leyes básicas de la inteligenciasiguen envueltas en el misterio. Probablementeno ha nacido todavía el Newton de la IA.

Pero eso no desanima a matemáticos y científicosde la computación. Para ellos es solo cuestión detiempo que una máquina pensante salga dellaboratorio.

La persona más influyente en el campo de la IA,un visionario que llegó a poner la piedra angular

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de la investigación en IA, fue el gran matemáticobritánico Alan Turing.

Fue Turing quien sentó las bases de toda la re-volución de la computación. Concibió una má-quina (llamada desde entonces máquina de Tur-ing) que constaba solo de tres elementos: unacinta de entrada, una cinta de salida y un pro-cesador central (tal como un chip Pentium), quepodía realizar un conjunto de operaciones muypreciso. A partir de esto, fue capaz de codificarlas leyes de las máquinas de computación y de-terminar con precisión su poder y sus lim-itaciones últimas. Hoy día todos los ordenadoresdigitales obedecen las rigurosas leyes estableci-das por Turing. La arquitectura de todo el mundodigital tiene una gran deuda con él.

Turing también contribuyó a la fundamentaciónde la lógica matemática. En 1931 el matemáticovienes Kurt Gódel conmocionó al mundo de lasmatemáticas al demostrar que hay enunciadosverdaderos en aritmética que nunca pueden serdemostrados dentro de los axiomas de la

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aritmética. (Por ejemplo, la conjetura de Gold-bach de 1742 [que cualquier entero par mayorque dos puede escribirse como la suma de dosnúmeros primos] está aún sin demostrar despuésde más de dos siglos y medio, y quizá sea dehecho indemostrable). La revelación de Gódelhizo añicos el sueño de dos mil años, que se re-monta a los griegos, de demostrar todos los enun-ciados verdaderos en matemáticas. Gódel de-mostró que siempre habrá enunciados verdaderosen matemáticas que están más allá de nuestro al-cance. Las matemáticas, lejos de ser el edificiocompleto y perfecto soñado por los griegos, semostraban incompletas.

Turing se sumó a esta revolución de-mostrando que era imposible saber en gener-al si una máquina de Turing tardaría untiempo infinito en realizar ciertas opera-ciones matemáticas. Pero si un ordenadortarda un tiempo infinito en computar algo,significa que lo que se le ha pedido que com-pute no es computable. Así, Turing demostró

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que había enunciados verdaderos enmatemáticas que no son computables, es de-cir, están siempre más allá del alcance de losordenadores, por potentes que sean.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el trabajopionero de Turing en el descifrado de códigossalvó presumiblemente las vidas de miles desoldados aliados e influyó en el resultado de laguerra. Los Aliados eran incapaces de descifrar elcódigo secreto nazi, encriptado por una máquinallamada Enigma, de modo que se pidió a Turingy sus colegas que construyeran una máquina quedescifrara ese código. La máquina de Turing sellamaba la «bomba» y finalmente tuvo éxito. Másde doscientas de sus máquinas estaban operativasal final de la guerra. Como resultado, los Aliadospudieron leer las transmisiones secretas de losnazis y así engañarles acerca de la fecha y ellugar de la invasión final de Alemania. Desdeentonces, los historiadores han discutido sobrehasta qué punto fue capital el trabajo de Turingen la planificación de la invasión de Normandía,

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que al final llevó a la derrota de Alemania.(Después de la guerra, el trabajo de Turing fueclasificado como secreto por el Gobiernobritánico; como resultado, la sociedad desconocíasus contribuciones fundamentales).

En lugar de ser aclamado como un héroe deguerra que ayudó a invertir el curso de la Se-gunda Guerra Mundial, Turing fue perseguidohasta la muerte. Un día su casa fue asaltada y élllamó a la policía. Por desgracia, la policía en-contró pruebas de su homosexualidad y le de-tuvo. Un tribunal le obligó a inyectarse hormonassexuales, lo que tuvo un efecto desastroso: se ledesarrollaron mamas y fue presa de una gran an-gustia. Se suicidó en 1954 comiendo una man-zana envenenada con cianuro. (Según un rumor,el logo de la Apple Corporation, una manzanacon un mordisco, rinde homenaje a Turing).

Hoy día, Turing es probablemente más conocidopor su «test de Turing». Cansado de las intermin-ables e infructuosas discusiones filosóficasacerca de si las máquinas pueden «pensar» y de

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si tienen «alma», trató de introducir rigor y preci-sión en las discusiones sobre inteligencia artifi-cial ideando un test concreto. Colóquese a un hu-mano y a una máquina en dos cajas selladas, sug-irió. Se nos permite dirigir preguntas a las dos ca-jas. Si somos incapaces de ver la diferencia entrelas respuestas del humano y de la máquina,entonces la máquina ha superado el «test deTuring».

Los científicos han elaborado sencillos progra-mas de ordenador, tales como ELIZA, quepueden imitar el habla conversacional y con elloengañar a la mayoría de las personas crédulashaciéndoles creer que están hablando con un hu-mano. (La mayoría de las conversaciones human-as, por ejemplo, utilizan solo algunos centenaresde palabras y se concentran en unos pocos tem-as). Pero hasta ahora no se ha hecho ningún pro-grama de ordenador que pueda engañar a perso-nas que traten de determinar específicamente quécaja contiene al humano y qué caja contiene a lamáquina. (El propio Turing conjeturó que, dado

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el crecimiento exponencial del poder de com-putación, para el año 2000 podría construirse unamáquina que engañara al 30 por ciento de los jue-ces en un test de cinco minutos).

Un pequeño ejército de filósofos y teólogos hadeclarado que es imposible crear verdaderos ro-bots que puedan pensar como nosotros. JohnSearle, un filósofo de la Universidad de Califor-nia en Berkeley, propuso el «test de la habitaciónchina» para demostrar que la IA no es posible. Enesencia, Searle argumenta que aunque los robotspuedan ser capaces de superar ciertas formas deltest de Turing, pueden hacerlo solo porque ma-nipulan símbolos ciegamente, sin la más mínimacomprensión de lo que significan.

Imaginemos que estamos dentro de la caja y noentendemos una palabra de chino. Supongamosque tenemos un libro que nos permite traducir elchino con rapidez y manipular sus caracteres. Siuna persona nos hace una pregunta en chino, sim-plemente manipulamos esos caracteres de extraña

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apariencia, sin entender lo que significan, ydamos respuestas creíbles.

La esencia de su crítica se reduce a la diferenciaentre sintaxis y semántica. Los robots puedendominar la sintaxis de un lenguaje (por ejemplo,manipular su gramática, su estructura formal,etc). pero no su verdadera semántica (por ejem-plo, lo que las palabras significan). Los robotspueden manipular palabras sin entender lo quesignifican. (Esto es algo parecido a hablar porteléfono con una máquina automática que damensajes de voz, donde uno tiene que apretar el«uno», «dos», etc., para cada respuesta. La vozen el otro extremo es perfectamente capaz de di-gerir las respuestas numéricas, pero hay una totalausencia de comprensión).

También el físico Roger Penrose cree que la in-teligencia artificial es imposible, que seresmecánicos que puedan pensar y posean concien-cia humana son imposibles según las leyes de lateoría cuántica. El cerebro humano, afirma, estátan alejado de cualquier cosa que se pueda crear

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en el laboratorio que crear robots de tipo humanoes un experimento condenado al fracaso. (Argu-menta que de la misma manera que el teorema deincompletitud de Gódel demostró que la aritmét-ica es incompleta, el principio de incertidumbrede Heisenberg demostrará que las máquinas sonincapaces de pensamiento humano).

No obstante, muchos físicos e ingenieros creenque no hay nada en las leyes de la física que imp-ida la creación de un verdadero robot. Por ejem-plo, a Claude Shannon, a menudo llamado elpadre de la teoría de la información, se le pregun-tó una vez: «¿Pueden pensar las máquinas?». Surespuesta fue: «Por supuesto». Cuando se le pidióque clarificara ese comentario, dijo: «Yo pienso,¿no es así?». En otras palabras, era obvio para élque las máquinas pueden pensar porque los hu-manos son máquinas (aunque hechas de materialblando en lugar de material duro).

Puesto que vemos robots en las películas, po-demos pensar que el desarrollo de robots sofistic-ados con inteligencia artificial está a la vuelta de

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la esquina. La realidad es muy diferente. Cuandovemos que un robot actúa como un humano, nor-malmente hay un truco detrás, es decir, unhombre oculto en la sombra que habla a travésdel robot gracias a un micrófono, como el magoen El mago de Oz. De hecho, nuestros robots másavanzados, como los robots exploradores delplaneta Marte, tienen la inteligencia de un in-secto. En el famoso Laboratorio de InteligenciaArtificial del MIT, los robots experimentalestienen dificultades para duplicar hazañas que in-cluso las cucarachas pueden realizar, tales comomaniobrar en una habitación llena de muebles,encontrar lugares ocultos y reconocer el peligro.Ningún robot en la Tierra puede entender un sen-cillo cuento de niños que se le lea.

En la película 2001: una odisea del espacio sesuponía equivocadamente que para 2001tendríamos a HAL, el super robot que puede pi-lotar una nave espacial a Júpiter, hablar con losmiembros de la tripulación, reparar averías y ac-tuar casi como un humano.

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La aproximación de arriba abajo

Hay al menos dos problemas importantes a losque los científicos se han estado enfrentando dur-ante décadas y que han obstaculizado sus es-fuerzos por crear robots: el reconocimiento depautas y el sentido común. Los robots pueden vermucho mejor que nosotros, pero no entienden loque ven. Los robots también pueden oír muchomejor que nosotros, pero no entienden lo queoyen.

Para abordar estos problemas, los investigadoreshan tratado de utilizar «la aproximación de arribaabajo» a la inteligencia artificial (a veces llamadala escuela «formalista» o GOFAI, por «good old-fashioned AI» o «buena IA a la antigua usanza»).Su objetivo, hablando en términos generales, hasido programar todas las reglas del reconocimi-ento de pautas y el sentido común en un simpleCD. Creen que si se insertara este CD en un orde-nador, este sería repentinamente autoconsciente yalcanzaría inteligencia de tipo humano. En lasdécadas de 1950 y 1960 se hicieron grandes

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avances en esta dirección con la creación de ro-bots que podían jugar a las damas y al ajedrez,hacer álgebra, coger bloques y cosas así. El pro-greso era tan espectacular que se hicieron predic-ciones de que en pocos años los robots superaríana los humanos en inteligencia.

En el Instituto de Investigación de Stanford, porejemplo, en 1969 el robot SHAKEY causó unasensación mediática. SHAKEY era un pequeñoordenador PDP colocado sobre un conjunto deruedas con una cámara en la parte superior. Lacámara era capaz de examinar una habitación, yel ordenador analizaba e identificaba los objetosque había allí y trataba de navegar entre ellos.SHAKEY fue el primer autómata mecánico quepodía navegar en el «mundo real», lo que llevó alos periodistas a especular acerca de cuándo losrobots dejarían atrás a los humanos. Pero prontose hicieron obvios los defectos de tales robots. Laaproximación de arriba abajo a la inteligencia ar-tificial dio como resultado robots enormes ycomplicados que tardaban horas en navegar por

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una habitación especial que solo contenía objetoscon líneas rectas, es decir, cuadrados y triángu-los. Si se colocaba en la habitación mobiliario deformas irregulares, el robot se veía impotentepara reconocerlo. (Resulta irónico que una moscade la fruta, con un cerebro que contiene solo unas250.000 neuronas y una pequeña fracción delpoder de computación de dichos robots, puedanavegar sin esfuerzo en tres dimensiones yejecutar sorprendentes maniobras de vuelo, mien-tras que esos pesados robots se pierden en dosdimensiones).

La aproximación de arriba abajo dio pronto conun muro de ladrillo. Steve Grand, director del In-stituto CyberLife, dice que aproximaciones comoesta «han tenido cincuenta años para confirmarsey no han hecho honor a su promesa».[3]

En los años sesenta, los científicos no apreciabanplenamente el ingente trabajo que suponía pro-gramar robots para lograr incluso tareas sencillas,tales como identificar objetos como llaves,

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zapatos y copas. Como decía Rodney Brooks, delMIT: «Hace cuarenta años el Laboratorio de In-teligencia Artificial del MIT contrató a un estudi-ante de licenciatura para resolverlo durante elverano. El fracasó, y yo fracasé en el mismoproblema en mi tesis doctoral de 1981».[4] Dehecho, los investigadores de IA todavía nopueden resolver este problema.

Por ejemplo, cuando entramos en una habitaciónreconocemos inmediatamente el suelo, las sillas,los muebles, las mesas y demás objetos. Perocuando un robot explora una habitación no veotra cosa que una vasta colección de líneas rectasy curvas, que convierte en píxeles. Se necesitauna enorme cantidad de tiempo de computaciónpara dar sentido a esa maraña de líneas. A noso-tros nos llevaría una fracción de segundo recono-cer una mesa, pero un ordenador ve solo unaserie de círculos, óvalos, espirales, líneas rectas,líneas onduladas, esquinas y demás. Al cabo deuna gran cantidad de tiempo de computación, unrobot podría reconocer finalmente el objeto como

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una mesa. Pero si rotamos la imagen, el orde-nador tiene que empezar el proceso de nuevo. Enotras palabras, los robots pueden ver, y de hechopueden hacerlo mucho mejor que los humanos,pero no entienden lo que ven. Al entrar en unahabitación, un robot solo vería una maraña derectas y curvas, y no sillas, mesas y lámparas.

Cuando entramos en una habitación nuestrocerebro reconoce objetos realizando billones ybillones de cálculos, una actividad de la que fel-izmente no somos conscientes. La razón de queno seamos conscientes de todo lo que estáhaciendo nuestro cerebro es la evolución. Si es-tuviéramos solos en la selva con un tigre de di-entes afilados nos quedaríamos paralizados sifuéramos conscientes de todas las computacionesnecesarias para reconocer el peligro y escapar.Para nuestra supervivencia, todo lo que necesit-amos saber es cómo correr. Cuando vivíamos enla jungla, sencillamente no necesitábamos serconscientes de todas las operaciones de nuestro

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cerebro para reconocer la tierra, el cielo, los ár-boles, las rocas y demás.

En otras palabras, la forma en que trabaja nuestrocerebro puede compararse a un enorme iceberg.Solo tenemos conocimiento de la punta del ice-berg, la mente consciente. Pero bajo la superficie,oculto a la vista, hay un objeto mucho mayor, lamente inconsciente, que consume vastas can-tidades de la «potencia de computación» delcerebro para entender cosas sencillas que lerodean, tales como descubrir dónde está uno, aquién le está hablando y qué hay alrededor. Todoesto se hace automáticamente sin nuestro permisoo conocimiento.

Esta es la razón de que los robots no puedannavegar por una habitación, leer escritura amano, conducir camiones y automóviles, recogerbasura y tareas similares. El ejército de EstadosUnidos ha gastado cientos de millones de dólarestratando de desarrollar soldados mecánicos ycamiones inteligentes, pero sin éxito.

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Los científicos empezaron a darse cuenta de quejugar al ajedrez o multiplicar números enormesrequería solo una minúscula porción de la inteli-gencia humana. Cuando el ordenador de IBMDeep Blue ganó al campeón mundial de ajedrezGarry Kaspárov en un encuentro a seis partidasen 1997, fue una victoria de la potencia bruta decomputación, pero el experimento no nos dijonada sobre la inteligencia o la consciencia,aunque el encuentro fue motivo de muchos titu-lares en los medios. Como dijo Douglas Hof-stadter, un científico de la computación de laUniversidad de Indiana: «Dios mío, yo creía queel ajedrez requería pensamiento. Ahora me doycuenta de que no es así. No quiere decir queGarry Kaspárov no sea un pensador profundo,sino solo que se le puede superar en pensamientoprofundo para jugar al ajedrez, igual que sepuede volar sin mover las alas».[5]

(Los desarrollos en los ordenadores tambiéntendrán un enorme impacto en el futuro delmercado de trabajo. Los futurólogos

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especulan a veces con que las únicas perso-nas que tendrán trabajo dentro de unasdécadas serán los científicos y los técnicos enordenadores muy cualificados. Pero, en real-idad, los barrenderos, albañiles, bomberos,policías y demás, también tendrán trabajo enel futuro, porque lo que ellos hacen implicareconocimiento de pautas. Cada crimen,cada pieza de desecho, cada herramienta ycada incendio es diferente, y por ello nopueden ser gestionados por robots. Resultairónico que trabajadores con formación uni-versitaria, tales como contables de nivel me-dio, agentes de Bolsa y empleados de banca,puedan perder sus puestos de trabajo en elfuturo porque su trabajo es semirepetitivo ysolo consiste en seguir la pista de números,una tarea en la que los ordenadoressobresalen).

Además del reconocimiento de pautas, el se-gundo problema con el desarrollo de los robots es

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aún más fundamental, y es su falta de «sentidocomún». Los humanos saben, por ejemplo, que

El agua es húmeda.

Las madres son más viejas que sushijas.

A los animales no les gusta sentir dolor.

No se regresa después de morir.

Las cuerdas sirven para tirar, pero nopara empujar.

Los palos sirven para empujar, pero nopara tirar.

El tiempo no corre hacia atrás.

Pero no hay ninguna línea de cálculo infinitesim-al o de matemáticas que pueda expresar estas ver-dades. Nosotros sabemos todo esto porque hemosvisto animales, agua y cuerdas, y nos hemos ima-ginado la verdad por nosotros mismos. Los niñosadquieren el sentido común tropezando la realid-ad. Las leyes intuitivas de la biología y la física

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se aprenden de la manera difícil, interaccionandocon el mundo real. Pero los robots no lo han ex-perimentado. Solo conocen lo que se les ha pro-gramado por adelantado.

(Como resultado, los empleos del futuro in-cluirán también aquellos que requieran sen-tido común, esto es, creatividad artística, ori-ginalidad, talento para actuar, humor, entre-tenimiento, análisis y liderazgo. Estas sonprecisamente las cualidades que nos hacenunívocamente humanos y que los orde-nadores tienen dificultades en reproducir).

En el pasado, los matemáticos intentaron crear unprograma de choque que pudiera reunir todas lasleyes del sentido común de una vez por todas. Elintento más ambicioso fue CYC (abreviatura deenciclopedia), una idea de Douglas Lenat, el dir-ector de Cycorp. Como el Proyecto Manhattan, elproyecto de choque que costó 2.000 millones dedólares y que construyó la bomba atómica, CYCiba a ser el «Proyecto Manhattan» de la

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inteligencia artificial, el empujón final que con-seguiría una auténtica inteligencia artificial.

No es sorprendente que el lema de Lenat sea quela inteligencia es diez millones de reglas.[6]

(Lenat tiene una forma original de encontrarnuevas leyes del sentido común; él hace que supersonal lea las páginas de tabloides escandalo-sos y revistas de cotilleos. Luego pregunta aCYC si puede detectar los errores en lostabloides. Realmente, si Lenat tiene éxito en esto,CYC quizá sea en realidad más inteligente que lamayoría de los lectores de tabloides).

Uno de los objetivos de CYC es llegar al«umbral», es decir, el punto en que un robot seacapaz de entender lo suficiente para poder digerirnueva información por sí mismo, simplementeleyendo revistas y libros que se encuentran en cu-alquier biblioteca. En ese punto, como un pa-jarillo que deja el nido, CYC será capaz de agitarsus alas y despegar por sí mismo.

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Pero desde la fundación de la firma en 1984, sucredibilidad ha sufrido de un problema común enIA: hacer predicciones que generen titulares peroque sean completamente irreales. Lenat predijoque en diez años, para 1994, CYC contendría deun 30 a un 50 por ciento de «realidad de con-senso». Hoy día, CYC ni siquiera se le acerca.Como han descubierto los científicos de Cycorp,hay que programar millones y millones de líneasde código para que un ordenador se aproxime alsentido común de un niño de cuatro años. Hastaahora, la última versión del programa CYC con-tiene solo 47.000 conceptos y 306.000 hechos. Apesar de los comunicados de prensa siempre op-timistas de Cycorp, uno de los colaboradores deLenat, R. V. Guha, que dejó el equipo de 1994,dijo: «En general puede considerarse CYC comoun proyecto fallido. [...] Nos estábamos matandotratando de crear una pálida sombra de lo que sehabía prometido».[7]

En otras palabras, los intentos de programar todaslas leyes del sentido común en un único

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ordenador se han complicado, simplementeporque hay muchas leyes del sentido común. Loshumanos aprendemos estas leyes sin esfuerzoporque continuamos tediosamente tropezandocon el entorno a lo largo de nuestra vida, asimil-ando tranquilamente las leyes de la física y labiología, pero los robots no lo hacen.

El fundador de Microsoft, Bill Gates, admite:«Ha sido mucho más difícil de lo esperado per-mitir que ordenadores y robots sientan susentornos y reaccionen con rapidez y precisión[...] por ejemplo, las capacidades para orientarsecon respecto a los objetos en una habitación, pararesponder a sonidos e interpretar el habla, y paracoger objetos de varios tamaños, texturas y fra-gilidades. Incluso algo tan sencillo como ver ladiferencia entre una puerta abierta y una ventanapuede ser endiabladamente difícil para un ro-bot».[8]

Los que proponen la aproximación de arribaabajo a la inteligencia artificial señalan, sin

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embargo, que se están haciendo progresos enesta dirección, aunque a paso lento, en labor-atorios en todo el mundo. Por ejemplo, dur-ante los últimos años la Agencia de In-vestigación de Proyectos Avanzados de De-fensa (DARPA), que suele financiar proyec-tos de tecnología moderna, ha anunciado unpremio de dos millones de dólares por lacreación de un vehículo sin conductor quepueda navegar por sí solo por un terreno ab-rupto en el desierto de Mojave. En 2004 niun solo participante en el Gran DesafíoDARPA pudo acabar la carrera. De hecho, elmejor vehículo solo consiguió viajar 13 kiló-metros antes de romperse. Pero en 2005 elvehículo sin conductor del equipo de car-reras de Stanford recorrió con éxito el durocamino de 200 kilómetros (aunque elvehículo necesitó siete horas para hacerlo).Otros cuatro coches completaron también lacarrera. (Algunos críticos señalaron que lasreglas permitían que los coches utilizaran

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sistemas de navegación GPS a lo largo de uncamino desértico; en efecto, los cochespodían seguir un mapa de carreteras prede-terminado sin muchos obstáculos, de modoque nunca tuvieron que reconocer obstáculoscomplejos en su camino. En la conducciónreal, los coches tienen que navegar de formaimpredecible entre otros automóviles,peatones, construcciones, atascos de tráfico,etc). Bill Gates es prudentemente optimistaacerca de que las máquinas robóticas puedanser la «próxima gran cosa». Compara elcampo de la robótica actual con el del orde-nador personal que él ayudó a poner enmarcha hace treinta años. Como el PC, quizáesté a punto de despegar. «Nadie puede de-cir con certeza cuándo, o si esta industria al-canzará una masa crítica —escribe—. Pero si

lo hace, podría cambiar el mundo.»[9]

(Una vez que los robots con inteligencia de tipohumano estén disponibles comercialmente, habráun enorme mercado para ellos. Aunque hoy no

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existen verdaderos robots, sí existen y han prolif-erado los robots preprogramados. La FederaciónInternacional de Robótica estima que en 2004había unos 2 millones de estos robots personales,y que otros 7 millones estarían instalados en2008. La Asociación Japonesa de Robots prediceque para 2025 la industria del robot personal, quehoy mueve 5.000 millones de dólares, moverá50.000 millones de dólares al año).

La aproximación de abajo arriba

Dadas las limitaciones de la aproximación de ar-riba abajo a la inteligencia artificial, se ha in-tentado utilizar en su lugar una aproximación deabajo arriba, es decir, imitar la evolución y laforma en que aprende un bebé. Los insectos, porejemplo, no navegan explorando su entorno y re-duciendo la imagen a billones y billones depíxeles que procesan con superordenadores. Ensu lugar, los cerebros de los insectos están com-puestos de «redes neurales», máquinas de apren-dizaje que aprenden lentamente a navegar en un

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mundo hostil dándose contra él. En el MIT fuemuy difícil crear robots andantes con la aproxim-ación de arriba abajo. Pero sencillas criaturasmecánicas similares a insectos que se dan con suentorno y aprenden desde cero pueden correr sinproblemas por el suelo del MIT en cuestión deminutos.

Rodney Brooks, director del conocido Laborator-io de Inteligencia Artificial del MIT, famoso porsu enormes y complicados robots andantes «dearriba abajo», se convirtió en un hereje cuandoexploró la idea de minúsculos robots«insectoides» que aprendían a caminar a la anti-gua usanza, tropezando y dándose golpes con lascosas. En lugar de utilizar elaborados programasinformáticos para computar matemáticamente laposición exacta de sus pies mientras caminaban,sus insectoides procedían por ensayo y error paracoordinar los movimientos de sus piernas utiliz-ando poca potencia de computación. Hoy,muchos de los descendientes de los robots insect-oides de Brooks están en Marte recogiendo datos

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para la NASA, correteando a través del inhóspitopaisaje marciano con una mente propia. Brookscree que sus insectoides son idóneos para explor-ar el sistema solar.

Uno de los proyectos de Brooks ha sido COG, unintento de crear un robot mecánico con la inteli-gencia de un niño de seis meses. Por fuera COGse ve como una maraña de cables, circuitos y en-granajes, excepto que tiene cabeza, ojos y brazos.No se ha programado en él ninguna ley de inteli-gencia. Más bien está diseñado para concentrarsus ojos en un entrenador humano que trata deenseñarle habilidades simples. (Una investi-gadora que se quedó embarazada hizo unaapuesta sobre quién aprendería más rápido, COGo su hijo, cuando tuvieran dos años. El niño su-peró con mucho a COG).

Pese a todos los éxitos en imitar el comportami-ento de los insectos, los robots que utilizan redesneurales han tenido una pobre actuación cuandosus programadores han tratado de reproducir enellos el comportamiento de organismos

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superiores como mamíferos. El robot más avan-zado que utiliza redes neurales puede caminarpor la habitación o nadar en agua, pero no puedesaltar y cazar como un perro en el bosque, o cor-retear por la habitación como una rata. Muchosgrandes robots con redes neurales pueden consi-stir en decenas o hasta quizá centenas de «neuro-nas»; el cerebro humano tiene, sin embargo, másde 100.000 millones de neuronas. C. elegans, ungusano muy simple cuyo sistema nervioso hasido completamente cartografiado por los biólo-gos, tiene poco más de 300 neuronas en su sis-tema nervioso, lo que hace de este uno de los mássencillos encontrados en la naturaleza. Pero haymás de 7.000 sinapsis entre dichas neuronas. Porsimple que sea C. elegans, su sistema nervioso estan complejo que nadie ha sido todavía capaz deconstruir un modelo de ordenador de su cerebro.(En 1988 un experto en ordenadores predijo quepara hoy tendríamos robots con unos 100 mil-lones de neuronas artificiales. En realidad, una

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red neural con 100 neuronas se consideraexcepcional).

La ironía suprema es que las máquinas puedenrealizar sin esfuerzo tareas que los humanos con-sideran «difíciles», tales como multiplicar númer-os grandes o jugar al ajedrez, pero las máquinastropiezan lamentablemente cuando se les pideque realicen tareas que son extraordinariamente«fáciles» para los seres humanos, tales comocaminar por una habitación, reconocer rostros ocotillear con un amigo. La razón es que nuestrosordenadores más avanzados son básicamente má-quinas de sumar. Nuestro cerebro, sin embargo,está exquisitamente diseñado por la evoluciónpara resolver los problemas mundanos de la su-pervivencia, lo que requiere toda una complejaarquitectura de pensamiento, tal como sentidocomún y reconocimiento de pautas. La super-vivencia en la selva no depende del cálculo infin-itesimal ni del ajedrez, sino de evitar a los pre-dadores, encontrar pareja y adaptarse a los cam-bios ambientales.

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Marvin Minsky del MIT, uno de los fundadoresde la IA, resume los problemas de la IA de estamanera: «La historia de la IA es algo divertidaporque los primeros logros reales eran cosas bel-las, como una máquina que podía hacer de-mostraciones en lógica o seguir un curso de cál-culo infinitesimal. Pero luego empezamos a tratarde hacer máquinas que pudieran responder pre-guntas acerca de las historias sencillas que hay enun libro de lectura de primer curso. No hay nin-guna máquina que pueda hacerlo».[10]

Algunos creen que con el tiempo habrá una gransíntesis entre las dos aproximaciones, la de arribaabajo y la de abajo arriba, que quizá proporcionela clave para inteligencia artificial y robots simil-ares a humanos. Después de todo, cuando un niñoaprende, aunque primero se basa principalmenteen la aproximación de abajo arriba, dándose consu entorno, al final recibe instrucción de padres,libros y maestros de escuela, y aprende de la

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aproximación de arriba abajo. Cuando somosadultos mezclamos constantemente estas dosaproximaciones. Un cocinero, por ejemplo, leeuna receta, pero también prueba a menudo el pla-to que está cocinando.

Según Hans Moravec: «Habrá máquinas plena-mente inteligentes cuando la lanza dorada mecán-ica se dirija a unir los dos esfuerzos», probable-mente dentro de los próximos cuarenta años.[11]

¿Robots emocionales?

Un tema recurrente en literatura y en arte es el sermecánico que anhela convertirse en humano,compartir emociones humanas. No contento conestar hecho de cables y frío acero, desea reír, grit-ar y sentir todos los placeres emocionales de unser humano.

Pinocho, por ejemplo, era el muñeco que queríaconvertirse en un muchacho real. El Hombre deHojalata en El mago de Oz quería tener uncorazón y Data, en Star Trek es un robot que

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puede superar a todos los humanos en fuerza einteligencia, y pese a todo anhela convertirse enhumano.

Algunos han sugerido incluso que nuestras emo-ciones representan la máxima cualidad de lo quese significa ser humano. Ninguna máquina seránunca capaz de admirarse ante una puesta de Solo reírse con un chiste, afirman. Algunos dicenque es imposible que las máquinas tengan emo-ciones, puesto que las emociones representan lacumbre del desarrollo humano.

Pero los científicos que trabajan en IA y tratan deacabar con las emociones pintan una imagendiferente. Para ellos las emociones, lejos de ser laesencia de la humanidad, son realmente un sub-producto de la evolución. Dicho de forma simple,las emociones son buenas para nosotros. Nos ay-udaron a sobrevivir en el bosque, e incluso hoynos ayudan a sortear los peligros de la vida.

Por ejemplo, «tener gusto» por algo es muy im-portante desde el punto de vista evolutivo, porque

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la mayoría de las cosas son dañinas para noso-tros. De los millones de objetos con los quetropezamos cada día, solo un puñado son benefi-ciosos para nosotros. De ahí que «tener gusto»por algo implica hacer una distinción entre unade la minúscula fracción de cosas que pueden ay-udarnos frente a los millones de las que podríandañarnos.

Análogamente, los celos son una emoción im-portante, porque nuestro éxito reproductivo es vi-tal para asegurar la supervivencia de nuestrosgenes en la próxima generación. (De hecho, poreso hay tantos sentimientos con carga emocionalrelacionados con el sexo y el amor). La ver-güenza y el remordimiento son importantesporque nos ayudan a aprender las habilidades desocialización necesarias para funcionar en unasociedad cooperativa. Si nunca decimos que losentimos, con el tiempo seremos expulsados de latribu, lo que disminuye nuestras probabilidadesde supervivencia y de transmisión de nuestrosgenes.

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También la soledad es una emoción esencial. Alprincipio la soledad parece ser innecesaria y re-dundante. Después de todo, podemos funcionarsolos. Pero desear estar con compañía es tambiénimportante para nuestra supervivencia, puestoque dependemos de los recursos de la tribu parasobrevivir.

En otras palabras, cuando los robots estén másavanzados, también ellos podrían estar dotadosde emociones. Quizá los robots estarán progra-mados para apegarse a sus dueños o cuidadores,para asegurar que ellos no acaben en el vertedero.Tener tales emociones ayudaría a facilitar sutransición a la sociedad, de modo que pudieranser compañeros útiles antes que rivales de susdueños.

El experto en ordenadores Hans Moravec creeque los robots estarán programados con emo-ciones tales como el «miedo» para protegerse a símismos. Por ejemplo, si las baterías de un robotse están agotando, el robot «expresaría agitación,o incluso pánico con signos que los humanos

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puedan reconocer. Acudirían a los vecinos y lespreguntarían si pueden utilizar su enchufe di-ciendo,"¡Por favor! ¡Por favor! ¡Lo necesito! ¡Estan importante y cuesta tan poco! Se lo pagaré».[12]

Las emociones son vitales también en la toma dedecisiones. Las personas que han sufrido ciertotipo de lesión cerebral carecen de la capacidad deexperimentar emociones. Su capacidad de razo-namiento está intacta, pero no pueden expresarsentimientos. El neurólogo doctor AntonioDamasio, de la Facultad de Medicina de laUniversidad de Iowa, que ha estudiado personascon este tipo de lesiones cerebrales, concluye queellas parecen «saber, pero no sentir».[13]

El doctor Damasio encuentra que tales individuossuelen estar paralizados para tomar las máspequeñas decisiones. Sin emociones que lesguíen, debaten incesantemente sobre esta opcióno esa otra, lo que les lleva a una indecisión total.Un paciente del doctor Damasio estuvo media

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hora tratando de decidir la fecha de su siguientecita.

Los científicos creen que las emociones se pro-cesan en el «sistema límbico», situado en elcentro profundo de nuestro cerebro. Cuando al-guien sufre de una pérdida de comunicación entreel neocórtex (que gobierna el pensamiento ra-cional) y el sistema límbico, sus poderes de razo-namiento están intactos pero no tiene emocionesque le guíen en la toma de decisiones. A vecestenemos una «reacción visceral» que impulsanuestra toma de decisiones. Las personas con le-siones que afectan a la comunicación entre laspartes racional y emocional del cerebro no tienenesta capacidad.

Por ejemplo, cuando vamos de compras hacemoscontinuamente miles de juicios de valor sobre to-do lo que vemos, tales como «Esto es demasiadocaro, demasiado barato, demasiado colorido, de-masiado tonto, o lo adecuado». Para las personascon ese tipo de lesión cerebral, comprar puede

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ser una pesadilla porque todo parece tener elmismo valor.

Cuando los robots se hagan más inteligentes ysean capaces de hacer elecciones por sí mismos,también podrían llegar a paralizarse con inde-cisiones. (Esto recuerda a la parábola del asnosituado entre dos balas de heno que finalmentemuere de hambre porque no puede decidirse porninguna de ellas). Para ayudarles, los robots delfuturo quizá necesiten tener emociones cableadasen su cerebro. Al comentar la falta de emocionesen los robots, la doctora Rosalind Picard del LabMed del MIT dice: «Ellos no pueden sentir loque es más importante. Este es uno de susmayores defectos. Los ordenadores sencillamenteno pueden hacerlo».[14]

Como escribió el novelista ruso FiódorDostoievski, «Si todo en la Tierra fuera racional,no sucedería nada».[15]

En otras palabras, los robots del futuro quizá ne-cesiten emociones para fijar objetivos y dar

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significado y estructura a su «vida», o de los con-trario se encontrarán paralizados ante infinitasposibilidades.

¿Son conscientes?

No hay consenso universal respecto a si las má-quinas pueden ser conscientes, y ni siquiera unconsenso sobre lo que significa conciencia. Nadieha dado con una definición adecuada de laconciencia.

Marvin Minsky describe la conciencia como algomás que una «sociedad de mentes», es decir, elproceso de pensamiento en nuestro cerebro no es-tá localizado sino disperso, con diferentes centroscompitiendo entre sí en un momento dado. Laconciencia puede verse entonces como unasecuencia de pensamientos e imágenes que salende estas diferentes «mentes» más pequeñas, cadauna de las cuales llama y compite por nuestraatención.

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Si esto es cierto, quizá la «conciencia» ha sidosobrevalorada, quizá haya habido demasiadosartículos dedicados a un tema que ha sido mitific-ado en exceso por filósofos y psicólogos. Tal vezdefinir la consciencia no sea tan difícil. Comodice Sydney Brenner del Instituto Salk en LaJolla: «Predigo que para 2020 —el año de buenavisión— la conciencia habrá desaparecido comoproblema científico. [...] Nuestros sucesores es-tarán sorprendidos por la cantidad de basuracientífica que hoy se discute, bueno, suponiendoque tengan la paciencia de pescar en los archivoselectrónicos de revistas obsoletas».[16]

La investigación en IA ha estado sufriendo de«envidia de la física», según Marvin Minsky. Enfísica, el Santo Grial ha sido encontrar unasimple ecuación que unifique las fuerzas en eluniverso en una única teoría, creando una «teoríadel todo». Los investigadores en IA, muy influid-os por esta idea, han tratado de encontrar unúnico paradigma que explicara la conciencia.

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Pero quizá dicho paradigma único no exista,según Minsky.

(Los de la escuela «constructivista», como es micaso, creen que en lugar de debatir incesante-mente sobre si pueden crearse o no máquinaspensantes, habría que intentar construir una. Conrespecto a la conciencia, hay probablemente uncontinuo de conciencias, desde un humilde ter-mostato que controla la temperatura de una hab-itación hasta los organismos autoconscientes quesomos hoy Los animales pueden ser conscientes,pero no poseen el nivel de conciencia de un serhumano. Por lo tanto, habría que tratar de clasifi-car los diversos tipos y niveles de concienciaantes que debatir cuestiones filosóficas sobre elsignificado de esta. Con el tiempo los robotspueden alcanzar una «conciencia de silicio». Dehecho, algún día pueden encarnar una arquitec-tura de pensamiento y procesamiento de informa-ción que sea diferente de la nuestra. En el futuro,robots avanzados podrían borrar la diferenciaentre sintaxis y semántica, de modo que sus

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respuestas serían indistinguibles de las respuestasde un humano. Si es así, la cuestión de si en real-idad «entienden» la pregunta sería básicamenteirrelevante. Para cualquier fin práctico, un robotque tenga un perfecto dominio de la sintaxis en-tiende lo que se está diciendo. En otras palabras,un dominio perfecto de la sintaxis esentendimiento).

¿Podrían ser peligrosos los robots?

Debido a la ley de Moore, que afirma que la po-tencia de un ordenador se duplica cada dieciochomeses, cabe pensar que en pocas décadas secrearán robots que tengan la inteligencia, di-gamos, de un perro o un gato. Pero para 2020quizá la ley de Moore haya dejado de ser válida yla era del silicio podría llegar a su fin. Durantelos últimos cincuenta años, más o menos, el sor-prendente crecimiento en la potencia de los orde-nadores ha sido impulsado por la capacidad decrear minúsculos transistores de silicio, decenasde millones de los cuales pueden caber en una

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uña. Se utilizan haces de radiación ultravioletapara grabar transistores microscópicos en tabletashechas de silicio. Pero este proceso no puede dur-ar eternamente. Con el tiempo, dichos transist-ores podrían llegar a ser tan pequeños como unamolécula, y el proceso se detendría. Silicon Val-ley podría convertirse en un cinturón de her-rumbre después de 2020, cuando la era del siliciollegue realmente a su fin.

El chip Pentium en un ordenador de mesa tieneuna capa de unos veinte átomos de grosor. Para2020 el chip Pentium podría consistir en una capade solo cinco átomos. En ese momento entraría elprincipio de incertidumbre de Heisenberg, y yano se sabrá dónde está el electrón. La electricidadse escapará entonces del chip y el ordenador secortocircuitará. En ese momento, la revolución delos ordenadores y la ley de Moore llegarán a uncallejón sin salida debido a las leyes de la teoríacuántica. (Algunos han afirmado que la era digit-al es la «victoria de los bits sobre los átomos».Pero con el tiempo, cuando lleguemos al límite

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de la ley de Moore, los átomos pueden tener suvenganza).

Los físicos trabajan ahora en la tecnología post-silicio que dominará el mundo de los ordenadoresdespués de 2020, aunque hasta ahora con resulta-dos encontrados. Como hemos visto, se estánestudiando varias tecnologías que pueden reem-plazar eventualmente a la tecnología del silicio,incluidos los ordenadores cuánticos, de ADN,ópticos, atómicos y otros. Pero cada una de ellasse enfrenta a enormes obstáculos antes de quepueda asumir el papel de los chips de silicio. Ma-nipular átomos y moléculas individuales es unatecnología que aún está en su infancia, de modoque hacer miles de millones de transistores detamaño atómico está todavía más allá de nuestracapacidad.

Pero supongamos, por el momento, que los físi-cos son capaces de puentear el hueco entre loschips de silicio y, digamos, los ordenadorescuánticos. Y supongamos que alguna forma deley de Moore continúa en la era post-silicio.

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Entonces la inteligencia artificial podría conver-tirse en una verdadera posibilidad. En ese mo-mento los robots podrían dominar la lógica y lasemociones humanas y superar siempre el test deTuring. Steven Spielberg exploró esta cuestión ensu película A.I.: Inteligencia Artificial, donde secreaba el primer niño robot que podía mostraremociones, y era así susceptible de ser adoptadopor una familia humana.

Esto plantea una cuestión: ¿podrían ser pelig-rosos tales robots? Probablemente la respuesta essí. Podrían llegar a ser peligrosos una vez quetengan la inteligencia de un mono, que es auto-consciente y puede establecer su propia agenda.Pueden pasar muchas décadas antes de llegar aese punto, de modo que los científicos tendránmucho tiempo para observar a los robots antes deque supongan una amenaza. Por ejemplo, podríacolocarse un chip especial en sus procesadoresque les impidiera hacerse incontroladamente vi-olentos. O podrían tener un mecanismo de

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autodestrucción o desactivación que los descon-ectaría en caso de una emergencia.

Arthur C. Clarke escribió: «Es posible que nosconvirtamos en mascotas de los ordenadores, ll-evando una cómoda existencia como un perrillo,pero confío en que siempre conservaremos la ca-pacidad de tirar del enchufe si nos sentimosasí».[17]

Una amenaza más mundana es el hecho de quenuestra infraestructura depende de los orde-nadores. Nuestras redes de agua y de electricidad,por no mencionar las de transporte y comunica-ciones, estarán cada vez más computarizadas enel futuro. Nuestras ciudades se han hecho tancomplejas que solo complicadas e intrincadasredes de ordenadores pueden regular y controlarnuestra vasta infraestructura. En el futuro serácada vez más importante añadir inteligencia arti-ficial a esta red informática. Un fallo o ruptura enesa infraestructura informática global podría

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paralizar una ciudad, un país e incluso unacivilización.

¿Llegarán a superarnos los ordenadores en inteli-gencia? Ciertamente no hay nada en las leyes dela física que lo impida. Si los robots son redesneurales capaces de aprender, y evolucionanhasta el punto en que puedan aprender de formamás rápida y más eficiente que nosotros,entonces es lógico que puedan superarnos enrazonamiento. Dice Moravec: «[El mundo pos-biológico] es un mundo en el que la raza humanaha sido barrida por la marea del cambio cultural,usurpado por su propia progenie artificial. [...]Cuando esto suceda, nuestro ADN se encontraráen paro, tras haber perdido la carrera evolutiva enun nuevo tipo de competición».[18]

Algunos inventores, como Ray Kurzweil, hanpredicho incluso que ese momento llegarápronto, más temprano que tarde, incluso en laspróximas décadas. Quizá estemos creando anuestros sucesores evolutivos. Algunos

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científicos de la computación conciben un puntoal que llaman «singularidad», cuando los robotssean capaces de procesar información con rap-idez exponencial, creando nuevos robots en elproceso, hasta que su capacidad colectiva paraabsorber información avance casi sin límite.

Así que a largo plazo algunos defienden unafusión de tecnologías de carbono y silicio, antesque esperar nuestra extinción.[19] Los seres hu-manos estamos basados principalmente en car-bono, pero los robots se basan en silicio (almenos por el momento). Quizá la solución estéen fusionarnos con nuestras creaciones. (Si al-guna vez encontramos extraterrestres, no deber-íamos sorprendernos si descubriéramos que sonen parte orgánicos y en parte mecánicos para so-portar los rigores del viaje en el espacio y pro-gresar en entornos hostiles).

En un futuro lejano, los robots o los cyborgs hu-manoides pueden incluso darnos el don de la in-mortalidad. Marvin Minsky añade: «¿Qué pasa si

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el Sol muere, o si destruimos el planeta? ¿Por quéno hacer mejores físicos, ingenieros o matemáti-cos? Quizá tengamos que ser los arquitectos denuestro propio futuro. Si no lo hacemos, nuestracultura podría desaparecer».[20]

Moravec concibe un tiempo en el futuro lejano enel que nuestra arquitectura neural será trans-ferida, neurona por neurona, directamente a unamáquina, lo que en cierto sentido nos dará inmor-talidad. Es una idea extraña, pero no está más alládel reino de la posibilidad. Así, según algunoscientíficos que miran a un futuro lejano, la in-mortalidad (en la forma de cuerpos mejorados enADN o de silicio) puede ser el destino final de lahumanidad.

La idea de crear máquinas pensantes que sean almenos tan listas como los animales, y quizá tanlistas o más que nosotros, se hará una realidad sipodemos superar el colapso de la ley de Moore yel problema del sentido común, quizá incluso afinales de este siglo. Aunque las leyes

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fundamentales de la IA están aún por descubrir,los avances en esta área se suceden con gran rap-idez y son prometedores. Dado esto, yo clasifi-caría a los robots y otras máquinas pensantescomo una imposibilidad de clase I.

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Extraterrestres y ovnisO estamos solos en el universo o no lo estamos.

Las dos perspectivas son aterradoras.

Arthur C. Clarke

Una nave espacial gigantesca, de miles de kiló-metros, desciende amenazadoramente sobre LosAngeles; el cielo desaparece y la ciudad quedasumida en la oscuridad. Fortalezas con forma deplato se sitúan sobre las principales ciudades delmundo. Centenares de espectadores jubilosos,que desean dar la bienvenida a Los Angeles aseres de otro planeta, se reúnen en lo alto de unrascacielos para recibir a sus huéspedes celestes.

Tras unos días de cerniéndose en silencio sobreLos Ángeles, el vientre de la nave espacial seabre lentamente. De ella surge una abrasadora

ráfaga de luz láser que quema los rascacielos ydesencadena una marea de destrucción que re-corre toda la ciudad y la reduce en segundos a unmontón de cenizas.

En la película Independence Day, los alienígenasrepresentan nuestros temores más profundos. Enla película E. T. proyectamos en los alienígenasnuestros propios sueños y fantasías. A lo largo dela historia la gente se ha sentido fascinada por laidea de criaturas alienígenas que habitan en otrosmundos. Ya en 1611, en su tratado Somnium, elastrónomo Johannes Kepler, que utilizaba el me-jor conocimiento científico de la época, especulósobre un viaje a la Luna durante el que se podíaencontrar a extraños alienígenas, plantas y ani-males. Pero ciencia y religión chocan con fre-cuencia sobre el tema de la vida en el espacio, aveces con trágicos resultados.

Algunos años antes, en 1600, el filósofo y anti-guo monje dominico Giordano Bruno fuequemado vivo en las calles de Roma. Para humil-larle, la Iglesia le colgó cabeza abajo y le

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desnudó antes de quemarle finalmente en lahoguera. ¿Qué es lo que hacía tan peligrosas lasenseñanzas de Bruno? Había planteado una sen-cilla pregunta: ¿hay vida en el espacio exterior?Como Copérnico, él creía que la Tierra dabavueltas alrededor del Sol, pero, a diferencia deCopérnico, creía que podía haber un número in-contable de criaturas como nosotros que vivíanen el espacio exterior. (En lugar de mantener laposibilidad de miles de millones de santos, papas,iglesias y Jesucristos en el espacio exterior, parala Iglesia era más conveniente quemarlo sin más).

Durante cuatrocientos años el recuerdo de Brunoha obsesionado a los historiadores de la ciencia.Pero hoy Bruno se cobra su venganza cada pocassemanas. Aproximadamente dos veces al mes sedescubre un nuevo planeta extrasolar en órbita entorno a otra estrella en el espacio. Hasta ahora sehan documentado más de 250 planetas orbitandoen torno a otras estrellas. La predicción de Brunode planetas extrasolares ha sido vindicada. Peroaún queda una pregunta. Aunque la galaxia Vía

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Láctea pueda estar salpicada de planetas extrasol-ares, ¿cuántos de ellos pueden albergar vida? Y siexiste vida inteligente en el espacio, ¿qué puededecir la ciencia sobre ella?

Por supuesto, hipotéticos encuentros con extrater-restres han fascinado a la sociedad y excitado ageneraciones de lectores y espectadores de cine.El incidente más famoso ocurrió el 30 de octubrede 1938, cuando Orson Welles decidió represent-ar un truco de Halloween ante el públiconorteamericano. Tomó el argumento básico de Laguerra de los mundos de H. G. Wells y elaboróuna serie de breves avances informativos en laemisora nacional de radio de la CBS, inter-rumpiendo música de baile para reconstruir, horaa hora, la invasión de la Tierra por marcianos y elsubsiguiente colapso de la civilización. Millonesde norteamericanos fueron presa del pánico antelas «noticias» de que máquinas de Marte habíanaterrizado en Grover's Mili, New Jersey, y es-taban lanzando rayos de muerte para destruirciudades enteras y conquistar el mundo. (Más

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tarde los periódicos registraron las reacciones es-pontáneas que se dieron cuando la gente huía delárea, con testigos oculares que afirmaban quepudieron oler gas venenoso y ver destellos de luza distancia).

La fascinación por Marte alcanzó un nuevo máx-imo en la década de 1950, cuando los astrónomosadvirtieron una extraña marca en el planeta queparecía una gigantesca M de cientos de kilómet-ros. Los comentaristas señalaron que quizá la Msignificaba «Marte» y los marcianos estabanhaciendo notar pacíficamente su presencia a losterrícolas, como las animadoras deletrean elnombre de su equipo en un estadio de rugby.(Otros señalaron tenebrosamente que la marca Mera en realidad una W, y W significaba «war»(guerra). En otras palabras, ¡los marcianos es-taban declarando realmente la guerra a la Tierra!)El temor se redujo al final cuando la misteriosaM desapareció tan de repente como había apare-cido. Con toda probabilidad, esta marca fue pro-vocada por una tormenta de polvo que cubrió

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todo el planeta, excepto las cimas de cuatrograndes volcanes. Las cimas de estos volcanes to-maron la forma aproximada de una M o una W.

La búsqueda científica de vida

Los científicos serios que exploran la posibilidadde vida extraterrestre afirman que es imposibledecir algo definitivo sobre dicha vida,suponiendo que exista. En cualquier caso, po-demos esbozar algunos argumentos generalessobre la naturaleza de la vida alienígena basadosen lo que sabemos de física, química y biología.

En primer lugar, los científicos creen que el agualíquida será el factor clave en la creación de vidaen el universo. «Sigue el agua» es el mantra querecitan los astrónomos cuando buscan pruebas devida en el espacio. El agua, a diferencia de lamayoría de los líquidos, es un «disolvente univer-sal» que puede disolver una sorprendente var-iedad de sustancias químicas. Es un crisol idealpara crear moléculas cada vez más complejas.Además, la molécula de agua es sencilla y se

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encuentra en todo el universo, mientras que otrosdisolventes son bastante raros.

En segundo lugar, sabemos que el carbono es uncomponente probable en la creación de vidaporque tiene cuatro enlaces y con ello la capacid-ad de unirse a otros cuatro átomos y crearmoléculas de increíble complejidad. En particu-lar, es fácil formar largas cadenas de carbono,que se convierten en la base de los carbohidratosy la química orgánica. Otros elementos concuatro enlaces no tienen una química tan rica.

La ilustración más vivida de la importancia delcarbono fue el famoso experimento realizado porStanley Miller y Harold Urey en 1953, que de-mostró que la formación espontánea de vidapuede ser un subproducto natural de la químicadel carbono. Tomaron una solución de amoniaco,metano y otras sustancias químicas tóxicas quecreían que se encontraban en la Tierra primitiva,la pusieron en un matraz, la sometieron a unapequeña descarga eléctrica, y luego esperaron. Enmenos de una semana pudieron ver pruebas de

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que en el matraz se formaban aminoácidos es-pontáneamente. La corriente eléctrica era sufi-ciente para romper los enlaces dentro del amo-niaco y el metano y luego reordenar los átomosen aminoácidos, los precursores de las proteínas.En cierto sentido, la vida puede formarse de man-era espontánea. Posteriormente se han encontradoaminoácidos dentro de meteoritos y también ennubes de gas en el espacio profundo.

En tercer lugar, la base fundamental de la vida esla molécula autorreplicante llamada ADN. Enquímica, las moléculas autorreplicantes son ex-tremadamente raras. Se necesitaron cientos demillones de años para que se formara la primeramolécula de ADN en la Tierra, probablemente enlas profundidades del océano. Al parecer, si sepudiera realizar el experimento de Miller-Ureydurante un millón de años en los océanos, seformarían espontáneamente moléculas similaresal ADN. Un lugar probable donde podría habersedado la primera molécula de ADN en la Tierra escerca de las chimeneas volcánicas en el fondo del

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océano, puesto que la actividad de las chimeneasproporcionaría un suministro conveniente de en-ergía para las moléculas de ADN y las célulasprimitivas, antes de la llegada de las fotosíntesisy las plantas. No se sabe si, además del ADN,puede haber otras moléculas basadas en el car-bono que sean también autorreplicantes, pero esprobable que si hay otras moléculas autorreplic-antes en el universo, se parecerán de alguna man-era al ADN.

De modo que la vida requiere probablementeagua líquida, sustancias químicas carbohidratadasy alguna forma de molécula autorreplicante comoel ADN. Utilizando estos criterios generales po-demos hacer una cruda estimación de la frecuen-cia de vida inteligente en el universo. En 1961 elastrónomo Frank Drake, de la Universidad deCornell, fue uno de los primeros en hacer tal es-timación. Si partimos de 100.000 millones de es-trellas en la Vía Láctea, podemos estimar quéfracción de ellas tienen estrellas como nuestroSol. De estas, podemos estimar qué fracción

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tienen sistemas planetarios orbitando a sualrededor.

Más concretamente, la ecuación de Drake calculael número de civilizaciones en la galaxia multi-plicando varios números, que incluyen:

el ritmo al que nacen estrellas en lagalaxia,

la fracción de estas estrellas que tienenplanetas,

el número de planetas por cada estrellaque tienen condiciones para la vida,

la fracción de planetas en los que real-mente se desarrolla vida,

la fracción que desarrolla vidainteligente,

la fracción que está dispuesta a comuni-car y es capaz de hacerlo, y

el tiempo de vida esperado de cadacivilización.

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Tomando estimaciones razonables para estasprobabilidades y multiplicándolas sucesivamente,nos damos cuenta de que solo en la Vía Lácteapodría haber entre 100 y 10.000 planetas que soncapaces de albergar vida inteligente. Si estasformas de vida inteligente están uniformementeesparcidas a lo largo de la Vía Láctea, entoncescabría encontrar uno de esos planetas solo a unospocos cientos de años luz de la Tierra. En 1974Carl Sagan calculó que podría haber hasta unmillón de esas civilizaciones solamente dentro denuestra Vía Láctea.

Esta teorización, a su vez, ha dado una justifica-ción añadida para los que buscan pruebas decivilizaciones extraterrestres. Dada la estimaciónfavorable de planetas capaces de albergar formasde vida inteligente, los científicos han empezadoa buscar en serio señales de radio que hubieranpodido emitir tales planetas, de forma muy simil-ar a las señales de radio y televisión que nuestropropio planeta ha estado emitiendo durante losúltimos cincuenta años.

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Escuchando a ET

El Proyecto SETI (Search for Extraterrestrial In-telligence o Búsqueda de Inteligencia Extrater-restre) se remonta a un importante artículo escritoen 1959 por los físicos Giuseppe Cocconi yPhilip Morrison. quienes sugerían que prestar es-cucha a radiación de microondas de una frecuen-cia entre 1 y 10 gigahercios sería la manera másadecuada de captar comunicaciones extrater-restres. (Por debajo de 1 gigahercio, las señalesserían barridas por la radiación emitida por elec-trones en rápido movimiento; por encima de 10gigahercios, el ruido procedente de moléculas deoxígeno y de agua en nuestra atmósfera interferi-ría con las señales). Ellos seleccionaron los 1.420gigahercios como la frecuencia más prometedorapara escuchar señales del espacio exterior, puestoque era la frecuencia de emisión del hidrógenoordinario, el elemento más abundante en el uni-verso. (Las frecuencias en este rango se conocencomo «el bar», dada su conveniencia para lacomunicación con extraterrestres).

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La búsqueda de pruebas de señales inteligentescerca del bar ha sido, no obstante, decepcionante.En 1960 Frank Drake inició el Proyecto Ozma(que debe su nombre a la reina de Oz) para bus-car señales utilizando el radiotelescopio de 25metros en Green Bank,Virginia Occidental.Nunca se encontró una señal, ni en el ProyectoOzma ni en otros proyectos que, intermitente-mente, trataron de explorar el cielo nocturno dur-ante años.

En 1971 la NASA hizo una propuesta ambi-ciosa para financiar investigación SETI. Bau-tizado como Proyecto Cyclops, el programaimplicaba a 1.500 radiotelescopios con uncoste de 10.000 millones de dólares. La in-vestigación nunca llegó a ninguna parte, loque no es sorprendente. Luego se ofreció fin-anciación para una propuesta mucho másmodesta: enviar un mensaje cuidadosamentecodificado a la vida alienígena en el espacioexterior. En 1974 el radiotelescopio gigantede Arecibo, en Puerto Rico, emitió un

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mensaje codificado de 1.679 bits hacia elcúmulo globular M13, a unos 25.100 añosluz. En este corto mensaje los científicoscrearon una malla reticular de 23 x 73 querepresentaba la localización de nuestro sis-tema solar y contenía una ilustración deseres humanos y algunas formulas químicas.(Debido a las grandes distancias implicadas,la fecha más temprana para recibir unarespuesta del espacio exterior sería unos52.174 años a partir de ahora).

El Congreso no ha quedado impresionado por latrascendencia de estos proyectos, ni siquiera des-pués de que se recibiera una misteriosa señal deradio, llamada la señal «Wow», en 1977. Con-sistía en una serie de letras y números que nodaban la impresión de ser aleatorios sino queparecían estar señalando la existencia de inteli-gencia. (Algunos que han visto la señal Wow nohan quedado convencidos).

En 1995, frustrados por la falta de financiaciónpor parte del gobierno federal, los astrónomos se

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dirigieron a fuentes privadas para poner enmarcha el Instituto SETI en Mountain View,California, sin ánimo de lucro, con el fin de cent-ralizar la investigación SETI e iniciar el ProyectoPhoenix para estudiar mil estrellas próximas sim-ilares al Sol en el rango de 1.200 a 3.000 mega-hercios. Se nombró directora a la doctora JillTarter (que sirvió de modelo para la científica in-terpretada por Jodie Foster en la películaContact). El equipo utilizado en el proyecto eratan sensible que podía captar las emisiones de unsistema de radar de aeropuerto a 200 años luz.

Desde 1995 el Instituto SETI ha explorado másde 1.000 estrellas con un coste de 3 millones dedólares al año. Pero no ha habido resultados tan-gibles. En cualquier caso, Seth Shostak, as-trónomo veterano en SETI, cree de forma op-timista que la red de telescopios Allen de 350antenas que se está construyendo a 400 kilómet-ros al nordeste de San Francisco «captará unaseñal para el año 2025».[1]

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Una aproximación más novedosa es el ProyectoSETI@home, iniciado por astrónomos de laUniversidad de California en Berkeley, en1999.Tuvieron la idea de reclutar a millones depropietarios de ordenadores personales que no seutilizaban la mayor parte del tiempo. Quienesparticipan descargan un paquete de software queayudará a descodificar algunas de las señales deradio recibidas por un radiotelescopio mientrasestá activado el salvapantallas del participante, demodo que no hay ningún perjuicio para el usuariodel PC. Hasta ahora, el proyecto ha reclutado a 5millones de usuarios en más de 200 países, queconsumen más de 1.000 millones de dólares deelectricidad, todo a un coste pequeño. Es elproyecto de ordenador más ambicioso empren-dido jamás en la historia, y podría servir de mod-elo para otros proyectos que requieren vastos re-cursos de computación para realizar cálculos.Hasta ahora el Proyecto SETI@home no ha en-contrado ninguna señal procedente de una fuenteinteligente.

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Tras décadas de duro trabajo, la notoria falta deprogresos en la investigación SETI ha obligado asus proponentes a plantearse preguntas difíciles.Un defecto obvio podría ser el uso exclusivo deseñales de radio en ciertas bandas de frecuencia.Algunos han sugerido que la vida alienígenapodría utilizar señales láser en lugar de señales deradio. Los láseres tienen varias ventajas sobre laradio, porque su corta longitud de onda del lásersignifica que se pueden empaquetar más señalesen una onda que con la radio. Pero puesto que laluz láser es bastante direccional y también con-tiene solo una frecuencia, resulta excepcional-mente difícil sintonizar con exactitud la frecuen-cia láser correcta.

Otro defecto obvio podría ser la confianza de losinvestigadores SETI en ciertas bandas de radi-ofrecuencia. Si existe vida alienígena, quizáutilice técnicas de compresión o podría distribuirlos mensajes en paquetes más pequeños, es-trategias hoy utilizadas en la moderna internet. Alescuchar mensajes comprimidos que han sido

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distribuidos entre muchas frecuencias, solopodríamos oír ruido aleatorio.

Pero dados todos estos formidables problemas alos que se enfrenta SETI, es razonable suponerque en algún momento en este siglo deberíamosser capaces de detectar alguna señal de una civil-ización extraterrestre, suponiendo que existantales civilizaciones. Y si eso sucediera, represent-aría un hito en la historia de la especie humana.

¿Dónde están?

El hecho de que el Proyecto SETI no haya encon-trado todavía ningún indicio de señales de vidainteligente en el universo ha obligado a loscientíficos a hacer un examen más frío y rigurosode las hipótesis que hay tras la ecuación de Drakepara la vida inteligente en otros planetas. Des-cubrimientos astronómicos recientes nos han ll-evado a pensar que la probabilidad de encontrarvida inteligente es muy diferente de la calculadaoriginalmente por Drake en los años cincuenta.La probabilidad de que exista vida inteligente en

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el universo es a la vez más optimista y más pes-imista de lo que se creía al principio.

En primer lugar, nuevos descubrimientos nos hanllevado a pensar que la vida puede florecer encondiciones no contempladas por la ecuación deDrake. Antes, los científicos creían que el agualíquida solo podía existir en la zona «Rizos deOro» que rodea al Sol. (La distancia de la Tierraal Sol es la «justa». Ni demasiado cerca porquelos océanos hervirían, ni demasiado lejos porquelos océanos se congelarían, sino la «justa» parahacer la vida posible).

Por eso hubo una especie de conmoción cuandolos astrónomos encontraron pruebas de que podíaexistir agua líquida bajo la cubierta de hielo enEuropa, una luna congelada de Júpiter. Europaestá bien fuera de la zona Rizos de Oro, de modoque no parecía encajar en las condiciones de laecuación de Drake. Pero las fuerzas de mareapodrían ser suficientes para fundir la cubierta dehielo en Europa y producir un océano líquidopermanente. A medida que Europa gira alrededor

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de Júpiter, el enorme campo gravitatorio delplaneta estruja dicha luna como una bola degoma, lo que crea una fricción en el interior de sunúcleo, que a su vez podría hacer que la cubiertade hielo se fundiera. Puesto que hay más de 100lunas solo en nuestro sistema solar, esto significaque podría haber varias lunas que albergan vidafuera de la zona Rizos de Oro. (Y los más omenos 250 planetas extrasolares descubiertoshasta ahora en el espacio también podrían tenerlunas congeladas que pueden albergar vida).

Además, los científicos creen que el universopodría estar salpicado de planetas errabundos queno dan vueltas alrededor de ninguna estrella. De-bido a las fuerzas de la marea, cualquier luna queorbite alrededor de un planeta errabundo podríatener océanos líquidos bajo su cubierta de hielo,y con ello vida, pero sería imposible ver taleslunas con nuestros instrumentos, que dependende la detección de la luz de una estrella madre.

Dado que el número de lunas probablementesobrepasa con mucho al número de planetas en

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un sistema solar, y puesto que podría haber mil-lones de planetas errabundos en la galaxia, elnúmero de cuerpos astronómicos con formas devida en el universo podría ser mucho mayor de loque se creía antes.

Por otra parte, otros astrónomos han concluido,por diversas razones, que las probabilidades devida en planetas dentro de la zona Rizos de Oroson probablemente mucho menores que las es-timadas originalmente por Drake.

En primer lugar, simulaciones por ordenadormuestran que la presencia de un planeta deltamaño de Júpiter en un sistema solar es ne-cesaria para desviar y lanzar al espacio loscometas y meteoritos pasajeros; así se limpiacontinuamente un sistema solar y puede florecerla vida. Si Júpiter no existiera en nuestro sistemasolar, la Tierra estaría bombardeada con meteori-tos y cometas, lo que haría la vida imposible. Eldoctor George Wetherill, un astrónomo en el In-stituto Carnegie en Washington D.C., consideraque sin la presencia de Júpiter o Saturno en

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nuestro sistema solar, la Tierra habría sufrido unnúmero de colisiones de asteroides mil vecesmayor, y cada diez mil años ocurriría un enormeimpacto amenazador para la vida (como el quedestruyó a los dinosaurios hace 65 millones deaños). «Es difícil imaginar cómo podría sobre-vivir la vida a ese ataque», dice.[2]

En segundo lugar, nuestro planeta está agraciadocon una gran Luna, que ayuda a estabilizar el girode la Tierra. Extrapolando las leyes de lagravedad de Newton a millones de años, loscientíficos pueden demostrar que sin una granLuna es muy probable que nuestro eje de giro sehubiera hecho inestable y la Tierra se tambaleara,lo que haría la vida imposible. El doctor JacquesLasker, un astrónomo francés, estima que sinnuestra Luna el eje de la Tierra podría oscilarentre 0 y 54 grados, lo que precipitaría condi-ciones climáticas extremas incompatibles con lavida. De modo que la presencia de una gran lunatiene que ser incluida en las condiciones utiliza-das para la ecuación de Drake. (El hecho de que

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Marte tenga dos lunas minúsculas, demasiadopequeñas para estabilizar su giro, significa queMarte quizá se haya tambaleado en el pasado le-jano, y quizá vuelva a hacerlo en el futuro).[3]

En tercer lugar, pruebas geológicas recientesapuntan al hecho de que en muchos momentos enel pasado la vida en la Tierra estuvo a punto deextinguirse. Hace unos 2.000 millones de años laTierra estaba prácticamente cubierta de hielo; erauna Tierra «bola de nieve» que difícilmentepodía albergar vida. En otras épocas, erupcionesvolcánicas e impactos de meteoritos podríanhaber estado a punto de destruir toda la vida en laTierra. De modo que la creación y la evoluciónde la vida es más frágil de lo que pensábamos enun principio.

En cuarto lugar, la vida inteligente también es-taba prácticamente extinguida en el pasado. Haceunos 100.000 años tal vez había solo unos pocoscientos de miles de humanos, según las últimaspruebas de ADN. A diferencia de la mayoría de

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los animales dentro de una especie dada, que es-tán separados por grandes distancias genéticas,los humanos son todos prácticamente igualesdesde el punto de vista genético. Comparadoscon el reino animal, somos clones unos de otros.Este fenómeno solo puede explicarse si hubo«cuellos de botella» en nuestra historia en los quela mayor parte de la especie humana estaba casiextinguida. Por ejemplo, una gran erupción vol-cánica podría haber causado que el clima se en-friase repentinamente hasta casi acabar con la es-pecie humana.

Hay aún otros accidentes fortuitos que fueron ne-cesarios para crear vida en la Tierra, entre ellos:

Un campo magnético intenso. Esto esnecesario para desviar los rayos cósmicosy la radiación que podrían destruir la vidaen la Tierra.

Una moderada velocidad de rotaciónplanetaria. Si la Tierra rotara con demasi-ada lentitud, la cara que se enfrenta al Sol

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estaría ardiente, mientras que la otra caraestaría gélida durante largos períodos detiempo; si la Tierra rotara con demasiadarapidez, habría condiciones climáticas ex-tremadamente violentas, como vientos ytormentas monstruosas.

Una localización que esté a la distan-cia correcta del centro de la galaxia. Si laTierra estuviera demasiado cerca delcentro de la galaxia Vía Láctea, recibiríauna radiación peligrosa; si estuviera de-masiado lejos del centro, nuestro planetano tendría suficientes elementos pesadospara crear moléculas de ADN y proteínas.

Por todas estas razones, los astrónomos creenahora que la vida podría existir fuera de la zonaRizos de Oro en lunas o planetas errabundos,pero que las probabilidades de existencia de unplaneta como la Tierra capaz de albergar vidadentro de la zona Rizos de Oro son muchomenores que lo que previamente se creía. En con-junto, la mayoría de las estimaciones basadas en

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las ecuaciones de Drake muestran que las prob-abilidades de encontrar civilización en la galaxiason probablemente menores de lo que se creía enun principio.

Como han señalado los profesores Peter Ward yDonald Brownlee: «Creemos que la vida enforma microbiana y sus equivalentes es muycomún en el universo, quizá más común inclusode lo que Drake y Carl Sagan imaginaban. Sinembargo, es probable que la vida compleja —ani-males y plantas superiores— sea mucho más rarade lo que se suele suponer».[4] De hecho, Ward yBrownlee dejan abierta la posibilidad de que laTierra pueda ser única en la galaxia en albergarvida animal. (Aunque esta teoría pueda frenar labúsqueda de vida inteligente en nuestra galaxia,aún deja abierta la posibilidad de que exista vidaen otras galaxias lejanas).

La búsqueda de planetas similares a laTierra

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La ecuación de Drake es, por supuesto, pura-mente hipotética. Por esto es por lo que labúsqueda de vida en el espacio exterior ha reci-bido un impulso desde el descubrimiento de plan-etas extrasolares. Lo que ha dificultado la invest-igación en planetas extrasolares es que son invis-ibles a cualquier telescopio, puesto que no emitenluz propia. Son, en general, de un millón a milmillones de veces más oscuros que la estrellamadre.

Para encontrarlos, los astrónomos están obligadosa analizar minúsculos vaivenes en la estrellamadre, suponiendo que un gran planeta deltamaño de Júpiter sea capaz de alterar la órbita dela estrella. (Pensemos en un perro que se persiguela cola. De la misma manera, la estrella madre ysu planeta del tamaño de Júpiter se «persiguen»mutuamente dando vueltas uno alrededor de otro.Un telescopio no puede ver el planeta de tamañode Júpiter, que es oscuro, pero la estrella madrees claramente visible y parece oscilar de un ladoa otro).

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El primer auténtico planeta extrasolar fue encon-trado en 1994 por el doctor Alexander Wolszczande la Universidad del Estado de Pensilvania, queobservó planetas dando vueltas alrededor de unaestrella muerta, un pulsar rotatorio. Puesto que laestrella madre había explotado probablementecomo una supernova, parecía probable que estosplanetas estuvieran muertos y abrasados. Al añosiguiente, dos astrónomos suizos, Michel Mayory Didier Queloz, de Ginebra, anunciaron quehabían descubierto un planeta mucho másprometedor, con una masa similar a la de Júpiter,orbitando en torno a la estrella 51 Pegasi. Inme-diatamente después se abrieron las compuertas.

En los diez últimos años el número de planetasextrasolares encontrados ha aumentado a unritmo acelerado. El geólogo Bruce Jakosky, de laUniversidad de Colorado en Boulder, dice: «Estees un momento especial en la historia de la hu-manidad. Somos la primera generación que tieneuna posibilidad realista de descubrir vida en otroplaneta».[5]

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Ninguno de los sistemas solares descubiertoshasta la fecha se parece al nuestro. De hecho, soncompletamente diferentes de nuestro sistema sol-ar. Antes, los astrónomos pensaban que nuestrosistema solar era representativo de otros sistemasa lo largo del universo, con órbitas circulares ytres anillos de planetas rodeando a la estrellamadre: un cinturón de planetas rocosos más próx-imos a la estrella, luego un cinturón de gigantesgaseosos, y finalmente un cinturón cometario deicebergs congelados.

Para su gran sorpresa, los astrónomos descubri-eron que ninguno de los planetas en otros sistem-as solares seguía esta simple regla. En particular,se esperaba que los planetas del tamaño deJúpiter se hallaran lejos de la estrella madre, peroen su lugar se encontró que muchos de ellos or-bitan o bien muy próximos a la estrella madre(incluso en una órbita más cerrada que la de Mer-curio) o en órbitas extremadamente elípticas. Encualquier caso, la existencia de un planetapequeño similar a la Tierra orbitando en la zona

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Rizos de Oro sería imposible en una u otra situa-ción. Si el planeta del tamaño de Júpiter orbitarademasiado cerca de la estrella madre, significaríaque había migrado desde una gran distancia y sehabía acercado poco a poco en espiral al centrodel sistema solar (probablemente debido a la fric-ción provocada por el polvo). En ese caso, elplaneta del tamaño de Júpiter habría cruzado enalgún momento la órbita del planeta máspequeño, de tamaño similar a la Tierra, y lohabría lanzado al espacio exterior. Y si el planetadel tamaño de Júpiter siguiera una órbita muyelíptica, tendría que atravesar regularmente lazona Rizos de Oro, lo que de nuevo haría que elplaneta similar a la Tierra saliera lanzado alespacio.

Estos hallazgos eran decepcionantes para loscazadores de planetas y astrónomos que espera-ban descubrir otros planetas similares a la Tierra;pero visto en retrospectiva eran de esperar.Nuestros instrumentos son tan toscos que solodetectan los planetas de tamaño de Júpiter más

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grandes y con movimiento más rápido, que sonlos que pueden tener un efecto medible en la es-trella madre. De ahí que no sea sorprendente quelos telescopios de hoy solo puedan detectar plan-etas enormes que se mueven rápidamente en elespacio. Si existe un gemelo exacto de nuestrosistema solar en el espacio exterior, probable-mente nuestros instrumentos son demasiado tos-cos para encontrarlo.

Todo esto puede cambiar con el lanzamiento deCorot, Kepler y el Terrestrial Planet Finder, tressatélites diseñados para localizar varios centen-ares de planetas similares a la Tierra en el espa-cio. Los satélites Corot y Kepler, por ejemplo,examinarán la débil sombra que arrojaría unplaneta similar a la Tierra cuando pasa pordelante de la estrella madre, lo que reduce ligera-mente la luz procedente de esta. Aunque el plan-eta similar a la Tierra no sería visible, la reduc-ción de la luz de la estrella madre podría ser de-tectada por el satélite.

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El satélite francés Corot (que en francés repres-enta convección, rotación estelar y tránsitos plan-etarios) fue lanzado con éxito en diciembre de2006 y representa un hito, la primera sonda espa-cial para buscar planetas extrasolares. Loscientíficos esperan encontrar entre diez y cuar-enta planetas similares a la Tierra. Si lo hacen,los planetas serán probablemente rocosos, no gi-gantes gaseosos, y de tamaño solo unas pocasveces más grandes que la Tierra. Quizá Corottambién sumará muchos planetas del tamaño deJúpiter a los ya encontrados en el espacio. «Corotpodrá encontrar planetas extrasolares de todos lostamaños y naturalezas, contrariamente a lo quepodemos hacer desde tierra en este momento»,dice el astrónomo Claude Cátala. En general, loscientíficos esperan que el satélite explore hasta120.000 estrellas.

Cualquier día, el Corot puede encontrar pruebasdel primer planeta similar a la Tierra en el espa-cio, lo que sería un momento decisivo en la his-toria de la astronomía. En el futuro la gente quizá

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sufra un choque existencial al mirar al cielo noc-turno y darse cuenta de que hay planetas ahífuera que pueden albergar vida inteligente.Cuando miremos los cielos en el futuro, nospodríamos preguntar si alguien nos está de-volviendo la mirada.

El satélite Kepler fue programado provisional-mente para ser lanzado a finales de 2008 por laNASA. Es tan sensible que puede detectar hastacentenares de planetas similares a la Tierra en elespacio exterior. Medirá el brillo de 100.000 es-trellas para detectar el movimiento de cualquierplaneta cuando atraviese la cara de la estrella.Durante los cuatro años que estará operativo,Kepler analizará y monitorizará miles de estrellaslejanas hasta 1.950 años luz de la Tierra. En suprimer año en órbita, los científicos esperan queel satélite encuentre aproximadamente:

50 planetas del mismo tamaño aprox-imado que la Tierra,

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185 planetas aproximadamente un 30por ciento más grandes que la Tierra y

640 planetas de unas 2,2 veces eltamaño de la Tierra.

El Terrestrial Planet Fínder puede tener unaprobabilidad aún mayor de encontrar planetassimilares a la Tierra. Tras varios retrasos, su lan-zamiento está programado tentativamente para2014; analizará con gran exactitud unas 100 es-trellas hasta una distancia de 45 años luz. Estaráequipado con dos aparatos independientes parabuscar planetas distantes. El primero es uncoronógrafo, un telescopio especial que bloqueala luz de la estrella madre, reduciéndola en unfactor de 1.000 millones. El telescopio será tres ocuatro veces más grande que el telescopio espa-cial Hubble y diez veces más preciso. El segundoaparato en el Finder es un interferómetro, queutiliza la interferencia de las ondas luminosaspara cancelar la luz procedente de la estrellamadre en un factor de un millón.

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Mientras tanto, la Agencia Espacial Europeaplanea lanzar su propio buscador de planetas, elDarwin, que será puesto en órbita en 2015 o mástarde. Consistirá en tres telescopios espaciales,cada uno de unos 5 metros de diámetro, quevuelan en formación y actúan como un gran in-terferómetro. Su misión será también identificarplanetas similares a la Tierra en el espacio.

Identificar centenares de planetas similares a laTierra en el espacio ayudará a reconcentrar el es-fuerzo SETI. En lugar de explorar aleatoriamenteestrellas cercanas, los astrónomos podrán con-centrar sus esfuerzos en un pequeño conjunto deestrellas que puedan albergar un gemelo de laTierra.

¿Qué aspecto tendrán?

Otros científicos han tratado de utilizar la física,la biología y la química para conjeturar qué as-pecto podría tener la vida alienígena. Isaac New-ton, por ejemplo, se preguntaba por qué todos losanimales que podía ver a su alrededor poseían la

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misma simetría bilateral: dos ojos, dos patasdelanteras y dos patas traseras dispuestassimétricamente. ¿Era esto un accidente fortuito oera obra de Dios?

Hoy los biólogos creen que durante la «explosióncámbrica», hace aproximadamente 500 millonesde años, la naturaleza experimentó con un granconjunto de formas para minúsculas criaturasmulticelulares emergentes. Algunas tenían médu-las espinales con formas de X,Y, o Z. Otrastenían simetría radial como una estrella de mar.Por accidente, una tenía una médula espinal conforma de Y, con simetría bilateral, y fue el ances-tro de la mayoría de los mamíferos en la Tierra.Por ello, la forma humanoide con simetría bilat-eral, la misma forma que utiliza Hollywood pararepresentar a los alienígenas en el espacio, notiene por qué aplicarse necesariamente a toda lavida inteligente.

Algunos biólogos creen que la razón de queflorecieran formas de vida diversas durante la ex-plosión cámbrica es una «carrera de

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armamentos» entre predador y presa. La emer-gencia de los primeros organismos multicelularesque podían devorar a otros organismos obligó auna evolución acelerada de ambos, en la que cadauno de ellos corría para superar al otro. Como lacarrera armamentista entre la Unión Soviética yEstados Unidos durante la guerra fría, cada ladotenía que apresurarse para mantenerse por delantedel otro.

Al analizar cómo evolucionó la vida en este plan-eta, también podemos especular sobre cómopodría haber evolucionado la vida inteligente enla Tierra. Los científicos han concluido que lavida inteligente requiere probablemente:

1. Algún tipo de mecanismo sensorial ode visión para explorar su entorno.

2. Algún tipo de pulgar utilizado paraagarrar —también podría ser un tentáculoo garra.

3. Algún tipo de sistema de comunica-ción, tal como el habla.

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Se requieren estas tres características para sentirnuestro entorno y eventualmente manipularlo—cosas ambas que son los distintivos de la inteli-gencia—. Pero más allá de estas tres caracter-ísticas, todo vale. Al contrario de tantos aliení-genas mostrados en la televisión, un extrater-restre no tiene por qué parecerse a un humano enabsoluto. Los alienígenas infantiles y con ojos deinsecto que vemos en la televisión y en laspelículas parecen, de hecho, sospechosamentesimilares a los alienígenas de las películas deserie B de los años cincuenta, que están firm-emente asentados en nuestro subconsciente.

(No obstante, algunos antropólogos han añadidoun cuarto criterio para la vida inteligente con elfin de explicar un hecho curioso: los humanosson mucho más inteligentes de lo necesario parasobrevivir. Nuestros cerebros pueden dominar elviaje en el espacio, la teoría cuántica y lasmatemáticas avanzadas, habilidades que sontotalmente innecesarias para cazar y recolectar enla selva. ¿Por qué este exceso de potencia

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cerebral? Cuando vemos en la naturaleza ani-males como el guepardo y el antílope, que poseenhabilidades extraordinarias mucho más allá de lasrequeridas para su supervivencia, encontramosque había una carrera de armamentos entre ellos.Análogamente, algunos científicos creen que hayun cuarto criterio, una «carrera de armamentos»biológica que impulsa a los humanos inteligentes.Quizá dicha carrera de armamentos era con otrosmiembros de nuestra propia especie).

Pensemos en todas las formas de vida notable-mente diversas en la Tierra. Si, por ejemplo, sepudiesen criar de manera selectiva octópodosdurante varios millones de años, es concebibleque también podrían hacerse inteligentes. (Noso-tros nos separamos de los simios hace seis mil-lones de años, probablemente porque no es-tábamos bien adaptados al entorno cambiante deÁfrica. Por el contrario, el pulpo está muy bienadaptado a su vida debajo de una roca, y por ellono ha evolucionado durante millones de años). Elbioquímico ClifFord Pickover dice que «cuando

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observo los crustáceos de aspecto extraño, medu-sas blandas con tentáculos, gusanos hermafrod-itas y mohos mucosos, sé que Dios tiene sentidodel humor, y lo veremos reflejado en otrasformas en el universo».

No obstante, es probable que Hollywood no vayamuy desencaminado cuando presenta comocarnívoras las formas de vida alienígena inteli-gentes. No solo los alienígenas comedores decarne garantizan mejores recaudaciones de ta-quilla, sino que también hay un elemento de ver-dad en esta presentación. Los predadores suelenser más listos que sus presas. Tienen que utilizarla astucia para hacer planes, acosar, ocultarse ycapturar a sus presas. Los zorros, los perros, lostigres y los leones tienen ojos en la parte frontalde la cabeza para calcular la distancia cuandosaltan sobre su presa. Con dos ojos pueden utiliz-ar visión estereoscópica en 3D para atrapar a supresa. Por el contrario, las presas, como las ove-jas y los conejos, tienen que saber cómo correr.

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Poseen ojos a los lados de la cara para detectarpredadores en los 360 grados a su alrededor.

En otras palabras, la vida inteligente en el espa-cio exterior puede perfectamente evolucionar apartir de predadores con ojos, o algún órganosensorial en la parte frontal de su cabeza. Puedenposeer algo del comportamiento carnívoro, agres-ivo y territorial que encontramos en lobos, leonesy humanos en la Tierra. (Pero puesto que talesformas de vida estarían basadas probablementeen ADN y moléculas de proteínas completamentediferentes, ellos no tendrían interés en comernoso aparearse con nosotros).

También podemos utilizar la física para conjetur-ar qué tamaño podría tener su cuerpo.Suponiendo que vivan en planetas del tamaño dela Tierra y tengan la misma densidad aproximadadel agua, como las formas de vida en la Tierra,entonces criaturas enormes no son posiblesdebido a la ley de escala, que establece que lasleyes de la física cambian drásticamente cuandoaumentamos la escala de cualquier objeto.

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Monstruos y leyes de escala

Si King Kong realmente existiera, por ejemplo,no podría aterrorizar a la ciudad de Nueva York.Por el contrario, sus piernas se romperían encuando diese un paso. Esto se debe a que sitomamos un simio y multiplicamos su tamañopor diez, entonces su peso aumentaría como suvolumen, o 10 x 10 x 10 = 1.000 veces. Por lotanto, sería 1.000 veces más pesado. Pero su res-istencia aumenta proporcionalmente al grosor desus huesos y músculos. El área de la seccióntransversal de sus huesos y músculos aumentasolo con el cuadrado de la distancia, es decir, 10x 10 = 100 veces. En otras palabras, si KingKong fuera 10 veces más grande, solo sería 100veces más resistente, pero pesaría 1.000 vecesmás. Así pues, el peso del simio aumenta muchomás rápido que su resistencia cuando aumenta sutamaño. Sería, en términos relativos, 10 vecesmás débil que un simio normal, y por eso suspiernas se romperían.

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Recuerdo a mi profesor de la escuela primariamaravillándose ante la fuerza de una hormiga,que podía levantar una hoja de un peso muy su-perior al suyo. Mi maestro concluía que si unahormiga tuviera el tamaño de una casa, podría le-vantarla. Pero esta hipótesis es incorrecta por lamisma razón que acabamos de ver con KingKong. Si una hormiga tuviera el tamaño de unacasa, sus patas también se romperían. Si seaumenta la escala de una hormiga en un factor1.000, entonces sería 1.000 veces más débil queuna hormiga normal, y sería aplastada por su pro-pio peso. (También se asfixiaría. Una hormigarespira a través de orificios en los lados de sucuerpo. El área de esos orificios crece como elcuadrado del radio, pero el volumen de la hor-miga crece como el cubo del radio. Así, una hor-miga 1.000 veces más grande que una hormigaordinaria tendría 1.000 veces menos del aire ne-cesario para aportar oxígeno a sus músculos ytejidos corporales. Esta es también la razón deque los campeones de patinaje y gimnasia

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tiendan a ser más pequeños que la media, aunquetienen las mismas proporciones que cualquierotro. Proporcionalmente, tienen una fuerza mus-cular mayor que la de las personas más altas).

Utilizando esta ley de escala, podemos calcularasimismo la forma aproximada de los animalesen la Tierra, y posiblemente de los alienígenas enel espacio. El calor emitido por un animalaumenta cuando aumenta su área superficial. Porello, cuando aumenta su tamaño lineal en unfactor 10, sus pérdidas térmicas aumentan en 10x 10 = 100. Pero el contenido de calor dentro desu cuerpo es proporcional a su volumen, o 10 x10 x 10 = 1.000. Por ello los animales grandespierden calor más lentamente que los animalespequeños. (Esta es la razón de que en inviernonuestros dedos y orejas se congelen antes, puestoque tienen la mayor superficie relativa, y tambiénde que las personas pequeñas se enfríen más rápi-damente que las grandes. Explica por qué los per-iódicos arden muy rápidamente, debido a su may-or superficie relativa, mientras que los troncos

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arden muy lentamente, debido a su superficie re-lativamente pequeña). También explica por quélas ballenas del Ártico tienen una forma redon-deada: porque una esfera tiene la mínima super-ficie por unidad de masa. Y por qué los insectosen un ambiente más caliente pueden permitirsetener una forma de espina, con una superficie re-lativamente grande por unidad de masa.

En la película de Disney Cariño, he encogido alos niños, una familia se contrae hasta tener eltamaño de hormigas. Se produce un aguacero, yen el micromundo vemos minúsculas gotas delluvia que caen en charcos. En realidad, una gotade lluvia vista por una hormiga no parecería unagota minúscula sino un enorme montón ohemisferio de agua. En nuestro mundo, unhemisferio de agua es inestable y colapsaría porsu propio peso bajo la gravedad. Pero en el mi-cromundo la tensión superficial es relativamentegrande, de modo que un montón hemisférico deagua es estable.

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De un modo análogo podemos hacer una es-timación aproximada de la razón superficie avolumen de los animales en planetas lejanos util-izando las leyes de la física. A partir de dichasleyes podemos teorizar que los alienígenas en elespacio exterior no serían probablemente los gi-gantes que a veces se presentan en la ciencia fic-ción, sino más parecidos a nosotros en tamaño.(Las ballenas, sin embargo, pueden tener untamaño mucho mayor debido al empuje del aguadel mar. Esto también explica por qué muere unaballena varada en la playa: porque es aplastadapor su propio peso).

La ley de escala significa que las leyes de lafísica cambian cuando nos adentramos cada vezmás en el micromundo. Esto explica por qué lateoría cuántica nos parece tan extraña, al violarsencillas nociones de sentido común sobrenuestro universo. Por ello, la ley de escaladescarta la idea familiar de mundos dentro demundos que encontramos en la ciencia ficción, esdecir, la idea de que dentro del átomo podría

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haber un universo entero, o que nuestra galaxiapodría ser un átomo en un universo mucho may-or. Esta idea se exploraba en la película Hombresde negro. En la escena final de la película la cá-mara se aleja de la Tierra, hacia los planetas, lasestrellas, las galaxias, hasta que nuestro universoentero se convierte en solo una bola en unenorme juego extraterrestre al que juegan aliení-genas gigantes.

En realidad, una galaxia de estrellas no guardaningún parecido con un átomo; dentro de unátomo, los electrones en sus capas son totalmentedistintos de los planetas. Sabemos que todos losplanetas son muy diferentes unos de otros ypueden orbitar a cualquier distancia de la estrellamadre. En los átomos, sin embargo, todas laspartículas subatómicas son idénticas. No puedenorbitar a cualquier distancia del núcleo, sino soloen órbitas discretas. (Además, a diferencia de losplanetas, los electrones pueden mostrar un com-portamiento extraño que viola el sentido común,

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como estar en dos lugares a la vez y tenerpropiedades ondulatorias).

La física de las civilizaciones avanzadas

También es posible utilizar la física para esbozarlos perfiles de posibles civilizaciones en el espa-cio. Si examinamos la evolución de nuestrapropia civilización durante los últimos 100.000años, desde que los modernos humanos apareci-eron en África, podemos verla como la historiade un consumo creciente de energía. El astro-físico ruso Nikolái Kardashev ha conjeturado quelas fases en el desarrollo de civilizaciones extra-terrestres en el universo también podrían clasifi-carse de acuerdo con el consumo de energía.Utilizando las leyes de la física, él agrupó lascivilizaciones posibles en tres tipos:

1. Civilizaciones tipo I: las que recogen lapotencia planetaria, utilizando toda la luzsolar que incide en su planeta. Pueden,quizá, aprovechar el poder de los vol-canes, manipular el clima, controlar los

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terremotos y construir ciudades en elocéano. Toda la potencia planetaria estábajo su control.

2. Civilizaciones tipo II: las que puedenutilizar toda la potencia de su sol, lo quelas hace 10.000 millones de veces más po-derosas que una civilización de tipo I. LaFederación de Planetas en Star Trek esuna civilización de tipo II. En cierto sen-tido, este tipo de civilización es inmortal;nada conocido en la ciencia, como las erasglaciales, impactos de meteoritos o in-cluso supernovas, puede destruirla. (En elcaso en que su estrella madre esté a puntode explotar, estos seres pueden moverse aotro sistema estelar, o quizá inclusomover su planeta hogar).

3. Civilizaciones tipo III: las que puedenutilizar la potencia de toda una galaxia.Son 10.000 millones de veces más poder-osas que una civilización tipo II. Los borgen Star Trek, el Imperio en La guerra de

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las galaxias y la civilización galáctica enla serie Fundación de Asimov corres-ponden a una civilización tipo III. Ellashan colonizado miles de millones de sis-temas estelares y pueden explotar la po-tencia del agujero negro en el centro de sugalaxia. Circulan libremente por las callesespaciales de la galaxia.

Kardashev consideraba que una civilización quecrezca al modesto ritmo de un pequeño porcenta-je por año en consumo de energía pasará rápida-mente de un tipo al siguiente, en cuestión de unospocos miles o decenas de miles de años.

Como he expuesto en mis libros anteriores,nuestra civilización se clasifica como una civil-ización tipo 0 (es decir, utilizamos plantas muer-tas, petróleo y carbón para alimentar nuestras má-quinas).[6] Solo utilizamos una minúscula frac-ción de la energía del Sol que llega a nuestroplaneta. Pero ya podemos ver los inicios de unacivilización de tipo I surgiendo en la Tierra.

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Internet es el inicio de un sistema telefónico detipo I que conecta todo el planeta. El inicio deuna economía de tipo I puede verse en la apari-ción de la Unión Europea, que a su vez fuecreada para competir con el Tratado de LibreComercio de América del Norte (TLC). El ingléses ya el segundo lenguaje más hablado en la Ti-erra y el lenguaje de la ciencia, las finanzas y losnegocios. Imagino que puede llegar a ser el len-guaje tipo I hablado por prácticamente todo elmundo. Las culturas y costumbres localesseguirán floreciendo en miles de variedades en laTierra, pero superpuesta a este mosaico depueblos habrá una cultura planetaria, quizá dom-inada por el comercio y una cultura joven.

La transición entre una civilización y la siguienteno está ni mucho menos garantizada. La transi-ción más peligrosa, por ejemplo, puede ser entreuna civilización tipo 0 y una tipo I. Una civiliza-ción tipo 0 está aún llena del sectarismo, funda-mentalismo y racismo que caracterizaron su apar-ición, y no está claro si estas pasiones religiosas y

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tribales impedirán o no la transición. (Quizá unarazón de que no veamos civilizaciones tipo I enla galaxia es que nunca hicieron la transición, porejemplo, se autodestruyeron. Quizá algún día,cuando visitemos otros sistemas estelares, en-contremos los restos de civilizaciones que sedestruyeron de una forma u otra, por ejemplo, susatmósferas se hicieron radiactivas o demasiadocalientes para albergar vida).

Cuando una civilización haya alcanzado elestatus de tipo III tendrá la energía y elconocimiento suficientes para viajar libre-mente a través de la galaxia e incluso llegaral planeta Tierra. Como en la película 2001:una odisea del espacio, tales civilizacionespueden enviar sondas robóticas autorreplic-antes a través de la galaxia en busca de vidainteligente.

Pero es probable que una civilización tipo III noesté inclinada a visitarnos o conquistarnos, comoen la película Independence Day, en la que unacivilización semejante se extiende como una

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plaga de langostas, invadiendo los planetas paraagotar sus recursos. En realidad, hay muchísimosplanetas muertos en el espacio exterior conenormes riquezas minerales que ellos podrían re-coger sin molestarse en tenérselas que ver conuna población nativa. Su actitud hacia nosotrospodría parecerse a la nuestra ante un hormiguero.No tendemos a inclinarnos y ofrecer a las hormi-gas cuentas y abalorios, sino que simplemente lasignoramos.

El principal peligro al que se enfrentan las hormi-gas no es que los humanos queramos invadirlas oacabar con ellas, sino que las pisemos porque es-tán en el camino. Recordemos que la distanciaentre una civilización tipo III y nuestra propiacivilización tipo 0 es, en términos de uso de ener-gía, muchísimo más grande que la distancia entrenosotros y las hormigas.

Ovnis

Algunas personas afirman que los extraterrestresya han visitado la Tierra en forma de ovnis. Los

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científicos suelen mostrarse incrédulos cuandooyen hablar de ovnis y descartan la posibilidad,ya que las distancias entre estrellas son enormes.Pero con independencia de las reaccionescientíficas, los persistentes informes sobre ovnisno han disminuido con los años.

En realidad, los avistamientos de ovnis se re-montan al principio de la historia registrada.En la Biblia, el profeta Ezequiel mencionaenigmáticamente «ruedas dentro de ruedasen el cielo», que algunos creen que es unareferencia a un ovni. En el 1450 a.C., duranteel reinado del faraón Tutmosis III en Egipto,los escribas egipcios registraron un incidentecon «círculos de fuego» más brillantes que elSol, de unos 5 metros, que aparecieron dur-ante varios días y finalmente ascendieron alcielo. En el 91 a.C. el autor romano JuliusObsequens escribió sobre «un objeto re-dondo, como un globo, un escudo redondo ocircular [que] seguía su trayectoria en elcielo». En 1255 el General Yoritsume y sus

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ejércitos vieron extraños globos danzando enel cielo cerca de Kioto, Japón. En 1561 se vioun gran número de objetos sobre Nurem-berg, Alemania, como si estuvieran enzarza-dos en una batalla aérea.

Más recientemente, la Fuerza Aérea de EstadosUnidos ha realizado estudios a gran escala de av-istamientos de ovnis. En 1952 la Fuerza Aéreainició el Proyecto Blue Book, que analizó untotal de 12.618 avistamientos. El informe con-cluía que la inmensa mayoría de estos avistami-entos podía explicarse por fenómenos naturales,aviones convencionales o fraudes. Pero un 6 porciento fueron clasificados como de origendesconocido. Como resultado del Informe Con-don, que concluía que no había nada de valor entales estudios, el Proyecto Blue Book fue cance-lado en 1969. Fue el último proyecto conocido deinvestigación a gran escala sobre ovnis por partede la Fuerza Aérea de Estados Unidos.

En 2007 el gobierno francés abrió a la opinión suvoluminoso archivo sobre ovnis. El informe,

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puesto a disposición de la sociedad en internetpor el Centro Nacional Francés para EstudiosEspaciales, reunía 1.600 avistamientos de ovnisdurante un período de cincuenta años, con100.000 páginas de informes de testigos oculares,películas y cintas de audio. El Gobierno francésafirmaba que un 9 por ciento de tales avistamien-tos podían ser completamente explicados, y queel 33 por ciento tenían explicaciones probables,pero no podían dar más detalles del resto.

Por supuesto, es difícil verificar independiente-mente estos avistamientos. De hecho, tras un an-álisis cuidadoso la mayoría de los informes sobreovnis pueden explicarse como un efecto de:

1. El planeta Venus, que es el objeto másbrillante en el cielo nocturno después dela Luna. Debido a su enorme distanciade la Tierra, parece que el planeta nossigue cuando nos movemos en unautomóvil, como sucede con la Luna; es-to crea la ilusión de que está siendo pi-lotado. Juzgamos la distancia, en parte,

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comparando los objetos en movimientocon sus entornos. Puesto que la Luna yVenus están muy lejos, sin que haya nadacon qué compararlos, no se mueven conrespecto a sus entornos, y por ellotenemos la ilusión óptica de que nos es-tán siguiendo.

2. Gases empantanados. Durante una inver-sión de temperatura sobre un área pantanosa,el gas flota sobre el suelo y puede hacerse li-geramente incandescente. Las bolsas de gasmás pequeñas podrían separarse de una bolsamás grande, dando la impresión de que navesexploradoras están dejando la «navenodriza».

3. Meteoritos. Arcos brillantes de luz puedenrecorrer el cielo nocturno en cuestión de se-gundos, produciendo la ilusión de una navepilotada.

4. Anomalías atmosféricas. Existen todotipo de tormentas eléctricas y fenómenos

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atmosféricos inusuales que pueden ilu-minar el cielo de extrañas maneras, pro-duciendo la ilusión de un ovni.

En los siglos XX y XXI también lossiguientes fenómenos podrían generar av-istamientos de ovnis:

1. Ecos de radar. Las ondas de radarpueden rebotar en montañas y crearecos, que pueden ser recogidos por laspantallas de radar. Tales ondas parecenincluso zigzaguear y volar a velocidadesenormes en una pantalla de radar,porque son tan solo ecos.2. Globos meteorológicos y de investiga-ción. En un controvertido informe elejército afirma que el famoso rumor deun choque alienígena en Roswell, NuevoMéxico, en 1947, fue debido a un globoperdido del Proyecto Mogul, un proyectosecreto para detectar niveles de radiaciónen la atmósfera en caso de que se desen-cadenara una guerra nuclear.

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3. Aviones. Se sabe que aviones comer-ciales y militares han provocado in-formes de ovnis. Esto es especialmentecierto de los vuelos de prueba de avionesexperimentales avanzados, tales como elbombardero furtivo. (De hecho, el ejér-cito de Estados Unidos alentó las his-torias de platillos volantes para desviar laatención de los proyectos secretos).4. Fraudes deliberados. Algunas de lasfotografías más famosas que pretendenhaber captado platillos volantes son enrealidad fraudes. Un platillo volante bienconocido, que mostraba ventanas y patasde aterrizaje, era en realidad un ali-mentador de pollos modificado.

Al menos el 95 por ciento de los avistamientospuede explicarse por alguno de los fenómenosanteriores. Pero esto aún deja abierta la cuestióndel pequeño porcentaje restante de casos inex-plicados. Los casos más verosímiles de ovnis in-cluyen a) avistamientos múltiples por testigos

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oculares creíbles e independientes, y b) evidenciaprocedente de múltiples fuentes, tales como vis-ión directa y radar. Estos informes son más difí-ciles de descartar, puesto que implican variascomprobaciones independientes. Por ejemplo, en1986 el vuelo JAL 1628 sobre Alaska avistó unovni, que fue investigado por la Fuerza Aérea. Elovni fue visto por los pasajeros del vuelo JAL ytambién seguido por un radar desde tierra. Asim-ismo, hubo avistamientos en masa de triángulosnegros sobre Bélgica en 1989-1990, que fueronseguidos por radares de la OTAN y aviones inter-ceptores a reacción. En 1976 hubo un avistami-ento sobre Teherán, Irán, que generó múltiplesfallos en los sistemas de un F4 interceptor, comoestá registrado en documentos de la CIA.

Lo que resulta frustrante para los científicos esque, de los miles de avistamientos registrados,ninguno ha dejado una sólida prueba física quepueda llevar a resultados reproducibles en ellaboratorio. No se ha recogido ningún ADN

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alienígena, ningún chip de ordenador alienígenani ninguna prueba física de un aterrizajealienígena.

Suponiendo por el momento que tales ovnis pudi-eran ser naves espaciales reales y no ilusiones,podríamos preguntarnos qué tipo de naves serían.He aquí algunas de las características que hansido registradas por los observadores.

a. Se sabe que zigzaguean en el aire.

b. Se sabe que han bloqueado los sistemasde encendido de los automóviles y per-turbado la energía eléctrica a su paso.

c. Se ciernen silenciosamente en el aire.

Ninguna de estas características encajan enla descripción de los cohetes que hemos de-sarrollado en la Tierra. Por ejemplo, todoslos cohetes conocidos dependen de la terceraley de movimiento de Newton (por cada ac-ción, existe una reacción igual y opuesta);pero los ovnis citados no parecen tener

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ninguna tobera. Y las fuerzas-g creadas porplatillos volantes zigzagueantes superaríanen un centenar de veces la fuerza gravitatoriade la Tierra —las fuerzas-g serían suficientespara aplastar a cualquier criatura en laTierra.

¿Pueden explicarse estas características de losovnis utilizando la ciencia moderna? En laspelículas, como La Tierra contra los platillosvolantes, siempre se supone que seres alienígenaspilotan estas naves. Sin embargo, lo más prob-able es que, si tales naves existen, no estén tripu-ladas (o estén tripuladas por un ser en parte or-gánico y en parte mecánico). Esto explicaría quela nave pueda ejecutar pautas que generanfuerzas-g que normalmente aplastarían a un servivo.

Una nave que fuera capaz de bloquear los sistem-as de encendido de los automóviles y moverse si-lenciosamente en el aire sugiere un vehículopropulsado por magnetismo. El problema con lapropulsión magnética es que los imanes siempre

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tienen dos polos, un polo norte y un polo sur. Sicolocamos un imán en el campo magnético de laTierra, simplemente girará (como la aguja de unabrújula) en lugar de ascender en el aire como unovni; cuando el polo sur de un imán se mueve enun sentido, el polo norte se mueve en sentidocontrario, de modo que el imán gira y no va aninguna parte.

Una posible solución al problema sería utilizar«monopolos», es decir, imanes con un solo polo,ya sea norte o sur. Normalmente, si rompemos unimán por la mitad no obtenemos dos monopolos.En su lugar, cada mitad del imán se convierte enun imán por sí misma, con sus propios polosnorte y sur; es decir, se convierte en otro dipolo.De modo que si seguimos dividiendo un imán,siempre encontraremos pares de polos norte ysur. (Este proceso de dividir un imán de dos po-los para crear dipolos más pequeños continúahasta el nivel atómico, donde los propios átomosson dipolos).

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El problema para los científicos es que nunca sehan visto monopolos en el laboratorio. Los físi-cos han tratado de fotografiar la traza de unmonopolo que atraviese sus equipos y han fracas-ado (excepto una única y controvertida imagenregistrada en la Universidad de Stanford en1982).

Aunque nunca se han visto experimental-mente monopolos de forma concluyente, losfísicos creen en general que el universo tuvoabundancia de monopolos en el momentodel big bang. La idea se ha incorporado a lasúltimas teorías cosmológicas del big bang.Pero debido a que el universo se infló rápida-mente después del big bang, la densidad demonopolos en el universo se ha diluido, demodo que hoy no los vemos en el laborator-io. (De hecho, la ausencia de monopolos hoyfue la observación clave que llevó a los físicosa proponer la idea del universo inflacionario.De modo que el concepto de monopolosreliquia está bien establecido en física).

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Por consiguiente, es concebible que una especieviajera del espacio pudiera extender una gran«red» magnética en el espacio exterior para re-coger esos «monopolos primordiales» residuosdel big bang. Una vez que hubieran recogido su-ficientes monopolos, podrían navegar en saltos através del espacio, utilizando las líneas de campomagnético que se encuentran en la galaxia o enun planeta, sin dejar ninguna huella en forma deescapes. Puesto que los monopolos son objeto deintensa investigación por parte de muchos cos-mólogos, la existencia de una nave semejante escompatible con el pensamiento actual en física.

Por último, cualquier civilización alienígena sufi-cientemente avanzada para enviar naves espa-ciales a través del universo ha tenido que domin-ar la nanotecnología. Esto significaría que susnaves espaciales no tienen que ser muy grandes;podrían ser enviadas por millones para explorarplanetas habitados. Lunas desoladas serían quizálas mejores bases para tales nanonaves. Si es así,quizá nuestra propia Luna haya sido visitada en

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el pasado por una civilización tipo III, como semuestra en la película 2001: una odisea del espa-cio, que es tal vez la representación más realistade un encuentro con una civilización extrater-restre. Es más que probable que la nave fuerarobótica y no tripulada, y se posara en la Luna.(Quizá pase otro siglo antes de que nuestra tecno-logía esté lo bastante avanzada para explorar laLuna en busca de anomalías en la radiación, y seacapaz de detectar pruebas de una visita previa porparte de nanonaves).

Si en realidad nuestra Luna ha sido visitada en elpasado, o ha sido el emplazamiento de una basenanotecnológica, esto explicaría por qué losovnis no tienen que ser muy grandes. Algunoscientíficos se han burlado de los ovnis porque noencajan en ninguno de los gigantescos sistemasde propulsión que los ingenieros consideran hoydía, tales como estatorreactores de fusión,enormes velas impulsadas por láseres y motoresnucleares, que podrían tener un tamaño de kiló-metros. Los ovnis pueden ser tan pequeños como

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un avión a reacción. Pero si hay una base lunarpermanente, producto de una visita anterior, losovnis no tienen por qué ser grandes; pueden re-cargarse en su base espacial cercana. Así, los av-istamientos pueden corresponder a naves de re-conocimiento no tripuladas que tienen su origenen la base lunar.

Dados los rápidos avances en SETI y en el des-cubrimiento de planetas extrasolares, el contactocon vida extraterrestre, suponiendo que exista ennuestra vecindad, puede ocurrir dentro de estesiglo, lo que hace de dicho contacto una imposib-ilidad de clase I. Si existen civilizaciones aliení-genas en el espacio exterior, las siguientes pre-guntas obvias son: ¿tendremos alguna vez losmedios de llegar a ellas? ¿Y qué pasa con nuestropropio futuro lejano, cuando el Sol empiece a ex-pandirse y a devorar a la Tierra? ¿Realmente estánuestro destino en las estrellas?

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Naves estelares

La idea descabellada de ir a laLuna

es un ejemplo del granabsurdo al que

llevará a los científicos laespecialización viciosa

[...] laproposición parece

básicamente imposible.

A. W. Bickerton, 1926

Con toda probabilidad, lamejor parte

de la humanidad nuncaperecerá:

migrará de un sol a otro amedida que estos

mueran. Y por ello nohay final para la

vida, el intelecto y la per-fección de la

humanidad. Su progresoes perenne.

Konstantin E.Tsiolkovski,

Padre de la tecnología delos cohetes

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Algún día en un futuro lejano viviremos nuestroúltimo día en la Tierra. Llegará un momento,dentro de miles de millones de años, en que elcielo arderá en llamas. El Sol se hinchará en uninfierno furioso que llenará el cielo entero, y em-pequeñecerá a cualquier otro objeto celeste.Cuando la temperatura de la Tierra aumente, losocéanos hervirán y se evaporarán, y solo quedaráun paisaje abrasado y agostado. Finalmente, lasmontañas se fundirán y se harán líquidas, y seformarán flujos de lava donde una vez hubociudades vibrantes.

Según las leyes de la física, este negro escenarioes inevitable. La Tierra morirá en llamas cuandosea consumida por el Sol. Esta es una ley de lafísica.

Esta calamidad tendrá lugar dentro de lospróximos 5.000 millones de años. En esa es-cala de tiempo cósmico, el ascenso y declive

de las civilizaciones humanas son tan solominúsculos vaivenes. Un día tendremos quedejar la Tierra o morir. Entonces, ¿cómo selas arreglará la humanidad, nuestros descen-dientes, cuando las condiciones en la Tierrase hagan intolerables?

El matemático y filósofo Bertrand Russell selamentaba en cierta ocasión de «que ningún ar-dor, ningún heroísmo, ningún pensamiento o sen-timiento por intenso que sea, puede conservaruna vida más allá de la tumba; que todo el es-fuerzo de los tiempos, toda la devoción, toda lainspiración, todo el brillo a pleno sol del geniohumano, están destinados a la extinción en lavasta muerte del sistema solar; y el templo enterode los logros del Hombre debe quedar inevitable-mente enterrado bajo los restos de un universo enruinas».[1]

Para mí este es uno de los pasajes más soberbiosde la lengua inglesa, pero Russell escribió estepasaje en una era en que los cohetes se

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consideraban imposibles. Hoy día la perspectivade tener que dejar la Tierra no es tan improbable.Carl Sagan dijo en cierta ocasión que deberíamosconvertirnos en «una especie biplanetaria». Lavida en la Tierra es tan preciosa, decía, que de-beríamos extendernos a al menos otro planetahabitable en caso de una catástrofe. La Tierra semueve en medio de una «galería de tiro cósmica»de asteroides, cometas y otros residuos que vagancerca de la órbita terrestre, y una colisión con cu-alquiera de ellos podría provocar nuestradesaparición.

Catástrofes por venir

El poeta Robert Frost preguntaba si el mundoacabaría en fuego o en hielo. Utilizando las leyesde la física, podemos predecir cómo acabará elmundo en caso de una catástrofe natural.

En una escala de milenios, un peligro para lacivilización humana es la llegada de una nuevaglaciación. La última época glacial terminó hace10.000 años. Cuando llegue la próxima, dentro de

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10.000 a 20.000 años, es posible que la mayorparte de Norteamérica esté cubierta por más demedio kilómetro de hielo. La civilización hu-mana ha florecido dentro del reciente y minús-culo período interglacial, cuando la Tierra ha es-tado inusualmente caliente, pero este ciclo nopuede durar para siempre.

En el curso de millones de años, los impactos degrandes meteoritos o cometas en la Tierrapodrían tener un efecto devastador. El últimogran impacto celeste se produjo hace 65 millonesde años, cuando un objeto de unos 10 kilómetrosde diámetro se estrelló en la península de Yu-catán, en México, y abrió un cráter de unos 350kilómetros de diámetro, lo que acabó con los di-nosaurios, que hasta entonces eran la forma devida dominante en la Tierra. Es probable otra col-isión cósmica en esa escala de tiempo.

Dentro de miles de millones de años el Sol se ex-pandirá poco a poco y consumirá a la Tierra. Dehecho, calculamos que el Sol aumentará su tem-peratura en aproximadamente un 10 por ciento

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durante los próximos 1.000 millones de años yabrasará la Tierra. Nuestro planeta se consumirápor completo en 5.000 millones de años, cuandonuestro Sol se transforme en una estrella giganteroja. En realidad, la Tierra estará dentro de la at-mósfera de nuestro Sol.

Dentro de decenas de miles de millones de añosel Sol y la Vía Láctea morirán. Cuando nuestroSol agote finalmente su combustible hidrógeno/helio, se contraerá en una minúscula estrella en-ana blanca y poco a poco se enfriará hasta que seconvierta en un montón de cenizas nuclearesnegras vagando por el vacío del espacio. La VíaLáctea chocará con la galaxia vecina,Andrómeda, que es mucho más grande quenuestra galaxia. Los brazos espirales de la VíaLáctea se desgajarán, y nuestro Sol podría serlanzado al espacio profundo. Los agujeros negrosen el centro de las dos galaxias ejecutarán unadanza de la muerte antes de colisionar y fusion-arse finalmente.

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Dado que la humanidad deberá dejar un día elsistema solar y dirigirse hacia estrellas vecinaspara sobrevivir, o de lo contrario perecer, la pre-gunta es: ¿cómo llegaremos allí? El sistema es-telar más próximo, Alfa Centauri, está a más de 4años luz. Los cohetes convencionales conpropulsión química, los caballos de arrastre delactual programa espacial, apenas alcanzan 70.000kilómetros por hora.

A esa velocidad se necesitarían 70.000 años solopara visitar la estrella más próxima.

Si analizamos hoy el programa espacial, hay unenorme vacío entre nuestras pobres capacidadesactuales y los requisitos de una auténtica nave es-telar que nos permitiera empezar a explorar el es-pacio. Desde la exploración de la Luna a princi-pios de la década de 1970, nuestro programa es-pacial tripulado ha enviado astronautas a una ór-bita a tan solo 500 kilómetros por encima de laTierra en la lanzadera espacial y en la EstaciónEspacial Internacional. Para 2010, no obstante, laNASA planea sustituir la lanzadera espacial por

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la nave espacial Orion, que finalmente llevará denuevo a los astronautas a la Luna el año 2020,tras un paréntesis de cincuenta años. El plan con-siste en establecer una base tripulada y perman-ente en la Luna. Después de eso podría lanzarseuna misión tripulada a Marte.

Obviamente hay que encontrar un nuevo tipo dediseño de cohete si queremos llegar alguna vez alas estrellas. O bien aumentamos radicalmente elempuje de nuestros cohetes, o aumentamos eltiempo durante el que actúan. Un gran cohetequímico, por ejemplo, puede tener un empuje devarios millones de kilogramos, pero solo actúadurante unos pocos minutos. Por el contrario,otros diseños de cohetes, tales como el motoriónico (que se describe en los párrafossiguientes), pueden tener un empuje débil peroser capaces de operar durante años en el espacioexterior. Cuando se trata de cohetes, la tortugavence a la liebre.

MOTORES IÓNICOS Y DE PLASMA

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A diferencia de los cohetes químicos, los motoresiónicos no producen el chorro repentino ydrástico de gases supercalientes que propulsa alos cohetes convencionales. De hecho, su empujees mucho menor. Colocados sobre una mesa en laTierra, son demasiado débiles para mover algo.Pero lo que les falta en empuje les sobra enduración, porque pueden actuar durante años enel vacío del espacio exterior.

Un típico motor iónico se parece al interior de untubo de televisor. Una corriente eléctrica calientaun filamento y crea un haz de átomos ionizados,tales como xenón, que salen disparados por el ex-tremo del cohete. En lugar de ser impulsados porun chorro de gases explosivos y calientes, losmotores iónicos son impulsados por un tenuepero continuo flujo de iones.

El impulsor iónico NSTAR de la NASA fueprobado en el espacio exterior a bordo de la ex-itosa sonda Deep Space 1, lanzada en 1998. Elmotor iónico funcionó durante 678 días, y es-tableció un nuevo récord para motores iónicos.

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La Agencia Espacial Europea también haprobado un motor iónico en su sonda Smart 1. Lasonda espacial japonesa Hayabusa, que llegó aun asteroide, estaba impulsada por cuatromotores iónicos de xenón. Aunque no tengamucho atractivo, el motor iónico podrá hacer mi-siones de largo recorrido (que no sean urgentes)entre planetas. De hecho, los motores iónicospueden convertirse algún día en los caballos detiro para el transporte interplanetario.

Una versión más potente del motor iónico es elde plasma, por ejemplo el VASIMR (cohete demagnetoplasma de impulso específico variable),que utiliza un potente chorro de plasma para im-pulsarse a través del espacio. Diseñado por el as-tronauta e ingeniero Franklin Chang-Diaz, utilizaradioondas y campos magnéticos para calentarhidrógeno hasta un millón de grados centígrados.El plasma supercaliente es entonces eyectado porel extremo del cohete, lo que produce un empujeimportante. Prototipos del motor se han constru-ido ya en tierra, aunque ninguno ha sido enviado

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todavía al espacio. Algunos ingenieros confían enque el motor de plasma pueda utilizarse para ll-evar una misión a Marte, reduciendo signific-ativamente el tiempo de viaje a unos pocosmeses. Algunos diseños utilizan energía solarpara alimentar el plasma en el motor. Otros dis-eños utilizan fisión nuclear (lo que aumenta losproblemas de seguridad, puesto que supone ponergrandes cantidades de materiales nucleares en elespacio en naves que pueden sufrir accidentes).

Pero ni el motor iónico ni el motor de plasma/VASIMR tienen potencia suficiente para ll-evarnos a las estrellas. Para eso necesitamos unaserie de diseños de propulsión completamentenuevos. Un serio inconveniente en el diseño deuna nave estelar es la extraordinaria cantidad decombustible necesaria para hacer un viaje inclusoa la estrella más cercana, y el largo período detiempo antes de que la nave llegue a su lejanodestino.

Veleros solares

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Una propuesta que puede resolver estos prob-lemas es el velero solar. Explota el hecho de quela luz solar ejerce una presión muy pequeña perocontinua que es suficiente para impulsar unenorme velero a través del espacio. La idea de unvelero solar es antigua, pues se remonta al granastrónomo Johannes Kepler en su tratado Somni-um, de 1611.

Aunque la física que hay detrás de un velero sol-ar es bastante sencilla, los avances se hancentrado en crear realmente un velero solar quepueda enviarse al espacio. En 2004 un cohete ja-ponés desplegó con éxito dos pequeños prototi-pos de veleros solares en el espacio. En 2005 laSociedad Planetaria, Cosmos Studios, y la Aca-demia Rusa de Ciencias lanzaron el velero espa-cial Cosmos 1 desde un submarino en el mar deBarents, pero el cohete Volna que lo transportabafalló y el velero no llegó a su órbita. (Un intentoprevio con un velero suborbital también habíafracasado en 2001). Pero en febrero de 2006 elcohete japonés M-V consiguió poner en órbita un

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velero solar de 15 metros, si bien la vela no llegóa desplegarse por completo.

Aunque los avances en la tecnología de velerossolares han sido penosamente lentos, sus de-fensores tienen otra idea que podría llevarlos alas estrellas: construir una enorme batería deláseres en la Luna que pueda disparar intensoshaces de luz láser hacia un velero solar y hacerlollegar a la estrella más próxima. La física de di-cho velero solar interplanetario es verdadera-mente abrumadora. La propia vela tendría quetener cientos de kilómetros y ser construida porcompleto en el espacio exterior. Habría que con-struir miles de potentes láseres en la Luna, cadauno de ellos capaz de funcionar continuamentedurante años o décadas. (Se estima que sería ne-cesario disparar láseres que tengan mil veces lapotencia total actual del planeta Tierra).

Sobre el papel, un enorme velero ligero podríaviajar a la mitad de la velocidad de la luz. Unvelero solar semejante tardaría solo unos ochoaños en llegar a las estrellas cercanas. La ventaja

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de tal sistema de propulsión es que podría utilizarla tecnología ya disponible. No habría que des-cubrir ninguna nueva ley de la física para creardicho velero solar. Pero hay grandes problemaseconómicos y técnicos. Los problemas de ingeni-ería para crear una vela de cientos de kilómetros,impulsada por miles de potentes haces de luzláser colocados en la Luna, son formidables, y re-quieren una tecnología que podría estar a más deun siglo en el futuro. (Un problema con el velerosolar interestelar es el regreso. Habría que crearuna segunda batería de haces láser en una lunadistante para propulsar el velero de vuelta a la Ti-erra. O quizá la nave podría rodear a una estrellay utilizarla como una honda para obtener sufi-ciente velocidad para el viaje de regreso. En-tonces los láseres en la Luna se utilizarían paradecelerar el velero de modo que pudiera aterrizaren la Tierra).

Estatorreactor de fusión

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Mi candidato favorito para llevarnos a las estrel-las es el motor estatorreactor de fusión. Hayabundancia de hidrógeno en el universo, de modoque un motor estatorreactor podría recoger hidró-geno a medida que viajara por el espacio exterior,lo que le daría una fuente esencialmente inagot-able de combustible. Una vez recogido el hidró-geno sería calentado hasta millones de grados, lobastante caliente para que el hidrógeno se fusion-ara y liberara la energía de una reaccióntermonuclear.

El motor estatorreactor de fusión fue propuestopor el físico Robert W. Bussard en 1960, y mástarde popularizado por Carl Sagan. Bussard cal-culaba que un motor estatorreactor que pesaraunas 1.000 toneladas podría en teoría mantenerun empuje constante de 1 g de fuerza, es decir,comparable a permanecer en la superficie de laTierra. Si el motor estatorreactor pudiera manten-er una aceleración 1 g durante un año, alcanzaríaun 77 por ciento de la velocidad de la luz,

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suficiente para hacer del viaje interestelar unaseria posibilidad.

Los requisitos para el motor estatorreactor defusión son fáciles de calcular. En primer lugar,conocemos la densidad media del hidrógeno a lolargo del universo. También podemos calcularaproximadamente cuánto hidrógeno hay que que-mar para alcanzar aceleraciones de 1 g. Este cál-culo, a su vez, determina qué tamaño debe tenerla «pala» para recoger hidrógeno. Con unas pocashipótesis razonables, se puede demostrar que senecesitaría una pala de unos 160 kilómetros dediámetro. Aunque crear una pala de este tamañosería prohibitivo en la Tierra, construirla en el es-pacio exterior plantea menos problemas debido ala ingravidez.

En principio, el motor estatorreactor podría auto-propulsarse indefinidamente y alcanzar final-mente sistemas estelares lejanos en la galaxia.Puesto que el tiempo pasa con lentitud dentro delcohete, según Einstein, sería posible alcanzar dis-tancias astronómicas sin recurrir a poner a la

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tripulación en animación suspendida. Después deacelerar a 1 g durante once años, según losrelojes dentro de la nave estelar, la nave alcan-zaría el cúmulo estelar de las Pléyades, que está a400 años luz. En 23 años llegaría a la galaxiaAndrómeda, situada a 2 millones de años luz dela Tierra. En teoría, la nave espacial podría llegaral límite del universo visible dentro del tiempo devida de un miembro de la tripulación (aunque enla Tierra habrían pasado miles de millones deaños).

Una incertidumbre clave es la reacción de fusión.El reactor de fusión ITER, cuya construcción estáprogramada en el sur de Francia, combina dosraras formas de hidrógeno (deuterio y tritio) paraextraer energía. En el espacio exterior, sin em-bargo, la forma más abundante del hidrógenoconsiste en un solo protón rodeado por un elec-trón. Por lo tanto, el motor estatorreactor defusión tendría que explotar la reacción de fusiónprotón-protón. Aunque el proceso de fusión deu-terio/tritio ha sido estudiado durante décadas por

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los físicos, el proceso de fusión protón-protón seconoce peor, es más difícil de conseguir y pro-duce menos energía. Por ello, dominar lareacción protón-protón más difícil será un retotécnico en las próximas décadas. (Además, al-gunos ingenieros han cuestionado que el motorestatorreactor pudiera superar efectos de arrastrecuando se aproximara a la velocidad de la luz).

Hasta que se desarrollen la física y la economíade la fusión protón-protón es difícil hacer es-timaciones precisas respecto a la viabilidad delestatorreactor. Pero este diseño está en la cortalista de candidatos posibles para cualquier misióna las estrellas que se contemple.

El cohete electrónico nuclear

En 1956 la Comisión de Energía Atómica (AEC)de Estados Unidos empezó a considerar seria-mente los cohetes nucleares en el ProyectoRover. En teoría, se utilizaría un reactor de fisiónnuclear para calentar gases como el hidrógeno atemperaturas extremas, y luego esos gases serían

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expulsados por un extremo del cohete, lo que ledaría un impulso.

Debido al riesgo de una explosión en la atmós-fera de la Tierra que implicase combustible nuc-lear tóxico, las primeras versiones de los motoresdel cohete nuclear se colocaron horizontalmenteen vías de tren, donde la actuación del cohetepodía registrarse con todo cuidado. El primer mo-tor de cohete nuclear que se probó en el ProyectoRover, en 1959, fue el Kiwí 1 (un nombre apropi-ado, pues es el de un ave australiana incapaz devolar). En los años sesenta la NASA se unió a laAEC para crear el motor nuclear para aplica-ciones a vehículos a reacción (NERVA), que fueel primer cohete nuclear probado en vertical, y noen horizontal. En 1968 este cohete nuclear fueprobado en una posición invertida.

Los resultados de esta investigación han sidoconfusos. Los cohetes eran muy complicados ycon frecuencia no se encendían. Las intensas vi-braciones del motor nuclear solían agrietar losdepósitos de fuel y hacían que la nave se

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rompiera. La corrosión debida a la combustión dehidrógeno a altas temperaturas era también unproblema persistente. El programa del cohetenuclear fue clausurado finalmente en 1972.

(Estos cohetes atómicos tenían aún otro prob-lema: el riesgo de una reacción nuclear incontro-lada, como una pequeña bomba atómica. Aunquelas centrales nucleares comerciales utilizan hoycombustible nuclear diluido y no pueden explotarcomo una bomba de Hiroshima, esos cohetesatómicos operaban con uranio enriquecido paracrear el máximo impulso, lo que producía unaminúscula detonación nuclear. Cuando el pro-grama del cohete nuclear estaba a punto de sercancelado, los científicos decidieron realizar unaúltima prueba. Decidieron explotar un cohete,como una pequeña bomba atómica. Retiraron lasvarillas de control —que mantenían controlada lareacción nuclear—. El reactor se hizo super-crítico y explotó en una violenta bola de fuego.Esta muerte espectacular del programa del cohetenuclear fue incluso grabada en una película. A

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los rusos no les gustó. Consideraron que esta ex-hibición era una violación del Tratado de Lim-itación de Pruebas Nucleares, que prohibía lasdetonaciones de bombas nucleares nosubterráneas).

Durante años el ejército ha revisitado periódica-mente el cohete nuclear. Un proyecto secreto fuebautizado como el cohete nuclear Timberwind;era parte del proyecto militar de la guerra de lasgalaxias en los años ochenta. (Fue abandonadocuando la Federación de Científicos Americanosfiltró detalles de su existencia).

Lo que más preocupa del cohete de fisión nucleares la seguridad. Incluso transcurridos cincuentaaños de era espacial, los cohetes lanzadoresquímicos sufren fallos catastróficos aproximada-mente el 1 por ciento de las veces. (Los dos fallosde las lanzaderas espaciales Challenger yColumbia, en las que murieron trágicamente cat-orce astronautas, fueron otra confirmaron de estatasa de fracasos).

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Sin embargo, en los últimos años la NASA ha re-tomado la investigación en el cohete nuclear porprimera vez desde el programa NERVA de losaños sesenta. En 2003 la NASA bautizó un nuevoproyecto, Prometheus, con el nombre del diosgriego que dio el fuego a los humanos. En 2005Prometheus fue financiado con 450 millones dedólares, aunque esta financiación fue consider-ablemente reducida hasta 100 millones en 2006.El futuro del proyecto es incierto.

Cohetes pulsados nucleares

Otra posibilidad lejana es utilizar una serie deminibombas nucleares para impulsar una nave es-pacial. En el Proyecto Orion, minibombas atóm-icas serían expulsadas secuencialmente por laparte trasera del cohete, de modo que la nave es-pacial «cabalgaría» sobre las ondas de choquecreadas por estas minibombas de hidrógeno.Sobre el papel, este diseño podría hacer que unanave espacial alcanzara una velocidad próxima ala de la luz. Concebido originalmente en 1947

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por Stanislaw Ulam, que intervino en el diseñode la primera bomba de hidrógeno, la idea fue de-sarrollada por Ted Taylor (uno de los jefes dediseño de cabezas nucleares para el ejército deEstados Unidos) y el físico Freeman Dyson, delInstituto de Estudios Avanzados en Princeton.

A finales de la década de 1950 y en la década de1960 se hicieron cálculos detallados para este co-hete interestelar. Se calculó que dicha nave espa-cial podría ir a Plutón y volver en menos de unaño, con una velocidad de crucero máxima de un10 por ciento de la velocidad de la luz. Pero in-cluso a dicha velocidad tardaría unos cuarenta ycuatro años en llegar a la estrella más próxima.Los científicos han especulado con que un arcaespacial impulsada por un cohete semejantetendría que navegar durante siglos, con una tripu-lación multigeneracional cuya descendencianacería y pasaría su vida en el arca espacial paraque sus descendientes pudieran llegar a las estrel-las cercanas.

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En 1959 General Atomics publicó un informeque estimaba el tamaño de una nave espacial Ori-on. La versión más grande, llamada Super Orion,pesaría 8 millones de toneladas, tendría un diá-metro de 400 metros y sería impulsada por másde 1.000 bombas de hidrógeno.

Pero un problema importante en el proyecto erala posibilidad de contaminación por residuos nuc-leares durante el lanzamiento. Dyson calculó quelas fugas nucleares de cada lanzamiento podríancausar cánceres mortales en diez personas.Además, el pulso electromagnético (EMP) en di-cho lanzamiento sería tan grande que podría des-encadenar cortocircuitos masivos en los sistemaseléctricos de las cercanías.

La firma del Tratado de Limitación de PruebasNucleares en 1965 hizo sonar la campana demuerte del proyecto. Finalmente, el principal im-pulsor del proyecto, el diseñador de bombas nuc-leares Ted Taylor, abandonó. (En cierta ocasiónme confió que se había desilusionado con elproyecto cuando se dio cuenta de que la física

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que había tras las minibombas nucleares tambiénpodría ser utilizada por terroristas para crearbombas nucleares portátiles. Aunque el proyectofue cancelado porque se consideró que era de-masiado peligroso, su tocayo sigue viviendo en lanave espacial Orion, que la NASA ha escogidopara reemplazar la lanzadera espacial en 2010).

El concepto de un cohete nuclear fue rescatadopor la Sociedad Interplaneteria Británica de 1975a 1978 con el Proyecto Daedalus. un estudio pre-liminar para ver si podía construirse una nave es-telar no tripulada que pudiera llegar a la estrellade Barnard, a 5,9 años luz de la Tierra. (Se esco-gió la estrella de Barnard porque se conjeturabaque podría tener un planeta. Desde entonces lasastrónomas Jill Tarter y Margaret Turnbull hancompilado una lista de 17.129 estrellas cercanasque podrían tener planetas que albergan vida. Elcandidato más prometedor es Épsilon Indi A, a11,8 años luz).

La nave a reacción planeada para el ProyectoDaedalus era tan enorme que habría tenido que

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construirse en el espacio exterior. Pesaría 54.000toneladas, casi todo su peso en combustible parael cohete, y podría alcanzar un 7,1 por ciento dela velocidad de la luz con una carga útil de 450toneladas. A diferencia del Proyecto Orion, queutilizaba minúsculas bombas de fisión, elProyecto Daedalus utilizaría minibombas dehidrógeno con una mezcla deuterio/helio-3 en-cendida por haces de electrones. Debido a losformidables problemas técnicos que había queafrontar, así como a las preocupaciones por susistema de propulsión nuclear, el ProyectoDaedalus también fue aparcado indefinidamente.

Impulso específico y eficiencia del motor

Los ingenieros suelen hablar de «impulso es-pecífico», que nos permite clasificar la eficienciade varios diseños de motor. El «impulso es-pecífico» se define como el cambio de impulsopor unidad de masa de propelente. Aquí, cuantomás eficiente es el motor, menos combustible senecesita para llevar el cohete al espacio. El

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impulso, a su vez, es el producto de la fuerza porel tiempo durante el que actúa. Los cohetesquímicos, aunque tienen un empuje muy grande,solo operan durante unos pocos minutos, y porello tienen un impulso específico muy bajo. Losmotores iónicos, que pueden operar durante años,pueden tener alto impulso específico con muypoco empuje.

El impulso específico se mide en segundos. Uncohete químico típico podría tener un impulso es-pecífico de 400-500 segundos. El impulso es-pecífico del motor de la lanzadera espacial es 453segundos. (El mayor impulso específico con-seguido por un cohete químico fue 542 segundos,utilizando una mezcla propelente de hidrógeno,litio y flúor). El impulsor del motor iónico Smart1 tenía un impulso específico de 1.640 segundos.Y el cohete nuclear alcanzó impulsos específicosde 850 segundos.

El máximo impulso específico posible sería el deun cohete que pudiera alcanzar la velocidad de laluz. Tendría un impulso específico de

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aproximadamente 30 millones. La tabla siguientemuestra los impulsos específicos de diferentes ti-pos de motores de cohetes.

Tipo de motor de cohete Impulso específico

Cohete de combustible sólido 250

Cohete de combustible líquido 450

Motor iónico 3000

Cohete de plasma VASIMR 1.000 a 30.000

Cohete de fisión nuclear 800 a 1.000

Cohete de fusión nuclear 2.500 a 200.000

Cohete pulsado nuclear 10.000 a 1 millón

Cohete de antimateria 1 millón a 10 millones

(En principio, los veleros láser y los estatorre-actores, que no contienen propelente, tienen un

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impulso específico infinito, aunque tienen suspropios problemas).

Ascensores espaciales

Una seria objeción a muchos de estos diseños decohetes es que son tan gigantescos y pesados quenunca podrían construirse en la Tierra. Por estoes por lo que algunos científicos han propuestoconstruirlos es el espacio exterior, donde la in-gravidez haría posible que los astronautas le-vantaran objetos imposiblemente pesados con fa-cilidad. Pero los críticos señalan hoy los costesprohibitivos del montaje en el espacio exterior.La Estación Espacial Internacional, por ejemplo,requerirá más de un centenar de lanzamientos delanzadera para completar el montaje, y los costeshan ascendido a 100.000 millones de dólares. Esel proyecto científico más caro de la historia.Construir un velero espacial interestelar o unapala estatorreactora en el espacio exterior costaríamuchas veces esa cantidad.

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Pero, como le gustaba decir al escritor de cienciaficción Robert Heinlein, si uno puede ir a 160kilómetros por encima de la superficie de la Ti-erra, ha hecho la mitad del camino a cualquierparte del sistema solar. Esto se debe a que los160 primeros kilómetros de cualquier lanzami-ento, cuando el cohete luche por escapar de lagravedad de la Tierra, son con mucho los quemás cuestan. Después de eso, una nave puede sal-tar casi hasta Plutón y más allá.

Una manera de reducir costes drásticamente en elfuturo sería construir un ascensor espacial. Laidea de elevar una cuerda hasta el cielo es vieja,como ilustra el cuento «Juan y la mata de habas»,pero podría hacerse realidad si se pudiera enviarla cuerda al espacio. Entonces la fuerza centrí-fuga de la rotación de la Tierra sería suficientepara neutralizar la fuerza de la gravedad, demodo que la cuerda no caería nunca. La cuerda semantendría vertical en el aire como por arte demagia y desaparecería entre las nubes. (Pensemosen una bola que gira atada al extremo de una

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cuerda. La bola parece desafiar a la gravedadporque la fuerza centrífuga la aleja del centro derotación. De la misma forma, una cuerda semantendría suspendida en el aire debido a la rota-ción de la Tierra). No haría falta para sostener lacuerda nada más que la rotación de la Tierra. Enteoría, una persona podría trepar por la cuerda yascender al espacio. A veces ponemos a los estu-diantes de licenciatura en la Universidad deNueva York el problema de calcular la tensión dedicha cuerda. Es fácil demostrar que la tensión dela cuerda sería suficiente para quebrar incluso uncable de acero, que es la razón de que durantemucho tiempo se haya considerado imposible laconstrucción de un ascensor espacial.

El primer científico que estudió seriamente el as-censor espacial fue el visionario ruso KonstantinTsiolkovski. En 1895, inspirado por la torre Eif-fel, concibió una torre que se elevaría hacia elcielo y conectaría la Tierra con un «castilloceleste» en el espacio. Se construiría de abajo ar-riba, empezando en la Tierra, y los ingenieros

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extenderían lentamente el ascensor espacial hastalos cielos.

En 1957 el científico ruso Yuri Artsutanovpropuso una nueva solución: que el ascensor es-pacial se construyera en orden opuesto, de arribaabajo, partiendo del espacio exterior. Concibió unsatélite en órbita geoestacionaria a 36.000 kiló-metros por encima de la superficie terrestre,donde parecería estar estacionario, desde el quese dejaría caer un cable a la Tierra. Luego elcable se anclaría al suelo. Pero el cable para elascensor espacial tendría que ser capaz deaguantar una tensión de aproximadamente60-100 gigapascales. El acero se rompe a unos 2gigapascales, lo que descarta la idea.

La idea de un ascensor espacial tuvo una acogidamucho más amplia con la publicación en 1979 dela novela de Arthur C. Clarke Fuentes delparaíso, y en 1982 de la novela de Robert Hein-lein Viernes. Pero sin ningún progreso adicional,la idea languideció.

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La ecuación cambió significativamente cuandolos químicos desarrollaron los nanotubos de car-bono. El interés en los mismos se despertó de re-pente gracias al trabajo de Sumió Iijima de Nip-pon Electric en 1991 (aunque en realidad la evid-encia de los nanotubos de carbono se remonta alos años cincuenta, un hecho que fue ignorado enla época). Lo curioso es que los nanotubos sonmás resistentes que los cables de acero, pero tam-bién mucho más ligeros. De hecho, superan laresistencia necesaria para sostener un ascensorespacial. Los científicos creen que una fibra denanotubos de carbono podría soportar una tensiónde 120 gigapascales, que está cómodamente porencima del punto de ruptura. Este descubrimientoha reavivado los intentos por crear un ascensorespacial.

En 1999 un estudio de la NASA consideraba seri-amente el ascensor espacial; concebía una cinta,de aproximadamente 1 metro de ancho y unos

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47.000 kilómetros de longitud, capaz de transpor-tar unas 15 toneladas de carga a una órbita entorno a la Tierra. Dicho ascensor espacial podríacambiar la economía del viaje espacial de lanoche a la mañana. El coste podría reducirse enun factor de 10.000, un cambio sorprendente yrevolucionario.

Actualmente cuesta 20.000 dólares o más ponerun kilogramo de material en órbita alrededor dela Tierra (un coste similar al de la misma can-tidad de oro). Cada misión de la lanzadera espa-cial, por ejemplo, cuesta hasta 700 millones dedólares. Un ascensor espacial podría reducir elcoste a solo 2 dólares por kilogramo. Una reduc-ción tan radical en el coste del programa espacialpodría revolucionar nuestra forma de ver el viajeespacial. Con solo apretar el botón del ascensorespacial se podría subir hasta el espacio exteriorpor el precio de un billete de avión.

Sin embargo, hay que resolver formidables ob-stáculos prácticos antes de que sea posible con-struir un ascensor espacial en el que podamos

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levitar hasta los cielos. Actualmente las fibras denanotubos de carbono puro creadas en el labor-atorio no tienen más de 15 milímetros de longit-ud. Para construir un ascensor espacial habría quecrear fibras de nanotubos de carbono de miles dekilómetros de longitud. Aunque desde un puntode vista científico esto supone solo un problematécnico, es un problema tenaz y difícil que debeser resuelto si queremos construir un ascensor es-pacial. Pero muchos científicos creen que en po-cas décadas deberíamos ser capaces de dominarla tecnología para crear largos cables de nan-otubos de carbono.

En segundo lugar, impurezas microscópicas enlos nanotubos de carbono podrían hacer prob-lemático un cable largo. Nicola Pugno, delPolitécnico de Turín, en Italia, estima que bastacon que un nanotubo de carbono tenga un soloátomo mal alineado para que su resistencia se re-duzca en un 30 por ciento. En general, los defec-tos a escala atómica podrían reducir la resistenciadel cable nanotúbico en un 70 por ciento, lo que

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la llevaría por debajo del valor mínimo de latensión necesaria para soportar un ascensorespacial.

Para animar el interés empresarial en el ascensorespacial, la NASA financia dos premios inde-pendientes. (Los premios siguen el modelo delpremio X Ansari de 10 millones de dólares, queconsiguió animar a los inventores emprendedorespara crear cohetes comerciales capaces de llevarpasajeros al límite mismo del espacio. El premioX lo ganó Spaceship One en 2004). Los premiosque ofrece la NASA se denominan el BeamPower Challenge y el Tether Challenge. En elBeam Power Challenge, los equipos tienen queelevar un dispositivo mecánico que pesa almenos 25 kilogramos por un cable (suspendidode una grúa) hasta una altura de 50 metros y auna velocidad de 1 metro por segundo. Estopuede parecer fácil, pero la clave reside en que eldispositivo no puede utilizar combustible, nibaterías, ni ningún cable eléctrico. En su lugar, eldispositivo robótico debe estar alimentado por

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paneles solares, reflectores solares, láseres ofuentes de energía de microondas, que son másadecuadas para el uso en el espacio exterior.

En el Tether Challenge, los equipos deben produ-cir cables de 2 metros de longitud que no puedenpesar más de 2 gramos y deben soportar unacarga un 50 por ciento mayor que el mejor cabledel año anterior. El desafío pretende estimular lainvestigación para desarrollar materiales muy li-geros y suficientemente resistentes para ser ex-tendidos hasta 100.000 kilómetros en el espacio.Hay premios por valor de 150.000, 40.000 y10.000 dólares. (Una prueba de la dificultad deafrontar este desafío es que en 2005, el primeraño de la competición, el premio quedó desierto).

Aunque un ascensor espacial exitoso podría re-volucionar el programa espacial, tales máquinastienen sus propios riesgos. Por ejemplo, latrayectoria de los satélites próximos a la Tierracambia constantemente mientras orbitan en tornoa la Tierra (debido a que la Tierra rota por debajode ellos). Esto significa que esos satélites

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colisionarían eventualmente con el ascensor es-pacial a 30.000 kilómetros por hora, suficientepara romper el cable. Con el fin de impedir talcatástrofe, o bien habría que diseñar los satélitespara incluir pequeños cohetes que les permitieranmaniobrar para rodear el ascensor, o bien el cabledel ascensor tendría que estar equipado conpequeños cohetes para evitar los satélites de paso.

Las colisiones con micrometeoritos también sonun problema, ya que el ascensor espacial estámuy por encima de la atmósfera de la Tierra, ynuestra atmósfera normalmente nos protege delos meteoritos. Puesto que las colisiones con mi-crometeoritos son impredecibles, habría que con-struir el ascensor espacial con una protección adi-cional, y quizá incluso sistemas redundantes aprueba de fallos. También podrían surgir prob-lemas de los efectos de pautas climáticas turbu-lentas en la Tierra, tales como huracanes, olas demarea y tormentas.

El efecto honda

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Otro medio novedoso de lanzar un objeto a unavelocidad próxima a la de la luz es utilizar elefecto «honda». Cuando la NASA lanza sondasespaciales a los planetas exteriores, suele hacerque rodeen un planeta cercano para utilizar elefecto honda y aumentar así su velocidad. LaNASA se ahorra mucho combustible valioso deesta manera. Así es cómo la nave espacial Voy-ager pudo llegar a Neptuno, que está cerca dellímite del sistema solar.

El físico de Princeton Freeman Dyson sugirióque en un futuro lejano podríamos encontrar dosestrellas de neutrones que estuvieran dandovueltas una alrededor de la otra a gran velocidad.Acercándonos mucho a una de estas estrellas deneutrones, podríamos girar alrededor de ella yluego ser lanzados al espacio como por unlatigazo a velocidades próximas a un tercio de lavelocidad de la luz. De hecho, estaríamos utiliz-ando la gravedad para darnos un empujón adi-cional hasta casi la velocidad de la luz. Sobre elpapel, esto podría funcionar.

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Otros han propuesto que diéramos la vueltaalrededor de nuestro propio Sol yaprovecháramos el latigazo para acelerar hastacasi la velocidad de la luz. Este método se util-izaba, de hecho, en Star Trek IV: El viaje a casa,cuando la tripulación del Enterprise se montabaen una nave klingon y luego se acercaba al Solpara romper la barrera de la luz y retroceder en eltiempo. En la película Cuando los mundoschocan, en donde la Tierra se ve amenazada poruna colisión con un asteroide, los científicoscrean una montaña rusa gigante para dejar la Ti-erra. Una nave a reacción desciende por lamontaña rusa, ganando gran velocidad, y luegocambia de dirección en la parte baja de lamontaña rusa para salir lanzada al espacio.

Sin embargo, ninguno de estos métodos de utiliz-ar la gravedad para impulsarnos al espacio fun-cionará. (Debido a la conservación de la energía,al descender por la montaña rusa y volver a subir,acabaríamos con la misma velocidad con la quehabíamos empezado, de modo que no hay

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ninguna ganancia en energía. Análogamente, algirar alrededor del Sol estacionario acabaríamoscon la misma velocidad con la que habíamos em-pezado originalmente). La razón por la quepodría funcionar el método de Dyson de utilizardos estrellas de neutrones es que las estrellas deneutrones giran a gran velocidad. Una nave espa-cial que utiliza el efecto honda gana su energíadel movimiento de un planeta o una estrella. Siestos están estacionarios, no hay ningún efectohonda.

Aunque la propuesta de Dyson podría funcionar,hoy no sirve de ayuda a los científicos confinadosen la Tierra, porque necesitaríamos una nave es-telar simplemente para visitar estrellas de neut-rones en rotación.

Cañones de raíles a los cielos

Otro ingenioso método de lanzar objetos al espa-cio a velocidades fantásticas es el cañón de raíles,que Arthur C. Clarke y otros autores hanpresentado en sus relatos de ciencia ficción, y

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que también está siendo seriamente examinadocomo parte del escudo contra misiles guerra delas galaxias.

En lugar de utilizar combustible de cohete opólvora para impulsar un proyectil a alta velocid-ad, un cañón de raíles utiliza la fuerza delelectromagnetismo.

En su forma más simple, un cañón de raíles con-siste en dos cables o raíles paralelos, con unproyectil atravesado sobre ambos cables, en unaconfiguración con forma de U. Incluso MichaelFaraday sabía que una corriente eléctrica experi-mentará una fuerza cuando se coloca en uncampo magnético. (De hecho, esto es la base detodos los motores eléctricos). Al enviar millonesde amperios de corriente eléctrica por estoscables y a través del proyectil, se crea un enormecampo magnético alrededor de los raíles. En-tonces este campo magnético impulsa al proyectila lo largo de los raíles a velocidades enormes.

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Los cañones de raíles han disparado con éxito ob-jetos metálicos a velocidades enormes a distan-cias extremadamente cortas. Es notable que, enteoría, un simple cañón de raíles sería capaz dedisparar un proyectil metálico a 30.000 kilómet-ros por hora, de modo que entraría en órbita entorno a la Tierra. En principio, toda la flota de co-hetes de la NASA podría reemplazarse porcañones de raíles que podrían poner cargas en ór-bita en torno a la Tierra.

El cañón de raíles tiene una ventaja importantesobre los cohetes químicos y los cañones. En unrifle, la velocidad última a la que los gases en ex-pansión pueden empujar a una bala está limitadapor la velocidad de las ondas de choque. AunqueJulio Verne utilizó la pólvora para lanzar astro-nautas a la Luna en su clásico De la Tierra a laLuna, es fácil calcular que la velocidad últimaque se puede alcanzar con pólvora es solo unafracción de la velocidad necesaria para enviar aalguien a la Luna. Los cañones de raíles, sin

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embargo, no están limitados por la velocidad delas ondas de choque.

Pero hay problemas con el cañón de raíles. Acel-era tanto a los objetos que estos se suelen achataral impactar con el aire. Las cargas se deformanseriamente al ser disparadas por el tubo de uncañón de raíles, porque cuando el proyectil chocacon el aire es como si chocara con un muro deladrillo. Además, la enorme aceleración de lacarga a lo largo de los raíles es suficiente para de-formarlos. Las vías tienen que ser reemplazadascon regularidad debido al daño causado por elproyectil. A esto se añade que las fuerzas g sobreun astronauta serían suficientes para matarlo,pues aplastarían fácilmente todos los huesos desu cuerpo.

Una propuesta es instalar un cañón de raíles en laLuna. Fuera de la atmósfera de la Tierra, elproyectil de un cañón de raíles podría ser acel-erado sin esfuerzo a través del vacío del espacioexterior. Pero incluso entonces, las enormes acel-eraciones generadas por un cañón de raíles

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podrían dañar la carga. Los cañones de raíles sonen cierto sentido lo contrario de los veleros sol-ares, que alcanzan su velocidad última de unaforma suave durante un largo período de tiempo.Los cañones de raíles están limitados porque con-centran mucha energía en un espacio muypequeño.

Cañones de raíles que puedan disparar objetos aestrellas vecinas serían muy caros. Una propuestaes construir uno en el espacio exterior, que se ex-tendería hasta dos tercios de la distancia de la Ti-erra al Sol. Almacenaría energía solar procedentedel Sol y luego descargaría de golpe dicha ener-gía en el cañón de raíles, que lanzaría una cargade 10 toneladas a un tercio de la velocidad de laluz, con una aceleración de 5.000 g. Solo las car-gas robóticas más resistentes podrían sobrevivir aaceleraciones tan enormes.

Los peligros del viaje espacial

Por supuesto, el viaje espacial no es un picnic dedomingo. Enormes peligros aguardan a los

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vuelos tripulados que viajen a Marte o más allá.La vida en la Tierra ha estado protegida durantemillones de años: la capa de ozono protege anuestro planeta de los rayos ultravioletas, sucampo magnético la protege contra las llamara-das solares y los rayos cósmicos, y su gruesa at-mósfera lo protege contra los meteoritos, que sequeman al entrar. Damos por garantizadas lassuaves temperaturas y presiones del aire que sedan en la Tierra. Pero en el espacio profundo de-bemos hacer frente a la realidad de que la mayorparte del universo está en continua agitación, concinturones de radiación letales y enjambres demeteoritos mortales.

El primer problema a resolver en un largo viajeespacial extendido es el de la ingravidez. Losrusos han realizado estudios sobre los efectos alargo plazo de la ingravidez que han mostradoque el cuerpo pierde minerales y sustanciasquímicas preciosas en el espacio mucho másrápidamente de lo esperado. Incluso practicandoun riguroso programa de ejercicios, al cabo de un

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año en la estación espacial los huesos y los mús-culos de los cosmonautas rusos están tan atrofia-dos que apenas pueden reptar como bebés cuandoregresan a la Tierra. Atrofia muscular, deteriorodel sistema óseo, menor producción de glóbulosrojos, menor respuesta inmunitaria y un fun-cionamiento reducido del sistema cardiovascularparecen consecuencias inevitables de una in-gravidez prolongada en el espacio.

Las misiones a Marte, que pueden durar de variosmeses a un año, llevarán al límite la resistenciade nuestros astronautas. En el caso de misiones alargo plazo a las estrellas próximas, este prob-lema podría ser fatal. Las naves estelares del fu-turo quizá deban tener un movimiento rotatoriopara crear una gravedad artificial mediantefuerzas centrífugas; esa gravedad artificial podríasostener la vida humana. Tal ajuste aumentaríaenormemente el coste y la complejidad de lasnaves espaciales futuras.

En segundo lugar, es posible que la presencia demicrometeoritos en el espacio que viajan a

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muchas decenas de miles de kilómetros por horarequiera que las naves espaciales estén equipadascon una protección extra. Tras un examen detall-ado del casco de la lanzadera espacial se ha des-cubierto huellas de varios impactos minúsculospero potencialmente mortales de minúsculos met-eoritos. Es posible que, en el futuro, las naves es-paciales tengan que llevar una cámara especialdoblemente reforzada para la tripulación.

Los niveles de radiación en el espacio profundoson mucho más altos de lo que antes se pensaba.Durante el ciclo de once años de las manchas sol-ares, por ejemplo, las llamaradas solares puedenenviar enormes cantidades de plasma mortalhacia la Tierra. En el pasado, este fenómeno ob-ligaba a los astronautas en la Estación EspacialInternacional a buscar protección especial contrala andanada potencialmente letal de partículassubatómicas. Los paseos espaciales durante taleserupciones solares serían fatales. (Incluso hacerun sencillo viaje transatlántico desde LosÁngeles a Nueva York, por ejemplo, nos expone

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a aproximadamente un milirem de radiación porhora de vuelo. En el curso de nuestro viaje es-tamos expuestos a la radiación de una radiografíadental). En el espacio profundo, donde la atmós-fera y el campo magnético de la Tierra ya no nosprotegen, la exposición a la radiación podría serun problema grave.

Animación suspendida

Una crítica sistemática a los diseños de cohetesque he presentado hasta ahora es que, sipudiéramos construir tales naves estelares,tardarían décadas o siglos en llegar a estrellasvecinas. Una misión semejante tendría que impli-car a una tripulación multigeneracional cuyosdescendientes llegarían al destino final.

Una solución, propuesta en películas como Alieno El planeta de los simios es que los viajeros es-paciales fueran sometidos a animación suspen-dida; es decir, su temperatura corporal se redu-ciría cuidadosamente hasta casi el cese de lasfunciones corporales. Los animales que hibernan

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hacen esto todos los años durante el invierno. Al-gunos peces y ranas pueden ser congelados en unbloque de hielo y, pese a todo, revivir cuando latemperatura aumenta.

Los biólogos que han estudiado este curiosofenómeno creen que esos animales tienen la ca-pacidad de crear un «anticongelante» natural quereduce el punto de congelación del agua. Este an-ticongelante natural consiste en ciertas proteínasen los peces, y glucosa en las ranas. Al regar susangre con estas proteínas, los peces puedensobrevivir en el Ártico a unos -2 °C. Las ranashan desarrollado la capacidad de mantener altosniveles de glucosa, con lo que impiden la forma-ción de cristales de hielo. Aunque sus cuerpos es-tén congelados en su parte exterior, no lo estaránen el interior, lo que permite que sus órganos cor-porales sigan funcionando, aunque a un ritmoreducido.

Hay, no obstante, problemas para adaptar esta ca-pacidad a los mamíferos. Cuando se congela eltejido humano, empiezan a formarse cristales de

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hielo dentro de las células. Cuando estos cristalescrecen pueden perforar y destruir las paredes delas células. (Quizá los famosos que quierenmantener sus cabezas y sus cuerpos congeladosen nitrógeno líquido después de morir quieranpensárselo dos veces).

De todas formas, ha habido avances recientes enanimación suspendida limitada en mamíferos queno hibernan de forma natural, tales como ratonesy perros. En 2005, científicos de la Universidadde Pittsburgh fueron capaces de resucitar perrosdespués de que su sangre hubiera sido drenada yreemplazada por una solución helada especial.Clínicamente muertos durante tres horas, los per-ros resucitaron una vez que sus corazones fueronpuestos de nuevo en marcha. (Aunque la mayoríade los perros estaban sanos después de este pro-ceso, varios sufrieron alguna lesión cerebral).

Ese mismo año los científicos fueron capaces decolocar ratones en una cámara que contenía ácidosulfhídrico y reducir con éxito su temperaturacorporal a 13°C durante seis horas. El ritmo

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metabólico de los ratones se redujo en un factordiez. En 2006 médicos del hospital general deMassachusetts, en Boston, colocaron cerdos yratones en un estado de animación suspendidautilizando sulfhídrico.

En el futuro tales procedimientos pueden salvarla vida de personas implicadas en graves acci-dentes o que sufran ataques cardíacos, durante losque cada segundo cuenta. La animación suspen-dida permitiría a los médicos «congelar eltiempo» hasta que los pacientes pudieran sertratados. Pero podrían pasar décadas o más antesde que tales técnicas puedan ser aplicadas a astro-nautas humanos, que quizá necesiten estar en an-imación suspendida durante siglos.

Nanonaves

Hay otras maneras en que podríamos llegar a lasestrellas gracias a tecnologías más avanzadas yno probadas que bordean la ciencia ficción. Unapropuesta prometedora es utilizar sondas no trip-uladas basadas en nanotecnología. A lo largo de

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esta exposición he supuesto que las naves es-telares tienen que ser aparatos enormes que con-sumen cantidades inmensas de energía, capacesde llevar a una gran tripulación de seres humanosa las estrellas, similares a la nave estelar Enter-prise en Star Trek.

Pero un camino más probable sería enviar inicial-mente sondas espaciales no tripuladas a las es-trellas lejanas a velocidades próximas a la de laluz. Como he dicho antes, en el futuro, con nan-otecnología, sería posible crear minúsculas cáp-sulas espaciales que exploten la potencia de lasmáquinas de tamaño atómico y molecular. Porejemplo, los iones, puesto que son tan ligeros,pueden ser acelerados fácilmente a velocidadespróximas a la de la luz con los voltajes ordinariosque pueden obtenerse en los laboratorios. Enlugar de requerir enormes cohetes lanzadores,podrían ser enviados al espacio a velocidadespróximas a la de la luz utilizando potentes cam-pos electromagnéticos. Esto significa que si unnanorrobot fuera ionizado y colocado dentro de

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un campo eléctrico, podría ser impulsado sin es-fuerzo hasta una velocidad cercana a la de la luz.Entonces el nanorrobot seguiría su viaje a las es-trellas, puesto que no hay fricción en el espacio.De esta manera, muchos de los problemas queacucian a las grandes naves espaciales se re-suelven de inmediato. Naves espaciales nanor-robóticas inteligentes, no tripuladas, podrían al-canzar sistemas estelares vecinos con unapequeña fracción del coste de construir y lanzaruna enorme nave espacial que lleve una tripula-ción humana.

Tales nanonaves podrían utilizarse para llegar aestrellas vecinas o, como ha sugerido GeraldNordley, un ingeniero astronáutico retirado de laFuerza Aérea, presionar sobre un velero solarpara impulsarlo a través del espacio. Según Nord-ley: «Si tuviéramos una constelación de cápsulasespaciales del tamaño de una cabeza de alfilervolando en formación y comunicándose entre el-las, podría empujarlas prácticamente con unflash».[2]

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Pero hay dificultades con las nanonaves estelares.Podrían ser desviadas por campos eléctricos ymagnéticos que encontraran a su paso en el espa-cio exterior. Para contrarrestar estas fuerzas seríanecesario acelerar las nanonaves con voltajesmuy altos en la Tierra, de modo que no fuerandesviadas con facilidad. En segundo lugar,tendríamos que enviar una enjambre de millonesde estas naves estelares nanorrobóticas paragarantizar que varias de ellas llegaran realmentea su destino. Enviar un enjambre de naves es-telares para explorar las estrellas más cercanaspodría parecer extravagante, pero tales naves ser-ían baratas y podrían producirse en masa en milesde millones, de modo que solo una minúsculafracción de ellas tendría que llegar a su blanco.

¿Qué aspecto tendrían estas nanonaves? DanGoldin, antiguo director de la NASA, concibióuna flota de cápsulas espaciales «del tamaño deuna lata de Coca-Cola». Otros han hablado denaves estelares del tamaño de agujas. ElPentágono ha considerado la posibilidad de

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desarrollar «polvo inteligente», partículas deltamaño de motas de polvo que tienen en su interi-or minúsculos sensores que pueden esparcirsesobre un campo de batalla para dar a los comand-antes información en tiempo real. En el futuro esconcebible que pudiera enviarse «polvo inteli-gente» a las estrellas cercanas.

Los nanorrobots del tamaño de motas de polvotendrían circuitos hechos con las mismas técnicasde grabado utilizadas en la industria de semicon-ductores, que puede crear componentes tanpequeños como 30 nanómetros, o aproximada-mente unos 150 átomos de largo. Esos nanorrob-ots podrían ser lanzados desde la Luna mediantecañones de raíles o incluso aceleradores departículas, que regularmente envían partículassubatómicas a velocidades próximas a la de laluz. Estos aparatos serían tan baratos de hacerque millones de ellos podrían ser lanzados alespacio.

Una vez que alcanzaran un sistema estelar próx-imo, los nanorrobots podrían aterrizar en una

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luna desolada. Debido a la baja gravedad de laluna, un nanorrobot podría aterrizar y despegarcon facilidad. Y con un ambiente estable como elque proporcionaría una luna, sería una base deoperaciones ideal. Utilizando los minerales en-contrados en la luna, el nanorrobot podría con-struir una nanofactoría para crear una potente es-tación de radio que pudiera enviar informaciónde vuelta a la Tierra. O podría diseñarse la nan-ofactoría para crear millones de copias de símisma a fin de explorar el sistema solar y aven-turarse en otras estrellas vecinas, repitiendo elproceso. Puesto que estas naves serían robóticas,no habría necesidad de un viaje de regreso a casauna vez que hubiesen enviado por radio suinformación.

El nanorrobot que acabo de describir se suele de-nominar una sonda de Von Neumann, por elfamoso matemático John von Neumann, que de-sarrolló las matemáticas de las máquinas de Tur-ing autorreplicantes. En principio, tales naves es-paciales nanorrobóticas autorreplicantes podrían

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ser capaces de explorar toda la galaxia, y no sololas estrellas vecinas. Por último podría haber unaesfera de billones de estos robots, multiplicán-dose exponencialmente a medida que crece eltamaño y expandiéndose a una velocidad próx-ima a la de la luz. Los nanorrobots dentro de estaesfera en expansión podrían colonizar toda lagalaxia en algunos cientos de miles de años.

Un ingeniero eléctrico que toma muy enserio la idea de las nanonaves es Brian Gil-christ, de la Universidad de Michigan. Re-cientemente recibió una beca de 500.000dólares del Instituto de Conceptos Avanza-dos de la NASA para investigar la idea deconstruir nanonaves con motores no másgrandes que una bacteria. Gilchrist piensaaplicar la misma tecnología de grabado util-izada en la industria de semiconductorespara crear una flota de varios millones denanonaves, que se impulsarían expulsandominúsculas nanopartículas de solo decenasde nanómetros. Estas nanopartículas

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adquirirían energía al atravesar un campoeléctrico, igual que en un motor iónico.Puesto que cada nanopartícula pesa miles deveces más que un ion, los motores con-centrarían un empuje mucho mayor que unmotor iónico típico. Así, los motores de lananonave tendrían las mismas ventajas queun motor iónico, excepto que tendríanmucho más empuje. Gilchrist ya ha empez-ado a grabar algunas de las partes de estasnanonaves. Hasta ahora puede concentrar10.000 impulsores individuales en un únicochip de silicio que mide 1 centímetro, delado. Inicialmente planea enviar su flota denanonaves a través del sistema solar paraponer a prueba su eficiencia. Pero con eltiempo estas nanonaves podrían ser parte dela primera flota que llegue a las estrellas.

La de Gilchrist es una de las varias propuestas fu-turistas que están siendo consideradas por laNASA. Tras varias décadas de inactividad, laNASA ha dedicado recientemente serias

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reflexiones a varias propuestas para el viaje inter-estelar, que van desde lo creíble a lo fantástico.Desde principios de los años noventa la NASAalberga el Taller de Investigación de PropulsiónEspacial Avanzada, donde estas tecnologías hansido desmenuzadas por equipos de ingenieros yfísicos. Más ambicioso incluso es el programa deFísica de Propulsión Avanzada, que ha exploradoel misterioso mundo de la física cuántica en rela-ción con el viaje interestelar. Aunque no hay con-senso, buena parte de su actividad se ha centradoen los pioneros: el velero láser y varias versionesde cohetes de fusión.

Dados los lentos pero continuos avances enel diseño de naves espaciales, es razonablesuponer que la primera sonda no tripuladade cualquier tipo podría ser enviada a las es-trellas vecinas quizá a finales de este siglo ocomienzos del siglo próximo, lo que la con-vierte en una imposibilidad de clase I.

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Pero quizá el diseño más potente parauna nave estelar implica el uso de antimater-ia. Aunque suena a ciencia ficción, la antima-teria ya ha sido creada en la Tierra, y algúndía puede ofrecer el diseño más prometedorpara una nave estelar tripulada.

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Antimateria y antiuniversos

La frase más excitante que se puede oír en ciencia,la que anuncia nuevos descubrimientos, no es

«Eureka» (¡Lo encontré!) sino «Eso esdivertido...».

Isaac Asimov

Si un hombre no cree lo mismo que nosotros,decimos que es un loco, y ahí queda todo. Bueno,

eso pasa ahora, porque ahora no podemosquemarlo.

Mark Twain

Se puede reconocer a un pionero por lasflechas que lleva en la espalda.

Beverly Rubik

En el libro de Dan Brown Angeles y demonios, elbest seller que precedió a El código Da Vinci,una pequeña secta de extremistas, los Illuminati,han urdido un complot para hacer saltar por losaires el Vaticano con una bomba de antimateriarobada en el CERN, el laboratorio nuclear a lasafueras de Ginebra. Los conspiradores saben quecuando se juntan materia y antimateria el res-ultado es una explosión monumental, muchísimomás potente que la de una bomba de hidrógeno.Aunque una bomba de antimateria es pura fic-ción, la antimateria es muy real.

Una bomba atómica, a pesar de su terrible poder,solo tiene una eficiencia de un 1 por ciento. Solouna minúscula fracción del uranio se transformaen energía. Pero si pudiera construirse una bombade antimateria, convertiría el ciento por ciento desu masa en energía, lo que la haría mucho máseficiente que una bomba nuclear. (Más exacta-mente, alrededor de un 50 por ciento de la mater-ia en una bomba de antimateria se convertiría en

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energía explosiva utilizable; el resto saldría enforma de partículas indetectables llamadasneutrinos).

La antimateria es desde hace tiempo el centro deuna intensa especulación. Aunque no existe unabomba de antimateria, los físicos han sido ca-paces de utilizar sus potentes colisionadores deátomos para crear mínimas cantidades de antima-teria para su estudio.

La producción de antiátomos y laantiquímica

A principios del siglo XX los físicos se dieroncuenta de que el átomo consistía en partículassubatómicas cargadas: electrones (con una carganegativa) que daban vueltas alrededor de unnúcleo minúsculo (con una carga positiva). Elnúcleo, a su vez, consistía en protones (que llev-aban la carga positiva) y neutrones (que eraneléctricamente neutros).

Por ello, a mediados de los años treinta seprodujo una conmoción cuando los físicos se

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dieron cuenta de que por cada partícula hay unapartícula gemela, una antipartícula, pero concarga opuesta. La primera antipartícula que sedescubrió fue el antielectrón (llamado positrón),que tiene una carga positiva. El positrón esidéntico al electrón en todo, excepto que lleva lacarga opuesta. Fue descubierto inicialmente enfotografías de rayos cósmicos tomadas en una cá-mara de niebla. (Las trazas de los positrones sonbastante fáciles de ver en una cámara de niebla.Cuando se colocan en un potente campo mag-nético se curvan en dirección opuesta a la de loselectrones. De hecho, yo fotografié estas trazasde antimateria mientras estaba en el instituto).

En 1955 el acelerador de partículas de laUniversidad de California en Berkeley, elBevatrón, produjo el primer antiprotón.Como se esperaba, es idéntico al protónsalvo que tiene carga negativa. Esto significaque, en principio, se pueden crear antiátom-os (en los que positrones dan vueltas entorno a antiprotones). De hecho,

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antielementos, antiquímica, antipersonas,antiTierras, e incluso antiuniversos sonteóricamente posibles.

De momento, los gigantescos aceleradores departículas en el CERN y el Fermilab en las afuer-as de Chicago han sido capaces de crear minús-culas cantidades de antihidrógeno. (Para ello, unhaz de protones de alta energía procedente de unacelerador de partículas se lanza contra unblanco, con lo que se crea un chaparrón deresiduos subatómicos. Potentes imanes separanlos antiprotones, que luego se frenan hasta velo-cidades muy bajas y se exponen a antielectronesemitidos de forma natural por átomos de sodi-o-22. Cuando los antielectrones orbitan en tornoa los antiprotones, forman antihidrógeno, puestoque el hidrógeno está formado por un protón y unelectrón). En un vacío puro estos antiátomospodrían vivir para siempre. Pero debido a im-purezas y colisiones con la pared, estos antiátom-os chocan finalmente con átomos ordinarios y seaniquilan, liberando energía.

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En 1995 el CERN hizo historia al anunciar quehabía creado nueve átomos de antihidrógeno.Pronto le siguió Fermilab al producir un centenarde átomos de antihidrógeno. En principio, no haynada que nos impida crear también antielementosmás altos, excepto su enorme coste. Producirsiquiera unos pocos gramos de antiátomos ll-evaría a la bancarrota a cualquier nación. Elritmo actual de producción de antimateria estáentre una milmillonésima y diez milmillonésimasde gramo por año. El producto podría aumentaren un factor tres para el año 2020. La economíade la antimateria no es nada rentable. En 2004 alCERN le costó 20 millones de dólares producirvarias billonésimas de un gramo de antimateria.¡A ese ritmo, producir un simple gramo de anti-materia costaría 100 trillones de dólares y lafactoría de antimateria necesitaría estar activacontinuamente durante cien mil millones de años!Esto hace de la antimateria la sustancia más pre-ciada del mundo.

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«Si pudiéramos reunir toda la antimateria quehemos hecho en el CERN y aniquilarla con ma-teria —dice un comunicado del CERN—,tendríamos energía suficiente para encender unasimple bombilla durante algunos minutos.»

Manejar la antimateria plantea extraordinariosproblemas, puesto que cualquier contacto entremateria y antimateria es explosivo. Poner antima-teria en un contenedor ordinario sería suicida.Cuando la antimateria tocara las paredes, ex-plotaría. Entonces, ¿cómo se maneja la antimater-ia si es tan volátil? Una manera sería ionizarprimero la antimateria para producir un gas deiones, y luego confinarla en una «botella magnét-ica». El campo magnético impediría que la anti-materia tocara las paredes de la cámara.

Para construir un motor de antimateria sería ne-cesario introducir una corriente continua de anti-materia en una cámara de reacción, donde secombinaría cuidadosamente con materia ordin-aria para producir una explosión controlada, sim-ilar a la explosión creada por cohetes químicos.

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Los iones creados por esta explosión seríanentonces expulsados por un extremo del cohetede antimateria, y producirían propulsión. Debidoa la eficiencia del motor de antimateria para con-vertir materia en energía, este es, en teoría, unode los diseños de motor más atractivos para futur-as naves estelares. En la serie Star Trek, la anti-materia es la fuente de energía del Enterprise: susmotores están alimentados por la colisión contro-lada de materia y antimateria.

Un cohete de antimateria

Uno de los principales impulsores del cohete deantimateria es el físico Gerald Smith de laUniversidad del Estado de Pensilvania. El creeque a corto plazo tan solo 4 miligramos depositrones serían suficientes para llevar un cohetede antimateria a Marte en varias semanas. Señalaque la energía concentrada en la antimateria esaproximadamente 1.000 millones de veces mayorque la concentrada en el combustible de un co-hete ordinario.

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El primer paso para crear este combustible seríacrear haces de antiprotones, mediante un acel-erador de partículas, y luego almacenarlos en una«trampa de Penning» que Smith estáconstruyendo.

Cuando esté construida, la trampa de Penningpesará 100 kilos (buena parte de ello en nitrógenolíquido y helio líquido) y almacenará aproxima-damente un billón de antiprotones en un campomagnético. (A temperaturas muy bajas, la longit-ud de onda de los antiprotones es varias vecesmayor que la longitud de onda de los átomos enlas paredes del contenedor, de modo que los anti-protones se reflejarían en las paredes sinaniquilarse). Él afirma que esta trampa de Pen-ning podría almacenar los antiprotones duranteunos cinco días (hasta que al final se aniquilarancuando se mezclaran con átomos ordinarios). Sutrampa de Penning podría almacenar una milmil-lonésima de gramo de antiprotones. Su objetivoes crear una trampa de Penning que pueda alma-cenar hasta un microgramo de antiprotones.

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Aunque la antimateria es la sustancia más pre-ciada en la Tierra, sus costes siguen cayendo es-pectacularmente cada año (un gramo costaría un-os 62,5 billones de dólares a los precios de hoy).Un nuevo inyector de partículas que se está con-struyendo en Fermilab, en las afueras de Chica-go, podría incrementar la producción de antima-teria en un factor 10, de 1,5 a 15 nanogramos poraño, lo que debería reducir los precios. Sin em-bargo, Harold Gerrish, de la NASA, cree que conmejoras adicionales el coste podría reducirse deforma realista hasta 5.000 dólares por micro-gramo. El doctor Steven Howe, de SynergisticsTechnologies en Los Alamos, Nuevo México,afirma: «Nuestro objetivo es sacar la antimateriadel reino lejano de la ciencia ficción y llevarla alreino explotable comercialmente para el trans-porte y las aplicaciones médicas».[1]

Hasta ahora, los aceleradores de partículas quepueden producir antiprotones no están diseñadosespecíficamente para hacerlo, de modo que sonmuy poco eficientes. Tales aceleradores de

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partículas están diseñados principalmente comoherramientas de investigación, y no comofábricas de antimateria. Por eso Smith concibe laconstrucción de un nuevo acelerador de partícu-las que estaría diseñado de manera específicapara producir copiosas cantidades de antiprotonesy reducir los costes.

Si los precios de la antimateria pueden rebajarseaún más por mejoras técnicas y producción enmasa, Smith imagina una época en que el cohetede antimateria podría convertirse en un caballode tiro para el viaje interplanetario y posible-mente interestelar. Hasta entonces, sin embargo,los cohetes de antimateria seguirán en las mesasde dibujo.

Antimateria en forma natural

Si la antimateria es tan difícil de crear en la Ti-erra, ¿sería más fácil encontrar antimateria en elespacio exterior? Por desgracia, las búsquedas deantimateria en el universo han dado muy pocoresultado, lo que es bastante sorprendente para

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los físicos. El hecho de que nuestro universo estéformado básicamente de materia en lugar de anti-materia es difícil de explicar. Uno supondría in-genuamente que en el principio del universohabía cantidades iguales y simétricas de materiay de antimateria. Por ello, la falta de antimateriaes intrigante.

La solución más probable fue propuesta en unprincipio por Andréi Sajárov, el hombre que dis-eñó la bomba de hidrógeno para la Unión Soviét-ica en los años cincuenta. Sajárov teorizó que enel principio del universo había una ligera asi-metría entre las cantidades de materia y antima-teria en el big bang. Esta minúscula ruptura de si-metría se denomina «violación CP». Tal fenó-meno es actualmente objeto de una intensa in-vestigación. De hecho, Sajárov teorizó que todoslos átomos en el universo actual son los residuosde una cancelación casi perfecta entre materia yantimateria; el big bang produjo una cancelacióncósmica entre las dos. La minúscula cantidad demateria restante creó un residuo que forma el

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universo visible de hoy. Todos los átomos denuestro cuerpo son residuos de esa titánica col-isión de materia y antimateria.

Esta teoría deja abierta la posibilidad de quepequeñas cantidades de antimateria se den deforma natural. Si es así, descubrir dicha fuente re-duciría drásticamente el coste de producir anti-materia para uso en motores de antimateria. Enprincipio, los depósitos de antimateria que seproduzcan de forma natural deberían ser fácilesde detectar.

Cuando se encuentran un electrón y unantielectrón, se aniquilan en rayos gammacon una energía de 1,02 millones de elec-tronvoltios o más. Por ello, se podría encon-trar la «huella» de antimateria en forma nat-ural explorando el universo en busca de ray-os gamma de esta energía.

De hecho, el doctor William Purcell de laUniversidad Northwestern ha encontrado«fuentes» de antimateria en la Vía Láctea, no

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lejos del centro galáctico. Aparentemente existeuna corriente de antimateria que crea esta ra-diación gamma característica de 1,02 millones deelectronvoltios cuando colisiona con el hidrógenoordinario. Si esta pluma de antimateria existe deforma natural, sería entonces posible que existanen el universo otras bolsas de antimateria que nofueron destruidas en el big bang.

Para buscar de modo más sistemático antimateriaen forma natural, en 2006 se puso en órbita elsatélite PAMELA (Carga para ExploraciónAntimateria-Materia y Astrofísica de Núcleos Li-geros). Es una colaboración entre Rusia, Italia,Alemania y Suecia, diseñada para buscar bolsasde antimateria. Se habían realizado misiones an-teriores de búsqueda de antimateria utilizandoglobos a gran altura y la lanzadera espacial, perosolo se recogieron datos durante una semana.PAMELA, por el contrario, permanecerá en ór-bita durante al menos tres años. «Es el mejor de-tector construido jamás y lo utilizaremos durante

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un largo período», declara el miembro del equipoPiergiorgio Picozza, de la Universidad de Roma.

PAMELA está diseñado para detectar rayos cós-micos procedentes de fuentes ordinarias, talescomo supernovas, pero también de fuentesinusuales, como estrellas formadas enteramentepor antimateria. En concreto, PAMELA buscarála firma del antihelio, que podría producirse en elinterior de las antiestrellas. Aunque la mayoría delos físicos creen hoy que el big bang dio comoresultado una cancelación casi perfecta entre ma-teria y antimateria, como creía Sajárov,PAMELA se basa en una hipótesis diferente: queregiones enteras del universo de antimateria noexperimentaron dicha cancelación, y por ello ex-isten hoy en forma de antiestrellas.

Si existieran cantidades minúsculas de anti-materia en el espacio profundo, sería posible«cosechar» algo de dicha antimateria y util-izarla para propulsar una nave estelar. El In-stituto de Conceptos Avanzados de la NASAse toma suficientemente en serio la idea de

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cosechar antimateria en el espacio y hacepoco financió un programa piloto para estu-diar esta idea. «Básicamente, queremoscrear una red, como si estuviéramos pes-cando», dice Gerald Jackson, de Hbar Tech-nologies, una de las organizaciones punterasdel proyecto.

La cosechadora de antimateria se basa en tres es-feras concéntricas, hecha cada una de ellas deuna red reticular de cables. La esfera exteriortendría 16 kilómetros de diámetro y estaría car-gada positivamente, de modo que repelería a losprotones, que tienen carga positiva, pero atraeríaa los antiprotones, que tienen carga negativa. Losantiprotones serían recogidos por la esfera exteri-or, luego frenados cuando atravesaran la segundaesfera y finalmente detenidos cuando alcanzaranla esfera más interior, que tendría 100 metros dediámetro. Después los antiprotones serían cap-turados en una botella magnética y combinadoscon antielectrones para formar antihidrógeno.

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Jackson cree que reacciones controladas demateria-antimateria dentro de una cápsula espa-cial podrían impulsar un velero espacial hastaPlutón utilizando solamente 30 miligramos de an-timateria. Según Jackson, 17 gramos de antima-teria serían suficientes para alimentar una naveestelar hasta Alfa Centauri. Jackson afirma quepodría haber 80 gramos de antimateria entre lasórbitas de Venus y de Marte que podrían ser co-sechados por la sonda espacial. No obstante, da-das las complejidades y el coste de lanzar esteenorme recogedor de antimateria, probablementeno se realizará hasta finales de este siglo, o másallá.

Algunos científicos han soñado con cosechar an-timateria procedente de un meteorito flotante enel espacio exterior. (El cómic Flash Gordonpresentó en una ocasión un raro meteorito de an-timateria vagando por el espacio, lo que daríalugar a una tremenda explosión si entrara en con-tacto con cualquier materia).

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Si no se encuentra en el espacio antimateria enforma natural, tendremos que esperar décadas oincluso siglos antes de que podamos producircantidades significativamente grandes de antima-teria en la Tierra. Pero suponiendo que puedanresolverse los problemas técnicos de producir an-timateria, esto deja abierta la posibilidad de quealgún día cohetes de antimateria puedan llevarnosa las estrellas.

Por lo que sabemos hoy de la antimateria, yla evolución previsible de esta tecnología, yoclasificaría una nave con cohete de antima-teria como una imposibilidad de clase I.

El fundador de la antimateria

¿Qué es la antimateria? Parece extraño que lanaturaleza duplicara el número de partículas sub-atómicas en el universo sin una buena razón. Engeneral, la naturaleza es muy ahorradora, peroahora que conocemos la antimateria, la nat-uraleza parece extraordinariamente redundante y

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derrochadora. Y si la antimateria existe, ¿puedenexistir también antiuniversos?

Para responder a estas preguntas hay que invest-igar el origen de la propia antimateria. El des-cubrimiento de la antimateria se remonta real-mente a 1928, con el trabajo pionero de Paul Dir-ac, uno de los tísicos más brillantes del siglo XX.Ocupó la cátedra Lucasiana de la Universidad deCambridge, la misma que había ocupado New-ton, y la que actualmente ocupa Stephen Hawk-ing. Dirac, nacido en 1902, era un hombre alto ydelgado que tenía poco más de veinte añoscuando estalló la revolución cuántica en 1925.Aunque entonces estaba estudiando ingenieríaeléctrica, se vio arrastrado enseguida interés quedespertó la teoría cuántica.

La teoría cuántica se basaba en la idea de que laspartículas como los electrones podían describirseno como partículas puntuales, sino como un tipode onda, descrita por la famosa ecuación de on-das de Schródinger. (La onda representa la prob-abilidad de encontrar la partícula en dicho punto).

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Pero Dirac se dio cuenta de que había un defectoen la ecuación de Schródinger. Esta describíasolo electrones que se movían a bajas velocid-ades. A velocidades más altas la ecuación fallaba,porque no obedecía las leyes de los objetos quese mueven a altas velocidades, es decir, las leyesde la relatividad encontradas por Albert Einstein.

Para el joven Dirac, el desafío estaba en reformu-lar la ecuación de Schródinger para adaptarla a lateoría de la relatividad. En 1928 Dirac propusouna modificación radical de la ecuación deSchródinger que obedecía plenamente a la teoríade la relatividad de Einstein. El mundo de lafísica quedó sorprendido. Dirac encontró sufamosa ecuación relativista para el electrón sim-plemente manipulando unos objetos matemáticossuperiores llamados espinores Una curiosidadmatemática se convertía repentinamente en unapieza central del universo entero. (A diferenciade muchos físicos antes de él, que insistían enque los grandes avances en la física estarían firm-emente basados en datos experimentales, Dirac

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siguió la estrategia opuesta. Para él, las matemát-icas puras, si eran lo bastante bellas, eran unaguía segura para grandes avances. Escribió:«Tener belleza en las ecuaciones es más import-ante que el hecho de que encajen con los experi-mentos [...] Si uno trabaja pensando en la bellezade las ecuaciones, y si tiene una idea realmenteválida, está en una línea de avance segura»).[2]

Al desarrollar su nueva ecuación para el electrón,Dirac comprendió que la famosa ecuación deEinstein E = mc2 no era completamente correcta.Aunque aparece por todas partes, en los anunciosde Madison Avenue, camisetas de niño, dibujos eincluso las vestimentas de los superhéroes, laecuación de Einstein es solo parcialmente cor-recta. La ecuación correcta es en realidad E =±mc2. (Este signo menos aparece porque tenemosque tomar la raíz cuadrada de cierta cantidad. To-mar la raíz cuadrada de una cantidad introducesiempre un más o menos de ambigüedad).

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Pero los físicos aborrecen la energía negativa.Hay un axioma de la física que afirma que los ob-jetos tienden siempre al estado de mínima ener-gía (esta es la razón de que el agua busquesiempre el nivel más bajo, el nivel del mar).Puesto que la materia siempre cae a su estado demínima energía, la perspectiva de una energíanegativa era potencialmente desastrosa. Signi-ficaba que todos los electrones caerían al final enun estado de energía negativa infinita, de modoque la teoría de Dirac sería inestable. Por ello,Dirac inventó el concepto de «mar de Dirac».Imaginó que todos los estados de energía negat-iva ya estaban llenos, y por ello un electrón nopodía caer a energía negativa. Con ello, el uni-verso era estable. Además, un rayo gammapodría colisionar ocasionalmente con un electrónen un estado de energía negativa y lanzarlo a unestado de energía positiva. Entonces veríamos alrayo gamma convertirse en un electrón y un«agujero» creado en el mar de Dirac. Esteagujero actuaría como una burbuja en el vacío; es

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decir, tendría una carga positiva y la misma masaque el electrón original. En otras palabras, elagujero se comportaría como un antielectrón. Demodo que, en esta imagen, la antimateria consisteen «burbujas» en el mar de Dirac.

Solo unos años después de que Dirac hiciera estasorprendente predicción, Cari Anderson des-cubrió realmente el antielectrón (por el que Diracganó el premio Nobel en 1933).

En otras palabras, la antimateria existe porque laecuación de Dirac tiene dos tipos de soluciones,una para la materia y otra para la antimateria. (Yesto, a su vez, es producto de la relatividadespecial).

La ecuación de Dirac no solo predecía la existen-cia de antimateria; también predecía el «espín»del electrón. Las partículas subatómicas puedengirar, de forma muy similar a una peonza. El es-pín del electrón, a su vez, es crucial para entenderel flujo de electrones en transistores y

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semiconductores, que forman la base de la elec-trónica moderna.

Stephen Hawking lamenta que Dirac no patentarasu ecuación. «Dirac hubiera hecho una fortuna sihubiese patentado la ecuación de Dirac. Habríatenido una regalía por cada televisor, cada walk-man, cada videojuego y cada ordenador»,escribe.

Hoy, la famosa ecuación de Dirac está grabadaen la piedra de la abadía de Westminster, no lejosde la tumba de Isaac Newton. En todo el mundo,es quizá la única ecuación a la que se le ha dadoeste honor.

Dirac y Newton

Los historiadores de la ciencia que tratan de en-tender cómo llegó Dirac a esta ecuación revolu-cionaria y al concepto de antimateria le han com-parado a menudo con Newton. Es curioso queNewton y Dirac compartieran varias similitudes.Ambos tenían poco más de veinte años cuandohicieron su trabajo seminal en la Universidad de

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Cambridge, ambos eran maestros en las matemát-icas, y ambos tenían una característica común:una falta total de habilidades sociales que llegabaa lo patológico. Ambos eran famosos por su inca-pacidad para entablar una mínima conversación yparticipar en sencillas actividades sociales.Lacónico en extremo, Dirac nunca decía nada amenos que se le preguntase directamente, yentonces contestaba «sí», o «no», o «no lo sé».

Dirac también era modesto en extremo y detest-aba la publicidad. Cuando fue galardonado con elpremio Nobel de Física consideró seriamente laidea de rechazarlo por la notoriedad y las moles-tias que le supondría. Pero cuando se le hizo not-ar que rechazar el premio Nobel generaría aúnmás publicidad, decidió aceptarlo.

Se han escrito muchos volúmenes sobre la per-sonalidad peculiar de Newton, con hipótesis quevan desde el envenenamiento por mercurio hastala enfermedad mental. Pero recientemente elpsicólogo de Cambridge Simon Baron-Cohen hapropuesto una nueva teoría que podría explicar

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las extrañas personalidades de Newton y Dirac.Baron-Cohen afirma que probablemente sufríandel síndrome de Asperger, que es afín al autismo,como el idiota sabio en la película El hombre dela lluvia. Los individuos que sufren de Aspergerson tristemente reticentes, socialmente complica-dos y suelen estar dotados de una gran habilidadpara el cálculo, pero, a diferencia de los individu-os autistas, son funcionales en sociedad y puedenocupar puestos productivos. Si esta teoría escierta, entonces quizá la milagrosa potencia decálculo de Newton y Dirac tuvo un precio: estarsocialmente apartados del resto de la humanidad.

ANTIGRAVEDAD Y ANTIUNIVERSOS

Utilizando la teoría de Dirac, podemos responderahora a muchas preguntas: ¿cuál es la contra-partida de antimateria para la gravedad? ¿Existenantiuniversos?

Como se ha expuesto, las antipartículas tienencarga opuesta a la de la materia ordinaria. Perolas partículas que no tienen carga (tales como el

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fotón, una partícula de luz, o el graviten, que esuna partícula de gravedad) pueden ser su propiaantipartícula. Vemos que la gravitación es supropia antimateria; en otras palabras, gravedad yantigravedad son lo mismo. Por ello, la antima-teria sometida a la gravedad debería caer, nosubir. (Esto es lo que creen universalmente losfísicos, pero nunca se ha demostrado realmenteen el laboratorio).

La teoría de Dirac también responde a las pro-fundas preguntas: ¿Por qué la naturaleza admiteantimateria? ¿Significa eso que existenantiuniversos?

En algunas historias de ciencia ficción, el protag-onista descubre un nuevo planeta similar a la Ti-erra en el espacio exterior. En realidad, el nuevoplaneta parece idéntico a la Tierra, excepto enque todo está hecho de antimateria. Tenemosgemelos de antimateria en este planeta, con antin-iños, que viven en anticiudades. Puesto que lasleyes de la antiquímica son las mismas que lasleyes de la química, salvo que las cargas están

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invertidas, la gente que viviera en semejantemundo nunca sabría que estaba hecha de antima-teria. (Los físicos llaman a esto un universo coninversión de carga o C-invertido, puesto que to-das las cargas están invertidas en este antiuni-verso pero todo lo demás permanece igual).

En otras historias de ciencia ficción los científi-cos descubren un gemelo de la Tierra en el espa-cio exterior, excepto que es un universo espejo,donde todo está invertido izquierda-derecha. Elcorazón de todo el mundo está en el lado derechoy la mayoría de la gente es zurda. Viven su vidasin saber que viven en un universo espejoinvertido izquierda-derecha. (Los físicos llaman asemejante universo espejo un universo con inver-sión de paridad o P-invertido).

¿Pueden existir realmente tales universos de anti-materia y con inversión de paridad? Los físicostoman muy en serio las preguntas sobre universosgemelos porque las ecuaciones de Newton y deEinstein permanecen iguales cuando simplementecambiamos las cargas en todas nuestras partículas

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subatómicas o invertimos la orientaciónizquierda-derecha. Por ello, los universos C-in-vertidos y P-invertidos son en principio posibles.

El premio Nobel Richard Feynman planteó unainteresante cuestión sobre estos universos.Supongamos que un día entramos en contacto porradio con alienígenas en un planeta lejano perono podemos verles. ¿Podemos explicarles por ra-dio la diferencia entre «izquierda» y «derecha»?,preguntaba. Si las leyes de la física permiten ununiverso P-invertido, entonces debería ser impos-ible transmitir estos conceptos.

Ciertas cosas, razonaba, son fáciles de comuni-car, tales como la forma de nuestro cuerpo y elnúmero de nuestros dedos, brazos y piernas.Podríamos incluso explicar a los alienígenas lasleyes de la química y la biología. Pero sitratáramos de explicarles el concepto de«izquierda» y «derecha» (o «sentido horario» y«sentido antihorario»), fracasaríamos siempre.Nunca seríamos capaces de explicarles quenuestro corazón está en el lado derecho de

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nuestro cuerpo, en qué dirección rota la Tierra ola forma en que se retuercen en espiral lasmoléculas de ADN.

Por eso se produjo una especie de conmocióncuando C. N. Yang y T. D. Lee, ambos entoncesen la Universidad de Columbia, refutaron estequerido teorema. Al examinar la naturaleza de laspartículas subatómicas demostraron que el uni-verso espejo P-invertido no puede existir. Unfísico, al saber de este resultado revolucionario,dijo: «Dios debe de haber cometido un error».Por este resultado impresionante, llamado la «vi-olación de la paridad», Yang y Lee ganaron elpremio Nobel de Física en 1957.

Para Feynman, esta conclusión significaba que siuno estuviera hablando por radio con los aliení-genas, podría diseñar un experimento que le per-mitiría establecer la diferencia entre universoszurdos y diestros solo por radio. (Por ejemplo, simedimos el espín de los electrones emitidos porel cobalto-60 radiactivo, encontramos que no gir-an tantos en sentido horario como en sentido

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antihorario, sino que realmente hay un sentido degiro preferido, lo que rompe la paridad).

Feynman imaginó entonces que al final tienelugar un encuentro histórico entre los alienígenasy la humanidad. Nosotros decimos a los aliení-genas que deben extender la mano derechacuando nos encontremos por primera vez y nosdemos la mano. Si los alienígenas realmente ex-tienden la mano derecha, entonces sabemos queles hemos comunicado con éxito el concepto de«izquierda-derecha» y «horario-antihorario».

Pero Feynman planteó entonces una idea descon-certante. ¿Qué sucede si los alienígenas ex-tienden en su lugar la mano izquierda? Esto sig-nifica que hemos cometido un error fatal, quehemos fracasado en comunicar el concepto de«izquierda» y «derecha». Peor aún, significa queel alienígena está hecho realmente de antimateria,y que él realizó todos los experimentos al revés, ycon ello mezcló «izquierda» y «derecha». Signi-fica que cuando nos demos la mano,¡explotaremos!

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Esto es lo que sabíamos hasta los años sesenta.Era imposible distinguir nuestro universo de ununiverso en el que todo estuviera hecho de anti-materia y con paridad invertida. Si se cambiarana la vez la paridad y la carga, el universo result-ante obedecería a las leyes de la física. La parid-ad por sí sola se violaba, pero carga y paridadseguían siendo una buena simetría del universo.Así, un universo CP-invertido seguía siendoposible.

Esto significaba que si estuviéramos hablandocon los alienígenas por teléfono, no podríamosdecirles la diferencia entre un universo ordinarioy uno en el que estuvieran invertidas paridad ycarga (es decir, izquierda y derecha están inter-cambiadas, y toda la materia se ha convertido enantimateria).

Luego, en 1964, los físicos recibieron una se-gunda conmoción: el universo CP-invertido nopuede existir. Analizando las propiedades departículas subatómicas, sigue siendo posible decirla diferencia entre izquierda-derecha, sentido

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horario-sentido antihorario, si uno está hablandopor radio a otro universo CP-invertido. Por esteresultado, James Cronin y Val Fitch ganaron elpremio Nobel en 1980.

(Aunque muchos físicos quedaron contrariadoscuando se demostró que el universo CP-invertidoes incompatible con las leyes de la física, visto enretrospectiva el descubrimiento fue una buenacosa, como discutimos antes. Si el universo CP-invertido fuera posible, entonces el big bang ori-ginal habría implicado precisamente la mismacantidad de materia y antimateria, y con ellohabría tenido lugar una aniquilación del cientopor ciento y nuestro átomos no habrían sido pos-ibles. El hecho de que existimos como un residuode la aniquilación de cantidades desiguales demateria y antimateria es una prueba de la vi-olación CP).

¿Son posibles antiuniversos invertidos? Larespuesta es sí. Incluso si no son posibles univer-sos con paridad invertida y carga invertida, unantiuniverso es aún posible, pero sería extraño. Si

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invirtiéramos las cargas, la paridad y el sentidodel tiempo, entonces el universo resultante obed-ecería a todas las leyes de la física. El universoCPT-invertido está permitido.

La inversión del tiempo es una simetría extraña.En un universo T-invertido, los huevos fritossaltan del plato, se rehacen en la sartén y luegoentran de nuevo en la cascara, sellando las gri-etas. Los cadáveres reviven, se hacen másjóvenes, se convierten en niños y luego entran enel vientre de la madre.

El sentido común nos dice que el universo T-in-vertido no es posible. Pero las ecuacionesmatemáticas de las partículas subatómicas nosdicen lo contrario. Las leyes de Newton funcion-an perfectamente hacia atrás o hacia delante.Imaginemos que estamos viendo un vídeo de unapartida de billar. Cada colisión de las bolas obed-ece a las leyes de movimiento de Newton; pasarhacia atrás la cinta de video produciría un juegoextraño, pero está permitido por las leyes deNewton.

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En la teoría cuántica las cosas son más complica-das. La T-inversión por sí sola viola las leyes dela mecánica cuántica, pero el universo CPT-in-vertido está permitido. Esto significa que un uni-verso en el que izquierda y derecha están inverti-das, la materia se convierte en antimateria y eltiempo corre hacia atrás es un universo plena-mente aceptable que obedece a las leyes de lafísica.

(Irónicamente, no podemos comunicar con unmundo CPT-invertido semejante. Si el tiempocorre hacia atrás en su planeta, eso significa quetodo lo que le digamos por radio será parte de sufuturo, de modo que ellos olvidarían todo lo queles dijéramos en cuanto lo hiciéramos. Así, in-cluso si el universo CPT-invertido está permitidopor las leyes de la física, no podemos hablar porradio con ningún alienígena CPT-invertido).

En resumen, los motores de antimateriapueden darnos una posibilidad realista para

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impulsar una nave estelar en el futuro lejano,si pudiera producirse suficiente antimateriaen la Tierra o si se encontrara en el espacioexterior. Hay un ligero desequilibrio entremateria y antimateria debido a la violaciónCP, y esto puede significar a su vez que aúnexisten bolsas de antimateria y puedenrecogerse.

Pero debido a las dificultades técnicas implicadasen los motores de antimateria, se puede tardar unsiglo o más en desarrollar esta tecnología, lo quela hace una imposibilidad de clase I.

Pero abordemos otra pregunta: ¿serán posiblesnaves estelares más rápidas que la luz a miles deaños en el futuro? ¿Hay alguna vía de escape delfamoso dictum de Einstein de que «Nada puede ira más velocidad que la luz»? La respuesta, sor-prendentemente, es sí.

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Segunda Parte

IMPOSIBILIDADES DE CLASE II11

Más rápido que la luzEs perfectamente imaginable que [la vida]

se difundirá finalmente por la galaxia y más allá.De

modo que la vida no puede ser para siempre unamodesta traza contaminante del universo, incluso

siahora lo es. De hecho, yo encuentro esto una

ideabastante atractiva.

Sir Martin Rees, astrónomo real

Es imposible viajar a velocidad mayor que lade la luz, y desde luego no es deseable, porque

hayque sujetarse el sombrero.

Woody Allen

En La guerra de las galaxias, cuando el HalcónMilenario despega del planeta desierto Tatooine,llevando a nuestros héroes Luke Skywalker yHan Solo, la nave encuentra un escuadrón deamenazadores cruceros imperiales en órbitaalrededor del planeta. Los cruceros del Imperiolanzan contra la nave de nuestros héroes una an-danada de rayos láser que poco a poco atraviesansus campos de fuerza. El Halcón Milenario nopuede hacerles frente. Intentando defenderse deeste fulminante fuego láser, Hans Solo grita quesu única esperanza es saltar al «hiperespacio». Enel momento oportuno los motores de hiperim-pulso cobran vida. Todas las estrellas que lesrodean implosionan de repente hacia el centro desu pantalla de visión en convergentes y cegadorasráfagas de luz. Se abre un agujero por el que pasael Halcón Milenario, que alcanza así elhiperespacio y la libertad.

¿Ciencia ficción? Sin duda. Pero ¿podría estarbasada en un hecho científico? Quizá. Viajar másrápido que la luz ha sido siempre un ingrediente

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de la ciencia ficción, pero recientemente los físi-cos han reflexionado muy en serio sobre estaposibilidad.

Según Einstein, la velocidad de la luz es el límiteúltimo para las velocidades en el universo. Nisiquiera nuestros más potentes colisionadores deátomos, que pueden generar energías que solo seencuentran en el centro de estrellas en explosióno en el propio big bang, pueden lanzar partículassubatómicas a una velocidad mayor que la de laluz. Al parecer, la velocidad de la luz es el últimopolicía de tráfico del universo. Si es así, parecedesvanecerse cualquier esperanza de llegar a lasgalaxias lejanas.

O quizá no ...

Einstein el fracasado

En 1902 no era ni mucho menos obvio que eljoven físico Albert Einstein llegaría a ser acla-mado como el físico más grande desde IsaacNewton. De hecho, ese año representó el

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momento más bajo en su vida. Recién doctorado,fue rechazado para un puesto docente por todaslas universidades en las que lo solicitó. (Mástarde descubrió que su profesor Heinrich Weberle había escrito horribles cartas de recomen-dación, quizá en venganza porque Einstein nohabía asistido a muchas de sus clases). Además,la madre de Einstein se oponía violentamente asu novia, Mileva Maric, que estaba embarazada.Su primera hija, Lieserl, nacería como hija ilegí-tima. El joven Einstein también fracasó en lostrabajos ocasionales que ocupó. Incluso su tra-bajo de tutor mal pagado terminó abruptamentecuando fue despedido. En sus deprimentes cartascontemplaba la posibilidad de hacerse viajantepara ganarse la vida. Incluso escribió a su familiaque quizá habría sido mejor que no hubieranacido, puesto que era mucha carga para ellos yno tenía ninguna perspectiva de éxito en la vida.Cuando su padre murió, Einstein se sintió aver-gonzado de que su padre hubiera muertopensando que su hijo era un fracasado total.

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Pero ese mismo año iba a cambiar la suerte deEinstein. Un amigo le consiguió un trabajo comofuncionario de la Oficina de Patentes suiza.Desde esa modesta posición, Einstein iba a lanzarla mayor revolución en la historia moderna. An-alizaba rápidamente las patentes que llegaban asu mesa de trabajo y luego pasaba horas reflex-ionando sobre problemas de física que le habíanintrigado desde que era un niño.

¿Cuál era el secreto de su genio? Quizá una clavede su genio era su capacidad para pensar entérminos de imágenes físicas (por ejemplo, trenesen movimiento, relojes acelerados, tejidos dilata-dos) en lugar de puras matemáticas. Einstein dijoen cierta ocasión que una teoría es probablementeinútil a menos que pueda ser explicada a un niño;es decir, la esencia de una teoría tiene que sercaptada en una imagen física. Por eso muchosfísicos se pierden en una maraña de matemáticasque no llevan a ninguna parte. Pero como New-ton antes que él, Einstein estaba obsesionado porla imagen física; las matemáticas vendrían más

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tarde. Para Newton la imagen física fue la man-zana que cae y la Luna. ¿Eran las fuerzas quehacían caer una manzana idénticas a las fuerzasque guiaban a la Luna en su órbita? CuandoNewton decidió que la respuesta era sí, creó unaarquitectura matemática para el universo que re-pentinamente desveló el mayor secreto de loscielos, el movimiento de los propios cuerposcelestes.

Einstein y la relatividad

Albert Einstein propuso su celebrada teoría de larelatividad especial en 1905. En el corazón de suteoría había una imagen que incluso los niñospueden entender. Su teoría fue la culminación deun sueño que había tenido desde los dieciséisaños, cuando se planteó la pregunta: ¿qué sucedecuando uno alcanza a un rayo de luz? Cuando erajoven, Einstein sabía que la mecánica newtonianadescribía el movimiento de objetos en la Tierra yen los cielos, y que la teoría de Maxwell de-scribía la luz. Eran los dos pilares de la física.

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La esencia del genio de Einstein era que recono-ció que estos dos pilares estaban en conflicto.Uno de ellos debía fallar.

Según Newton, uno siempre puede alcanzar a unrayo de luz, puesto que no hay nada especial enla velocidad de la luz. Esto significaba que elrayo de luz debía parecer estacionario cuandouno corría a su lado. Pero de joven Einstein com-prendió que nadie había visto nunca una onda lu-minosa que fuera totalmente estacionaria, es de-cir, como una onda congelada. Aquí la teoría deNewton no tenía sentido.

Finalmente, como estudiante universitario enZurich que estudiaba la teoría de Maxwell, Ein-stein encontró la respuesta. Descubrió algo que nisiquiera Maxwell sabía: que la velocidad de laluz era una constante, con independencia de lorápido que uno se moviera. Si uno corre al en-cuentro de un rayo de luz o alejándose de él, esteseguirá viajando a la misma velocidad, pero esoviola el sentido común. Einstein había encon-trado la respuesta a la pregunta de su infancia:

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uno nunca puede correr a la par con un rayo deluz, puesto que este siempre se aleja a velocidadconstante, por mucho que uno corra.

Pero la mecánica newtoniana era un sistema confuertes ligaduras internas: como sucede cuandose tira de un cabo suelto, la teoría entera podíadeshacerse si se hacía el más mínimo cambio ensus hipótesis. En la teoría de Newton el tiempocorría a un ritmo uniforme en todo el universo.Un segundo en la Tierra era idéntico a un se-gundo en Venus o en Marte. Asimismo, varas demedir colocadas en la Tierra tenían la misma lon-gitud que varas de medir colocadas en Plutón.Pero si la velocidad de la luz era siempre con-stante por muy rápido que uno se moviera, seríanecesario un cambio importante en nuestra com-prensión del espacio y el tiempo. Tendrían queocurrir distorsiones profundas del espacio y eltiempo para conservar la constancia de la velo-cidad de la luz.

Según Einstein, si uno estuviese en una nave agran velocidad, el paso del tiempo dentro del

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cohete tendría que frenarse con respecto a al-guien en la Tierra. El tiempo late a ritmos difer-entes, dependiendo de con qué rapidez se estéuno moviendo. Además, el espacio dentro del co-hete se comprimiría, de modo que las varas demedir podrían cambiar de longitud, dependiendode la velocidad. Y la masa del cohete tambiénaumentaría. Si miráramos el interior del cohetecon nuestros telescopios, veríamos que los relojesde su interior marchaban lentamente, la gente semovía con movimiento lento y parecíanachatados.

De hecho, si el cohete estuviera viajando a la ve-locidad de la luz, el tiempo se detendría aparente-mente dentro del cohete, este se comprimiríahasta casi desaparecer y la masa del cohete seharía infinita; como ninguna de estas observa-ciones tiene sentido, Einstein afirmó que nadapuede romper la barrera de la luz. (Puesto que unobjeto se hace más pesado cuanto más rápido semueve, esto significa que la energía de movimi-ento se está convirtiendo en masa. La cantidad

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exacta de energía que se convierte en masa es fá-cil de calcular, y llegamos a la celebrada ecua-ción E = mc2 en solo unas líneas).

Desde que Einstein derivó su famosa ecuación,millones de experimentos, literalmente, han con-firmado sus revolucionarias ideas. Por ejemplo,el sistema GPS, que puede localizar la posiciónen la Tierra con un error de solo unos pocos met-ros, fallaría a menos que se añadan correccionesdebidas a la relatividad. (Puesto que el ejércitodepende del sistema GPS, incluso los generalesdel Pentágono tienen que recibir formación porparte de los físicos respecto a la teoría de la re-latividad de Einstein). Los relojes en el GPScambian realmente cuando se aceleran sobre lasuperficie de la Tierra, como predijo Einstein.

La ilustración más gráfica de este concepto se en-cuentra en los colisionadores de átomos, en losque los científicos aceleran partículas a velocid-ades próximas a la de la luz. En el gigantescoacelerador del CERN, el gran colisionador de

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hadrones, en las afueras de Ginebra en Suiza, losprotones se aceleran hasta billones de electron-voltios y se mueven a velocidades muy próximasa la de la luz.

Para un científico que trabaja con cohetes, la bar-rera de la luz no es todavía un gran problema, yaque los cohetes apenas pueden viajar a más de al-gunas decenas de miles de kilómetros por hora.Pero en un siglo o dos, cuando los científicoscontemplen seriamente la posibilidad de enviarsondas a la estrella más próxima (situada a másde 4 años luz de la Tierra), la barrera de la luzpodría llegar a ser un problema.

Escapatorias de la teoría de Einstein

Durante décadas los físicos han tratado de encon-trar escapatorias al lema de Einstein. Se han en-contrado algunas vías de escape, pero la mayoríano son muy útiles. Por ejemplo, si se barre elcielo con un haz luminoso, la imagen del hazpuede superar la velocidad de la luz. En pocos se-gundos, la imagen del haz se mueve desde un

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punto del horizonte al punto opuesto, a una dis-tancia que puede ser de más de centenares deaños luz. Pero esto no tiene importancia, porqueninguna información puede transmitirse de estemodo más rápida que la luz. La imagen del hazluminoso ha superado la velocidad de la luz, perola imagen no lleva energía ni información.

Del mismo modo, si tenemos unas tijeras, elpunto en el que se cruzan las hojas se mueve másrápido cuanto más alejado está del eje. Si imagin-amos tijeras de un año luz de longitud, entoncesal cerrar las hojas el punto de cruce puede viajarmás rápido que la luz. (De nuevo, esto no es im-portante puesto que el punto de cruce no lleva en-ergía ni información).

Análogamente, como he mencionado en elcapítulo 4, el experimento EPR permite enviar in-formación a velocidades mayores que la velocid-ad de la luz. (Recordemos que en este experi-mento dos electrones están vibrando al unísono yentonces son enviados en direcciones opuestas.Puesto que estos electrones son coherentes,

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puede enviarse información de uno a otro a velo-cidades mayores que la velocidad de la luz, peroesta información es aleatoria y por lo tanto inútil.Por ello, no pueden utilizarse máquinas EPR paraenviar sondas a las estrellas lejanas).

Para un físico la vía de escape más importanteprocedía del propio Einstein, que creó la teoría dela relatividad general en 1915, una teoría que esmás poderosa que la teoría de la relatividad espe-cial. Las semillas de la relatividad general fueronplantadas cuando Einstein consideró un tiovivode niños. Como hemos visto antes, los objetos secontraen cuando se acercan a la velocidad de laluz. Cuanto más rápido se mueve uno, más secomprime. Pero en un disco giratorio, la circun-ferencia exterior se mueve más rápida que elcentro. (De hecho, el centro está casi estacion-ario). Esto significa que una regla colocada en elborde debe contraerse, mientras que una reglacolocada en el centro permanece casi igual, demodo que la superficie del tiovivo ya no es planasino que está curvada. Así, la aceleración tiene el

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efecto de curvar el espacio y el tiempo en eltiovivo.

En la teoría de la relatividad general el espacio-tiempo es un tejido que puede estirarse y con-traerse. En ciertas circunstancias el tejido puedeestirarse más rápido que la velocidad de la luz.Pensemos en el big bang, por ejemplo, cuando eluniverso nació en una explosión cósmica hace13.700 millones de años. Se puede calcular queoriginalmente el universo se expandía más rápidoque la velocidad de la luz. (Esta acción no violala relatividad especial, puesto que era el espaciovacío —el espacio entre estrellas— el que se es-taba expandiendo, no las propias estrellas. Ex-pandir el espacio no lleva ninguna información).

El punto importante es que la relatividad especialsolo se aplica localmente, es decir, en la inmedi-ata vecindad. En nuestro entorno local (por ejem-plo, el sistema solar), la relatividad especial siguesiendo válida, como confirmamos con nuestrassondas espaciales. Pero globalmente (por ejem-plo, a escalas cosmológicas que abarcan el

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universo) debemos utilizar en su lugar la re-latividad general. En relatividad general elespacio-tiempo se convierte en un tejido, y estetejido puede estirarse más rápido que la luz.También permite «agujeros en el espacio» en losque se puedan tomar atajos a través del espacio yel tiempo.

Con estas reservas, quizá un modo de viajar másrápido que la luz es invocar la relatividad gener-al. Puede hacerse de dos maneras:

1. Estirar el espacio. Si usted llegara aestirar el espacio que tiene detrás y entraren contacto con el espacio que tienedelante, entonces tendría la ilusión dehaberse movido más rápido que la luz. Dehecho, no se habría movido en absoluto.Pero puesto que el espacio se ha deform-ado, ello significa que puede llegar a lasestrellas lejanas en un abrir y cerrar deojos.

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2. Rasgar el espacio. En 1935 Einsteinintrodujo el concepto de un agujero degusano. Imaginemos el espejo de Ali-cia, un dispositivo mágico que conectala campiña de Oxford con el País delas Maravillas. El agujero de gusano esun dispositivo que puede conectar dosuniversos. Cuando estábamos en la es-cuela aprendimos que la distancia máscorta entre dos puntos es una línearecta. Pero esto no es necesariamentecierto, porque si doblamos una hojade papel hasta que se toquen dos pun-tos, entonces veríamos que la distan-cia más corta entre dos puntos es real-mente un agujero de gusano.

Como dice el físico Matt Visser de la Universid-ad de Washington: «La comunidad de la re-latividad ha empezado a pensar en lo que seríanecesario para hacer algo parecido al impulso dedeformación o a los agujeros de gusano y sacar-los del campo de la ciencia ficción».[1]

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Sir Martin Rees, astrónomo real de Gran Bretaña,llega a decir: «Agujeros de gusano, dimensionesextra y ordenadores cuánticos abren escenariosespeculativos que podrían transformar eventual-mente todo nuestro universo en un "cosmos vivi-ente"».[2]

La propulsión Alcubierre y la energíanegativa

El mejor ejemplo de estirar el espacio es lapropulsión Alcubierre, propuesta por el físicoMiguel Alcubierre en 1994, que utiliza la teoríade la gravedad de Einstein. Es muy parecido alsistema de propulsión que se muestra en StarTrek. El piloto de una nave estelar semejante es-taría sentado dentro de una burbuja (llamada una«burbuja de distorsión») en la que todo pareceríanormal, incluso cuando la cápsula espacialrompiera la barrera de la luz. De hecho, el pilotopensaría que estaba en reposo. Pero fuera de laburbuja se producirían distorsiones extremas delespacio-tiempo cuando el espacio que hay

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delante de la burbuja se comprimiera. No habríadilatación temporal, de modo que el tiempotranscurriría normalmente en el interior de laburbuja.

Alcubierre admite que quizá Star Trek hayadesempeñado un papel en su forma de llegar a es-ta solución. «La gente de Star Trek seguía hab-lando de propulsión por distorsión, la idea de queuno está distorsionando el espacio —dice—.Nosotros ya teníamos una teoría sobre cómopuede distorsionarse el espacio, y esa es la teoríade la relatividad general. Pensé que debería haberuna manera de utilizar estos conceptos para vercómo funcionaría un impulso por distorsión.»[3]

Esta es probablemente la primera vez que un pro-grama de televisión inspiró una solución a una delas ecuaciones de Einstein.

Alcubierre cree que un viaje en su propuesta naveespacial se parecería a un viaje a bordo del Hal-cón Milenario en La guerra de las galaxias. «Miconjetura es que ellos verían probablemente algo

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muy parecido a esto. Delante de la nave, las es-trellas se convertirían en líneas largas, trazos.Detrás no verían nada —solo oscuridad— porquela luz de las estrellas no podría moverse con rap-idez suficiente para alcanzarles», dice.[4]

La clave para la propulsión Alcubierre es la ener-gía necesaria para propulsar la cápsula haciadelante a velocidades mayores que la de la luz.Normalmente los físicos empiezan con una can-tidad de energía positiva para propulsar una naveestelar, que siempre viaja más lenta que la luz.Para ir más allá de esta estrategia y poder viajarmás rápido que la luz sería necesario cambiar elcombustible. Un cálculo directo muestra que senecesitaría «masa negativa» o «energía negat-iva», quizá las entidades más exóticas del uni-verso, si es que existen. Tradicionalmente losfísicos han descartado la energía negativa y lamasa negativa como ciencia ficción. Pero ahoravemos que son indispensables para el viaje, ypodrían existir realmente.

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Los científicos han buscado materia negativa enla naturaleza, pero hasta ahora sin éxito. (An-timateria y materia negativa son dos cosas total-mente diferentes. La primera existe y tiene ener-gía positiva pero carga invertida. La existencia demateria negativa está por demostrar). La materianegativa sería muy peculiar, porque sería más li-gera que la nada. De hecho, flotaría. Si existieramateria negativa en el universo primitivo, sehabría ido hacia el espacio exterior. A diferenciade los meteoritos que llegan a estrellarse en losplanetas, atraídos por la gravedad de un planeta,la materia negativa evitaría los planetas. Sería re-pelida, y no atraída, por cuerpos grandes talescomo estrellas y planetas. Así, aunque pudieraexistir la materia negativa, solo esperamos en-contrarla en el espacio profundo, y no cierta-mente en la Tierra.

Una propuesta para encontrar materia negativa enel espacio exterior implica la utilización de unfenómeno llamado «lentes de Einstein». Cuandola luz pasa junto a una estrella o una galaxia, su

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trayectoria es curvada por la gravedad, deacuerdo con la relatividad general. En 1912(antes incluso de que hubiera desarrollado porcompleto la relatividad general) Einstein predijoque una galaxia podría actuar como la lente de untelescopio. La luz procedente de objetos distantesque pasara cerca de una galaxia próxima conver-gería cuando rodeara la galaxia, como en unalente, y formaría una figura de anillo caracter-ística cuando finalmente llegara a la Tierra. Estosfenómenos se llaman ahora «anillos de Einstein».En 1979 se observó el primero de estos anillos deEinstein en el espacio exterior. Desde entonces,los anillos se han convertido en una herramientaindispensable para la astronomía. (Por ejemplo,en otro tiempo se pensaba que sería imposiblelocalizar «materia oscura» en el espacio exterior.[La materia oscura es una sustancia misteriosaque es invisible pero tiene peso. Rodea a lasgalaxias y es quizá diez veces más abundante quela materia visible ordinaria en el universo.] Perocientíficos de la NASA han sido capaces de

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construir mapas de materia oscura porque estacurva la luz que la atraviesa, de la misma maneraque el vidrio curva la luz).

Por consiguiente, debería ser posible utilizarlentes de Einstein para buscar materia negativa yagujeros de gusano en el espacio exterior. Estoscurvarían la luz de una forma peculiar, que de-bería ser visible con el telescopio espacialHubble. Hasta ahora las lentes de Einstein no handetectado la imagen de materia negativa o agujer-os de gusano en el espacio exterior, pero labúsqueda continua. Si un día el telescopio espa-cial Hubble detecta la presencia de materia negat-iva o de un agujero de gusano mediante lentes deEinstein, podría desencadenar una onda dechoque en la física.

La energía negativa difiere de la materia negativaen que realmente existe, aunque solo en can-tidades minúsculas. En 1933 Hendrik Casimirhizo una extraña predicción utilizando las leyesde la teoría cuántica. Afirmó que dos placasmetálicas paralelas descargadas se atraerían

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mutuamente, como por arte de magia. Normal-mente las placas paralelas están en reposo, puestoque carecen de carga neta. Pero el vacío entre lasdos placas paralelas no está vacío, sino lleno de«partículas virtuales» que nacen y desaparecen.

Durante breves períodos de tiempo, pareselectrón-antielectrón surgen de la nada paraaniquilarse y desaparecer de nuevo en el vacío.Resulta irónico que el espacio vacío, que en otrotiempo se pensaba privado de cualquier cosa,ahora resulta estar agitado con actividad cuántica.Normalmente, minúsculas ráfagas de materia yantimateria parecerían violar la conservación dela energía. Pero debido al principio de incer-tidumbre, estas minúsculas violaciones tienenuna vida increíblemente corta, y la energía sesigue conservando en promedio.

Casimir descubrió que la nube de partículas vir-tuales crearía una presión neta en el vacío. El es-pacio entre las dos placas paralelas está con-finado, y por ello la presión es baja. Pero lapresión fuera de las placas no está confinada y es

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mayor, y por ello habrá una presión neta quetiende a juntar las placas.

Normalmente, el estado de energía cero ocurrecuando estas dos placas están en reposo y aleja-das una de otra. Pero a medida que las placas seaproximan, se puede extraer energía a partir deellas. Así, puesto que se ha sacado energía cinét-ica de las placas, la energía de las placas es men-or que cero.

Esta energía negativa fue medida realmente en ellaboratorio en 1948, y los resultados confirmaronla predicción de Casimir. Así pues, la energíanegativa y el efecto Casimir ya no son cienciaficción, sino un hecho establecido. El problema,no obstante, es que el efecto Casimir es muypequeño; se necesita un equipo de medida muydelicado para detectar esta energía en el labor-atorio. (En general, la energía de Casimir es in-versamente proporcional a la cuarta potencia dela distancia de separación entre las placas. Estosignifica que cuanto menor es la distancia de sep-aración, mayor es la energía). El efecto Casimir

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fue medido con precisión en 1996 por StevenLamoreaux en el Laboratorio Nacional de LosAlamos, y la fuerza atractiva es 1/30.000 del pesode una hormiga.

Desde que Alcubierre propuso inicialmente suteoría, los físicos han descubierto variaspropiedades extrañas. Las personas dentro de lanave estelar están desconectadas causalmente delmundo exterior. Esto significa que no basta conapretar un botón a voluntad para viajar másrápido que la luz. Uno no puede comunicarse através de la burbuja. Tiene que haber una«autopista» preexistente a través del espacio y eltiempo, como una serie de trenes que pasen conun horario regular. En este sentido, la nave es-telar no sería una nave ordinaria que pueda cam-biar de dirección y velocidad a voluntad. La naveestelar sería realmente como un coche de pasajer-os que cabalga sobre una «onda» preexistente deespacio comprimido, navegando a lo largo de uncorredor preexistente de espacio-tiempo distor-sionado. Alcubierre especula: «Necesitaríamos

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una serie de generadores de materia exótica a lolargo del camino, como en una autopista, que ma-nipulen el espacio de una forma sincronizada».[5]

En realidad pueden encontrarse soluciones aúnmás extrañas a las ecuaciones de Einstein. Susecuaciones afirman que dada una cierta cantidadde masa o energía, puede computarse la distor-sión de espacio-tiempo que la masa o energíagenerará (de la misma forma en que si dejamoscaer una piedra en un estanque, podemos calcularlas ondulaciones que creará). Pero también sepueden seguir las ecuaciones hacia atrás. Po-demos empezar con un espacio-tiempo extraño,del tipo que aparece en los episodios de La di-mensión desconocida. (En estos universos, porejemplo, podemos abrir una puerta y encon-trarnos en la Luna. Podemos rodear un árbol yencontrarnos en un tiempo anterior y con elcorazón al lado derecho del cuerpo). Entoncescalculamos la distribución de materia y energíarelacionada con ese espacio-tiempo particular.(Esto significa que si se nos da una serie de ondas

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extrañas en la superficie de un estanque, po-demos ir hacia atrás y calcular la distribución depiedras necesaria para producir estas ondas). Asífue, de hecho, como Alcubierre obtuvo sus ecua-ciones. Él partió de un espacio-tiempo compat-ible con ir más rápido que la luz, y luego trabajóhacia atrás y calculó la energía necesaria paraproducirlo.

Agujeros de gusano y agujeros negros

Aparte de estirar el espacio, la segunda maneraposible de romper la barrera de la luz es rasgar elespacio mediante agujeros de gusano, pasadizosque conectan dos universos. En la ficción, laprimera mención de un agujero de gusano sedebió al matemático de Oxford Charles Dogson,que escribió A través del espejo bajo el pseudón-imo de Lewis Carroll. El espejo de Alicia es elagujero de gusano que conecta la campiña de Ox-ford con el mundo mágico del País de las Mara-villas. Introduciendo su mano en el espejo, Aliciapuede transportarse en un instante de un universo

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al otro. Los matemáticos llaman a esto «espaciosmúltiplemente conexos».

El concepto de agujeros de gusano en física datade 1916, un año después de que Einstein publi-cara su histórica teoría de la relatividad general.El físico Karl Schwarzschild, que entonces servíaen el ejército del káiser, pudo resolver exacta-mente las ecuaciones de Einstein para el caso deuna única estrella puntual. Lejos de la estrella, sucampo gravitatorio era muy similar al de una es-trella ordinaria, y de hecho Einstein utilizó lasolución de Schwarzschild para calcular la des-viación de la luz en torno a una estrella. La solu-ción de Schwarzschild tuvo un impacto inmedi-ato y profundo en astronomía, e incluso hoy esuna de las soluciones mejor conocidas de lasecuaciones de Einstein. Durante generaciones losfísicos utilizaron el campo gravitatorio alrededorde una estrella puntual como una aproximación alcampo alrededor de una estrella real, que tiene undiámetro finito.

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Pero si se toma en serio esta solución puntual,entonces acechando en el centro de ella había unmonstruoso objeto puntual que ha conmocionadoy sorprendido a los físicos durante casi un siglo:un agujero negro. La solución de Schwarzschildpara la gravedad de una estrella puntual era comoun caballo de Troya. Desde fuera parecía un re-galo del cielo, pero en el interior acechaban todotipo de demonios y fantasmas. Pero si se acept-aba lo uno, había que aceptar lo otro. La soluciónde Schwarzschild mostraba que a medida queuno se acercaba a esta estrella puntual, sucedíancosas extrañas. Alrededor de la estrella había unaesfera invisible (llamada el «horizonte desucesos») que era un punto de no retorno. Todoentraba, pero nada podía salir, como en un RoachMotel.[6] Una vez que se atravesaba el horizontede sucesos ya no había vuelta atrás. (Una vezdentro del horizonte de sucesos, uno tenía queviajar más rápido que la luz para escapar al exter-ior del horizonte de sucesos, y eso seríaimposible).

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A medida que uno se acercara al horizonte desucesos sus átomos serían estirados por fuerzasde marea. La gravedad que experimentarían lospies sería mucho mayor que la que experiment-aría la cabeza, de modo que uno sería «espagueti-ficado» y luego desgarrado. Del mismo modo,los átomos del cuerpo también serían estirados ydesgarrados por la gravedad.

Para un observador exterior que observase cómouno se aproximaba al horizonte de sucesos, pare-cería que uno se estaba frenando en el tiempo. Dehecho, cuando uno llegara al horizonte desucesos, ¡parecería que el tiempo se habíadetenido!

Además, cuando uno atravesara el horizonte desucesos vería luz que ha sido atrapada y ha es-tado dando vueltas alrededor de este agujeronegro durante miles de millones de años. Parecer-ía como si uno estuviera observando una películaque detallara toda la historia del agujero negro,remontándose hacia atrás hasta su mismo origen.

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Y finalmente, si uno pudiera caer recto a travésdel agujero negro, habría otro universo en el otrolado. Esto se denomina el puente de Einstein-Rosen, introducido por primera vez por Einsteinen 1935; ahora se llama un agujero de gusano.

Einstein y otros físicos creían que una estrellanunca podría evolucionar de manera natural hastaun objeto tan monstruoso. De hecho, en 1939Einstein publicó un artículo en el que demostrabaque una masa circulante de gas y polvo nunca secondensaría en tal agujero negro. Por eso, aunquehabía un agujero de gusano acechando en elcentro de un agujero negro, él confiaba en que di-cho objeto extraño nunca podría formarse pormedios naturales. De hecho, el astrofísico ArthurEddington dijo en cierta ocasión que «deberíahaber una ley de la naturaleza que impidiera auna estrella comportarse de esa manera absurda».En otras palabras, el agujero negro era realmenteuna solución legítima a las ecuaciones de Ein-stein, pero no había ningún mecanismo conocidoque pudiera formar uno por medios naturales.

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Todo esto cambió con la aparición de un artículode J. Robert Oppenheimer y su estudiante Hart-land Snyder, escrito ese mismo año, que de-mostraba que los agujeros negros pueden form-arse realmente por medios naturales. Ellossuponían que una estrella moribunda había ag-otado su combustible nuclear y entoncescolapsaba bajo su gravedad, de modo que implo-sionaba bajo su propio peso. Si la gravedad podíacomprimir la estrella hasta que quedase dentro desu horizonte de sucesos, entonces nada conocidopor la ciencia podía impedir que la gravedad es-trujara la estrella hasta reducirla a una partículapuntual, el agujero negro. (Este método de im-plosión quizá diera a Oppenheimer la clave paraconstruir la bomba de Nagasaki tan solo unosaños después, que depende de la implosión deuna esfera de plutonio).

El siguiente avance fundamental llegó en 1963,cuando el matemático neozelandés Roy Kerr ex-aminó el ejemplo quizá más realista de unagujero negro. Los objetos giran más

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rápidamente cuando se contraen, de la mismaforma que los patinadores giran más rápidocuando acercan los brazos al cuerpo. Como res-ultado, los agujeros negros deberían estar girandoa velocidades fantásticas.

Kerr descubrió que un agujero negro en rotaciónno colapsaría en una estrella puntual, comohabría supuesto Schwarzschild, sino quecolapsaría a un anillo en rotación. Cualquiera su-ficientemente desafortunado para chocar con elanillo perecería; pero alguien que cayera en elanillo no moriría, sino que en realidad lo at-ravesaría. Pero en lugar de acabar en el otro ladodel anillo, atravesaría el puente de Einstein-Rosen y acabaría en otro universo. En otras pa-labras, el agujero negro en rotación es el bordedel espejo de Alicia.

Si diera otra vuelta alrededor del anillo en rota-ción, entraría aún en otro universo. De hecho, en-tradas repetidas en el anillo en rotación colo-carían a una persona en diferentes universosparalelos, algo muy parecido a apretar el botón

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«subida» en un ascensor. En principió podríahaber un número infinito de universos, uno en-cima de otro. «Atraviesa este anillo mágico y—¡presto!— está usted en un universo completa-mente diferente donde radio y masa son negat-ivos», escribió Kerr.[7]

Hay un grave inconveniente, sin embargo. Losagujeros negros son ejemplos de «agujeros degusano no practicables»; es decir, el paso a travésdel horizonte de sucesos es un viaje de una soladirección. Una vez que uno atraviesa el horizontede sucesos y el anillo de Kerr, ya no puede volveratrás a través del anillo y salir a través del hori-zonte de sucesos.

Pero en 1988 Kip Thorne y sus colegas en el Cal-tech encontraron un ejemplo de un agujero degusano practicable, es decir, uno a través del cualse podía pasar libremente de un lado a otro. Dehecho, en una solución, el viaje a través de unagujero de gusano no sería peor que ir en unavión.

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Normalmente la gravedad estrangularía la gar-ganta del agujero de gusano y destruiría a los as-tronautas que trataran de llegar al otro lado. Estaes una razón por la que no es posible viajar másrápido que la luz a través de un agujero degusano. Pero la fuerza repulsiva de la energíanegativa o la masa negativa podría mantener lagarganta abierta el tiempo suficiente para per-mitir a los astronautas un paso limpio. En otraspalabras, masa o energía negativa es esencialtanto para el propulsor de Alcubierre como parala solución agujero de gusano.

En los últimos años se ha encontrado un númerosorprendente de soluciones exactas a las ecua-ciones de Einstein que permiten agujeros degusano. Pero ¿realmente existen agujeros degusano, o son solo un objeto matemático? Hayvarios problemas importantes con los agujeros degusano.

En primer lugar, para crear las violentas distor-siones de espacio y tiempo necesarias para at-ravesar un agujero de gusano, se necesitarían

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cantidades fabulosas de materia positiva y negat-iva, del orden de una estrella enorme o unagujero negro. Matthew Visser, un físico de laUniversidad de Washington, estima que la can-tidad de energía negativa que se necesitaría paraabrir un agujero de gusano de un metro es com-parable a la masa de Júpiter, salvo que tendríaque ser negativa. Dice: «Se necesita aproximada-mente menos una masa de Júpiter para hacer eltrabajo. Manipular una masa de Júpiter de ener-gía positiva ya es bastante inverosímil, muchomás allá de nuestras capacidades en un futuroprevisible».[8]

Kip Thorne, del Caltech, especula con que «res-ultará que las leyes de la física permiten sufi-ciente materia exótica en agujeros de gusano detamaño humano para mantener abierto el agujero.Pero también resultará que la tecnología parahacer agujeros de gusano y mantenerlos abiertosestá inimaginablemente más allá de las capacid-ades de nuestra civilización humana».[9]

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En segundo lugar, no sabemos qué estabilidadtendrían estos agujeros de gusano. La radiacióngenerada por estos agujeros de gusano podríamatar a cualquiera que entrara en ellos. O quizálos agujeros de gusano no serían estables en ab-soluto, y se cerraran en cuanto alguien entrara enellos.

En tercer lugar, los rayos luminosos que cayeranen el agujero negro serían desplazados hacia elazul; es decir, alcanzarían una energía cada vezmayor a medida que se acercaran al horizonte desucesos. De hecho, en el propio horizonte desucesos la luz está infinitamente desplazada haciael azul, de modo que la radiación procedente deesta energía incidente podría matar a cualquiera abordo de un cohete.

Discutamos estos problemas con cierto detalle.Un problema está en acumular energía suficientepara rasgar el tejido del espacio y el tiempo. Lamanera más sencilla de hacerlo es comprimir unobjeto hasta que se haga más pequeño que su«horizonte de sucesos». En el caso del Sol, esto

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significa comprimirlo hasta unos 3 kilómetros dediámetro, momento en el que colapsará en unagujero negro. (La gravedad del Sol es demasi-ado débil para comprimirlo de forma naturalhasta 3 kilómetros, de modo que nuestro Solnunca se convertirá en un agujero negro. En prin-cipio, esto significa que cualquier cosa, inclusousted, podría convertirse en un agujero negro sise comprimiera lo suficiente. Esto significaríacomprimir a todos los átomos de su cuerpo a dis-tancias menores que las subatómicas —una haza-ña que está más allá de las capacidades de laciencia moderna).

Una aproximación más práctica sería reunir unabatería de rayos láser para disparar un haz intensoa un punto concreto. O construir un enorme coli-sionador de átomos para crear dos haces, queentonces colisionarían entre sí a energíasfantásticas, suficientes para producir un pequeñorasguño en la fábrica del espacio-tiempo.

La energía de Planck y los aceleradoresde partículas

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Se puede calcular la energía necesaria para crearuna inestabilidad en el espacio y el tiempo: es delorden de la energía de Planck, o 1028 electrones-voltio. Este es un número inimaginablementegrande, un trillón de veces mayor que la energíaalcanzable con la más potente máquina actual, elgran colisionador de hadrones (LHC), situado enlas afueras de Ginebra, Suiza. El LHC es capazde hacer dar vueltas a protones en un gran«donut» hasta que alcanzan energías de billonesde electrones-voltio, energías no vistas desde elbig bang. Pero incluso esta monstruosa máquinase queda muy lejos de producir energías próxim-as a la energía de Planck.

El siguiente acelerador de partículas después delLHC será el colisonador lineal internacional(ILC). En lugar de curvar la trayectoria departículas subatómicas en un círculo, el ILC laslanzará en una trayectoria recta. Se inyectará en-ergía a medida que las partículas se muevan a lolargo de esta trayectoria, hasta que alcancen ener-gías inimaginablemente grandes. Entonces un haz

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de electrones colisionará con antielectrones,creando una enorme ráfaga de energía. El ILCtendrá de 30 a 40 kilómetros de longitud, o 10veces la longitud del acelerador lineal de Stan-ford, actualmente el mayor acelerador lineal. Sitodo va bien, el ILC estará terminado en algúnmomento de la próxima década.

La energía producida por el ILC será de 0,5 a 1,0billones de electrones-voltio —menos que los 14billones de electrones-voltio del LHC, pero estoes engañoso. (En el LHC, las colisiones entre losprotones tienen lugar entre los quarks constituy-entes que forman el protón. Por ello, las coli-siones en las que intervienen los quarks son demenos de 14 billones de electrones-voltio. Por es-to es por lo que el ILC producirá energías de col-isión mayores que las del LHC). Además, puestoque el electrón no tiene constituyentes conocidos,la dinámica de las colisiones entre electrón yantielectrón es más simple y más limpia.

Pero en realidad, también el ILC se queda amucha distancia de poder abrir un agujero en el

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espacio-tiempo. Para eso se necesitaría un acel-erador un trillón de veces más potente. Paranuestra civilización de tipo 0, que utiliza plantasmuertas como combustible (por ejemplo, petróleoy carbón), esta tecnología está mucho más allá decualquier cosa que podamos imaginar. Peropodría hacerse posible para una civilización tipoIII.

Recordemos que una civilización tipo III, que esgaláctica en su uso de energía, consume una en-ergía 10.000 millones de veces mayor que unacivilización tipo II, cuyo consumo se basa en laenergía de una única estrella. Y una civilizacióntipo II consume, a su vez, una energía 10.000millones de veces mayor que una civilizacióntipo I, cuyo consumo se basa en la energía de unúnico planeta. En cien o doscientos años, nuestradébil civilización tipo 0 alcanzaría un estatus detipo I.

Dada esta proyección, estamos muy, muy lejosde poder alcanzar la energía de Planck. Muchosfísicos creen que a distancias extremadamente

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minúsculas, a la distancia de Planck de 10-33

centímetros, el espacio no es vacío ni suave sinoque se hace «espumoso»; burbujea con minúscu-las burbujas que constantemente nacen, colision-an con otras burbujas y desaparecen de nuevo enel vacío. Estas burbujas que nacen y mueren en elvacío son «universos virtuales», muy similares alos pares virtuales de electrones y antielectronesque surgen de repente y luego desaparecen.Normalmente, este espacio-tiempo «espumoso»es del todo invisible para nosotros. Estas burbujasse forman a distancias tan minúsculas que no po-demos observarlas. Pero la física cuántica sugiereque si concentramos suficiente energía en unpunto, hasta que alcanzamos la energía dePlanck, esas burbujas pueden hacerse grandes.Entonces veríamos el espacio-tiempo bur-bujeando con minúsculas burbujas, cada una delas cuales es un agujero de gusano conectado aun «universo bebé».

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En el pasado estos universos bebé se considera-ban una curiosidad intelectual, una consecuenciaextraña de las puras matemáticas.

Pero ahora los físicos piensan seriamente quenuestro universo podría haber salido original-mente de uno de estos universos bebé.

Dicho pensamiento es una pura especulación,pero las leyes de la física admiten la posibilidadde abrir un agujero en el espacio concentrandosuficiente energía en un punto, hasta que acce-demos al espacio-tiempo espumoso y emergenagujeros de gusano que conectan nuestro uni-verso con un universo bebé.

Conseguir un agujero en el espacio requeriría,por supuesto, avances importantes en nuestratecnología, pero una vez más podría ser posiblepara una civilización tipo III. Por ejemplo, ha ha-bido desarrollos prometedores en algo llamadoun «acelerador de mesa Wakefield». Curi-osamente, este colisionador de átomos es tanpequeño que puede colocarse encima de una

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mesa y pese a todo generar miles de millones deelectrones-voltio de energía. El acelerador demesa Wakefield funciona disparando láseressobre partículas cargadas, que entonces cabalgansobre la energía de dicho láser. Experimentoshechos en el Centro del Acelerador Lineal deStanford, el Laboratorio Rutherford-Appleton enInglaterra y la École Polytechnique en Parísmuestran que son posibles enormes aceleracionessobre pequeñas distancias utilizando haces láser yplasma para inyectar energía.

Otro gran avance tuvo lugar en 2007, cuandofísicos e ingenieros en el Centro del Acel-erador Lineal de Standford, la UCLA y laUSC demostraron que se puede duplicar laenergía de un enorme acelerador de partícu-las en tan solo 1 metro. Empezaron dis-parando un haz de electrones en un tubo de3 kilómetros de longitud en Stanford, que al-canzaban una energía de 42.000 millones deelectrones-voltio. Luego, estos electrones dealta energía se enviaban a través de un

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«quemador», que consistía en una cámarade plasma de solo 88 centímetros, donde loselectrones recogían otros 42.000 millones deelectrones-voltio, lo que duplicaba su ener-gía. (La cámara de plasma está llena con litiogaseoso. Cuando los electrones pasan através del gas producen una onda de plasmaque crea una estela. Esta estela, a su vez,fluye hacia la parte trasera del haz de elec-trones y entonces lo empuja hacia delante,dándole un impulso extra). Con esta impre-sionante hazaña, los físicos mejoraron en unfactor de tres mil el récord anterior de ener-gía por metro con la que podían acelerar unhaz electrónico. Añadiendo tales«quemadores» a los aceleradores existentes,en teoría se podría duplicar su energía caside balde.

Hoy, el récord mundial para un acelerador demesa Wakefield es de 200.000 millones deelectrones-voltio por metro. Hay muchos prob-lemas para extrapolar este resultado a distancias

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más largas (tales como mantener la estabilidaddel haz cuando en él se bombea la energía delláser). Pero suponiendo que pudiéramos manten-er un nivel de energía de 200.000 electrones-vol-tio por metro, esto significa que un aceleradorcapaz de alcanzar la energía de Planck tendríaque tener una longitud de 10 años luz. Esto estádentro de la capacidad de una civilización tipoIII.

Agujeros de gusano y espacio estiradopueden proporcionarnos la forma másrealista de romper la barrera de la luz. Perono se sabe si estas tecnologías son estables;si lo son, seguiría siendo necesaria unafabulosa cantidad de energía, positiva o neg-ativa, para hacerlas funcionar.

Quizá una avanzada civilización tipo III podríatener ya esta tecnología. Podrían pasar mileniosantes de que podamos pensar siquiera en dominarenergía a esta escala. Puesto que todavía hay con-troversia sobre las leyes fundamentales que gobi-ernan el tejido del espacio-tiempo en el nivel

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cuántico, yo clasificaría esto como una imposibil-idad de clase II.

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El viaje en el tiempoSi el viaje en el tiempo es posible, entonces

, ¿dónde están los turistas que vienen del futuro?

Stephen Hawking

El viaje en el tiempo es contrario a la razón—dijo Filby—. ¿Qué razón? —dijo el Viajero en el

Tiempo.

H.G. Wells

En la novela Janus Equation, el escritor StevenG. Spruill exploraba uno de los terribles prob-lemas del viaje en el tiempo.[1] En su historia, unmatemático brillante cuyo objetivo es descubrirel secreto del viaje en el tiempo conoce a una ex-traña y bella mujer, y se hacen amantes. El nosabe nada del pasado de ella, pero se siente

intrigado y trata de descubrir su verdadera iden-tidad. Con el tiempo descubre que ella se habíasometido a cirugía plástica para cambiar sus fac-ciones. Y, más aún, que también había cambiadode sexo. Finalmente descubre que «ella» es real-mente un viajero del tiempo que viene del futuro,y que «ella» es en realidad él mismo, pero pro-cedente del futuro. Esto significa que él ha hechoel amor consigo mismo. Y el lector se preguntaqué habría sucedido si ellos hubieran tenido unhijo. Y si ese hijo volviera al pasado, y crecierapara hacerse el matemático con el que se inicia lahistoria, ¿sería posible que fuera su propia madrey padre e hijo e hija?

Cambiar el pasado

El tiempo es uno de los grandes misterios deluniverso. Todos nos vemos arrastrados en el ríodel tiempo contra nuestra voluntad. Alrededor del400 d.C., san Agustín escribió extensamentesobre la naturaleza paradójica del tiempo:«¿Cómo pueden ser pasado y futuro, cuando elpasado ya no es, y el futuro no es todavía?

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Respecto al presente, si siempre hubiera presentey nunca llegara a convertirse en pasado, nohabría tiempo, sino eternidad».[2] Si llevamosmás lejos la lógica de san Agustín vemos que eltiempo no es posible, puesto que el pasado se haido, el futuro no existe y el presente existe solopor un instante. (San Agustín planteaba entoncesprofundas cuestiones teológicas sobre cómo debeinfluir el tiempo en Dios, cuestiones que son rel-evantes todavía hoy. Si Dios es omnipotente y to-dopoderoso, escribió, entonces, ¿está El limitadopor el paso del tiempo? En otras palabras, ¿tieneDios, como el resto de nosotros mortales, queapresurarse porque llega tarde a una cita? SanAgustín concluía finalmente que Dios es omnipo-tente y por ello no puede estar limitado por eltiempo; y que, por consiguiente, tendría que exi-stir «fuera del tiempo». Aunque el concepto deestar fuera del tiempo parece absurdo, es una idearecurrente en la física moderna, como veremos).

Como san Agustín, todos nosotros nos hemospreguntado alguna vez sobre la extraña

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naturaleza del tiempo y cómo difiere del espacio.Si podemos movernos hacia delante y hacia atrásen el espacio, ¿por qué no en el tiempo? Todosnos hemos preguntado también qué nos puede re-servar el futuro. Los humanos tenemos un tiempode vida finito, pero somos muy curiosos sobre lossucesos que puedan suceder mucho después deque hayamos desaparecido.

Aunque nuestro deseo de viajar en el tiempo esprobablemente tan antiguo como la humanidad,la primera historia escrita sobre un viaje en eltiempo es al parecer Memorias del siglo XX, es-crita en 1733 por Samuel Madden, que trata deun ángel del año 1997 que viaja a doscientos cin-cuenta años atrás para entregar a un embajadorbritánico documentos que describen el mundo delfuturo.

Hubo muchas más historias semejantes. El relatocorto de 1838 «Perder la diligencia: un anac-ronismo», de autor anónimo, trata de una personaque está esperando una diligencia y de repente seve mil años atrás en el pasado. Encuentra a un

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monje de un antiguo monasterio y trata de expli-carle cómo será la historia en los siguientes milaños. Después de eso se vuelve a encontrar trans-portado al presente tan misteriosamente comoantes, excepto que ha perdido su diligencia.

Incluso la novela de Charles Dickens de 1843Cuento de Navidad. es una especie de historia deviaje en el tiempo, puesto que Ebenezer Scroogees transportado al pasado y al futuro para sertestigo de cómo es el mundo antes del presente ydespués de su muerte.

En la literatura norteamericana la primera apari-ción del viaje en el tiempo data de la novela deMark Twain de 1889 Un yanqui en la corte delrey Arturo. Un yanqui se ve transportado al pas-ado para acabar en la corte del rey Arturo en el528 d.C. Es hecho prisionero y está a punto deser quemado en la hoguera, pero entonces afirmaque tiene el poder de oscurecer el Sol, pues sabeque ese mismo día debería producirse un eclipse.Cuando sucede esto, la muchedumbre queda hor-rorizada y acuerda ponerle en libertad y

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concederle privilegios a cambio de que hagavolver al Sol.

Pero el primer intento serio por explorar el viajeen el tiempo en la ficción fue el clásico de H. G.Wells La máquina del tiempo, en el que el héroees transportado a miles de años al futuro. En esefuturo lejano la propia humanidad se ha divididogenéticamente en dos razas, los amenazadoresmoorlocks, que mantienen las herrumbrosas má-quinas subterráneas, y los inútiles e infantileseloi, que bailan a la luz del Sol en la superficie,sin darse cuenta nunca de su terrible destino (serdevorados por los moorlocks).

Desde entonces, el viaje en el tiempo se ha con-vertido en un ingrediente regular de la cienciaficción, desde Star Trek hasta Regreso al futuro.En Superman I, cuando Superman se entera deque Lois Lane ha muerto, decide, presa de ladesesperación, volver atrás las manecillas deltiempo, para lo que empieza a girar alrededor dela Tierra más rápido que la velocidad de la luz,hasta que el propio tiempo retrocede. La Tierra se

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frena, se detiene y finalmente gira en la direcciónopuesta, hasta que todos los relojes de la Tierramarchan hacia atrás. Las aguas desbocadas retro-ceden, las presas rotas se rehacen mil-agrosamente y Lois Lane regresa de la muerte.

Desde la perspectiva científica, el viaje en eltiempo era imposible en el universo de Newton,donde el tiempo se veía como una flecha. Unavez disparado, nunca podría desviarse de su pas-ado. Un segundo en la Tierra era un segundo entodo el universo. Esta idea fue derrocada por Ein-stein, que demostró que el tiempo era más pare-cido a un río que hacía meandros a lo largo deluniverso, acelerándose y frenándose cuando ser-penteaba a través de estrellas y galaxias. Por eso,un segundo en la Tierra no es absoluto; el tiempovaría cuando nos movemos por el universo.

Como he dicho antes, según la teoría de la re-latividad especial de Einstein, el tiempo se frenamás dentro de un cohete cuanto más rápido semueve. Los escritores de ciencia ficción han es-peculado con que si se pudiera romper la barrera

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de la luz, se podría ir atrás en el tiempo. Pero estono es posible, puesto que la masa se haría infinitaal alcanzar la velocidad de la luz. La velocidad dela luz es la barrera última para cualquier cohete.La tripulación del Enterprise en Star Trek IV: Elviaje a casa abordaba una nave espacial klingon yla utilizaba para girar alrededor del Sol como unahonda y romper la barrera de la luz para acabaren el San Francisco de la década de 1960. Peroesto desafía las leyes de la física.

Sin embargo, el viaje en el tiempo al futuro esposible, y ha sido verificado experimentalmentemillones de veces. El viaje del héroe de La má-quina del tiempo al futuro lejano es físicamenteposible. Si un astronauta llegara a viajar a una ve-locidad próxima a la de la luz, podría costarle, di-gamos, un minuto llegar a las estrellas más cer-canas. Habrían transcurrido cuatro años en la Ti-erra, pero para él solo habría transcurrido unminuto porque el tiempo se habría frenado en elinterior de la nave. Por lo tanto, él habría viajadoa cuatro años en el futuro, tal como se

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experimentan en la Tierra. (Nuestro astronautaharía en realidad un viaje corto al futuro cada vezque entrara en el espacio exterior. Cuando viajaraa 30.000 kilómetros por hora sobre la Tierra, susrelojes llevarían un ritmo más lento que los de laTierra. Por ello, al cabo de una misión de un añode duración en la estación espacial, los astro-nautas han viajado en realidad una fracción de se-gundo al futuro cuando vuelven a la Tierra. El ré-cord del mundo de viajar al futuro lo ostenta ac-tualmente el cosmonauta ruso Serguéi Avdeyev,que estuvo en órbita durante 748 días y por esofue lanzado 0,02 segundos al futuro).

Por lo tanto, una máquina del tiempo que puedellevarnos al futuro es compatible con la teoría dela relatividad especial de Einstein. Pero ¿qué haysobre viajar hacia atrás en el tiempo?

Si pudiéramos viajar al pasado, sería imposibleescribir la historia. En cuanto un historiador re-gistrara la historia del pasado, alguien podríavolver al pasado y reescribirlo. Las máquinas deltiempo no solo dejarían en paro a los

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historiadores, sino que nos permitirían alterar elcurso del tiempo a voluntad. Si, por ejemplo, ret-rocediéramos hasta la era de los dinosaurios y ac-cidentalmente matáramos a un mamífero que porcasualidad fuera nuestro antepasado, podríamosacabar involuntariamente con toda la raza hu-mana. La historia se convertiría en un inacabableepisodio absurdo de los Monty Phyton. cuandolos turistas del futuro alteraran los sucesoshistóricos mientras tratan de conseguir el mejorángulo de cámara.

El viaje en el tiempo: un terreno dejuego para los físicos

Quizá la persona que más se ha distinguido en lasdensas ecuaciones matemáticas de los agujerosnegros y las máquinas del tiempo es el cosmó-logo Stephen Hawking. A diferencia de otrosestudiantes de relatividad que suelen destacar enfísica matemática a una edad temprana, Hawkingno fue un estudiante sobresaliente en su juventud.Obviamente era en extremo brillante, pero susprofesores advertían a menudo que no se

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centraba en sus estudios y nunca desplegaba to-das sus capacidades. Pero en 1962 ocurrió algodecisivo cuando, tras graduarse en Oxford, em-pezó a notar por primera vez los síntomas de laELA (esclerosis lateral amiotrófica, o enfer-medad de Lou Gehrig). Entonces se le comunicóque padecía esta incurable enfermedad de lasneuronas motoras que anularía todas sus fun-ciones motoras y probablemente acabaría prontocon él. De entrada, las noticias fueron extraordin-ariamente perturbadoras. ¿Qué sentido tendríaobtener un doctorado si en cualquier caso iba amorir pronto?

Pero una vez que superó el golpe empezó acentrarse por primera vez en su vida. Al com-prender que no le quedaba mucho tiempo, em-pezó a abordar febrilmente algunos de los prob-lemas más difíciles en relatividad general. Aprincipios de los años setenta publicó una señeraserie de artículos que demostraban que las «sin-gularidades» en la teoría de Einstein (donde elcampo gravitatorio se hace infinito, como en el

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centro de los agujeros negros y en el instante delbig bang) eran una característica esencial de larelatividad y no podían eliminarse con facilidad(como pensaba Einstein). En 1974 Hawking de-mostró también que los agujeros negros no soncompletamente negros sino que emiten radiación,conocida ahora como radiación de Hawking,porque puede atravesar por efecto túnel el campogravitatorio de incluso un agujero negro. Esteartículo fue la primera aplicación importante dela teoría cuántica a la teoría de la relatividad, yrepresenta su trabajo más conocido.

Como se había pronosticado, la ELA le llevópoco a poco a la parálisis de manos, piernas e in-cluso cuerdas vocales, pero a un ritmo muchomás lento que el que los médicos habían predichoinicialmente. Como resultado, Hawking ya hapasado por muchas de las etapas habituales en laspersonas normales: ha tenido tres hijos (ahora esabuelo), se divorció de su primera mujer en 1991para casarse cuatro años después con la mujer delhombre que creó su sintetizador de voz, y pidió el

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divorcio de su segunda mujer en 2006. En 2007fue noticia en la prensa por haber ido a bordo deun avión a reacción donde experimentó la in-gravidez, con lo que satisfacía un antiguo deseo.Su próximo objetivo es viajar al espacio exterior.

Hoy está casi totalmente paralizado en su silla deruedas y se comunica con el mundo exterior conmovimientos de los ojos. Pero incluso con unadiscapacidad así, sigue bromeando, escribeartículos, imparte conferencias y entra en contro-versias. Es más productivo moviendo sus ojosque equipos enteros de científicos con un controltotal de su cuerpo. (Su colega en la Universidadde Cambridge, sir Martin Rees, que fue nom-brado astrónomo real por la reina, me confesóuna vez que la discapacidad de Hawking le imp-ide hacer los tediosos cálculos necesarios paramantenerse en cabeza de su área de investiga-ción. Por eso se concentra en generar nuevas yfrescas ideas en lugar de hacer cálculos difíciles,que pueden ejecutar sus estudiantes).

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En 1990 Hawking leyó artículos de sus colegasque proponían versiones de una máquina deltiempo, e inmediatamente adoptó una actitud es-céptica. Su intuición le decía que el viaje en eltiempo no era posible porque no hay turistas quevengan del futuro. Si el viaje en el tiempo fueratan normal como ir un domingo de picnic alparque, entonces los viajeros del tiempo pro-cedentes del futuro estarían atosigándonos consus cámaras, pidiéndonos que posáramos para susálbumes fotográficos.

Hawking planteó también un reto al mundo de lafísica. Afirmó que debería haber una ley quehacía imposible el viaje en el tiempo. Propusouna «conjetura de protección de la cronología»que excluía el viaje en el tiempo de las leyes dela física, para «hacer la historia segura para loshistoriadores».

Sin embargo, por mucho que los físicos lo in-tentaran, no podían encontrar una ley que impidaviajar en el tiempo. Aparentemente, el tiempoparece compatible con las leyes de la física

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conocidas. Incapaz de encontrar una ley físicaque haga imposible el viaje en el tiempo, Hawk-ing cambió de opinión hace poco. De nuevo fuenoticia cuando dijo: «Quizá el viaje en el tiemposea posible, pero no es práctico».

Considerado en otro tiempo al margen de la cien-cia, el viaje en el tiempo se ha convertido de re-pente en terreno de juego para los físicos. Elfísico Kip Thorne, del Caltech, escribe: «El viajeen el tiempo era solamente un dominio reservadoa los escritores de ciencia ficción. Los científicosserios lo evitaban como una plaga —incluso siescribían de ficción bajo pseudónimo o leíansobre ello en privado—. ¡Cómo han cambiado lostiempos! Ahora encontramos análisis eruditossobre el viaje en el tiempo en revistas científicasserias, escritos por físicos teóricos eminentes [...]¿Por qué el cambio? Porque los físicos noshemos dado cuenta de que la naturaleza deltiempo es algo demasiado importante para dejarlosolo en manos solamente de los escritores deciencia ficción».[3]

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La razón de toda esta confusión y excitación esque las ecuaciones de Einstein permiten muchostipos de máquinas del tiempo. (No obstante, to-davía está en duda el que sobrevivan a los retosde la mecánica cuántica). En la teoría de Einstein,de hecho, encontramos con frecuencia las llama-das «curvas cerradas de tipo tiempo», que es elnombre técnico para trayectorias que permiten elviaje en el tiempo al pasado Si siguiéramos latrayectoria de una curva cerrada de tipo tiempo,empezaríamos un viaje y regresaríamos antes desalir.

La primera máquina del tiempo requiere unagujero de gusano. Hay muchas soluciones de lasecuaciones de Einstein que conectan dos puntosdistantes en el espacio. Pero puesto que espacio ytiempo están íntimamente entretejidos en la teoríade Einstein, ese mismo agujero de gusano puedeconectar también dos puntos en el tiempo. Alcaer en el agujero de gusano, uno podría viajar(matemáticamente al menos) al pasado. Es con-cebible que uno pudiera entonces viajar al punto

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de partida original y encontrarse consigo mismoantes de partir. Pero como he mencionado en elcapítulo anterior, atravesar el agujero de gusanoen el centro de un agujero negro es un viaje deuna dirección. Como ha dicho el físico RichardGott: «No creo que haya ningún problema en queuna persona pudiera viajar hacia atrás en eltiempo mientras está en un agujero negro. Lacuestión es si podría salir alguna vez para hablarde ello».[4]

Otra máquina del tiempo implica un universo enrotación. En 1949 el matemático Kurt Gódel en-contró la primera solución a las ecuaciones deEinstein que implica un viaje en el tiempo. Si eluniverso gira, entonces, si viajáramos alrededordel universo con suficiente rapidez, podríamosencontrarnos a nosotros mismos en el pasado yllegar antes de haber salido. Un viaje alrededordel universo es, por consiguiente, también unviaje al pasado. Cuando los astrónomos visitabanel Instituto de Estudios Avanzados, Gódel lespreguntaba si alguna vez habían encontrado

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pruebas de que el universo estuviera girando.Quedó decepcionado cuando le dijeron que habíauna clara evidencia de que el universo se ex-pandía, pero el espín neto del universo era prob-ablemente cero. (De lo contrario, el viaje en eltiempo podría ser un lugar común, y la historiatal como la conocemos se vendría abajo).

En tercer lugar, si uno da vueltas alrededor de uncilindro rotatorio infinitamente largo, tambiénpodría llegar antes de haber salido. (Esta soluciónfue encontrada por W.J. van Stockum en 1936,antes de la solución con viaje en el tiempo deGódel, pero Van Stockum era al parecer incon-sciente de que su solución permitía el viaje en eltiempo). En este caso, si uno bailaba alrededor deun palo de mayo en un Primero de Mayo, podríaencontrarse a sí mismo en el mes de abril. (Elproblema con este diseño, sin embargo, es que elcilindro debe tener una longitud infinita y girartan rápido que la mayoría de los materialessaldrían despedidos).

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El ejemplo más reciente de viaje en el tiempo fueencontrado por Richard Gott de Princeton en1991. Su solución se basaba en encontrar cuerdascósmicas gigantescas (que pueden ser residuosdel big bang original). Gott suponía que dosgrandes cuerdas cósmicas estaban a punto de col-isionar. Si uno viajaba rápidamente alrededor dedichas cuerdas cósmicas en colisión, viajaríahacia atrás en el tiempo. La ventaja de este tipode máquina del tiempo es que no necesitaríacilindros rotatorios infinitos, universos rotatoriosni agujeros negros. (El problema con este diseño,sin embargo, es que uno debe encontrar primerocuerdas cósmicas enormes flotando en el espacioy luego hacerlas colisionar de una manera pre-cisa. Y la posibilidad de ir hacia atrás en eltiempo solo duraría un breve período de tiempo).Según Gott: «Un lazo de cuerda en colapso sufi-cientemente grande para permitirle a usted daruna vuelta y volver atrás en el tiempo un añotendría que tener más de la mitad de la masa-en-ergía de toda una galaxia».[5]

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Pero el diseño más prometedor para una máquinadel tiempo es el «agujero de gusano practicable»,mencionado en el capítulo anterior, un agujero enel espacio-tiempo por el que una persona podríacaminar libremente hacia atrás y hacia delante enel tiempo. Sobre el papel, los agujeros de gusanopracticables pueden proporcionar no solo un viajemás rápido que la luz, sino también un viaje en eltiempo. La clave para los agujeros de gusanopracticables es la energía negativa.

Una máquina del tiempo con agujero de gusanopracticable consistiría en dos cámaras. Cada unade ellas consistiría en dos esferas concéntricas,que estarían separadas una distancia minúscula.Implosionando la esfera exterior, las dos esferascrearían un efecto Casimir y con ello energíanegativa. Supongamos que una civilización tipoIII es capaz de tender un agujero de gusano entreestas dos cámaras (posiblemente extrayendo unode la espuma espaciotemporal). A continuación,tomamos la primera cámara y la enviamos al es-pacio a velocidades próximas a la de la luz. El

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tiempo se frena en dicha cámara, de modo quelos dos relojes ya no están sincronizados. Eltiempo marcha a velocidades diferentes dentro delas dos cámaras, que están conectadas por unagujero de gusano.

Si uno está en la segunda cámara puede pasar in-stantáneamente por el agujero de gusano a laprimera cámara, que existe en un tiempo anterior.Así pues, uno ha ido hacia atrás en el tiempo.

Este diseño tiene que hacer frente a problemasformidables. El agujero de gusano quizá seaminúsculo, mucho más pequeño que un átomo. Ylas placas quizá tengan que ser estrujadas hastadistancias de la longitud de Planck para crear su-ficiente energía negativa. Finalmente, uno tendríaque ser capaz de ir atrás en el tiempo solo hastael momento en que se construyeron las máquinasdel tiempo. Antes de eso, el tiempo en las dos cá-maras estaría marchando al mismo ritmo.

Paradojas y enigmas del tiempo

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El viaje en el tiempo plantea problemas de todotipo, tanto técnicos como sociales.

Las cuestiones morales, legales y éticas han sidoplanteadas por Larry Dwyer, que señala: «¿De-bería un viajero en el tiempo que golpea a su yomás joven (o viceversa) ser acusado de agresión?¿Debería el viajero en el tiempo que asesina a al-guien y luego huye al pasado en busca de santu-ario ser juzgado en el pasado por crímenes quecometió en el futuro? Si él se casa en el pasado,¿puede ser juzgado por bigamia incluso si su otramujer no nacerá hasta el menos cinco mil añosdespués?».[6]

Pero quizá los problemas más espinosos son lasparadojas lógicas que plantea el viaje en eltiempo. Por ejemplo, ¿qué sucede si matamos anuestros padres antes de que hayamos nacido?Esta es una imposibilidad lógica. A veces es lla-mada la «paradoja del abuelo».

Hay tres maneras de resolver estas paradojas. Enprimer lugar, quizá uno simplemente repite la

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historia pasada cuando vuelve atrás en el tiempo,y por consiguiente satisface el pasado. En estecaso, uno no tiene libre albedrío. Está obligado acompletar el pasado como estaba escrito. Asípues, si uno vuelve al pasado para dar el secretodel viaje en el tiempo a su yo más joven, estabaescrito que sucedería de esa manera. El secretodel viaje en el tiempo venía del futuro. Era eldestino (pero esto no nos dice de dónde procedíala idea original).

En segundo lugar, uno tiene libre albedrío, demodo que puede cambiar el pasado pero dentrode unos límites. A su libre albedrío no se lepermite crear una paradoja temporal. Cada vezque uno trata de matar a sus padres antes dehaber nacido, una fuerza misteriosa le impide ap-retar el gatillo. Esta posición ha sido defendidapor el físico ruso Igor Novikov. (Él argumentaque hay una ley que nos impide caminar por eltecho, aunque nos gustara hacerlo. Asimismo,podría haber una ley que nos impida matar a

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nuestros padres antes de que hayamos nacido. Al-guna ley extraña nos impide apretar el gatillo).

En tercer lugar, el universo se desdobla en dosuniversos. En una línea temporal las personas aquienes uno mató son parecidas a sus padres,pero son diferentes porque uno está ahora en ununiverso paralelo. Esta última posibilidad parececonsistente con la teoría cuántica, como expondrécuando hable del multiverso.

La segunda posibilidad se explora en la películaTerminator 3, en la que Arnold Schwarzeneggerrepresenta a un robot del futuro en donde han to-mado el poder máquinas asesinas. Los pocos hu-manos que quedan, cazados como animales porlas máquinas, son guiados por un gran líder aquien las máquinas han sido incapaces de matar.Frustradas, las máquinas envían una serie de ro-bots asesinos al pasado, a un tiempo anterior alnacimiento del gran líder, para que maten a sumadre. Pero después de batallas épicas, la civil-ización humana es destruida al final de lapelícula, como estaba escrito.

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Regreso al futuro exploraba la tercera posibilid-ad. El doctor Brown inventa un automóvilDeLorean impulsado por plutonio, en realidaduna máquina del tiempo para viajar al pasado.Michael J. Fox (Marty McFly) entra en la má-quina, vuelve atrás y conoce a su madrequinceañera, que se enamora de él. Esto planteaun problema peliagudo. Si la madre quinceañerade Marty McFly rechaza a su futuro padre,entonces ellos nunca se habrían casado, y el per-sonaje de Michael J. Fox nunca habría nacido.

El problema es aclarado por el doctor Brown. Vaa la pizarra y traza una línea horizontal, que rep-resenta la línea de tiempo de nuestro universo.Luego traza una segunda línea que se ramifica dela primera y que representa un universo paraleloque se abre cuando uno cambia el pasado. Así,cada vez que uno vuelve atrás en el río deltiempo, el río se bifurca en dos, y una línea deltiempo se convierte en dos líneas del tiempo, o loque se llama la aproximación de los «muchosmundos», que expondré en el capítulo siguiente.

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Esto significa que pueden resolverse todas lasparadojas del viaje en el tiempo. Si uno hamatado a sus padres antes de haber nacido, signi-fica solo que ha matado a unas personas genética-mente idénticas a sus padres, con los mismos re-cuerdos y personalidades, pero que no son susverdaderos padres.

La idea de los «muchos mundos» resuelve almenos un problema importante con el viajeen el tiempo. Para un físico, la principal crít-ica al viaje en el tiempo (aparte de encontrarenergía negativa) es que los efectos de la ra-diación se acumularían hasta que o bien unomoriría en el momento de entrar en la má-quina, o bien el agujero de gusano colapsaríasobre uno. Los efectos de la radiación se acu-mularían porque cualquier radiación que en-trara en el portal del tiempo sería enviada alpasado, donde eventualmente vagaría por eluniverso hasta llegar al presente, y entoncescaería de nuevo en el agujero de gusano.Puesto que la radiación puede entrar en la

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boca del agujero de gusano un número in-finito de veces, la radiación dentro delagujero de gusano puede llegar a ser in-creíblemente intensa —lo bastante intensapara matarle—. Pero la interpretación de los«muchos mundos» resuelve este problema.Si la radiación entra en la máquina deltiempo y es enviada al pasado, entonces en-tra en un nuevo universo; no puede reentraren la máquina del tiempo otra vez, y otra, yotra. Esto significa simplemente que hay unnúmero infinito de universos, uno por cadaciclo, y cada ciclo solo contiene un fotón deradiación, no una cantidad infinita deradiación.

El debate se clarificó en 1997, cuando tres físicosdemostraron finalmente que el programa deHawking de excluir el viaje en el tiempo era in-trínsecamente fallido. Bernard Kay, MarekRadzikowsi y Robert Wald demostraron que elviaje en el tiempo es compatible con todas lasleyes de la física conocidas, excepto en un lugar.

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Cuando se viaja en el tiempo, todos los prob-lemas potenciales se concentran en el horizontede sucesos (localizado cerca de la entrada delagujero de gusano). Pero precisamente en el hori-zonte es donde esperamos que la teoría de Ein-stein deje de ser válida y dominen los efectoscuánticos. El problema es que cada vez quetratamos de calcular los efectos de la radiacióncuando entramos en una máquina del tiempo,tenemos que utilizar una teoría que combine lateoría de la relatividad general de Einstein con lateoría cuántica de la radiación. Pero cada vez queingenuamente intentamos casar estas dos teorías,la teoría resultante no tiene sentido: da una seriede respuestas infinitas que son absurdas.

Aquí es donde impera una teoría del todo. Todoslos problemas de viajar a través de un agujero degusano que han atormentado a los físicos (porejemplo, la estabilidad del agujero de gusano, laradiación que podría matar, el cierre del agujerode gusano cuando uno entrara) se concentran en

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el horizonte de sucesos, precisamente donde lateoría de Einstein no tiene sentido.

Así pues, la clave para entender el viaje en eltiempo es entender la física del horizonte desucesos, y solo una teoría del todo puede expli-carlo. Esta es la razón de que la mayoría de losfísicos estén hoy de acuerdo en que una manerade zanjar la cuestión del viaje en el tiempo es darcon una teoría completa de la gravedad y elespacio-tiempo.

Una teoría del todo unificaría las cuatro fuerzasdel universo y nos permitiría calcular lo que su-cedería cuando entráramos en una máquina deltiempo. Solo una teoría del todo podría calcularcon éxito todos los efectos de la radiacióncreados por un agujero de gusano y zanjar demanera definitiva la cuestión de cuan establesserían los agujeros de gusano cuando entráramosen una máquina del tiempo. E incluso entonces,quizá tendríamos que esperar siglos o inclusomás para construir realmente una máquina paraponer a prueba estas teorías.

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Puesto que las leyes del viaje en el tiempo estántan íntimamente relacionadas con la física de losagujeros de gusano, parece que el viaje en eltiempo debe clasificarse como una imposibilidadde clase II.

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Universos paralelos—Pero ¿quiere decir usted, señor —dijo Peter— que

podría haber otros mundos, aquí mismo,a la vuelta de la esquina, como este?

—Nada es más probable —dijoel profesor mientras hablaba para sí mismo—.

Mepregunto qué les enseñarán en esas escuelas.

C. S. Lewis, El león, la bruja y el armario

escucha: hay un universo condenadamentebueno al lado; vamos.

E.E. Cummings

¿Son realmente posibles los universos alternat-ivos? Son un artificio favorito de los guionistas

de Hollywood, como en el episodio de Star Trektitulado «Espejo, espejo». El capitán Kirk estransportado accidentalmente a un extraño uni-verso paralelo en el que la Federación de Planetases un imperio malvado donde reina la conquistabrutal, la avaricia y el saqueo. En dicho universoSpock lleva una barba amenazadora y el capitánKirk es el jefe de una banda de piratas voracesque esclaviza a sus rivales y asesina a sussuperiores.

Los universos alternativos nos permiten explorarel mundo del «qué pasaría si» y sus deliciosas eintrigantes posibilidades. En los cómics de Su-perman, por ejemplo, se han presentado variosuniversos alternativos en los que el planeta natalde Superman, Krypton, nunca explotó, o dondeSuperman revela finalmente su verdadera iden-tidad como el afable Clark Kent o se casa conLois Lane y tiene superniños. Pero ¿pertenecenlos universos paralelos solo al ámbito de La di-mensión desconocida, o tienen una base en lafísica moderna?

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A lo largo de la historia, desde las sociedadesmás antiguas, la gente siempre ha creído en otrosplanos de existencia, hogares de los dioses o delos espíritus. La Iglesia cree en el cielo, el infi-erno y el purgatorio. Los budistas tienen el nir-vana y los diferentes estados de conciencia. Y loshindúes tienen miles de planos de existencia.

En un intento de explicar dónde podría estar loc-alizado el cielo, los teólogos cristianos han espec-ulado a menudo con que quizá Dios vive en unplano dimensional más alto. Es sorprendente quesi existieran dimensiones más altas, serían pos-ibles muchas de las propiedades que se atribuyena los dioses. Un ser en una dimensión más altapodría desaparecer y reaparecer a voluntad, o at-ravesar las paredes —poderes normalmente at-ribuidos a las deidades.

La idea de los universos paralelos se ha conver-tido hace poco en uno de los temas más acalora-damente discutidos en la física teórica. Hay, dehecho, varios tipos de universos paralelos quenos obligan a reconsiderar lo que entendemos por

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«real». Lo que está en juego en estos debatessobre universos paralelos es nada menos que elsignificado de la propia realidad.

Hay al menos tres tipos de universos paralelosque se discuten con intensidad en la literaturacientífica:

a. el hiperespacio, o dimensiones másaltas,

b. el multiverso, y

c. los universos paralelos cuánticos.

Hiperespacio

El universo paralelo que ha sido objeto del máslargo debate histórico es uno de dimensiones másaltas. El hecho de que vivamos en tres dimen-siones (longitud, anchura y altura) es de sentidocomún. Independientemente de cómo movamosun objeto en el espacio, todas las posicionespueden describirse por estas tres coordenadas. Dehecho, con estos tres números podemos localizar

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cualquier objeto en el universo, desde la punta denuestra nariz a la más lejana de las galaxias.

Una cuarta dimensión espacial parece violar elsentido común. Si, por ejemplo, dejamos que elhumo llene una habitación, no vemos que desa-parezca en otra dimensión. En ninguna parte ennuestro universo vemos objetos que desaparezcano se fuguen a otro universo. Esto significa quecualesquiera dimensiones más altas, si existen,deben ser de un tamaño menor que el de unátomo.

Tres dimensiones espaciales forman la base fun-damental de la geometría griega. Aristóteles, porejemplo, escribió en su ensayo Sobre el cielo:«La línea tiene magnitud en una dirección, el pla-no en dos direcciones y el sólido en tres direc-ciones, y más allá de estas no hay otra magnitudporque las tres son todo». En el 150 d.C., Pto-lomeo de Alejandría ofreció la primera «de-mostración» de que las dimensiones más altaseran «imposibles». En su ensayo «Sobre la dis-tancia» razonaba como sigue. Tracemos tres

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líneas que son mutuamente perpendiculares(como las líneas que forman la esquina de unahabitación). Evidentemente, decía, no puededibujarse una cuarta línea perpendicular a lasotras tres, y por ello una cuarta dimensión debeser imposible. (Lo que él demostró en realidadera que nuestros cerebros son incapaces de visu-alizar la cuarta dimensión. Un PC calculasiempre en un hiperespacio).

Durante dos mil años, cualquier matemático quese atreviera a hablar de la cuarta dimensión se ar-riesgaba a ser ridiculizado. En 1685 elmatemático John Wallis polemizó contra lacuarta dimensión, calificándola de «monstruo dela naturaleza, menos posible que una quimera oun centauro». En el siglo XIX Carl Gauss, «elpríncipe de los matemáticos», desarrolló buenaparte de las matemáticas de la cuarta dimensión,aunque no llegó a publicarlo por miedo a las viol-entas reacciones que pudiera causar. Pero enprivado Gauss realizó experimentos para poner aprueba si la geometría plana tridimensional

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describía realmente el universo. En un experi-mento situó a sus ayudantes provistos de lin-ternas en tres cimas montañosas que formaban unenorme triángulo. Gauss midió entonces los án-gulos de cada esquina del triángulo. Para su de-cepción, encontró que los ángulos internossumaban 180 grados. Concluyó que si había des-viaciones respecto a la geometría griega estándar,debían de ser tan pequeñas que no podían de-tectarse con sus linternas.

Gauss dejó para su estudiante, Georg BernhardRiemann, la tarea de desarrollar las matemáticasfundamentales de las dimensiones más altas (quedécadas más tarde fueron importadas en la teoríade la relatividad general de Einstein). De unplumazo, en una famosa conferencia que pronun-ció en 1854, Riemann derrocó dos mil años degeometría griega y estableció las matemáticasclásicas de las dimensiones curvas más altas quetodavía hoy utilizamos.

Una vez que el notable descubrimiento deRiemann se divulgó por toda Europa a finales del

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siglo XIX, la «cuarta dimensión» causó sensa-ción entre artistas, músicos, escritores, filósofos ypintores. De hecho, el cubismo de Picasso se in-spiró en parte en la cuarta dimensión, según lahistoriadora del arte Linda Dalrymple Henderson.(Los cuadros de Picasso de mujeres con ojos queapuntan hacia delante y la nariz a un lado eran unintento de visualizar una perspectiva tetradimen-sional, puesto que alguien que mirase desde lacuarta dimensión podría ver simultáneamente unrostro de mujer, la nariz y la parte posterior de sucabeza). Henderson escribe: «Como un agujeronegro, la "cuarta dimensión" poseía cualidadesmisteriosas que no podían entenderse por com-pleto, ni siquiera por los propios científicos. Peroel impacto de "la cuarta dimensión" fue muchomás general que el de los agujeros negros o cu-alquier otra hipótesis científica más reciente,salvo la teoría de la relatividad después de1919».[1]

Otros pintores también se basaron en lacuarta dimensión. En el Cristo hipercúbico

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de Salvador Dalí, Cristo está crucificadodelante de una extraña cruz flotante tridi-mensional, que es en realidad un«tesseract», un cubo tetradimensionaldesplegado. En su famoso cuadro La persist-encia de la memoria intentó representar eltiempo como la cuarta dimensión, y por ellola metáfora de los relojes fundidos. El Des-nudo descendiendo por una escalera, deMarcel Duchamp, era un intento de repres-entar el tiempo como la cuarta dimensióncaptando el movimiento instantáneo de undesnudo que baja por una escalera. La cuartadimensión aparece incluso en un relato deOscar Wilde, «El fantasma de Canterville»,en el que un fantasma que aterroriza unacasa vive en la cuarta dimensión.

La cuarta dimensión aparece también en variasobras de H. G. Wells, entre ellas El hombre invis-ible, La historia de Plattner y La visita maravil-losa. (En la última, que desde entonces ha ser-vido de inspiración para numerosas películas de

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Hollywood y novelas de ciencia ficción, nuestrouniverso colisiona de algún modo con un uni-verso paralelo. Un desgraciado ángel del otrouniverso cae en el nuestro después de recibir undisparo accidental de un cazador. Horrorizadopor la avaricia, la mezquindad y el egoísmo denuestro universo, el ángel acaba suicidándose).

La idea de universos paralelos fue también ex-plorada, medio en broma, por Robert Heinlein enEl número de la bestia. Heinlein imagina ungrupo de cuatro valientes individuos que ir-rumpen en universos paralelos en el deportivo in-terdimensional de un profesor loco.

En la serie de televisión Sliders, un joven lee unlibro y se inspira para construir una máquina quele permitiría «deslizarse» entre universos paralel-os. (El libro que el joven estaba leyendo era enrealidad mi libro Hiperespacío).

Pero, históricamente, la cuarta dimensión ha sidoconsiderada una mera curiosidad por parte de losfísicos. Nunca se ha encontrado prueba de

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dimensiones más altas. Esto empezó a cambiar en1919, cuando el físico Theodor Kaluza escribióun artículo muy controvertido que sugería lapresencia de dimensiones más altas. Kaluzapartía de la teoría de la relatividad general deEinstein, pero la situaba en cinco dimensiones(una dimensión de tiempo y cuatro dimensionesde espacio; puesto que el tiempo es la cuarta di-mensión espaciotemporal, los físicos se refieren ala cuarta dimensión espacial como la quinta di-mensión). Si la quinta dimensión se hacía más ymás pequeña, las ecuaciones se desdoblaban má-gicamente en dos partes. Una parte describe lateoría de la relatividad estándar de Einstein, perola otra parte se convierte en la teoría de la luz deMaxwell.

Esta era una revelación sorprendente. Quizáel secreto de la luz está en la quinta di-mensión. El propio Einstein quedó impre-sionado por esta solución, que parecía ofre-cer una elegante unificación de la luz y lagravedad. (Einstein estaba tan aturdido por

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la propuesta de Kaluza que meditó sobre elladurante dos años antes de recomendar final-mente que el artículo fuera publicado). Ein-stein escribió a Kaluza: «La idea de con-seguir [una teoría unificada] por medio deun mundo cilíndrico pentadimensionalnunca se me ocurrió. [...] A primera vista, megusta mucho su idea. [...] La unidad formal

de su teoría es impresionante».[2]

Durante años los físicos se han preguntado: si laluz es una onda, ¿qué es lo que ondula? La luzpuede atravesar miles de millones de años luz deespacio vacío, pero el espacio vacío es un vacío,privado de cualquier material. Entonces, ¿qué on-dula en el vacío? Con la teoría de Kaluzateníamos una propuesta concreta para responder aeste problema: la luz es ondulaciones en la quintadimensión. Las ecuaciones de Maxwell, que de-scriben de forma precisa todas las propiedades dela luz, emergen simplemente como las ecua-ciones para ondas que viajan en la quintadimensión.

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Imaginemos peces que nadan en un estanquepoco profundo. Nunca podrían sospechar la pres-encia de una tercera dimensión, porque sus ojosapuntan de lado, y solo pueden nadar haciadelante y hacia atrás, a izquierda y derecha. Paraellos una tercera dimensión parecería imposible.Pero imaginemos ahora que llueve sobre el est-anque. Aunque ellos no pueden ver la tercera di-mensión, pueden ver claramente las sombras delas ondulaciones en la superficie del estanque.Del mismo modo, la teoría de Kaluza explicabala luz como ondulaciones que viajan en la quintadimensión.

Kaluza daba también una respuesta a la cuestiónde dónde estaba la quinta dimensión. Puesto queno vemos pruebas de una quinta dimensión, debeestar tan fuertemente «enrollada» que no puedeser observada. (Imaginemos que tomamos unahoja de papel bidimensional y la enrollamos enun cilindro muy apretado. Visto a distancia, elcilindro parece una línea unidimensional. De estamanera, un objeto bidimensional se ha

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transformado en un objeto unidimensional alenrollarlo).

Al principio, el artículo de Kaluza causó sensa-ción. Pero en los años siguientes se plantearonobjeciones a esta teoría. ¿Cuál era el tamaño deesta nueva quinta dimensión? ¿Cómo se enrol-laba? No podían encontrarse respuestas.

Durante décadas Einstein siguió trabajando en suteoría intermitentemente. Tras su muerte, en1955, la teoría fue pronto olvidada y llegó a seruna mera nota extraña a pie de página en laevolución de la física.

La teoría de cuerdas

Todo esto cambió con la llegada de una teoríasorprendentemente nueva, llamada teoría de su-percuerdas. En los años ochenta los físicos se es-taban ahogando en un mar de partículas subatóm-icas. Cada vez que rompían un átomo con los po-tentes aceleradores de partículas, encontrabanque salían expulsadas montones de nuevaspartículas. Era tan frustrante que J. Robert

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Oppenheimer declaró que el premio Nobel deFísica debería ser para el físico que no descubri-era una nueva partícula ese año. (Enrico Fermi,horrorizado por la proliferación de nuevaspartículas subatómicas con nombres que sonabana griego, dijo: «Si pudiera recordar los nombresde todas estas partículas, habría sido unbotánico»).[3] Tras décadas de arduo trabajo, estezoo de partículas pudo ordenarse para dar algollamado el modelo estándar. Miles de millones dedólares, el sudor de miles de ingenieros y físicos,y veinte premios Nobel, han sido necesarios paraensamblar laboriosamente, pieza a pieza, el mod-elo estándar. Es una teoría realmente notable, queparece encajar todos los datos experimentalesconcernientes a las partículas subatómicas.

Pero, pese a sus éxitos experimentales, el modeloestándar adolecía de un serio defecto. Como diceStephen Hawking: «Es feo y ad hoc». Contiene almenos diecinueve parámetros libres (incluidoslas masas de las partículas y las intensidades desus interacciones con otras partículas), treinta y

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seis quarks y antiquarks, tres copias exactas y re-dundantes de subpartículas, y numerosas partícu-las subatómicas de nombres extraños, tales comoneutrinos tau, gluones de Yang-Mills, bosones deHiggs, bosones W y partículas Z. Peor aún, en elmodelo estándar no se menciona la gravedad.Parecía difícil creer que la naturaleza, en su nivelsupremo y fundamental, pudiera ser tancaprichosa y desaliñada. Era una teoría que solouna madre podía amar. La poca elegancia delmodelo estándar obligó a los físicos a reanalizartodas sus hipótesis sobre la naturaleza. Algo ibarealmente mal.

Si se analizan los últimos siglos en física, uno delos logros más importantes del siglo pasado fueresumir toda la física fundamental en dos grandesteorías: la teoría cuántica (representada por elmodelo estándar) y la teoría de la relatividad gen-eral de Einstein (que describe la gravedad). Esnotable que juntas representan la suma total delconocimiento físico en el nivel fundamental. Laprimera teoría describe el mundo de lo muy

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pequeño, el mundo cuántico subatómico dondelas partículas ejecutan una danza fantástica,aparecen y desaparecen y están en dos lugares almismo tiempo. La segunda teoría describe elmundo de lo muy grande, tal como los agujerosnegros y el big bang, y utiliza el lenguaje de lassuperficies suaves, los tejidos estirados y las su-perficies distorsionadas. Las teorías son opuestasen todo: utilizan matemáticas diferentes, hipótes-is diferentes e imágenes físicas diferentes. Escomo si la naturaleza tuviera dos manos, y nin-guna de ellas supiera lo que hace la otra.Además, cualquier intento por unir estas dos teor-ías ha llevado a respuestas absurdas. Durante me-dio siglo, cualquier físico que trataba de mediaruna unión apresurada entre la teoría cuántica y larelatividad general encontraba que la teoría le ex-plotaba en la cara, dando respuestas infinitas quecarecían de sentido.

Todo esto cambió con la llegada de la teoría desupercuerdas, que postula que el electrón y lasotras partículas subatómicas no son otra cosa que

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diferentes vibraciones de una cuerda, que actúacomo una minúscula goma elástica. Si golpeamosla goma elástica, esta vibra en modos diferentes,y cada nota corresponde a una partícula subatóm-ica diferente. De esta manera, la teoría de super-cuerdas explica los centenares de partículas sub-atómicas que se han descubierto hasta ahora enlos aceleradores de partículas. De hecho, la teoríadel Einstein emerge como una de las vibracionesmás bajas de la cuerda.

La teoría de cuerdas ha sido aclamada como una«teoría del todo», la legendaria teoría que eludióa Einstein durante los treinta últimos años de suvida. Einstein buscaba una teoría única y globalque resumiera todas las leyes físicas, que le per-mitiría «leer la mente de Dios». Si la teoría decuerdas consiguiera unificar la gravedad con lateoría cuántica, entonces podría representar lacoronación de una ciencia que se inició hace dosmil años, cuando los griegos se preguntaron dequé estaba hecha la materia.

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Pero la extraña característica de la teoría de cuer-das es que estas solo pueden vibrar en unas di-mensiones concretas del espacio-tiempo; solopueden vibrar en diez dimensiones. Si tratamosde crear una teoría de cuerdas en otras dimen-siones, la teoría se viene abajo matemáticamente.

Nuestro universo es, por supuesto, tetradimen-sional (con tres dimensiones de espacio y una detiempo). Esto significa que las otras seis dimen-siones deben de haber colapsado, o estar enrolla-das, de algún modo, como la quinta dimensión deKaluza.

Recientemente los físicos han dedicado serias re-flexiones a demostrar o refutar la existencia deestas dimensiones más altas. Quizá la maneramás simple de demostrar la existencia de estas di-mensiones más altas sería encontrar desviacionesrespecto a la ley de la gravedad de Newton. En elinstituto aprendemos que la gravedad de la Tierradisminuye a medida que subimos al espacio ex-terior. Más exactamente, la gravedad disminuyecon el cuadrado de la distancia de separación.

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Pero esto solo se debe a que vivimos en unmundo tridimensional. (Pensemos en una esferaque rodea a la Tierra. La gravedad de la Tierra sereparte uniformemente sobre la superficie de laesfera, de modo que cuanto mayor es la esfera,menor es la gravedad. Pero puesto que la super-ficie de la esfera crece como el cuadrado de suradio, la intensidad de la gravedad, repartidasobre la superficie de la esfera, debe disminuircon el cuadrado del radio).

Pero si el universo tuviera cuatro dimen-siones espaciales, entonces la gravedad de-bería disminuir con el cubo de la distancia deseparación. Si el universo tuviera n dimen-siones espaciales, entonces la gravedad de-bería disminuir con la potencia n-1. Lafamosa ley de la inversa del cuadrado deNewton ha sido comprobada con gran preci-sión sobre distancias astronómicas; por esopodemos enviar sondas espaciales que llegana los anillos de Saturno con una precisiónque quita el aliento. Pero hasta hace muy

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poco la ley de la inversa del cuadrado deNewton no había sido puesta a prueba apequeñas distancias en el laboratorio.

El primer experimento para poner a prueba la leyde la inversa del cuadrado a pequeñas distanciasse realizó en la Universidad de Colorado en2003, con resultados negativos. Aparentementeno hay un universo paralelo, al menos no en Col-orado. Pero este resultado negativo solo ha estim-ulado el apetito de otros físicos, que esperan re-petir el experimento con más precisión aún.

Además, el gran colisionador de hadrones (LHC),que estará operativo en las afueras de Ginebra, enSuiza, buscará un nuevo tipo de partícula denom-inado «spartícula», o superpartícula, que es unavibración más alta de la supercuerda (todo lo quese ve a nuestro alrededor no es sino la vibraciónmás baja de la supercuerda). Si se encuentranspartículas en el LHC, supondría una revoluciónen nuestra visión del universo. En esta imagendel universo el modelo estándar representa sim-plemente la vibración más baja de la supercuerda.

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Según Kip Thorne: «Para 2020 los físicos en-tenderán las leyes de la gravedad cuántica, queresultará ser una variante de la teoría decuerdas».

Además de dimensiones más altas, hay otro uni-verso paralelo predicho por la teoría de cuerdas,y este es el «multiverso».

El multiverso

Hay todavía una cuestión preocupante sobre lateoría de cuerdas: ¿por qué debería haber cincoversiones diferentes de la teoría de cuerdas? Lateoría de cuerdas podría unificar satisfactoria-mente la teoría cuántica con la gravedad, pero es-to podía hacerse de cinco maneras. Era bastanteembarazoso, porque la mayoría de los físicosquerían una única «teoría del todo». Einstein, porejemplo, quería saber «si Dios tuvo alguna elec-ción al hacer el universo». Pensaba que la teoríadel campo unificado de todo debería ser única.Entonces, ¿por qué debería haber cinco teorías decuerdas?

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En 1994 cayó otra bomba. Edward Witten, delInstituto de Estudios Avanzados de Princeton, yPaul Townsend, de la Universidad de Cambridge,conjeturaron que las cinco teorías de cuerdas eranen realidad la misma teoría, pero solo siañadiéramos una undécima dimensión. Desde elpunto de vista de la undécima dimensión, lascinco teorías diferentes colapsaban en una. Lateoría era única después de todo, pero solo si as-cendíamos a la cima de la montaña de la quintadimensión.

En la undécima dimensión puede existir unnuevo objeto matemático, llamado membrana(por ejemplo, como la superficie de una esfera).Aquí había una sorprendente observación: si sedescendiera desde las once dimensiones a diezdimensiones, emergerían las cinco teorías decuerdas a partir de una sola membrana. Por ello,las cinco teorías eran solo maneras diferentes demover una membrana desde once a diezdimensiones.

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(Para visualizar esto, imaginemos un balón deplaya con una goma elástica estirada alrededor desu ecuador. Imaginemos que tomamos un par detijeras y hacemos dos cortes en el balón de playa,uno por encima y otro por debajo de la gomaelástica, eliminando así la parte superior y la in-ferior del balón. Todo lo que queda es la gomaelástica, una cuerda. De la misma manera, si en-rollamos la undécima dimensión, todo lo quequeda es una membrana en su ecuador, que es lacuerda. De hecho, matemáticamente hay cincomaneras de hacer el corte, lo que nos deja concinco teorías de cuerdas diferentes en diezdimensiones).

La undécima dimensión nos daba una nueva im-agen. También significaba que quizá el propiouniverso era una membrana, que flotaba en unespacio-tiempo 11-dimensional. Además, no to-das estas dimensiones tenían que ser pequeñas.De hecho, algunas de estas dimensiones podríanser en realidad infinitas.

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Esto plantea la posibilidad de que nuestro uni-verso exista en un multiverso de otros universos.Pensemos en una gran serie de burbujas de jabónflotantes o membranas. Cada burbuja de jabónrepresenta un universo entero que flota en un es-cenario mayor del hiperespacio 11-dimensional.Estas burbujas pueden juntarse con otras, o di-vidirse, e incluso nacer súbitamente y desapare-cer. Podríamos vivir en la piel de solo uno de es-tos universos burbuja.

Max Tegmark del MIT cree que en cincuentaaños «la existencia de estos "universos paralelos"no será más controvertida de lo que lo era hacecien años la existencia de otras galaxias—entonces llamadas "universos isla"».[4]

¿Cuántos universos predice la teoría de cuerdas?Una característica embarazosa de la teoría decuerdas es que hay billones de billones de univer-sos posibles, cada uno de ellos compatible con larelatividad y la teoría cuántica. Una estimaciónafirma que podría haber un gugol de tales

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universos. (Un gugol es un 1 seguido de 100ceros).

Normalmente, la comunicación entre estos uni-versos es imposible. Los átomos de nuestrocuerpo son como moscas atrapadas en un pega-joso papel cazamoscas. Nos podemos mover lib-remente en tres dimensiones a lo largo de nuestrouniverso membrana, pero no podemos saltar deluniverso al hiperespacio porque estamos pegadosa nuestro universo. Pero la gravedad, al ser la de-formación del espacio-tiempo, puede flotar conlibertad en el espacio entre universos.

De hecho, hay una teoría que afirma que la ma-teria oscura, una forma invisible de materia querodea a la galaxia, podría ser materia ordinariaflotando en un universo paralelo. Como en lanovela de H. G. Wells El hombre invisible, unapersona se haría invisible si flotara por encima denosotros en la cuarta dimensión. Imaginemos doshojas de papel paralelas, con alguien flotando enuna hoja, justo por encima de la otra.

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De manera similar, se especula que la materia os-cura podría ser una galaxia ordinaria que se ci-erne sobre nosotros en otro universo membrana.Podríamos sentir la gravedad de esta galaxia,puesto que la gravedad puede abrirse caminoentre universos, pero dicha galaxia sería invisiblepara nosotros porque la luz se mueve por debajode la galaxia. De este modo, la galaxia tendríagravedad pero sería invisible, lo que encaja en ladescripción de la materia oscura. (Pero otra pos-ibilidad es que la materia oscura podría consistiren la siguiente vibración de la supercuerda. Todolo que vemos a nuestro alrededor, tal como átom-os y luz, no es otra cosa que la vibración másbaja de la supercuerda. La materia oscura podríaser el siguiente conjunto más alto devibraciones).

Por supuesto, la mayoría de estos universosparalelos son probablemente universos muertos,que consisten en un gas informe de partículassubatómicas, como electrones y neutrinos. En es-tos universos el protón podría ser inestable, de

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modo que la materia tal como la conocemos sedesintegraría y disolvería lentamente. Es prob-able que en muchos de estos universos no pudieraexistir materia compleja, consistente en átomos ymoléculas.

Otros universos paralelos podrían ser precis-amente lo contrario, y tener formas complejas demateria más allá de cualquier cosa que podamosconcebir. En lugar de solo un tipo de átomo con-sistente en protones, neutrones y electrones,podrían tener una extraordinaria variedad de tiposde materia estable.

Estos universos membrana también podrían coli-sionar y crear fuegos artificiales cósmicos. Al-gunos físicos de Princeton creen que quizánuestro universo empezó como dos membranasgigantescas que colisionaron hace 13.700 mil-lones de años. Según ellos, las ondas de choquede esta colisión cataclísmica crearon nuestro uni-verso. Es notable que cuando se exploran las con-secuencias experimentales de esta extraña idea,encajan en apariencia con los resultados

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procedentes del satélite WMAP actualmente enórbita. (Esta se denomina la teoría del «bigsplat»).

La teoría del multiverso tiene un hecho a su fa-vor. Cuando analizamos las constantes de la nat-uraleza encontramos que están «ajustadas» deforma muy precisa para que permitan la vida. Siaumentamos la intensidad de la fuerza nuclear,entonces las estrellas se queman con demasiadarapidez para que pueda aparecer vida. Si reduci-mos la intensidad de la fuerza nuclear, entonceslas estrellas nunca se encienden y no puede exi-stir vida. Si aumentamos la fuerza de la gravedad,entonces nuestro universo muere rápidamente enun big crunch. Si reducimos la intensidad de lagravedad, entonces el universo se expande rápi-damente en un big freeze. De hecho, hay muchas«coincidencias» en los valores de las constantesde la naturaleza que hacen posible la vida. Enapariencia nuestro universo vive en una «zonaRizos de Oro» de muchos parámetros, todos loscuales están «finamente ajustados» para permitir

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la vida. De modo que o bien nos quedamos con laconclusión de que hay un Dios de algún tipo queha escogido que nuestro universo sea el «justo»para permitir la vida, o bien hay miles de mil-lones de universos paralelos, muchos de ellosmuertos. Como ha dicho Freeman Dyson:«Parece que el universo sabía que íbamos avenir».

Sir Martin Rees, de la Universidad de Cam-bridge, ha escrito que este ajuste fino es, dehecho, una prueba convincente a favor del mul-tiverso. Hay cinco constantes físicas (tales comola intensidad de las diversas fuerzas) que están fi-namente ajustadas para permitir la vida, y él creeque también hay un número infinito de universosen los que las constantes de la naturaleza no soncompatibles con la vida.

Este es el denominado «principio antrópico». Laversión débil afirma simplemente que nuestrouniverso está finamente ajustado para permitir lavida (puesto que nosotros estamos aquí parahacer esta afirmación). La versión fuerte dice que

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quizá nuestra existencia fue un subproducto deun diseño o propósito. La mayoría de los cosmó-logos estarían de acuerdo con la versión débil delprincipio antrópico. Pero hay mucho debate sobresi el principio antrópico es un nuevo principio dela ciencia que pudiera llevar a nuevos descubri-mientos y resultados, o si es simplemente unaafirmación de lo obvio.

La teoría cuántica

Además de dimensiones más altas y el mul-tiverso, hay todavía otro tipo de universoparalelo, un tipo que provocó dolores de cabeza aEinstein y que continúa preocupando hoy a losfísicos. Se trata del universo cuántico predichopor la mecánica cuántica ordinaria. Las paradojasdentro de la física cuántica parecen tan intrat-ables que al premio Nobel Richard Feynman legustaba decir que nadie entiende realmente lateoría cuántica.

Resulta irónico que aunque la teoría cuántica esla teoría más satisfactoria nunca propuesta por la

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mente humana (hasta una precisión de una parteen 10.000 millones), está construida sobre un ter-reno de azar, suerte y probabilidades. A diferen-cia de la teoría newtoniana, que daba respuestasclaras y definidas al movimiento de los objetos,la teoría cuántica solo puede dar probabilidades.Las maravillas de la era moderna, tales como losláseres, internet, los ordenadores, la televisión,los teléfonos móviles, el radar, los hornos de mi-croondas y muchas más cosas, se basan en lasarenas movedizas de las probabilidades.

El mejor ejemplo de esta paradoja es el famosoproblema del «gato de Schródinger» (formuladopor uno de los fundadores de la teoría cuántica,quien paradójicamente propuso el problema paradestruir esta interpretación probabilista).Schródinger cargó contra esta interpretación desu teoría, afirmando: «Si tuviéramos quequedarnos con este condenado salto cuántico,entonces lamentaría haber estado involucrado enesto».[5]

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La paradoja del gato de Schródinger es comosigue: un gato está colocado en una caja cerrada.En el interior, una pistola apunta al gato (y elgatillo está conectado a un contador Geiger próx-imo a un trozo de uranio). Normalmente, cuandoel átomo de uranio se desintegra dispara el conta-dor Geiger, y con ello la pistola, y el gato muere.El átomo de uranio puede estar desintegrado ono. El gato está o muerto o vivo. Esto es purosentido común.

Pero en teoría cuántica no sabemos con certeza siel uranio se ha desintegrado. Por ello tenemosque sumar las dos posibilidades, sumando la fun-ción de onda de un átomo desintegrado a la fun-ción de onda de un átomo intacto. Pero esto sig-nifica que, para describir el gato, tenemos quesumar los dos estados del gato. Por ello, el gatono está ni muerto ni vivo. Está representadocomo suma de un gato muerto y un gato vivo.

Como Feynman escribió en cierta ocasión, lamecánica cuántica «describe la naturaleza comoalgo absurdo desde el punto de vista del sentido

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común. Y concuerda plenamente con el experi-mento. Por eso espero que ustedes puedan acept-ar la naturaleza tal como Ella es: absurda».[6]

Para Einstein y Schródinger, esto era un de-spropósito. Einstein creía en una «realidadobjetiva», una visión newtoniana y de sen-tido común en la que los objetos existían enestados definidos, no como la suma demuchos estados posibles. Y pese a todo, estaextraña interpretación está en el corazón dela civilización moderna. Sin ella la electrón-ica moderna (y los átomos mismos denuestro cuerpo) dejarían de existir. (Ennuestro mundo ordinario bromeamos a vec-es diciendo que es imposible que una mujeresté «un poco embarazada». Pero en la teor-ía cuántica es incluso peor. Existimos simul-táneamente como la suma de todos los pos-ibles estados corporales: no embarazada,embarazada, una hija, una mujer anciana,una quinceañera, una trabajadora, etc).

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Hay varias maneras de resolver estapeliaguda paradoja. Los fundadores de lateoría cuántica creían en la Escuela deCopenhague, que decía que una vez que seabre la caja, se hace una medida y se puededeterminar si el gato está muerto o está vivo.La función de onda ha «colapsado» en unúnico estado y domina el sentido común. Lasondas han desaparecido, dejando solopartículas. Esto significa que el gato entraahora en un estado definido (o muerto ovivo) y ya no está descrito por una función deonda.

Así pues, hay una barrera invisible que separa elextraño mundo del átomo y el mundo macro-scópico de los humanos. En el caso del mundoatómico, todo se describe por ondas de probabil-idad, donde los átomos pueden estar en muchoslugares a la vez. Cuanto mayor es la onda en unpunto, mayor es la probabilidad de encontrar a lapartícula en ese punto. Pero en el caso de objetosgrandes estas ondas han colapsado y los objetos

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existen en estados definidos; con ello prevaleceel sentido común.

(Cuando iba algún invitado a la casa de Einstein,él apuntaba a la Luna y preguntaba: «¿Existe laLuna porque la mira un ratón?». En cierto sen-tido, la respuesta de la Escuela de Copenhaguesería sí).

La mayoría de los libros de texto de física se adh-ieren religiosamente a la Escuela de Copenhagueoriginal. Pero muchos investigadores la hanabandonado. Ahora tenemos la nanotecnología ypodemos manipular átomos individuales, demodo que átomos que aparecen y desaparecenpueden manipularse a voluntad, utilizandonuestros microscopios de efecto túnel. No hayninguna «pared» invisible que separe el mundomicroscópico del macroscópico. Hay uncontinuo.

Hoy día no hay consenso en cómo resolver estacuestión, que afecta al mismo corazón de la físicamoderna. En los congresos, muchas teorías

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compiten acaloradamente con otras. Un punto devista minoritario es que debe haber una «concien-cia cósmica» que llena el universo. Los objetosnacen cuando se hacen medidas, y las medidasson hechas por seres conscientes. Por ello debehaber una conciencia cósmica que llena el uni-verso y determina en qué estado estamos.

Algunos, como el premio Nobel Eugene Wigner,han argumentado que esto prueba la existencia deDios o alguna conciencia cósmica. (Wigner es-cribió: «No era posible formular las leyes [de lateoría cuántica] de una forma plenamente consist-ente sin referencia a la conciencia». De hecho, élmanifestó incluso un interés por la filosofía ved-anta del hinduismo, en la que el universo estálleno de una conciencia que todo lo abarca).

Otro punto de vista sobre la paradoja es la idea delos «muchos mundos», propuesta por Hugh Ever-ett en 1957, que afirma que el universo simple-mente se desdobla por la mitad, con un gato vivoen una mitad y un gato muerto en la otra. Estosignifica que hay una enorme proliferación o

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ramificación de universos paralelos cada vez queocurre un suceso cuántico. Cualquier universoque pueda existir, existe. Cuanto más extraño esel universo, menos probable es, pero en cualquiercaso estos universos existen. Esto significa quehay un mundo paralelo en el que los nazisganaron la Segunda Guerra Mundial, o un mundoen donde la Armada Invencible nunca fuederrotada y todos hablan en español. En otras pa-labras, la función de onda nunca colapsa. Solosigue su camino, desdoblándose felizmente en in-contables universos.[7]

Como ha dicho el físico del MIT Alan Guth:«Hay un universo en donde Elvis está todavíavivo, y Al Gore es presidente». El premio NobelFrank Wilczek dice: «Nos asusta saber que infin-itas copias de nosotros mismos, con ligeras vari-antes, están viviendo sus vidas paralelas, y que encada instante nacen más duplicados y asumennuestros muchos futuros alternativos».[8]

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Un punto de vista que está ganando popularidadentre los físicos es algo llamado «decoherencia».Esta teoría afirma que todos estos universosparalelos son posibilidades, pero nuestra funciónde onda se ha desacoplado de ellos (es decir, yano vibra al unísono con ellos), y por lo tanto yano interacciona con ellos. Esto significa que den-tro de su sala de estar usted coexiste simultánea-mente con la función de onda de dinosaurios, ali-enígenas, piratas, unicornios..., todos los cualescreen firmemente que el universo es el «real»,pero ya no estamos «sintonizados» con ellos.

Según el premio Nobel Steven Weinberg, esto escomo sintonizar una emisora de radio en su salade estar. Usted sabe que su sala de estar está in-undada con señales procedentes de numerosasemisoras de radio de todo el país y todo elmundo. Pero su radio sintoniza solo una estación.Ya no es «coherente» con todas las demásemisoras. (Para resumir, Weinberg señala que laidea de los «muchos mundos» es «una idea

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miserable, con excepción de todas las demásideas»).

Entonces, ¿existe la función de onda de una mal-vada Federación de Planetas que somete a losplanetas más débiles y mata a sus enemigos?Quizá, pero si es así, nosotros no estamos en co-herencia con dicho universo.

Universos cuánticos

Cuando Hugh Everett discutió su teoría de los«muchos mundos» con otros físicos, recibió reac-ciones de desconcierto o indiferencia. Un físico,Bryce DeWitt, de la Universidad de Texas, pusoobjeciones a la teoría porque «yo no puedo sentircómo me desdoblo». Pero esto, decía Everett, esun caso similar al de Galileo cuando respondía asus críticos que decían que no podían sentir quela Tierra se moviera. (Finalmente DeWitt se pasóal lado de Everett y se convirtió en un destacadodefensor de la teoría).

Durante décadas, la teoría de los «muchos mun-dos» languideció en la oscuridad. Sencillamente

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era demasiado fantástica para ser cierta. John A.Wheeler, tutor de Everett en Princeton, llegó a laconclusión de que había demasiado «exceso deequipaje» relacionado con la teoría. Pero unarazón de que la teoría se haya puesto ahora demoda repentinamente es que los físicos están in-tentando aplicar la teoría cuántica al últimodominio que se ha resistido a ser cuantizado: elpropio universo. Aplicar el principio de incer-tidumbre al universo entero lleva de forma natur-al al multiverso.

El concepto de «cosmología cuántica» parece alprincipio una contradicción en los términos: lateoría cuántica se refiere al mundo infinitesimal-mente minúsculo del átomo, mientras que la cos-mología se refiere al universo entero. Pero con-sideremos esto: en el instante del big bang el uni-verso era mucho más pequeño que un electrón.Todos los físicos coinciden en que los electronesdeben estar cuantizados; es decir, se describenmediante una ecuación de ondas probabilista (laecuación de Dirac) y pueden existir en universos

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paralelos. Por ello, si los electrones deben estarcuantizados y si el universo fue un vez máspequeño que un electrón, entonces el universodebe existir también en estados paralelos —unateoría que lleva de manera natural a una aproxim-ación de «muchos universos»—. Sin embargo, lainterpretación de Copenhague de Niels Bohrtropezaba con problemas cuando se aplicaba aluniverso entero. La interpretación de Copenhag-ue, que se enseña en cualquier curso de mecánicacuántica en doctorado, depende de un «obser-vador» que hace una observación y colapsa lafunción de onda. El proceso de observación esabsolutamente esencial para definir el mundomacroscópico, pero ¿cómo puede uno estar«fuera» del universo mientras está observando eluniverso entero? Si una función de onda describeel universo, entonces ¿cómo puede un observador«exterior» colapsar la función de onda del uni-verso? De hecho, algunos ven la incapacidad deobservar el universo desde «fuera» del universo

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como un defecto fatal de la interpretación deCopenhague.

En la aproximación de los «muchos mundos» lasolución a este problema es simple: el universosimplemente existe en muchos estados paralelos,todos ellos definidos por una función de ondamaestra llamada «función de onda del universo».En cosmología cuántica el universo empezócomo una fluctuación cuántica del vacío, es de-cir, como una minúscula burbuja en la espumadel espacio-tiempo. La mayoría de los universosbebé en la espuma del espacio-tiempo tienen unbig bang e inmediatamente después tienen un bigcrunch. Por esto es por lo que nunca los vemos,porque son pequeños en extremo y de corta vida,surgen y desaparecen de repente en el vacío. Estosignifica que incluso «la nada» está hirviendocon universos bebé que nacen y desaparecen in-stantáneamente, aunque en una escala que es de-masiado pequeña para que la detecten nuestrosinstrumentos. Pero por la misma razón, una de lasburbujas en la espuma del espacio-tiempo no

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recolapsó en un big crunch, sino que siguió ex-pandiéndose. Este es nuestro universo. SegúnAlan Guth, esto significa que el universo enteroes un «free lunch», un almuerzo de balde.

En cosmología cuántica, los físicos parten dealgo análogo a la ecuación de Schródinger quegobierna la función de onda de electrones yátomos. Utilizan la ecuación de DeWitt-Wheeler,que actúa sobre la «función de onda del uni-verso». Normalmente la función de onda deSchródinger está definida en todo punto del espa-cio y el tiempo, y por ello se pueden calcular lasprobabilidades de encontrar un electrón en dichopunto del espacio y el tiempo. Pero la «funciónde onda del universo» está definida sobre todoslos universos posibles. Si resulta que la funciónde onda del universo es grande cuando se definepara un universo específico, eso significa que hayuna gran probabilidad de que el universo esté enese estado concreto.

Hawking ha desarrollado este punto de vista.Nuestro universo, afirma, es especial entre otros

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universos. La función de onda del universo esgrande para el nuestro y casi cero para la mayoríade los otros universos. Así pues, hay una probab-ilidad pequeña pero finita de que otros universospuedan existir en el multiverso, pero el nuestrotiene la probabilidad más grande. De hecho,Hawking trata de derivar la inflación de estamanera. En esta imagen, un universo que se inflaes simplemente más probable que un universoque no lo hace, y por ello nuestro universo se hainflado.

La teoría de que nuestro universo procedía de la«nada» de la espuma del espacio-tiempo podríaparecer por completo indemostrable, pero escompatible con varias observaciones simples. Enprimer lugar, muchos físicos han señalado que essorprendente que la cantidad total de cargas pos-itivas y cargas negativas en nuestro universo secancelen exactamente, al menos dentro de la pre-cisión experimental. Damos por hecho que en elespacio exterior la gravedad es la fuerza domin-ante, pero esto es solo porque las cargas positivas

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y las negativas se cancelan exactamente. Si hubi-era el más mínimo desequilibrio entre cargas pos-itivas y negativas en la Tierra, sería suficientepara desgarrar nuestro planeta, pues la repulsiónelectrostática superaría a la fuerza gravitatoriaque mantiene la Tierra unida. Una manera simplede explicar por qué existe este equilibrio entrecargas positivas y negativas es suponer quenuestro universo procedía de la «nada», y la«nada» tiene carga cero.

En segundo lugar, nuestro universo tiene espíncero. Aunque durante años Kurt Gódel intentódemostrar que el universo estaba rotando alsumar los espines de las diversas galaxias, los as-trónomos creen hoy que el espín total del uni-verso es cero. El fenómeno se explicaría fácil-mente si el universo viniera de la «nada», puestoque la «nada» tiene espín cero.

En tercer lugar, la procedencia de nuestro uni-verso de la nada ayudaría a explicar por qué elcontenido total de materia-energía del universo estan pequeño, quizá incluso cero. Cuando

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sumamos la energía positiva de la materia y laenergía negativa asociada a la gravedad, las dosparecen cancelarse mutuamente. Según la re-latividad general, si el universo es cerrado y fi-nito, entonces la cantidad total de materia-energíaen el universo debería ser exactamente cero. (Sinuestro universo es abierto e infinito, esto notiene por qué ser cierto; pero la teoría inflacion-aria parece indicar que la cantidad total demateria-energía en nuestro universo es ex-traordinariamente pequeña).

¿Contacto entre universos?

Esto deja abiertas algunas cuestiones preocu-pantes: si los físicos no pueden descartar la pos-ibilidad de varios tipos de universos paralelos,¿sería posible entrar en contacto con ellos? ¿Vis-itarlos? ¿O es posible que seres de otros univer-sos nos hayan visitado?

El contacto con otros universos cuánticos que noestén en coherencia con nosotros parece bastanteimprobable. La razón de que hayamos perdido la

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coherencia con estos otros universos es quenuestros átomos han rebotado incesantementecon otros átomos en el ambiente circundante.Cada vez que se produce una colisión, la funciónde onda de dicho átomo parece «colapsar»; es de-cir, el número de universos paralelos decrece.Cada colisión reduce el número de posibilidades.La suma total de todos estos billones de «minic-olapsos» atómicos produce la ilusión de que losátomos de nuestro cuerpo están totalmentecolapsados en un estado definido. La «realidadobjetiva» de Einstein es una ilusión creada por elhecho de que tenemos muchos átomos en nuestrocuerpo, cada uno de los cuales está chocandocontinuamente con los demás y reduciendo cadavez el número de universos posibles.

Es como examinar una imagen desenfocada através de una cámara. Esto correspondería al mi-cromundo, donde todo parece borroso e indefin-ido. Pero cada vez que ajustamos el foco de la cá-mara, la imagen se hace más y más nítida. Estocorresponde a billones de minúsculas colisiones

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con átomos vecinos, cada una de las cuales re-duce el número de universos posibles. De estamanera hacemos suavemente la transición del mi-cromundo borroso al macromundo.

Así pues, la probabilidad de interaccionar conotro universo cuántico similar al nuestro no esnula, pero disminuye con rapidez con el númerode átomos en nuestro cuerpo. Puesto que hay bil-lones de billones de átomos en nuestro cuerpo, laprobabilidad de que interaccionemos con otrouniverso que contenga dinosaurios o alienígenases infinitesimalmente pequeña. Se puede calcularque tendríamos que esperar un tiempo muchomayor que la vida del universo para que sucedatal acontecimiento.

Por lo tanto, el contacto con un universo paralelocuántico no puede descartarse, pero sería unsuceso extraordinariamente raro, puesto que noestamos en coherencia con ellos. Pero en cosmo-logía encontramos un tipo diferente de universoparalelo: un multiverso de universos que coex-isten unos con otros, como burbujas de jabón que

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flotan en un baño de burbujas. El contacto conotro universo en el multiverso es una cuestióndiferente. Sin duda sería una hazaña difícil, perouna hazaña que sería posible para una civiliza-ción tipo III.

Como hemos visto antes, la energía necesariapara abrir un agujero en el espacio o para ampliarla espuma del espacio-tiempo es del orden de laenergía de Planck, donde toda la física conocidadeja de ser válida. El espacio y el tiempo no sonestables a dicha energía, y esto abre la posibilid-ad de dejar nuestro universo (suponiendo queexistan otros universos y que no muramos en elproceso).

Esta no es una cuestión puramente académica,puesto que toda vida inteligente en el universotendrá que enfrentarse algún día al fin del uni-verso. En definitiva, la teoría del multiversopuede ser la salvación para toda vida inteligenteen nuestro universo. Datos recientes del satéliteWMAP actualmente en órbita confirman que eluniverso se está expandiendo a un ritmo

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acelerado. Quizá un día perezcamos todos en loque los físicos llaman un big freeze. Finalmente,el universo entero se oscurecerá; todas las estrel-las en los cielos se apagarán y el universo consi-stirá en estrellas muertas, estrellas de neutronesy. agujeros negros. Incluso los átomos mismos desus cuerpos pueden empezar a desintegrarse. Lastemperaturas se hundirán hasta cerca del cero ab-soluto, lo que hará la vida imposible.

A medida que el universo se aproxime a esepunto, una civilización avanzada que se enfrentea la muerte final del universo podría contemplarla idea de hacer el último viaje a otro universo.Estos seres tendrían que elegir entre congelarsehasta la muerte o salir. Las leyes de la física sonuna garantía de muerte para toda vida inteligente,pero hay una cláusula de escape en dichas leyes.

Una civilización semejante tendría que dominarla potencia de enormes colisionadores de átomosy de haces láser tan grandes como un sistema sol-ar o un cúmulo estelar para concentrar unaenorme potencia en un único punto y alcanzar la

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fabulosa energía de Planck. Es posible quehacerlo fuera suficiente para abrir un agujero degusano o una puerta a otro universo. Una civil-ización tipo III podría utilizar la colosal energía asu disposición para abrir un agujero de gusano yhacer un viaje a otro universo, dejando nuestrouniverso moribundo para empezar de nuevo.

¿Un universo bebé en el laboratorio?

Por increíbles que puedan parecer algunas de es-tas ideas, han sido seriamente consideradas porlos físicos. Por ejemplo, cuando tratamos de en-tender cómo se originó el big bang, tenemos queanalizar las circunstancias que condujeron a esaexplosión original. En otras palabras, tenemosque preguntar: ¿cómo hacer un universo bebé enel laboratorio? Andrei Linde de la Universidad deStanford, uno de los cocreadores de la idea deluniverso inflacionario, dice que si podemos crearuniversos bebé, entonces «quizá sea tiempo deredefinir a Dios como algo más sofisticado quesolo el creador del universo».

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La idea no es nueva. Cuando hace años los físi-cos calcularon la energía necesaria para desen-cadenar el big bang «la gente empezó a pregun-tarse inmediatamente qué sucedería si se colo-caran montones de energía en un espacio en ellaboratorio —muchos cañonazos a la vez—.¿Podría concentrarse energía suficiente para des-encadenar un mini big bang?», pregunta Linde.

Si concentramos suficiente energía en un punto,todo lo que tendríamos sería un colapso delespacio-tiempo en un agujero negro, nada más.Pero en 1981 Alan Guth del MIT y Lindepropusieron la teoría del «universo inflacion-ario», que desde entonces ha generado enormeinterés entre los cosmólogos. Según esta idea, elbig bang empezó con una expansión turbocar-gada, mucho más rápida de lo que se creía pre-viamente. (La idea del universo inflacionarioresolvía muchos problemas persistentes en cos-mología, tales como por qué el universo deberíaser tan uniforme. Miremos donde miremos, yasea una región del cielo nocturno o la opuesta,

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vemos un universo uniforme, incluso si no ha ha-bido tiempo suficiente desde el big bang para queestas regiones enormemente separadas entren encontacto. La respuesta a este rompecabezas,según la teoría del universo inflacionario, es queun minúsculo fragmento de espacio-tiempo queera relativamente uniforme se hinchó hasta con-vertirse en el universo visible entero). Para des-encadenar la inflación Guth supone que en elprincipio del tiempo había minúsculas burbujasde espacio-tiempo, una de las cuales se inflóenormemente para convertirse en el universo dehoy.

De un golpe, la teoría del universo inflacionariorespondía a numerosas preguntas cosmológicas.Además, es compatible con todos los datos quetenemos hoy procedentes del espacio exteriorcaptados por los satélites WMAP y COBE. Dehecho, es indiscutiblemente la primera candidatapara una teoría del big bang.

Pero la teoría del universo inflacionario planteauna serie de preguntas embarazosas, ¿por qué

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empezó a inflarse esta burbuja? ¿Qué apagó laexpansión, de la que resultó el universo actual?Si la inflación sucedió una vez, ¿podría sucederde nuevo? Resulta irónico que aunque el escen-ario inflacionario es la primera teoría en cosmo-logía, casi nada se sabe sobre lo que puso enmarcha la inflación y lo que la detuvo.

Para responder a estas molestas preguntas, en1987 Alan Guth y Edward Fahri del MITplantearon otra pregunta hipotética: ¿cómopodría una civilización avanzada inflar su propiouniverso? Ellos creían que si pudieran respondera esta pregunta, podrían responder a la preguntamás profunda de por qué el universo se infló deentrada.

Encontraron que si se concentraba energía sufi-ciente en un punto se formarían espontáneamenteminúsculas burbujas de espacio-tiempo. Pero silas burbujas fueran demasiado pequeñas, desa-parecerían de nuevo en la espuma del espacio-tiempo. Solo si las burbujas fueran

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suficientemente grandes podrían expandirse paradar un universo entero.

Desde el exterior el nacimiento de este nuevouniverso no se notaría mucho, no más que la det-onación de una bomba nuclear de 500 kilotones.Parecería como si una pequeña burbuja hubieradesaparecido del universo, dejando una pequeñaexplosión nuclear. Pero dentro de la burbujapodría expandirse un universo totalmente nuevo.Pensemos en una burbuja de jabón que se desdo-bla o genera una burbuja más pequeña, dandolugar a una burbuja de jabón bebé. La minúsculaburbuja de jabón podría expandirse rápidamentehasta formar una burbuja de jabón totalmentenueva. De la misma forma, dentro del universoveríamos una enorme explosión del espacio-tiempo y la creación de un universo entero.

Desde 1987 se han propuesto muchas teorías paraver si la introducción de energía puede hacer queuna gran burbuja se expanda hasta dar un uni-verso entero. La teoría más comúnmente acept-ada es que una nueva partícula, llamada

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«inflatón», desestabilizó el espacio-tiempo, ehizo que se formaran y expandieran talesburbujas.

La última controversia estalló en 2006, cuandolos físicos empezaron a considerar seriamenteuna nueva propuesta para desencadenar un uni-verso bebé con un monopolo. Aunque los mono-polos —partículas que llevan un solo polo norte opolo sur— nunca se han visto, se cree queabundaban en el universo primitivo. Son tan mas-ivos que son extraordinariamente difíciles decrear en el laboratorio; pero, precisamente porqueson tan masivos, si inyectamos aún más energíaen un monopolo podríamos desencadenar un uni-verso bebé para expandirlo hasta dar un universoreal.

¿Por qué querrían los físicos crear un universo?Linde dice «¿En esta perspectiva, cada uno denosotros puede convertirse en un dios». Pero hayuna razón más práctica para querer crear unnuevo universo: en definitiva, para escapar a laeventual muerte de nuestro universo.

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¿La evolución de los universos?

Algunos físicos han llevado esta idea aun más le-jos, hasta los mismos límites de la ciencia fic-ción, al preguntar si la inteligencia puede haberechado una mano en el diseño de nuestrouniverso.

En la imagen de Guth/Fahri una civilizaciónavanzada puede crear un universo bebé, pero lasconstantes físicas (por ejemplo, la masa del elec-trón y del protón y las intensidades de las cuatrofuerzas) son las mismas. Pero ¿qué pasa si unacivilización avanzada pudiera crear universos be-bés que difieren ligeramente en sus constantesfundamentales? Entonces los universos bebésserían capaces de evolucionar con el tiempo, ycada generación de universos bebés sería ligera-mente diferente de la generación anterior.

Si consideramos que las constantes funda-mentales son el «ADN» de un universo, eso sig-nifica que la vida inteligente podría ser capaz decrear universos con ADN ligeramente diferente.

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Con el tiempo, los universos evolucionarían, ylos universos que proliferaran serían aquellos quetuvieran el mejor «ADN» que permitiera quefloreciera la vida inteligente. El físico EdwardHarrison, basándose en una idea previa de LeeSmolin, ha propuesto una «selección natural»entre universos. Los universos que dominan elmultiverso son precisamente los que tienen elmejor ADN, el que es compatible con crear civil-izaciones avanzadas que, a su vez, crean más uni-versos bebés. «Supervivencia de los más adapta-dos» es simplemente supervivencia de los univer-sos que son más proclives a producir civiliza-ciones avanzadas.

Si esta imagen es correcta, explicaría por qué lasconstantes fundamentales del universo están «fin-amente ajustadas» para permitir la vida. Significasencillamente que los universos con las deseablesconstantes fundamentales compatibles con lavida son los que proliferan en el universo.

(Aunque esta idea de «evolución de universos»es atractiva porque podría explicar el problema

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del principio antrópico, la dificultad reside en queno puede ponerse a prueba y no se puede refutar.Tendremos que esperar hasta tener una teoría deltodo completa antes de poder dar sentido a estateoría).

Actualmente, nuestra tecnología es demasiadoprimitiva para revelar la presencia de estos uni-versos paralelos. Por lo tanto, todo esto se clasifi-caría como una imposibilidad de clase II —im-posible hoy, pero que no viola las leyes de lafísica—. En una escala de miles a millones deaños, estas especulaciones podrían convertirse enla base de una tecnología para una civilizacióntipo III.

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Tercera Parte

IMPOSIBILIDADES DE CLASEIII14

Máquinas de movimiento perpetuoUna teoría pasa por cuatro etapas antes

de ser aceptada:

I. esto es un sinsentido sin ningún valor;II. es interesante, pero perversa;

III. esto es cierto, pero no tiene ningunaimportancia;

I V. yo siempre lo dije.

J.B.S. Haldane, 1963

En la clásica novela de Isaac Asimov Los propiosdioses, un oscuro químico del año 2070 topa ac-cidentalmente con el mayor descubrimiento detodos los tiempos, la bomba de electrones, queproduce energía limitada sin coste alguno. El

impacto es inmediato y profundo. Es aclamadocomo el mayor científico de todos los tiempospor satisfacer la insaciable necesidad de energíapor parte de la civilización. «Era el Santa Claus yla lámpara de Aladino del mundo entero», es-cribía Asimov. Funda una compañía que prontose convierte en una de las corporaciones másricas del planeta y deja fuera de juego a las indus-trias del petróleo, el gas, el carbón y la energíanuclear.[1]

El mundo es inundado con energía gratuita y lacivilización se emborracha con este nuevo poder.Mientras todos celebran este gran logro, un físicosolitario se siente incómodo. «¿De dónde saletoda esta energía gratuita?», se pregunta. Final-mente descubre el secreto. La energía gratuitatiene en realidad un terrible precio: proviene deun agujero en el espacio que conecta nuestro uni-verso con un universo paralelo, y el súbito aflujode energía en nuestro universo está iniciando unareacción en cadena que con el tiempo destruirá

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estrellas y galaxias, convertirá el Sol en una su-pernova y destruirá a la Tierra con él.

Desde que existe la historia escrita, el Santo Grialde inventores y científicos, pero también de char-latanes y artistas del fraude, ha sido la legendaria«máquina de movimiento perpetuo», un disposit-ivo que puede funcionar indefinidamente sin pér-dida de energía. Una versión aun mejor es un dis-positivo que crea más energía de la que consume,tal como la bomba de electrones, que crea ener-gía gratuita e ilimitada.

En los próximos años, a medida que nuestromundo industrializado agote poco a poco el pet-róleo barato, habrá una enorme presión para en-contrar nuevas y abundantes fuentes de energíalimpia. El aumento del precio del gas, la caída dela producción, el aumento de la contaminación,los cambios atmosféricos, etc., todo ello alimentaun renovado e intenso interés por la energía.

Esta preocupación es aprovechada hoy por in-ventores que prometen entregar cantidades

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ilimitadas de energía libre y tratan de vender susinventos por cientos de millones. Periódicamentesurgen numerosos inventores heterodoxos queson recibidos con afirmaciones sensacionales enlos medios financieros y aclamados como lospróximos Edison.

La popularidad de la máquina de movimientoperpetuo es amplia. En un episodio de LosSimpson titulado «El PTA se dispersa», Lisa con-struye su propia máquina de movimiento per-petuo durante una huelga de profesores. Esto im-pulsa a Homer a declarar seriamente: «Lisa, dejaeso... en esta casa obedecemos las leyes de latermodinámica».

En los juegos de ordenador Los Sims, XenosagaEpisodes I and II y Ultima VI: The False Proph-et, así como en el programa de Nickelodeon Inv-asor Zim, las máquinas de movimiento perpetuotienen un papel destacado en los argumentos.

Pero si la energía es tan preciosa, entonces ¿cuáles exactamente la probabilidad de crear máquinas

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de movimiento perpetuo? ¿Realmente son impos-ibles estos aparatos, o su creación requeriría unarevisión de las leyes de la física?

La historia vista a través de la energía

La energía es vital para la civilización. De hecho,toda la historia de la humanidad puede verse através de la lente de la energía. Durante el 99,9por ciento de la existencia humana las sociedadesprimitivas fueron nómadas y llevaban una pre-caria vida de recolección y caza en busca de ali-mento. La vida era brutal y corta. La energíadisponible era de un quinto de caballo de poten-cia —la potencia de nuestros propios múscu-los—. Los análisis de los huesos de nuestrosantepasados muestran pruebas de enormes deteri-oros, a causa del impresionante esfuerzo por lasupervivencia diaria. La esperanza de vida era demenos de veinte años.

Pero tras el final de la última época glacial haceunos 10.000 años, el ser humano descubrió la

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agricultura y empezó a domesticar animales, es-pecialmente el caballo, lo que poco a pocoaumentó su producción de energía hasta uno odos caballos de potencia. Esto puso en marcha laprimera gran revolución en la historia de la hu-manidad. Con el caballo o el buey, un hombretenía energía suficiente para arar un campo en-tero por sí solo, viajar decenas de kilómetros enun día o mover cientos de kilos de grano o rocade un lugar a otro. Por primera vez en la historia,las familias tenían un excedente de energía, y elresultado fue la fundación de las primerasciudades. Un exceso de energía significaba que lasociedad podía ofrecer apoyo a una clase deartesanos, arquitectos, constructores y escribas, yasí pudo florecer la civilización antigua. Pronto,de las junglas y del desierto surgieron grandesciudades e imperios. La esperanza de vida llegó aunos treinta años.

Mucho más tarde, hace unos trescientos años,tuvo lugar la segunda gran revolución en la his-toria. Con la llegada de las máquinas de vapor, la

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energía disponible para una persona ascendió adecenas de caballos de potencia. Con el dominiodel poder de las locomotoras de vapor, era pos-ible cruzar continentes enteros en unos días. Lasmáquinas podían arar grandes campos, transpor-tar a cientos de pasajeros a miles de kilómetros, ypermitían construir ciudades enormes. La esper-anza de vida hacia 1900 se había elevado hastacasi los cincuenta años en Estados Unidos.

Hoy estamos inmersos en la tercera gran revolu-ción en la historia. Debido a la explosión demo-gráfica y a nuestro voraz apetito de electricidad ypotencia, nuestras necesidades de energía se handisparado y nuestro suministro está llegando allímite. La energía disponible por individuo semide ahora en miles de caballos de potencia. Noes sorprendente que esta demanda haya suscitadoel interés por conseguir mayores fuentes de ener-gía, incluidas las máquinas de movimientoperpetuo.

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Las máquinas de movimiento perpetuo através de la historia

La búsqueda de máquinas de movimiento per-petuo es antigua. El primer intento registrado deconstruir una máquina de movimiento perpetuose remonta al siglo vm en Baviera. Fue un proto-tipo para los cientos de variantes que se propusi-eron en los mil años siguientes; se basaba en unaserie de pequeños imanes unidos a una rueda,como una noria. La rueda estaba colocada por en-cima de un imán mucho mayor situado en elsuelo. Se suponía que a medida que cada imán dela rueda pasaba sobre el imán estacionario, eraprimero atraído y luego repelido por el imán másgrande, lo que empujaba así a la rueda y creabaun movimiento perpetuo.

Otro ingenioso diseño fue ideado en 1150 por elfilósofo indio Bhaskara, que propuso una ruedaque daría vueltas continuamente si se añadía unpeso en el borde; el peso desequilibraría a larueda y la haría girar. El peso haría un trabajomientras la rueda hacía una revolución, y luego

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volvería a su posición original. Iterando esto unay otra vez, Bhaskara afirmaba que él podía ex-traer trabajo ilimitado de forma gratuita.

Los diseños bávaro y de Bhaskara para máquinasde movimiento perpetuo y sus numerosas vari-antes comparten el mismo principio: algún tipode rueda que puede dar una vuelta sin adición deenergía y producir trabajo útil en el proceso. (Unexamen cuidadoso de estas ingeniosas máquinassuele poner de manifiesto que realmente sepierde energía en cada ciclo, o que no puede ex-traerse trabajo utilizable).

La llegada del Renacimiento aceleró las propues-tas de máquinas de movimiento perpetuo. En1635 se concedió la primera patente para una má-quina de movimiento perpetuo. En 1712 JohannBessler había analizado unos trescientos modelosdiferentes y propuso un diseño propio. (Según laleyenda, su doncella reveló más tarde que su má-quina era un fraude). Incluso el gran pintor ycientífico del Renacimiento Leonardo da Vinci seinteresó en las máquinas de movimiento

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perpetuo. Aunque las criticaba en público, com-parándolas con la búsqueda infructuosa de lapiedra filosofal, en sus cuadernos de notas priva-dos hacía bocetos ingeniosos de máquinas demovimiento perpetuo autopropulsadas, incluidasuna bomba centrífuga y un gato utilizado pararotar una broqueta de asar sobre un fuego.

En 1775 se estaban proponiendo tantos diseñosque la Real Academia de Ciencias de París anun-ció que «ya no aceptaba ni estudiaba propuestasconcernientes a movimiento perpetuo».

Arthur Ord-Hume, un historiador de las máqui-nas de movimiento perpetuo, ha escrito sobre laincansable dedicación de estos inventores, contodos los elementos en contra, comparándolos alos antiguos alquimistas. Pero, señalaba, «inclusoel alquimista... sabía cuándo estaba batido».

Estafas y fraudes

El incentivo para producir una máquina de movi-miento perpetuo era tan grande que las estafas seconvirtieron en algo habitual. En 1813 Charles

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Redheffer exhibió una máquina en Nueva Yorkque sorprendió a la audiencia al producir energíailimitada sin ningún coste. (Pero cuando RobertFulton examinó la máquina cuidadosamente, en-contró una cinta oculta que impulsaba a la má-quina. Este cable estaba conectado a su vez a unhombre que daba vueltas en secreto a unamanivela en el ático).

También científicos e ingenieros se entusiasma-ron con las máquinas de movimiento perpetuo.En 1870 los editores de Scientific American fuer-on engañados por una máquina construida porE.P Willis. La revista publicó una historia con eltítulo sensacionalista «El mayor descubrimientohecho jamás». Solo posteriormente los investi-gadores descubrieron que había fuentes ocultasde energía para la máquina de movimiento per-petuo de Willis.

En 1872 John Ernst Worren Kelly perpetró eltimo más sensacional y lucrativo de su tiempo,con el que estafó a inversores que habíanaportado casi 5 millones de dólares, una

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espléndida suma para finales del siglo XIX. Sumáquina de movimiento perpetuo se basaba endiapasones resonantes que, afirmaba él, repi-queteaban en el éter. Kelly, un hombre sin forma-ción científica, invitaba a inversores privados asu casa, donde les sorprendía con su motor-vacuo-hidro-neumático-pulsante que funcionabaa gran velocidad sin ninguna fuente de alimenta-ción externa. Sorprendidos por esta máquinaautopropulsada, ávidos inversores acudieron enbandadas a meter dinero en sus arcas.

Posteriormente, algunos inversores desilusion-ados le acusaron de fraude, y de hecho pasó al-gún tiempo en la cárcel, pero cuando murió eraun hombre adinerado. Tras su muerte, los investi-gadores encontraron el ingenioso secreto de sumáquina. Cuando su casa fue demolida se encon-traron tubos ocultos en el suelo y en las paredesde los cimientos, que secretamente enviaban airecomprimido a sus máquinas. Estos tubos eran asu vez alimentados por un molino.

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Incluso la Marina y el presidente de Estados Un-idos fueron engañados con una máquina se-mejante. En 1881 John Gamgee inventó una má-quina de amoniaco líquido. La evaporación delamoniaco frío crearía gases expansivos quepodrían mover un pistón, e impulsar así máquinasutilizando solo el calor de los océanos. La Marinaestaba tan fascinada por la idea de extraer energíailimitada de los océanos que aprobó el aparato eincluso hizo una demostración ante el presidenteJames Garfield. El problema era que el vapor novolvía a condensarse en líquido de la formaapropiada, y con ello el ciclo no podíacompletarse.

Se han presentado tantas propuestas de una má-quina de movimiento perpetuo a la Oficina dePatentes y Marcas de Estados Unidos (USPTO),que esta se niega a conceder una patente para di-cho aparato a menos que se presente un modelooperativo. En algunas raras circunstancias,cuando los examinadores de la patente no puedenencontrar nada obviamente erróneo con un

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modelo, se concede una patente. La USPTO es-tipula: «Con la excepción de casos que implicanmovimiento perpetuo, normalmente la Oficina noexige un modelo para demostrar la operatividadde un aparato». (Esta clausula ha permitido queinventores poco escrupulosos persuadieran a in-versores ingenuos para financiar sus inventos,con el argumento de que la USPTO había recono-cido oficialmente su máquina).

No obstante, la búsqueda de la máquina de movi-miento perpetuo no ha sido estéril desde un puntode vista científico. Por el contrario, si bien los in-ventores nunca han construido una máquina demovimiento perpetuo, los enormes tiempos y en-ergías invertidos en construir esa fabulosa má-quina han llevado a los físicos a estudiar cuida-dosamente la naturaleza de las máquinastérmicas. (Del mismo modo, la búsqueda in-fructuosa por parte de los alquimistas de la piedrafilosofal, que convertía todo en oro, ayudó a des-cubrir algunas leyes básicas de la química).

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Por ejemplo, hacia 1760 John Cox ideó un relojque podía seguir en marcha indefinidamente, im-pulsado por cambios en la presión atmosférica.Los cambios en la presión del aire movían unbarómetro que hacía girar las agujas del reloj.Este reloj funcionaba realmente y existe hoy. Elreloj puede seguir en marcha indefinidamenteporque extrae energía del exterior en forma decambios en la presión atmosférica.

Las máquinas de movimiento perpetuo como lade Cox llevaron finalmente a los físicos a hacerla hipótesis de que tales máquinas solo podíanfuncionar de manera indefinida si en el aparato seintroducía energía desde el exterior, es decir, si laenergía total se conservaba. Esta teoría llevó a laprimera ley de la termodinámica: la cantidad totalde materia y de energía no puede ser creada nidestruida. Finalmente se postularon tres leyes dela termodinámica. La segunda ley afirma que lacantidad total de entropía (desorden) siempreaumenta. (Hablando crudamente, esta ley diceque el calor fluye de manera espontánea solo de

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los lugares más calientes a los más fríos). La ter-cera ley afirma que nunca se puede alcanzar elcero absoluto.

Si comparamos el universo a un juego y el objet-ivo de este juego es extraer energía, entonces lastres leyes pueden parafrasearse de la siguienteforma:

«No se puede obtener algo por nada»(primera ley).

«Ni siquiera se puede mantener» (segundaley).

«Ni siquiera se puede salir del juego»(tercera ley).

(Los físicos tienen cuidado al afirmar que estasleyes no son necesariamente ciertas en todo mo-mento. En cualquier caso, todavía no se ha en-contrado ninguna desviación. Cualquiera quetrate de refutar estas leyes debe ir contra siglos decuidadosos experimentos científicos. Pronto

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discutiremos posibles desviaciones de estasleyes).

Entre los logros cimeros de la ciencia del sigloXIX, estas leyes están marcadas tanto por la tra-gedia como por el triunfo. Una de las figurasclave en la formulación de dichas leyes, el granfísico austríaco Ludwig Boltzmann, se suicidó,debido en parte a la controversia que creó alformularlas.

Ludwig Boltzman y la entropía

Boltzmann era un hombre pequeño y grueso, conuna barba larga y poblada. Sin embargo, su for-midable y feroz aspecto no hacía justicia a todaslas heridas que tuvo que sufrir por defender susideas. Aunque la física newtoniana estaba firm-emente establecida en el siglo XIX, Boltzmannsabía que esas leyes nunca habían sido aplicadasal controvertido concepto de los átomos, un con-cepto que todavía no era aceptado por muchosfísicos destacados. (A veces olvidamos que hace

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tan solo un siglo eran legión los científicos queinsistían en que el átomo era solamente un trucoingenioso, no una entidad real. Los átomos erantan imposiblemente minúsculos, afirmaban, quetal vez no existían).

Newton demostró que fuerzas mecánicas, y noespíritus o deseos, eran suficientes para determin-ar los movimientos de todos los objetos. LuegoBoltzmann derivó de forma elegante muchas delas leyes de los gases a partir de una sencillahipótesis: que los gases estaban formados porátomos minúsculos que, como bolas de billar,obedecían las leyes de las fuerzas establecidaspor Newton. Para Boltzmann, una cámara quecontenía un gas era como una caja llena de bil-lones de minúsculas bolas de acero, cada una deellas rebotando contra las paredes y con todas lasdemás según las leyes de movimiento de Newton.En una de las más grandes obras maestras de lafísica, Boltzmann (e independientemente JamesClerk Maxwell) demostraron matemáticamentecómo esta simple hipótesis podía dar como

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resultado leyes nuevas y deslumbrantes, y abríauna nueva rama de la física llamada mecánicaestadística.

De repente, muchas de las propiedades de la ma-teria podían derivarse de primeros principios.Puesto que las leyes de Newton estipulaban quela energía debe conservarse cuando se aplica alos átomos, cada colisión entre átomos conserv-aba la energía; eso significaba que toda una cá-mara con billones de átomos también conservabala energía. La conservación de la energía podíaestablecerse ahora no solo por vía experimental,sino a partir de primeros principios, es decir, delas leyes newtonianas del movimiento.

Pero en el siglo XIX la existencia de los átomosaún era acaloradamente debatida, y a menudo ri-diculizada, por científicos prominentes, talescomo el filósofo Ernst Mach. Hombre sensible ycon frecuentes depresiones, Boltzmann se sentíacomo una especie de pararrayos, foco de los amenudo crueles ataques de los antiatomistas.Para los antiatomistas, lo que no se podía medir

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no existía, incluidos los átomos. Para mayor hu-millación, muchos de los artículos de Boltzmannfueron rechazados por el editor de una destacadarevista de física alemana porque este insistía enque átomos y moléculas eran herramientas con-venientes estrictamente teóricas, y no objetos queexistieran realmente en la naturaleza.

Agotado y amargado por tantos ataques per-sonales, Boltzmann se ahorcó en 1906, mientrassu mujer y su hija estaban en la playa. Lamenta-blemente, no llegó a enterarse de que solo un añoantes un joven físico llamado Albert Einsteinhabía hecho lo imposible: había escrito el primerartículo que demostraba la existencia de losátomos.

Al comentar la naturaleza profunda de la segundaley, el astrónomo Arthur Eddington dijo en ciertaocasión: «La ley del incremento continuo de laentropía ocupa, a mi entender, la posición su-prema entre las leyes de la naturaleza. [...] Si us-ted tiene una teoría que va contra la segunda leyde la termodinámica, no puedo darle ninguna

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esperanza; no le queda otra opción que hundirseen la más profunda humillación».

Incluso hoy, ingenieros emprendedores (y char-latanes ingeniosos) siguen anunciando la inven-ción de máquinas de movimiento perpetuo. Re-cientemente, el Wall Street Journal me pidió quecomentara el trabajo de un inventor que habíapersuadido a inversores para invertir millones dedólares en su máquina. Periódicos financierosimportantes publicaron extensos artículos, escri-tos por periodistas sin formación científica, quehablaban del potencial de esta invención paracambiar el mundo (y generar fabulosos y lucrat-ivos beneficios). «¿Genios o charlatanes?»,decían los titulares.

Los inversores pusieron enormes cantidades dedinero en efectivo en ese aparato que violaba lasleyes más básicas de la física y la química que seenseñan en la escuela. (Lo que me chocaba no eraque una persona tratara de hacer lo imposible—algo que se hace desde tiempos inme-moriales—. Lo sorprendente era que fuera tan

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fácil para su inventor engañar a inversores ad-inerados debido a que estos carecían de una mín-ima comprensión de la física elemental). Yo re-petí al Journal el proverbio «Un loco y su dineroson fácilmente engañados» y el famoso lema deP. T. Barnum: «Cada minuto nace un incauto».No es muy sorprendente que el Financial Times,The Economist y el Wall Street Journal hayanpublicado largos artículos sobre varios inventorescon sus máquinas de movimiento perpetuo.

Las tres leyes y las simetrías

Pero todo esto plantea una cuestión más pro-funda: ¿por qué son válidas de entrada las leyesde hierro de la termodinámica? Es un misterioque ha intrigado a los científicos desde que lasleyes se propusieron por primera vez. Sipudiéramos responder a esta pregunta, quizápodríamos encontrar escapatorias en las leyes, ylas implicaciones tendrían el efecto de unterremoto.

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Cuando estudiaba en la facultad, me quedé sinhabla el día en que finalmente aprendí el verda-dero origen de la conservación de la energía. Unode los principios fundamentales de la física (des-cubierto por la matemática Emmy Noether en1918) es que cuando quiera que un sistema poseauna simetría, el resultado es una ley de conserva-ción. Si las leyes del universo siguen siendo lasmismas con el paso del tiempo, entonces el sor-prendente resultado es que el sistema conserva laenergía. (Además, si las leyes de la física siguensiendo las mismas si uno se mueve en cualquierdirección, entonces el momento lineal también seconserva en cualquier dirección. Y si las leyes dela física siguen siendo las mismas bajo una rota-ción, entonces el momento angular se conserva).

Esto fue sorprendente para mí. Comprendí quecuando analizamos la luz estelar procedente degalaxias lejanas que están a miles de millones deaños luz, en el mismo límite del universo visible,encontramos que el espectro de la luz es idénticoa los espectros que podemos hallar en la Tierra.

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En esta luz reliquia que fue emitida miles de mil-lones antes de que la Tierra o el Sol hubierannacido, vemos las mismas «huellas dactilares»inequívocas del espectro del hidrógeno, el helio,el carbono, el neón, y demás elementos que en-contramos hoy en la Tierra. En otras palabras, lasleyes básicas de la física no han cambiado dur-ante miles de millones de años, y son constanteshasta los límites exteriores del universo.

Como mínimo, advertí, el teorema de Noethersignifica que la conservación de la energía duraráprobablemente miles de millones de años, si nopara siempre. Por lo que sabemos, ninguna de lasleyes fundamentales de la física ha cambiado conel tiempo, y esta es la razón de que la energía seconserve.

Las implicaciones del teorema de Noether en lafísica moderna son profundas. Cuando quiera quelos físicos crean una nueva teoría, ya aborde elorigen del universo, las interacciones de quarks yotras partículas subatómicas, o la antimateria,empiezan por las simetrías a las que obedece el

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sistema. De hecho, ahora se sabe que las si-metrías son los principios guía fundamentalespara crear cualquier nueva teoría. En el pasado sepensaba que las simetrías eran subproductos deuna teoría —una propiedad de la teoría atractivapero en definitiva inútil, bonita, pero no esen-cial—. Hoy comprendemos que las simetrías sonla característica esencial que define cualquierteoría. Al crear nuevas teorías los físicos parti-mos de la simetría, y luego construimos la teoríaa su alrededor.

(Tristemente, Emmy Noether, como Boltzmannantes que ella, tuvo que luchar con uñas y dientespor su reconocimiento. Se le negó una posiciónpermanente en las principales institucionesporque era una mujer. Su mentor, el granmatemático David Hilbert, estaba tan frustradopor no poder asegurar un nombramiento docentepara Noether que exclamó: «¿Qué somos, unauniversidad o una sociedad de baños?»).

Esto plantea una pregunta molesta. Si la energíase conserva porque las leyes de la física no

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cambian con el tiempo, entonces ¿podría esta si-metría romperse en circunstancias raras einusuales? Existe todavía la posibilidad de que laconservación de la energía pudiera violarse enuna escala cósmica si la simetría de nuestrasleyes se rompe en lugares exóticos e inesperados.

Una forma en que esto podría suceder es si lasleyes de la física varían con el tiempo o cambiancon la distancia. (En la novela de Asimov Lospropios dioses esta simetría se rompía porquehabía un agujero en el espacio que conectabanuestro universo con un universo paralelo. Lasleyes de la física cambian en la vecindad delagujero en el espacio, y así permiten un fallo enlas leyes de la termodinámica. De ahí que la con-servación de la energía podría violarse si hayagujeros en el espacio, es decir, agujeros degusano).

Otra escapatoria que se está debatiendo hoy ca-lurosamente es si la energía puede brotar de lanada.

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¿Energía a partir del vacío?

Una pregunta tentadora es: ¿es posible extraerenergía de la nada? Los físicos solo han com-prendido recientemente que la «nada» del vacíono está vacía en absoluto, sino que rezumaactividad.

Uno de los que propuso esta idea fue el excén-trico genio del siglo XX Nikola Tesla, un dignorival de Thomas Edison. También fue uno de losproponentes de la energía de punto cero, es decir,la idea de que el vacío quizá posea inagotablescantidades de energía.3 Si es cierto, el vacío seríael definitivo «almuerzo de balde», capaz de pro-porcionar energía ilimitada literalmente a partirdel aire. El vacío, en lugar de ser consideradovacío y desprovisto de cualquier materia, sería elalmacén de energía definitivo.

Tesla nació en una pequeña ciudad de la actualSerbia, y llegó sin un céntimo a Estados Unidosen 1884. Pronto se convirtió en ayudante de Tho-mas Edison, pero debido a su brillo acabó siendo

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rival. En una famosa competición, que los his-toriadores calificaron como «la guerra de las cor-rientes», Tesla se enfrentó a Edison. Este creíaque podía electrificar el mundo con sus motoresde corriente continua (DC), mientras que Teslafue el padre de la corriente alterna (AC) y de-mostró satisfactoriamente que sus métodos eranmuy superiores a los de Edison y reducían demanera considerable las pérdidas de energía conla distancia. Hoy todo el planeta está electrificadosobre la base de las patentes de Tesla, no deEdison.

Las invenciones y patentes de Tesla superan las700 en número y contienen algunos de los hitosmás importantes en la moderna historia eléctrica.Los historiadores han argumentado con ver-osimilitud que Tesla inventó la radio antes queGuglielmo Marconi (ampliamente reconocidocomo el inventor de la radio) y que estaba traba-jando con rayos X antes de su descubrimientooficial por Wilhelm Roentgen. (Tanto Marconicomo Roentgen ganarían más tarde el premio

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Nobel por descubrimientos hechos probable-mente por Tesla años antes).

Tesla creía también que podía extraer energíailimitada del vacío, una afirmación que por des-gracia no demostró en sus notas. A primera vista,la «energía de punto cero» (o la energía conten-ida en un vacío) parece violar la primera ley de latermodinámica. Aunque la energía de punto cerodesafía las leyes de la mecánica newtoniana, lanoción de la energía de punto cero ha resurgidorecientemente desde una nueva dirección.

Cuando los científicos han analizado los datosprocedentes de satélites que están actualmente enel espacio, como el satélite WMAP, han llegado ala sorprendente conclusión de que un 75 porciento del universo está hecho de «energía os-cura», la energía de un vacío puro. Esto significaque el mayor reservorio de energía en todo eluniverso es el vacío que separa las galaxias en eluniverso. (Esta energía oscura es tan colosal queestá apartando a unas galaxias de otras, y con el

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tiempo puede desgarrar al universo en un bigfreeze).

La energía oscura está en todos los lugares deluniverso, incluso en el salón de nuestra casa y enel interior de nuestro cuerpo. La cantidad de en-ergía oscura en el espacio exterior es verdadera-mente astronómica, y supera a toda la energía delas estrellas y las galaxias juntas. También po-demos calcular la cantidad de energía oscura enla Tierra, y es muy pequeña, demasiado pequeñapara ser utilizada para impulsar una máquina demovimiento perpetuo. Tesla estaba en lo ciertosobre la energía oscura, pero equivocado sobre lacantidad de energía oscura en la Tierra.

¿O no?

Una de las lagunas más embarazosas en la físicamoderna es que nadie puede calcular la cantidadde energía oscura que podemos medir connuestros satélites. Si utilizamos la teoría más re-ciente de la física atómica para calcular la can-tidad de energía oscura en el universo, llegamos a

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un número que está equivocado ¡en un factor de10120! Esto es, «uno» ¡seguido de ciento veinteceros! Es con mucho el mayor desacuerdo entreteoría y experimento en toda la física.

La cuestión es que nadie sabe cómo calcular la«energía de la nada». Esta es una de las preguntasmás importantes en física (porque finalmente de-terminará el destino del universo), pero por elmomento estamos sin claves acerca de cómo cal-cularla. Ninguna teoría puede explicar la energíaoscura, aunque la evidencia experimental a favorde su existencia esté delante de nosotros.

Así pues, el vacío tiene energía, como so-spechaba Tesla. Pero la cantidad de energía esprobablemente demasiado pequeña para ser util-izada como una fuente de energía útil. Existenenormes cantidades de energía oscura entre lasgalaxias, pero la cantidad que puede encontrarseen la Tierra es minúscula. Pero lo embarazoso esque nadie sabe cómo calcular esta energía, ni dedónde procede.

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Lo que quiero resaltar es que la conservación dela energía surge de razones cosmológicas pro-fundas. Cualquier violación de estas leyes signifi-caría necesariamente un cambio profundo ennuestra comprensión de la evolución del uni-verso. Y el misterio de la energía oscura está ob-ligando a los físicos a encarar de frente estacuestión.

Puesto que la creación de una verdadera máquinade movimiento perpetuo quizá nos exija reevalu-ar las leyes fundamentales de la física en una es-cala cosmológica, yo colocaría las máquinas demovimiento perpetuo como una imposibilidad deClase III; es decir, o bien son realmente impos-ibles, o bien necesitaríamos un cambio funda-mental en nuestra comprensión de la física funda-mental en una escala cosmológica para hacerposible una máquina semejante. La energía os-cura sigue siendo uno de los grandes capítulos in-acabados de la ciencia moderna.

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Precognición

Una paradoja es la verdad puestaboca abajo para llamar la atención.

Nicholas Falletta

¿Existe algo tal como la precognición, o visióndel futuro? Esta antigua idea está presente en to-das las religiones, desde los oráculos griegos yromanos o los profetas del Antiguo Testamento.Pero en tales historias, el don de la profecía tam-bién puede ser una maldición. En la mitologíagriega existe la historia de Casandra, la hija delrey de Troya. Debido a su belleza atrajo la aten-ción del dios del sol, Apolo. Para ganarse suamor, Apolo le concedió la capacidad de ver elfuturo. Pero Casandra rechazó las pretensiones de

Apolo. En un arrebato de ira, Apolo le dio unavuelta a su don, de modo que Casandra podríaver el futuro pero nadie la creería. Cuando Cas-andra advirtió al pueblo de Troya de su fin in-minente, nadie la escuchó. Ella predijo la traicióndel caballo de Troya, la muerte de Agamenón eincluso su propia muerte, pero en lugar de pre-starle atención, los troyanos pensaron que estabaloca y la encerraron.

Nostradamus, que escribía en el siglo XVI,y másrecientemente Edgar Cayce han afirmado quepodían levantar el velo del tiempo. Aunque se haafirmado muchas veces que sus predicciones hanresultado ciertas (por ejemplo, predecir correcta-mente la Segunda Guerra Mundial, el asesinatode J.F.K. y la caída del comunismo), la forma os-cura y alegórica en que muchos de estos videntesregistraban sus versos admite una gran variedadde interpretaciones contradictorias. Las cuartetasde Nostradamus, por ejemplo, son tan generalesque se puede leer en ellas casi cualquier cosa (yla gente lo ha hecho). Una cuarteta dice:

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Desde el centro del mundo suben fuegosque conmueven la Tierra:

Alrededor de la «Nueva Ciudad» la Ti-erra es un temblor

Dos grandes nobles librarán una guerrainfructuosa

La ninfa de las fuentes hace brotar unnuevo río rojo.[1]

Algunos han afirmado que esta cuarteta de-mostraba que Nostradamus predijo la destrucciónde las Torres Gemelas en Nueva York el 11 deseptiembre de 2001. Pero durante siglos se handado muchas otras interpretaciones a esta mismacuarteta. Las imágenes son tan vagas que sonposibles muchas interpretaciones.

La precognición es también un artificio favoritoen las obras de teatro que hablan de la caída in-minente de reyes e imperios. En Macbeth deShakespeare la precognición es fundamental para

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el tema de la obra y para las ambiciones deMacbeth, que encuentra a tres brujas que pre-dicen su ascenso para convertirse en rey de Esco-cia. Desencadenadas sus ambiciones asesinas porla profecía de las brujas, empieza una campañasangrienta para deshacerse de sus enemigos, queincluye matar a la esposa y los hijos inocentes desu rival Macduff.

Después de cometer una serie de horribles crí-menes para hacerse con la corona, Macbeth sabepor las brujas que él no puede ser derrotado enbatalla o «vencido hasta que el gran bosque deBirnam ascienda por las colinas de Dunsinane yllegue hasta él», y que «nadie nacido de mujerpodrá dañar a Macbeth». Macbeth se siente se-guro con esta profecía, porque un bosque nopuede moverse y todos los hombres han nacidode mujer. Pero el gran bosque de Birnam semueve y avanza hacia Macbeth cuando las tropasde Macduff se camuflan tras ramas del bosque; yel propio Macduff nació por cesárea.

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Aunque las profecías del pasado tienen muchasinterpretaciones alternativas, y por ello son im-posibles de comprobar, hay una serie de profecíasfáciles de analizar: las predicciones de la fechaexacta del fin de la Tierra, el Día del Juicio Final.Desde que el último capítulo de la Biblia, el Apo-calipsis, presentó con gran detalle los días finalesde la Tierra, cuando el caos y la destrucciónacompañarán la llegada del Anticristo y la finalsegunda venida de Cristo, los funda-mentalistashan tratado de predecir la fecha exacta del fin delos días.

Una de las más famosas predicciones del Día delJuicio Final fue hecha por astrólogos que pre-dijeron un gran diluvio que acabaría con elmundo el 20 de febrero de 1524, basándose en laconjunción de todos los planetas en los cielos:Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Unaoleada de pánico barrió Europa. En Inglaterra,20.000 personas huyeron de sus casas presas dela desesperación. Alrededor de la iglesia de SanBartolomé se construyó una fortaleza con

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reservas de comida y agua para los dos últimosmeses. Por toda Alemania y Francia la gente seafanó en construir grandes arcas para sobreviviral diluvio. El conde Von Iggleheim construyó in-cluso una enorme arca de tres pisos preparándosepara este suceso trascendental. Pero cuando porfin llegó la fecha, solo hubo una ligera lluvia. Elmiedo de las masas se transformó rápidamente enira. Quienes habían vendido todas sus pertenen-cias y habían cambiado de vida por completo sesintieron traicionados. Turbas furiosas empez-aron a causar estragos. El conde fue apedreadohasta morir, y cientos de personas murieroncuando la turba salió en estampida.

Los cristianos no son los únicos que creen en eldon de la profecía. En 1648 Sabbatai Zevi, el hijode un rico judío de Esmirna, se proclamó Mesíasy predijo que el mundo se acabaría en 1666.Apuesto, carismático y bien versado en los textosmísticos de la Cabala, no tardó en reunir a ungrupo de seguidores leales, quienes difundieronla nueva por toda Europa. En la primavera de

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1666, judíos de regiones tan distantes como Fran-cia, Holanda, Alemania y Hungría empezaron ahacer sus equipajes y acudir a la llamada de suMesías. Pero ese mismo año Zevi fue arrestadopor el gran visir de Constantinopla y arrojado a laprisión con cadenas. Enfrentado a una posiblesentencia de muerte, se deshizo de sus vesti-mentas judías, adoptó un turbante turco y se con-virtió al islam. Decenas de miles de sus devotosseguidores abandonaron el culto con grandesilusión.

Las profecías de los videntes resuenan inclusohoy, e influyen en la vida de decenas de millonesde personas en todo el mundo. En Estados Un-idos, William Miller declaró que el día del JuicioFinal llegaría el 3 de abril de 1843. Mientras lasnoticias de esta profecía se difundían por EstadosUnidos, una espectacular lluvia de meteoritos,una de las mayores de su clase, iluminó el cielonocturno en 1833, lo que dio más fuerza a la pro-fecía de Miller.

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Decenas de miles de devotos seguidores, llama-dos milleritas, esperaron la llegada delArmagedón. Cuando llegó 1843 y pasó sin quellegara del Fin de los Días, el movimiento miller-ita se dividió en varios grupos. Debido al enormenúmero de seguidores que habían acumulado losmilleritas, cada una de estas sectas iba a tener ungran impacto en la religión hasta hoy. Una granfracción del movimiento millerita se reagrupó en1863 y cambió su nombre por el de Iglesia Ad-ventista del Séptimo Día, que hoy cuenta con un-os 14 millones de miembros bautizados. Entresus creencias ocupa un lugar central la inminenteSegunda Venida de Cristo.

Otro secta de milleritas derivó más tarde hacia laobra de Charles Taze Russell, que retrasó lafecha del Día del Juicio Final a 1874. Cuando esafecha también pasó, revisó su predicción, basadaen el análisis de las grandes pirámides de Egipto,para situarla en 1914. Este grupo se llamaría mástarde Testigos de Jehová, con una afiliación demás de 6 millones de personas.

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Pese a todo, otras fracciones del movimientomillerita continuaron haciendo predicciones, loque precipitaba nuevas divisiones cada vez quefallaba una predicción. Un pequeño grupo escin-dido de los milleritas se denominó la RamaDavidiana, que se separó de la Iglesia Adventistadel Séptimo Día en la década de 1930. Teníanuna pequeña comuna en Waco, Texas, que cayóbajo la influencia carismática de un joven predic-ador llamado David Koresh, que hablaba hipnót-icamente del fin del mundo. Este grupo tuvo unviolento final en un trágico enfrentamiento con elFBI en 1993, cuando un voraz infierno consumióla finca, incinerando a 76 miembros, entre ellos27 niños, y también Koresh.

¿Podemos ver el futuro?

¿Pueden tests rigurosamente científicos de-mostrar que algunos individuos pueden ver el fu-turo? En el capítulo 12 hemos visto que el viajeen el tiempo podría ser compatible con las leyesde la física, aunque solo para una civilización

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avanzada de tipo III. Pero ¿es posible la precog-nición hoy en la Tierra?

Sofisticados tests realizados en el Centro Rhineparecen sugerir que algunas personas pueden verel futuro; es decir, pueden identificar cartas antesde que sean desveladas. Pero experimentos re-petidos han demostrado que el efecto es muypequeño, y suele desaparecer cuando otros tratande reproducir los resultados.

De hecho, es difícil reconciliar la precognicióncon la física moderna porque viola la causalidad,la ley de causa y efecto. Los efectos ocurren des-pués de las causas, y no al revés. Todas las leyesde la física que se han descubierto hasta ahora ll-evan la causalidad incorporada. Una violación dela causalidad señalaría un colapso importante delos fundamentos de la física. La mecánica newto-niana se basa firmemente en la causalidad. Lasleyes de Newton son tan omnicomprensivas quesi se conoce la posición y la velocidad de todaslas moléculas en el universo, se puede calcular elmovimiento futuro de todos los átomos. Así pues,

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el futuro es calculable. En teoría, la mecánicanewtoniana afirma que si tuviéramos un orde-nador suficientemente grande, podríamos com-putar todos los sucesos futuros. Según Newton, eluniverso es como un reloj gigantesco, al que Diosdio cuerda en el comienzo del tiempo y quedesde entonces marcha según Sus leyes. No haylugar para la precognición en la teoríanewtoniana.

Hacia atrás en el tiempo

Cuando se discute la teoría de Maxwell, el escen-ario se hace mucho más complicado. Cuando re-solvemos las ecuaciones de Maxwell para la luzno encontramos una, sino dos soluciones: unaonda «retardada», que representa el movimientoestándar de la luz de un punto a otro; y tambiénuna onda «adelantada», donde el haz luminoso vahacia atrás en el tiempo. Esta solución adelantada¡viene del futuro y llega al pasado!

Durante cien años, cuando los ingenieros han en-contrado esta solución «adelantada» que va hacia

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atrás en el tiempo, simplemente la han descartadocomo una curiosidad matemática. Puesto que lasondas retardadas predecían de forma tan exacta elcomportamiento de la radio, las microondas, latelevisión, el radar y los rayos X, ellos simple-mente arrojaron la solución adelantada por laventana. Las ondas retardadas eran tan espectacu-larmente bellas y acertadas que los ingenieros selimitaron a ignorar la gemela fea. ¿Por qué em-pañar el éxito?

Pero para los físicos, la onda adelantada fue unproblema constante durante el siglo pasado.Puesto que las ecuaciones de Maxwell son uno delos pilares de la era moderna, cualquier soluciónde estas ecuaciones tiene que ser tomada muy enserio, incluso si entraña aceptar ondas que vienendel futuro. Parecía que era imposible ignorartotalmente las ondas adelantadas. ¿Por qué la nat-uraleza, en su nivel más fundamental, iba adarnos una solución tan extraña? ¿Era esto unabroma cruel, o había un significado másprofundo?

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Los místicos empezaron a interesarse por estasondas adelantadas, y especularon con que apare-cerían como mensajes del futuro. Quizá sipudiéramos dominar de alguna manera estas on-das, podríamos enviar mensajes al pasado, y conello alertar a las generaciones precedentes de loque les iba a acaecer. Por ejemplo, podríamos en-viar un mensaje a nuestros abuelos en el año1929 advirtiéndoles para que vendieran todas susacciones antes del Gran Crash. Tales ondas ad-elantadas no nos permitirían visitar el pasado per-sonalmente, como en el viaje en el tiempo, peronos permitirían enviar cartas y mensajes al pas-ado para alertar a la gente sobre sucesos claveque todavía no habrían ocurrido.

Estas ondas adelantadas eran un misterio hastaque fueron estudiadas por Richard Feynman, queestaba intrigado por la idea de ir hacia atrás en eltiempo. Después de trabajar en el Proyecto Man-hattan, que construyó la primera bomba atómica,Feynman dejó Los Alamos y fue a la Universidadde Princeton para trabajar con John Wheeler.

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Mientras analizaba el trabajo original de Diracsobre el electrón, Feynman encontró algo muyextraño. Si invertía la dirección del tiempo en laecuación de Dirac, e invertía también la carga delelectrón, la ecuación permanecía igual. En otraspalabras, ¡un electrón que fuera hacia atrás en eltiempo era lo mismo que un antielectrón quefuera hacia delante en el tiempo! Normalmente,un físico veterano descartaría esta interpretación,calificándola de simple truco, algo matemáticosacado de la manga pero carente de significado.Ir hacia atrás en el tiempo parecía no tener sen-tido, pero las ecuaciones de Dirac eran claras eneste punto. En otras palabras, Feynman había en-contrado la razón de que la naturaleza permitieraestas soluciones hacia atrás en el tiempo: ellasrepresentaban el movimiento de la antimateria. Sihubiera sido un físico más viejo, Feynman podríahaber arrojado esta solución por la ventana, peroal ser un estudiante licenciado, decidió seguir sucuriosidad.

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Cuando siguió profundizando en este enigma, eljoven Feynman advirtió algo aún más extraño. Lonormal es que si un electrón y un antielectróncolisionan, se aniquilan mutuamente y crean unrayo gamma. El lo dibujó en una hoja de papel:dos objetos chocan y se convierten en una ráfagade energía.

Pero entonces, si se invertía la carga del antielec-trón, este se convertía en un electrón ordinarioque iba hacia atrás en el tiempo. Ahora se podíareescribir el mismo diagrama con la flecha deltiempo invertida. Era como si el electrón fuerahacia delante en el tiempo y repentinamente de-cidiera invertir la dirección. El electrón hacía ungiro en U en el tiempo y retrocedía en el tiempo,liberando en el proceso una ráfaga de energía. Enotras palabras, es el mismo electrón. ¡El procesode aniquilación electrón-antielectrón era simple-mente un mismo electrón que decidía volver atrásen el tiempo!

Así, Feynman reveló el verdadero secreto de laantimateria: es tan solo materia ordinaria que va

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hacia atrás en el tiempo. Esta sencilla observa-ción explicaba el enigma de que todas las partícu-las tienen antipartículas compañeras: es porquetodas las partículas pueden viajar hacia atrás en eltiempo, y así enmascararse como antimateria.(Esta interpretación es equivalente al «mar deDirac» antes mencionado, pero es más sencilla, yes la explicación actualmente aceptada).

Supongamos que tenemos una masa de antima-teria que colisiona con materia ordinaria, lo queproduce una enorme explosión. Existen ahora bil-lones de electrones y billones de antielectronesque se aniquilan. Pero si invirtiéramos la direc-ción de la flecha para el antielectrón, convirtién-dolo en un electrón que va hacia atrás en eltiempo, esto significaría que el mismo electróniba zigzagueando hacia atrás y hacia delante bil-lones de veces.

Había otro curioso resultado: debe haber solo unelectrón en la masa de materia. El mismo elec-trón zigzagueando en el tiempo atrás y adelante.Cada vez que hacía un giro U en el tiempo, se

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convertía en antimateria. Pero si hacía otro giroen U en el tiempo se convertía en otro electrón.

(Con su director de tesis, John Wheeler, Feyn-man especuló con que quizá el universo enteroconsistía en solo un electrón, zigzagueando atrásy adelante en el tiempo. Imaginemos que del caosdel big bang original solo salió un electrón. Bil-lones de años después, este único electrón encon-traría finalmente el cataclismo del Día del JuicioFinal, donde haría un giro en U y retrocedería enel tiempo, liberando un rayo gamma en el pro-ceso. Volvería atrás hasta el big bang original, yentonces haría otro giro en U. El electrón repe-tiría entonces viajes en zigzag hacia atrás y haciadelante, desde el big bang al Día del Juicio Final.Nuestro universo en el siglo XXI es solo un corteen el tiempo de este viaje del electrón, en el quevemos billones de electrones y antielectrones, esdecir, el universo visible. Por extraña que estateoría pueda parecer, explicaría un hecho curiosode la teoría cuántica: por qué todos los electronesson iguales. En física no se pueden etiquetar los

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electrones. No hay electrones verdes o electronesJuanito. Los electrones no tienen individualidad.No se puede «marcar» un electrón, como loscientíficos marcan a veces a los animales salvajespara estudiarlos. Quizá la razón es que el uni-verso entero consiste en el mismo electrón, soloque rebotando atrás y adelante en el tiempo).

Pero si la antimateria es materia ordinaria que vahacia atrás en el tiempo ¿es posible enviar unmensaje al pasado? ¿Es posible enviar el WallStreet Journal de hoy al pasado para que unopueda hacer una buena operación en la Bolsa?

La respuesta es no.

Si tratamos la antimateria como tan solo otraforma exótica de materia y entonces hacemos unexperimento con antimateria, no hay violacionesde causalidad. Causa y efecto siguen siendoiguales. Si ahora invertimos la flecha del tiempopara el antielectrón, y lo enviamos hacia atrás enel tiempo, solo hemos realizado una operaciónmatemática. La física sigue siendo la misma.

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Nada ha cambiado físicamente. Todos los res-ultados experimentales siguen siendo los mismos.Por eso es absolutamente válido ver el electrónyendo hacia atrás y hacia delante en el tiempo.Pero cada vez que el electrón va hacia atrás en eltiempo, simplemente satisface el pasado. Por elloparece como si las soluciones adelantadas pro-cedentes del futuro fueran realmente necesariaspara tener una teoría cuántica consistente, perono violan la causalidad. (De hecho, sin estas ex-trañas ondas adelantadas la causalidad se violaríaen la teoría cuántica. Feynman demostró que sisumamos la contribución de las ondas adelanta-das y retardadas, encontramos que los términosque podrían violar la causalidad se cancelan ex-actamente. Así pues, la antimateria es esencialpara preservar la causalidad. Sin antimateria, lacausalidad podría venirse abajo).

Feynman desarrolló el germen de esta idea desca-bellada hasta que finalmente cristalizó en unacompleta teoría cuántica del electrón. Sucreación, la electrodinámica cuántica (QED), ha

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sido verificada experimentalmente hasta una pre-cisión de una parte en 10.000 millones, lo que lahace una de las teorías más precisas de todos lostiempos. Le valió a él y a sus colegas Julián Sch-winger y Sin-Itiro Tomonaga el premio Nobel en1965.

(En el discurso de aceptación del premio Nobel,Feynman dijo que cuando era joven se había en-amorado impulsivamente de estas ondas ad-elantadas procedentes del futuro, como quien seenamora de una hermosa joven. Hoy esa hermosajoven se ha convertido en una mujer adulta quees la madre de muchos niños. Uno de estos niñoses su teoría de la electrodinámica cuántica).

Taquiones procedentes del futuro

Además de ondas adelantadas procedentes del fu-turo (que han demostrado su utilidad una y otravez en la teoría cuántica) hay aún otro conceptoextraño de la teoría cuántica que parece igual dedescabellado, aunque quizá no tan útil. Se tratade la idea de los «taquiones», que aparecen

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regularmente en Star Trek. Cada vez que losguionistas de Star Trek necesitan algún nuevotipo de energía para realizar una operación má-gica, acuden a los taquiones.

Los taquiones viven en un mundo extraño dondetodo viaja más rápido que la luz. Cuando los ta-quiones pierden energía, viajan más rápidos, loque viola el sentido común. De hecho, si pierdentoda su energía viajan a velocidad infinita. Sinembargo, cuando los taquiones ganan energía sefrenan hasta que alcanzan la velocidad de la luz.

Lo que hace tan extraños a los taquiones es quetienen masa imaginaria. (Por «imaginaria» enten-demos que su masa se ha multiplicado por la raízcuadrada de menos uno, o «i»). Si simplementetomamos las famosas ecuaciones de Einstein ysustituimos «m» por «im», sucede algo maravil-loso. De repente, todas las partículas viajan másrápidas que la luz.

Este resultado da lugar a extrañas situaciones. Siun taquión atraviesa la materia, pierde energía

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porque colisiona con átomos. Pero cuando pierdeenergía se acelera, lo que aumenta sus colisionescon los átomos. Estas colisiones deberían hacerque pierda más energía y con ello se acelere to-davía más. Puesto que esto crea un círculo vi-cioso, el taquión alcanza de manera natural unavelocidad infinita por sí solo.

(Los taquiones son diferentes de la antimateria yla materia negativa. La antimateria tiene energíapositiva, viaja a una velocidad menor que la de laluz y puede crearse en nuestros aceleradores dePensemos en una presa que retiene al agua en unpantano. Esto representa el «falso vacío».Aunque la presa parece perfectamente estable,hay un estado de energía que está más bajo que lapresa. Si se abre una grieta en la presa y el aguase filtra por ella hasta que se rompe, el sistemaalcanza el verdadero vacío cuando el agua fluyehasta el nivel del mar.

Del mismo modo, se cree que el universo antesdel big bang partió del falso vacío, en el quehabía taquiones. Pero la presencia de taquiones

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significaba que este no era el estado de mínimaenergía, y por ello el sistema era inestable. En eltejido del espacio-tiempo apareció un minúsculo«desgarrón» que representaba el verdadero vacío.Cuando el desgarrón se hizo más grande, surgióuna burbuja. Fuera de la burbuja los taquionessiguen existiendo, pero en su interior han desa-parecido todos los taquiones. Cuando la burbujase expande encontramos el universo tal como loconocemos, sin taquiones. Eso es el big bang.

Una teoría que toman muy en serio los cosmólo-gos es que un taquión, llamado el «inflatón», ini-ció el proceso de inflación original. Como hemencionado antes, la teoría del universo infla-cionario afirma que el universo empezó comouna minúscula burbuja de espacio-tiempo que ex-perimentó una fase inflacionaria turbocargada.Los físicos creen que el universo empezó origin-almente en el estado de falso vacío, donde elcampo inflatón era un taquión. Pero la presenciade un taquión desestabilizó el vacío y formó bur-bujas minúsculas. Dentro de una de estas

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burbujas el campo inflatón tomó el estado de ver-dadero vacío. Esta burbuja empezó entonces a in-flarse rápidamente, hasta que se convirtió ennuestro universo. En el interior de nuestrouniverso-burbuja la inflación ha desaparecido, demodo que ya no puede detectarse en nuestro uni-verso. Por ello los taquiones representan un es-tado cuántico extraño en el que los objetos vanmás rápidos que la luz y quizá incluso violan lacausalidad. Pero ellos desaparecieron hacemucho tiempo, y quizá dieron lugar al propiouniverso.

Todo esto puede sonar como especulación ociosaque no es comprobable. Pero la teoría del falsovacío tendrá su primer test experimental, a partirde 2008, cuando se ponga en marcha el gran coli-sionador de hadrones en las afueras de Ginebra,Suiza. Uno de los objetivos clave del LHC es en-contrar el «bosón de Higgs«, la última partículaen el modelo estándar, la única que está por en-contrar. Es la última pieza de este rompecabezas.(La partícula de Higgs es tan importante pero tan

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escurridiza que el premio Nobel León Ledermanla llamó «la partícula divina»).

Los físicos creen que el bosón de Higgs empezóoriginalmente como un taquión. En el falso vacíoninguna de las partículas subatómicas tenía masa.Pero su presencia desestabilizó el vacío, y el uni-verso hizo una transición a un nuevo vacío en elque el bosón de Higgs se convirtió en unapartícula ordinaria. Después de la transición deun taquión a una partícula ordinaria, las partícu-las subatómicas empezaron a tener las masas quemedimos hoy en el laboratorio. Así pues, el des-cubrimiento del bosón de Higgs no solo com-pletará la última pieza que falta en el modelo es-tándar, sino que también verificará que el estadotaquiónico existió una vez pero se ha transform-ado en una partícula ordinaria.

En resumen, la precognición está descartada porla física newtoniana. La regla de hierro de causay efecto nunca se viola. En la teoría cuántica sonposibles nuevos estados de materia, tales comoantimateria, que corresponden a materia que va

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hacia atrás en el tiempo, pero la causalidad no seviola. De hecho, en una teoría cuántica la antima-teria es esencial para restaurar la causalidad. Aprimera vista los taquiones parecen violar lacausalidad, pero los físicos creen que su verda-dero propósito era desencadenar el big bang y porello ya no son observables.

Por consiguiente, la precognición parece estardescartada, al menos en el futuro previsible, loque la hace una imposibilidad de clase III. Si seprobara alguna vez la precognición en experi-mentos reproducibles, ello causaría una conmo-ción importante en los mismos fundamentos de lafísica moderna.

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Epílogo

El futuro de lo imposible

No hay nada tan grande ni tan descabelladoque alguna de entre un millón de sociedadestecnológicas no se sienta impulsada a hacer,

con tal de que sea físicamente posible.

Freeman Dyson

El destino no es cuestión de azar; escuestión de elección. No es algo que hay que

esperar; es algo que hay que conseguir.

William Jennings Bryan

¿Hay verdades que estarán para siempre más alláde nuestro alcance? ¿Hay dominios del conocimi-ento que estarán fuera de las capacidades de in-cluso una civilización avanzada? De todas lastecnologías analizadas hasta ahora, solo las má-quinas de movimiento perpetuo y la precognicióncaen en la categoría de imposibilidades de clase

III. ¿Hay otras tecnologías que sean imposiblesde un modo similar?

Las matemáticas puras son ricas en teoremas quedemuestran que ciertas cosas son realmente im-posibles. Un sencillo ejemplo es que es imposibletrisecar un ángulo utilizando solo regla y compás;esto fue demostrado ya en 1837.

Incluso en sistemas simples tales como la arit-mética hay imposibilidades. Como he mencion-ado antes, es imposible demostrar todos los enun-ciados verdaderos de la aritmética dentro de lospostulados de la aritmética. La aritmética es in-completa. Siempre habrá enunciados verdaderosen la aritmética que solo pueden ser demostradossi pasamos a un sistema mucho mayor que in-cluye a la aritmética como un subconjunto.

Aunque hay cosas imposibles en matemáticas,siempre es peligroso declarar que algo es abso-lutamente imposible en las ciencias físicas. Per-mítanme recordar una charla que dio el premioNobel Albert A. Michelson en 1894 con ocasión

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de la dedicatoria del Ryerson Physical Lab en laUniversidad de Chicago, en la que declaraba queera imposible descubrir cualquier nueva física:«Todas las leyes y los hechos más fundamentalesde la ciencia física han sido ya descubiertos, y es-tán ahora tan firmemente establecidos que la pos-ibilidad de que sean sustituidos alguna vez comoconsecuencia de nuevos descubrimientos es ex-traordinariamente remota. [...] Nuestros futurosdescubrimientos deben buscarse en la sexta cifradecimal».

Sus comentarios fueron pronunciados en lavíspera de algunas de las más grandes convul-siones en la historia de la ciencia, la revolucióncuántica de 1900 y la revolución de la relatividadde 1905. La moraleja es que las cosas que hoyson imposibles violan las leyes de la física cono-cidas, pero las leyes de la física, tal como lasconocemos, pueden cambiar.

En 1825 el gran filósofo francés Auguste Comte,en su Course de Philosophie, declaraba que parala ciencia era imposible determinar de qué

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estaban hechas las estrellas. Esto parecía unaapuesta segura en la época, puesto que no sesabía nada sobre la naturaleza de las estrellas.Estaban tan lejanas que era imposible visitarlas.Pero solo pocos años después de que se hicieraesta afirmación, los físicos (por medio de la es-pectroscopia) declararon que el Sol estaba form-ado por hidrógeno. De hecho, ahora sabemos queanalizando las líneas espectrales en la luz de lasestrellas emitida hace miles de millones de añoses posible determinar la naturaleza química de lamayor parte del universo.

Comte retaba al mundo de la ciencia con una listade otras «imposibilidades»:

Afirmaba que la «estructura última delos cuerpos debe transcender siempre anuestro conocimiento». En otras palabras,era imposible conocer la verdadera nat-uraleza de la materia.

Pensaba que nunca podrían utilizarselas matemáticas para explicar la biología

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y la química. Era imposible, afirmaba, re-ducir estas ciencias a matemáticas.

Creía que era imposible que el estudiode los cuerpos celestes tuviera algún im-pacto en los asuntos humanos.

En el siglo XIX era razonable proponer estas«imposibilidades» puesto que se conocía muypoco de la ciencia fundamental. No se sabía casinada de los secretos de la materia y la vida. Perohoy tenemos la teoría atómica, que ha abierto to-do un nuevo dominio de investigación científicasobre la estructura de la materia. Conocemos elADN y la teoría cuántica, que han desvelado lossecretos de la vida y la química. Tambiénsabemos de los impactos de meteoritos pro-cedentes del espacio, que no solo han influido enel curso de la vida en la Tierra sino que tambiénhan ayudado a conformar su existencia misma.

El astrónomo John Barrow señala: «Los histori-adores aún debaten si las ideas de Comte fueron

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parcialmente responsables del posterior declivede la ciencia francesa».[1]

El matemático David Hilbert, rechazando lasafirmaciones de Comte, escribió: «A mi modo dever, la verdadera razón por la que Comte no pudoencontrar un problema insoluble yace en el hechode que no hay tal cosa como un problema insol-uble».[2]

Pero hoy algunos científicos están planteando unnuevo conjunto de imposibilidades: nunca sabre-mos lo que sucedió antes del big bang (o por quéhizo «bang» en primer lugar), y nunca con-seguiremos una «teoría del todo».

El físico John Wheeler comentaba la primeracuestión «imposible» cuando escribió: «Hacedoscientos años uno podía preguntar a cu-alquiera, "¿podremos entender algún día cómonació la vida?" y él te hubiera dicho "¡Absurdo!¡Imposible!".Yo tengo la misma sensación con lapregunta, "¿Entenderemos alguna vez cómonació el universo?"».[3]

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El astrónomo John Barrow añade: «La velocidada la que viaja la luz está limitada, y así lo está,por consiguiente, nuestro conocimiento de la es-tructura del universo. No podemos saber si es fi-nito o infinito, si tuvo un comienzo o tendrá unfin, si la estructura de la física es la misma en to-das partes o si el universo es en definitiva unlugar ordenado o desordenado. [...] Todas lasgrandes cuestiones sobre la naturaleza del uni-verso, desde su principio a su fin, resultan ser im-posibles de responder».[4]

Barrow tiene razón al decir que nunca conocere-mos, con absoluta certeza, la verdadera nat-uraleza del universo en todo su esplendor. Peroes posible recortar poco a poco estas eternas pre-guntas y acercarnos mucho a la respuesta. Másque representar las fronteras absolutas de nuestroconocimiento, es mejor ver estas «imposibilid-ades» como los desafíos que aguardan a la próx-ima generación de científicos. Estos límites soncomo hojaldres, hechos para romperse.

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Detectando la era pre-big bang

En el caso del big bang, se está construyendo unanueva generación de detectores que podrían zan-jar algunas de estas eternas preguntas. Hoynuestros detectores de radiación en el espacio ex-terior solo pueden medir la radiación de microon-das emitida 300.000 años después del big bang,cuando se formaron los primeros átomos. Es im-posible utilizar esta radiación de microondas parasondear un tiempo anterior a 300.000 años des-pués del big bang porque la radiación de la bolade fuego original era demasiado caliente y aleat-oria para dar información útil.

Pero si analizamos otros tipos de radiación po-demos llegar aún más cerca del big bang.Detectar neutrinos, por ejemplo, puede acer-carnos más al instante del big bang (los neutrinosson tan escurridizos que pueden atravesar todo unsistema solar hecho de plomo sólido). La ra-diación de neutrinos puede llevarnos a tan soloalgunos segundos después del big bang.

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Pero quizá el último secreto del big bang sea rev-elado al examinar «ondas de gravedad», ondasque se mueven a lo largo del tejido del espacio-tiempo. Como dice el físico Rocky Kolb de laUniversidad de Chicago: «Midiendo laspropiedades del fondo de neutrinos podemos mir-ar atrás hasta un segundo después del bang. Perolas ondas gravitatorias procedentes de la inflaciónson reliquias del universo 10-35 segundos despuésdel bang».[5]

Las ondas de gravedad fueron predichas porprimera vez por Einstein en 1916; con el tiempopueden convertirse en la sonda más importantepara la astronomía. Históricamente, cada vez quese ha dominado una nueva forma de radiación seha abierto una nueva era en astronomía. Laprimera forma de radiación era la luz visible, util-izada por Galileo para investigar el sistema solar.La segunda forma de radiación fue las ondas deradio, que nos permitieron sondear los centros delas galaxias para encontrar agujeros negros. Los

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detectores de ondas de gravedad pueden desvelarlos secretos mismos de la creación.

En cierto sentido, las ondas de gravedad tienenque existir. Para verlo, consideremos la vieja pre-gunta: ¿qué sucedería si el Sol desapareciera derepente? Según Newton, sentiríamos los efectosinmediatamente. La Tierra se desviaría in-stantáneamente de su órbita y se hundiría en laoscuridad. Esto se debe a que la ley de lagravedad de Newton no tiene en cuenta la velo-cidad, y por ello las fuerzas actúan instantánea-mente a través del universo. Pero según Einstein,nada puede viajar más rápido que la luz, de modoque se necesitarían ocho minutos para que la in-formación de la desaparición del Sol llegara a laTierra. En otras palabras, una «onda de choque»esférica de gravedad saldría del Sol y al final in-cidiría en la Tierra. Fuera de esta esfera de ondasde gravedad parecería como si el Sol aún estuvi-era brillando normalmente, porque la informa-ción sobre la desaparición del Sol no habría lleg-ado a la Tierra. Sin embargo, dentro de esta

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esfera de ondas de gravedad el Sol ya habría de-saparecido, pues la onda de choque en expansiónde ondas de gravedad viaja a la velocidad de laluz.

Otra manera de ver por qué deben existir las on-das de gravedad es visualizar una gran sábana.Según Einstein, el espacio-tiempo es un tejidoque puede distorsionarse o estirarse, como unasábana curvada. Si cogemos una sábana y la agit-amos rápidamente, vemos que las ondas se pro-pagan por la superficie de la sábana y viajan auna velocidad definida. De la misma forma, lasondas de gravedad pueden verse como ondas queviajan a lo largo del tejido del espacio-tiempo.

Las ondas de gravedad están entre los temas másrápidamente cambiantes en la física actual. En2003 empezaron a funcionar los primeros de-tectores de ondas de gravedad a gran escala, lla-mados LIGO (Observatorio de Ondas Gravitat-orias por Interferometría Láser), que miden 4kilómetros de longitud, uno situado en Hanford,Washington, y otro en Livingston Parish,

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Luisiana. Se espera que LIGO, con un coste de365 millones de dólares, podrá detectar radiaciónprocedente de estrellas de neutrones y agujerosnegros en colisión.

El próximo gran salto tendrá lugar en 2015,cuando se lance una nueva generación de satél-ites que analizarán la radiación gravitatoria en elespacio exterior procedente del instante de lacreación. Los tres satélites que constituyen LISA(Antena Espacial por Interferometría Láser), unproyecto conjunto de la NASA y la AgenciaEspacial Europea, serán puestos en órbitaalrededor del Sol. Estos satélites serán capaces dedetectar ondas gravitatorias emitidas menos deuna billonésima de segundo después del bigbang. Si sobre uno de los satélites incide unaonda de gravedad procedente del big bang queaún circula por el universo, dicha onda perturbarálos haces láser, y esta perturbación puede medirsede una manera precisa y darnos «fotografías debebé» del mismo instante de la creación.

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LISA consiste en tres satélites que circulanalrededor del Sol dispuestos en triángulo, con-ectados por haces láser de 5 millones de kilómet-ros de longitud, lo que lo convierte en el mayorinstrumento nunca creado en la ciencia. Este sis-tema de tres satélites orbitará en torno al Sol aunos 50 millones de kilómetros de la Tierra.

Cada satélite emitirá un haz láser de solo mediovatio de potencia. Comparando los haces láserprocedentes de los otros dos satélites, cada satél-ite podrá construir una figura de interferencia lu-minosa. Si la onda de gravedad perturba loshaces láser, cambiará la figura de interferencia, yel satélite podrá detectar esta perturbación. (Laonda de gravedad no hace que los satélites vi-bren. En realidad crea una distorsión en el espa-cio entre los tres satélites).

Aunque los haces láser muy son muy débiles, suprecisión será sorprendente. Podrán detectar vi-braciones de hasta una parte en mil trillones, loque corresponde a un cambio de 1/100 deltamaño de un átomo. Cada haz láser podrá

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detectar una onda de gravedad desde una distan-cia de 9.000 millones de años luz, que cubre lamayor parte del universo visible.

LISA tiene sensibilidad para diferenciar poten-cialmente entre varios escenarios «pre-big bang».Uno de los temas más candentes hoy en físicateórica es calcular las características del universopre-big bang. Actualmente, la inflación puede de-scribir muy bien cómo evolucionó el universouna vez que se produjo el big bang. Pero la infla-ción no puede explicar por qué se produjo el bigbang en primer lugar. El objetivo es utilizar estosmodelos especulativos de la era pre-big bangpara calcular la radiación gravitatoria emitida porel big bang. Cada una de las diversas teorías pre-big bang hace predicciones diferentes. La ra-diación big bang predicha por la teoría del bigsplat, por ejemplo, difiere de la radiación predi-cha por algunas de las teorías de inflación, demodo que LISA podría descartar varias de estasteorías. Obviamente, estos modelos pre-big bangno pueden ser comprobados de manera directa,

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puesto que implican comprender el universoantes de la creación del tiempo mismo, pero po-demos comprobarlo indirectamente ya que cadauna de estas teorías predice un espectro diferentepara la radiación que emerge inmediatamentedespués del big bang.

El físico Kip Thorne escribe: «En algún mo-mento entre 2008 y 2030 se descubrirán ondasgravitatorias procedentes de la singularidad delbig bang. Seguirá una era que durará al menoshasta 2050. [...] Estos trabajos revelarán detallesíntimos de la singularidad del big bang, y conello verificarán que alguna versión de la teoría decuerdas es la teoría cuántica de la gravedad cor-recta».[6]

Si LISA es incapaz de distinguir entre lasdiferentes teorías pre-big bang, su sucesor elBBO (Observador del Big Bang) podríahacerlo. Su lanzamiento está programadoprovisionalmente para 2025. El BBO podráexaminar todo el universo en busca de todos

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los sistemas binarios que incluyan estrellasde neutrones y agujeros negros con masasmenores que mil veces la masa del Sol. Perosu objetivo principal es analizar ondas degravedad emitidas durante la fase inflacion-aria del big bang. En este sentido, el BBO es-tá diseñado específicamente para sondear laspredicciones de la teoría del big banginflacionario.

El BBO tiene un diseño algo parecido al deLISA. Consiste en tres satélites que se muevenjuntos en una órbita alrededor del Sol, separadosentre sí unos 50.000 kilómetros (estos satélitesestarán más próximos uno de otro que los deLISA). Cada satélite podrá disparar un láser de300 vatios de potencia. BBO podrá sondear on-das de gravedad con frecuencias entre las deLIGO y LISA, lo que llena una laguna import-ante. (LISA puede detectar ondas de gravedad defrecuencias entre 10 y 3.000 hercios, mientrasque LIGO puede detectar ondas de gravedad defrecuencias entre 10 microhercios y 10

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milihercios. BBO podrá detectar frecuencias queincluyen ambos intervalos).

«Para 2040 habremos utilizado dichas leyes [degravedad cuántica] para dar respuestas con altogrado de confianza a muchas preguntas pro-fundas e intrigantes» —escribe Thorne—, inclui-das ¿qué hubo antes de la singularidad del bigbang, o había siquiera un "antes"? ¿Hay otrosuniversos? Y si los hay, ¿cómo están relacion-ados o conectados con nuestro propio universo?[...] ¿Permiten las leyes de la física que civiliza-ciones muy avanzadas creen y mantengan agujer-os de gusano para viajes interestelares, y creenmáquinas del tiempo para viajar hacia atrás en eltiempo?»[7]

Lo importante es que en las próximas décadas de-bería haber datos suficientes procedentes de losdetectores de ondas de gravedad en el espaciopara distinguir entre las diferentes teorías pre-bigbang.

El final del universo

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El poeta T. S. Eliot preguntaba: «¿Morirá el uni-verso con un estallido o con un susurro?». RobertFrost planteaba: «¿Pereceremos todos en fuego oen hielo?». La evidencia más reciente apunta a ununiverso que muere en un big freeze, en que lastemperaturas llegarán casi al cero absoluto y todala vida inteligente se extinguirá. Pero ¿podemosestar seguros?

Algunos han planteado otra pregunta«imposible». ¿Cómo sabremos alguna vez el des-tino final del universo, preguntan, si este sucesoestá a billones y billones de años en el futuro?Los científicos creen que la energía oscura o en-ergía del vacío parece estar separando las galaxi-as a un ritmo cada vez mayor, lo que indica queel universo parece estar desbocado. Tal ex-pansión enfriaría la temperatura del universo y ll-evaría finalmente al big freeze. Pero ¿es esta ex-pansión temporal? ¿Podría invertirse en elfuturo?

Por ejemplo, en el escenario big splat, en el quedos membranas colisionan y crean el universo,

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parece como si las membranas pudieran colision-ar periódicamente. Si es así, entonces la ex-pansión que podría llevar a un big freeze es soloun estado temporal que se invertirá.

Lo que está impulsando la actual aceleración deluniverso es la energía oscura, que a su vez estácausada probablemente por la «constante cos-mológica». Por consiguiente, la clave está en en-tender esta misteriosa constante, o la energía delvacío. ¿Varía la constante con el tiempo, o esrealmente constante? Actualmente nadie lo sabecon certeza. Sabemos por el satélite WMAP queesta constante cosmológica parece estar impuls-ando la aceleración actual del universo, perodesconocemos si es permanente o no.

Este es en realidad un viejo problema, que se re-monta a 1916, cuando Einstein introdujo porprimera vez la constante cosmológica. Inmediata-mente después de proponer la relatividad generalel año anterior, desarrolló las implicaciones cos-mológicas de su propia teoría. Para su sorpresa,encontró que el universo era dinámico, que se

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expandía o se contraía. Pero esta idea parecíacontradecir los datos.

Einstein se estaba enfrentando a la paradoja deBentley, que había desconcertado incluso a New-ton. En 1692 el reverendo Richard Bentley es-cribió a Newton una carta inocente con una pre-gunta devastadora. Si la gravedad de Newton erasiempre atractiva, preguntaba Bentley, entonces¿por qué no colapsaba el universo? Si el universoconsiste en un conjunto finito de estrellas que seatraen mutuamente, entonces las estrellas deber-ían juntarse y el universo debería colapsar en unabola de fuego. Newton quedó profundamenteturbado por esta carta, puesto que señalaba un de-fecto clave de su teoría de la gravedad: cualquierteoría de la gravedad que sea atractiva es intrín-secamente inestable. Cualquier colección finitade estrellas colapsará inevitablemente bajo la ac-ción de la gravedad.

Newton respondió que la única manera de crearun universo estable era tener un conjunto uni-forme e infinita de estrellas, en donde cada

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estrella fuera atraída desde todas las direccionesde modo que todas las fuerzas se cancelaran. Erauna solución ingeniosa, pero Newton era lobastante inteligente para darse cuenta de que talestabilidad sería engañosa. Como un castillo denaipes, la más minúscula vibración haría que to-do colapsará. Era «metastable»; es decir, era tem-poralmente estable hasta que la más ligera per-turbación lo aplastaría. Newton concluyó queDios era necesario para dar pequeños empujonesa las estrellas de vez en cuando, de modo que eluniverso no colapsará.

En otras palabras, Newton veía el universo comoun gigantesco reloj, al que Dios había dadocuerda en el principio del tiempo y que obedecíalas leyes de Newton. Desde entonces habíamarchado automáticamente, sin intervencióndivina. Sin embargo, según Newton, Dios era ne-cesario para ajustar las estrellas de vez en cuandopara que el universo no colapsará en una bola defuego.

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Cuando Einstein tropezó con la paradoja de Bent-ley en 1916, sus ecuaciones le decían correcta-mente que el universo era dinámico —estaba ex-pandiéndose o contrayéndose— y que un uni-verso estático era inestable y colapsaría debido ala gravedad. Pero los astrónomos insistían en esaépoca en que el universo era estático e invariable.Por eso Einstein, cediendo a las observaciones delos astrónomos, añadió la constante cosmológica,una fuerza antigravitatoria que separaba las es-trellas para equilibrar la atracción gravitatoriaque hacía que el universo colapsará. (Esta fuerzaantigravitatoria corresponde a la energía conten-ida en el vacío. En esta imagen, incluso laenorme vaciedad del espacio contiene grandescantidades de energía invisible). Esa constantetendría que estar escogida de forma muy precisapara cancelar la fuerza atractiva de la gravedad.

Tiempo después, cuando Edwin Hubble demostróen 1929 que el universo se estaba expandiendorealmente, Einstein diría que la constante cos-mológica fue su «mayor patinazo». Pero ahora,

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setenta años más tarde, parece como si el pat-inazo de Einstein, la constante cosmológica,pudiera ser la mayor fuente de energía del uni-verso, pues constituye el 75 por ciento del con-tenido de materia-energía del universo. (Por elcontrario, los elementos más pesados que formannuestros cuerpos constituyen solo el 0,03 porciento del universo). El patinazo de Einstein de-terminará probablemente el destino final deluniverso.

Pero ¿de dónde procede esta constante cosmoló-gica? Actualmente, nadie lo sabe. En el principiodel tiempo, la fuerza antigravitatoria era quizá lobastante grande para hacer que el universo se in-flara, y creó el big bang. Luego desapareció re-pentinamente, por razones desconocidas. (El uni-verso siguió expandiéndose durante ese período,pero a un ritmo más lento). Y luego, unos 8.000millones de años después del big bang, la fuerzaantigravitatoria salió de nuevo a la superficie,para separar las galaxias y hacer que el universose acelerara de nuevo.

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Entonces, ¿es imposible determinar el destino fi-nal del universo? Quizá no. La mayoría de losfísicos creen que los efectos cuánticos determin-an en última instancia el tamaño de la constantecosmológica. Un cálculo sencillo, utilizando unaversión primitiva de la teoría cuántica, muestraque la constante cosmológica está sobrestimadaen un factor 10120. Este es el mayor desajuste enla historia de la ciencia.

Pero también hay consenso entre los físicos enque esta anomalía significa sencillamente que ne-cesitamos una teoría de la gravedad cuántica.Puesto que la constante cosmológica aparece através de correcciones cuánticas, es necesariotener una teoría del todo, una teoría que nos per-mitirá no solo completar el modelo estándar, sinotambién calcular el valor de la constante cos-mológica, que determinará el destino final deluniverso.

Por eso, una teoría del todo es necesaria para de-terminar el destino final del universo. La ironía

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es que algunos físicos creen que es imposible al-canzar una teoría del todo.

¿Una teoría del todo?

Como ya he mencionado, la teoría de cuerdas esel principal candidato para una teoría del todo,pero hay opiniones contrapuestas acerca de si lateoría de cuerdas hace honor a esta afirmación.Por una parte, personas como el profesor MaxTegmark del MIT escriben: «Creo que en 2056 sepodrán comprar camisetas en las que estén im-presas ecuaciones que describan las leyes físicasunificadas de nuestro universo».[8] Por otra parte,está surgiendo un grupo de críticos decididos queafirman que la moda de las cuerdas aún tiene quejustificarse. Por muy numerosos que sean losartículos o documentales de televisión impact-antes que se hacen sobre la teoría de cuerdas, estaaún tiene que producir un solo hecho que puedaponerse a prueba, dicen algunos. Es una teoría denada, antes que una teoría del todo, afirman loscríticos. El debate se calentó considerablemente

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en 2002 cuando Stephen Hawking cambió debando, citando el teorema de incompletitud, ydijo que una teoría del todo podría ser inclusomatemáticamente imposible.

No es sorprendente que el debate haya enfrentadoa físicos con físicos, pues el objetivo es impon-ente, aunque escurridizo. La búsqueda por unifi-car todas las leyes de la naturaleza ha tentado afísicos y filósofos por igual durante milenios. Elpropio Sócrates dijo en cierta ocasión: «Meparecía algo superlativo saber la explicación detodas las cosas: por qué nacen, por qué mueren,por qué son».

La primera propuesta seria para una teoría del to-do data de aproximadamente el 500 a.C., fechaen que se atribuye a los pitagóricos griegos elhaber descifrado las leyes matemáticas de lamúsica. Entonces especularon que toda la nat-uraleza podía explicarse por las armonías de lascuerdas de una lira. (En cierto sentido, la teoríade cuerdas recupera el sueño de los pitagóricos).

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En tiempos modernos, casi todos los gigantes dela física del siglo XX probaron suerte con unateoría del campo unificado. Pero como advierteFreeman Dyson: «El suelo de la física está llenode cadáveres de teorías unificadas».

En 1928 The NewYork Times publicó el sensa-cional titular «Einstein en el umbral de un grandescubrimiento; la intrusión se resiente». La noti-cia desencadenó un frenesí en los medios decomunicación acerca de una teoría del todo quealcanzó un tono febril. Los titulares decían: «Ein-stein sorprendido por el revuelo sobre la teoría.Mantiene a cien periodistas en vilo durante unasemana». Montones de periodistas se con-gregaron alrededor de su casa en Berlín, en unavigilia continua, esperando captar un atisbo delgenio y conseguir un titular. Einstein se vio obli-gado a entrar a escondidas.

El astrónomo Arthur Eddington escribió a Ein-stein: «Quizá le divierta oír que uno de nuestrosgrandes almacenes en Londres (Selfridges) hadesplegado su artículo en sus escaparates (las seis

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páginas pegadas una al lado de otra) para que lostranseúntes puedan leerlo. Grandes multitudes sejuntan para leerlo». (En 1923 Eddington propusosu propia teoría del campo unificado, en la cualtrabajó incansablemente durante el resto de suvida, hasta su muerte en 1944).

En 1946 Erwin Schródinger, uno de losfundadores de la mecánica cuántica, convocó unaconferencia de prensa para proponer su teoría delcampo unificado. Incluso el primer ministro deIrlanda, Eamon de Valera, asistió a la misma.Cuando un periodista le preguntó qué haría si suteoría fuera errónea, Schródinger respondió:«Creo que estoy en lo cierto. Quedaré como unterrible estúpido si estoy equivocado».(Schródinger quedó humillado cuando Einsteinseñaló diplomáticamente los errores en su teoría).

El más severo de todos los críticos de la unifica-ción fue el físico Wolfgang Pauli. Reprobaba aEinstein diciendo que «Lo que Dios ha separado,que no lo una el hombre». Se burlaba despiada-damente de toda teoría a medio hacer con el

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sarcasmo «Ni siquiera es falsa». Por eso resultairónico que el propio Pauli, el cínico supremo,cayera en ello. En los años cincuenta propuso supropia teoría del campo unificado con WernerHeisenberg.

En 1958 Pauli presentó la teoría unificada deHeisenberg-Pauli en la Universidad de Columbia.Niels Bohr estaba entre el público y no quedó im-presionado. Bohr se levantó y dijo: «Aquí es-tamos convencidos de que su teoría es descabel-lada. Pero en lo que no estamos de acuerdo es ensi es suficientemente descabellada». La críticaera demoledora. Puesto que todas las teorías ob-vias habían sido consideradas y rechazadas, laverdadera teoría del campo unificado debía apar-tarse abiertamente del pasado. La teoría deHeisenberg-Pauli era demasiado convencional,demasiado ordinaria, demasiado cuerda para serla teoría verdadera. (Ese año Pauli se molestócuando Heisenberg comentó en una emisión radi-ofónica que solo quedaban unos pocos detallestécnicos en su teoría. Pauli envió a sus amigos

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una carta con un rectángulo en blanco, con el pie:«Esto es para mostrar al mundo que puedo pintarcomo Tiziano. Solo faltan detalles técnicos).

Críticas a la teoría de cuerdas

Hoy, el principal (y único) candidato para unateoría del todo es la teoría de cuerdas. Pero, unavez más, ha surgido un rechazo. Los adversariosseñalan que para conseguir un puesto permanenteen una universidad importante hay que trabajaren teoría de cuerdas. Si no, uno se queda sin em-pleo. Es la moda del momento, y eso no es buenopara la física.[9]

Yo sonrío cuando oigo esta crítica, porque lafísica, como todas las empresas humanas, estásujeta a modas y manías. La suerte de las grandesteorías, especialmente las que trabajan en lafrontera del conocimiento humano, puede subir ybajar como las faldas. De hecho, hace años cam-biaron las tornas; la teoría de cuerdas erahistóricamente una paria, una teoría renegada, lavíctima de la moda.

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La teoría de cuerdas nació en 1968, cuando dosjóvenes posdoctorados, Gabriel Veneziano yMahiko Suzuki, tropezaron con una fórmula queparecía describir la colisión de partículas sub-atómicas. Enseguida se descubrió que esta mara-villosa fórmula podía derivarse de la colisión decuerdas vibrantes. Pero en 1974 la teoría estabamuerta. Una nueva teoría, la cromodinámicacuántica (QCD), o la teoría de los quarks y las in-teracciones fuertes, era una apisonadora queaplastaba a las demás teorías. Los físicos aban-donaron en masa la teoría de cuerdas para pon-erse a trabajar en QCD. Todos los fondos, em-pleos y reconocimientos iban a los físicos quetrabajaban en el modelo de quarks.

Recuerdo bien esos años oscuros. Solo los lo-cos o los tozudos siguieron trabajando enteoría de cuerdas. Y cuando se supo que es-tas cuerdas solo podían vibrar en diez di-mensiones, la teoría se convirtió en objeto dechanzas. El pionero de las cuerdas John Sch-warz, del Caltech, coincidía a veces con

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Richard Feynman en el ascensor. Siemprebromista, Feynman preguntaba: «Bueno,John, ¿en cuántas dimensiones estás hoy?».Solíamos bromear diciendo que el únicolugar para encontrar a un teórico de cuerdasera en la cola del paro. (El premio NobelMurray Gell-Mann, fundador del modelo dequarks, me confesó una vez que se apiadó delos teóricos de cuerdas y creó en el Caltech«una reserva natural para teóricos de cuer-das en peligro de extinción» para que lagente como John no perdiera sus empleos).

En vista de que hoy muchos jóvenes físicos selanzan a trabajar en teoría de cuerdas, StevenWeinberg ha escrito: «La teoría de cuerdas pro-porciona nuestra única fuente actual de candida-tos para una teoría final, ¿cómo podría alguienesperar que muchos de los más brillantes teóricosjóvenes no trabajaran en ella?».

¿Es imposible poner a prueba la teoríade las cuerdas?

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Una crítica importante hoy a la teoría de cuerdases que no se puede poner a prueba. Se necesitaríaun colisionador de átomos del tamaño de lagalaxia para poner a prueba esta teoría, dicen loscríticos.

Pero esta crítica olvida el hecho de que la mayorparte de la ciencia se hace indirectamente, no dir-ectamente. Nadie ha visitado aún el Sol parahacer una prueba directa, pero sabemos que estáhecho de hidrógeno porque podemos analizar suslíneas espectrales.

O tomemos los agujeros negros. La teoría delos agujeros negros se remonta a 1783,cuando John Michell publicó un artículo enlas Philosophical Transaction of the RoyalSociety. El afirmaba que una estrella podíaser tan masiva que «toda la luz emitidadesde un cuerpo semejante estaría obligada avolver a él por su propia gravedad». La teoríade la «estrella oscura» de Michell languide-ció durante siglos porque era imposible unaprueba directa. Incluso Einstein escribió un

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artículo en 1939 que demostraba que una es-trella semejante no podía formarse por me-dios naturales. La crítica era que estas estrel-las oscuras eran intrínsecamente incomprob-ables porque eran, por definición, invisibles.Pero hoy el telescopio espacial Hubble nosha dado bellas pruebas de agujeros negros.Ahora creemos que millones de ellos puedenesconderse en los corazones de las galaxias;montones de agujeros negros errabundospodrían existir en nuestra propia galaxia.Pero el punto importante es que toda pruebaa favor de los agujeros negros es indirecta; esdecir, hemos reunido información sobre losagujeros negros analizando el disco de acre-ción que gira como un torbellino a sualrededor.

Además, muchas teorías «incomprobables» sehacen con el tiempo comprobables. Se necesit-aron dos mil años para demostrar la existencia delos átomos después de que fueran propuestos ini-cialmente por Demócrito. Físicos del siglo XIX

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como Ludwig Boltzmann fueron acosados hastala muerte por creer esa teoría, pero hoy tenemosbellas fotografías de átomos. El propio Pauli in-trodujo el concepto de neutrino en 1930, unapartícula tan escurridiza que puede atravesar unbloque de plomo del tamaño de todo un sistemaestelar sin ser absorbida. Pauli dijo: «Hecometido un pecado capital; he introducido unapartícula que nunca podrá observarse». Era «im-posible» detectar el neutrino, y durante variasdécadas se consideró poco más que ciencia fic-ción. Pero hoy podemos producir haces deneutrinos.

Hay, de hecho, varios experimentos con los quelos físicos esperan obtener los primeros tests in-directos de la teoría de cuerdas:

El gran colisionador de hadrones(LHC) podría ser suficientemente potentepara producir «spartículas», o super-partículas, que son las vibraciones másaltas predichas por la teoría de cuerdas

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(así como por otras teoríassupersimétricas).

Como ya he mencionado, en 2015 elLISA será lanzado al espacio. LISA y susucesor, el BBO, pueden ser suficiente-mente sensibles para poner a prueba vari-as teorías «pre-big bang», incluidas ver-siones de la teoría de cuerdas.

Varios laboratorios están investig-ando la presencia de dimensiones másaltas buscando desviaciones de lafamosa ley de Newton de la inversadel cuadrado en la escala milimétrica.(Si hay una cuarta dimensión espacial,entonces la gravedad debería decrecercon la inversa del cubo, no con la in-versa del cuadrado). La versión másrecíente de la teoría de cuerdas (lateoría M) predice que hay oncedimensiones.

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Muchos laboratorios están tratando dedetectar materia oscura, puesto que la Ti-erra se está moviendo en un viento cós-mico de materia oscura. La teoría de cuer-das hace predicciones concretas y com-probables sobre las propiedades físicas dela materia oscura porque la materia oscuraes probablemente una vibración superiorde la cuerda (por ejemplo, el fotino).

Se espera que una serie de experi-mentos adicionales (por ejemplo, sobrepolarización de neutrinos en el polo sur)detectarán la presencia de miniagujerosnegros y otros objetos extraños a partirdel análisis de anomalías en los rayos cós-micos, cuyas energías pueden superar fá-cilmente las del LHC. Los experimentoscon rayos cósmicos y en el LHC abriránuna nueva y excitante frontera más alládel modelo estándar.

Y hay algunos físicos que mantienen laposibilidad de que el big bang fue tan

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explosivo que quizá una minúscula super-cuerda fuera ampliada a proporciones as-tronómicas. Como escribe el físico Alex-ander Vilenkin de la Universidad deTufts: «Una posibilidad muy excitante esque las supercuerdas [...] puedan tener di-mensiones astronómicas. [...] Entoncespodríamos observarlas en el cielo y ponera prueba directamente la teoría de super-cuerdas».[10] (La probabilidad de encon-trar una enorme supercuerda, reliquia deuna cuerda que fuera ampliada en el bigbang, es muy pequeña).

¿Está la física incompleta?

En 1980 Stephen Hawking avivó el interés enuna teoría del todo con una conferencia titulada«¿Está a la vista el final de la física teórica?», enla que afirmaba: «Es posible que algunos de losaquí presentes lleguen a ver una teoría com-pleta». Afirmaba que había una probabilidad del50 por ciento de encontrar una teoría final en los

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próximos veinte años. Pero cuando llegó el año2000 y no había consenso sobre la teoría del to-do, Hawking cambió de opinión y dijo que habíauna probabilidad del 50 por ciento de encontrarlaen otros veinte años.

Luego, en 2002, Hawking cambió de opinión unavez más y declaró que quizá el teorema de in-completitud de Gódel sugería un defecto fatal ensu línea de pensamiento. Escribió: «Algunas per-sonas quedarán muy decepcionadas si no hay unateoría final que pueda formularse como unnúmero finito de principios. Yo pertenecía a esegrupo, pero he cambiado de opinión. [...] El teor-ema de Gódel aseguró que siempre habría trabajopara un matemático. Pienso que la teoría M hacelo mismo para los físicos».

Su argumento es viejo: puesto que las matemátic-as son incompletas y el lenguaje de la física es lasmatemáticas, siempre habrá enunciados físicosverdaderos que estarán más allá de nuestro al-cance, y por ello no es posible una teoría del to-do. Puesto que el teorema de incompletitud acabó

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con el sueño griego de demostrar todos los enun-ciados verdaderos en matemáticas, también pon-drá a una teoría del todo más allá de nuestro al-cance para siempre.

Freeman Dyson lo dijo de forma elocuentecuando escribió: «Gódel demostró que el mundode las matemáticas puras es inagotable; ningúnconjunto finito de axiomas y reglas de inferenciapuede abarcar la totalidad de las matemáticas.[...] Yo espero que una situación análoga existaen el mundo físico. Si mi visión del futuro es cor-recta, ello significa que el mundo de la física y dela astronomía es también inagotable; por muchoque avancemos hacia el futuro, siempre suceder-án cosas nuevas, habrá nueva información, nue-vos mundos que explorar, un dominio en con-stante expansión de vida, consciencia ymemoria».

El astrofísico John Barrow resume el argumentode esta manera: «La ciencia se basa en lasmatemáticas; las matemáticas no pueden

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descubrir todas las verdades; por lo tanto, la cien-cia no puede descubrir todas las verdades».[11]

Tal argumento puede ser cierto o no, pero hay de-fectos potenciales. La mayor parte de losmatemáticos profesionales ignoran el teorema deincompletitud en su trabajo. La razón es que elteorema de incompletitud empieza por analizarenunciados que se refieren a sí mismos; es decir,son autorreferenciales. Por ejemplo, enunciadoscomo el siguiente son paradójicos:

Esta sentencia es falsa.Yo soy un mentiroso.Este enunciado no puede demostrarse.

En el primer caso, si la sentencia es verdadera,significa que es falsa. Si la sentencia es falsa,entonces el enunciado es verdadero. Análoga-mente, si estoy diciendo la verdad, entonces es-toy diciendo una mentira; si estoy diciendo unamentira, entonces estoy diciendo la verdad. En elsegundo caso, si la sentencia es verdadera,entonces no puede demostrarse que es verdadera.

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(El segundo enunciado es la famosa paradoja delmentiroso. El filósofo cretense Epiménides solíailustrar esta paradoja diciendo: «Todos los cre-tenses son mentirosos». Sin embargo, san Pablono vio esto y escribió, en su epístola a Tito: «Unode los propios profetas de Creta lo ha dicho,"Todos los cretenses son mentirosos, brutos mal-vados, glotones perezosos". Seguramente ha di-cho la verdad»).

El teorema de incompletitud se basa en enuncia-dos como: «Esta sentencia no puede demostrarseutilizando los axiomas de la aritmética» y creauna malla sofisticada de paradojasautorreferenciales.

Hawking, sin embargo, utiliza el teorema de in-completitud para demostrar que no puede existiruna teoría del todo. Afirma que la clave para elteorema de incompletitud de Gódel es que lasmatemáticas son autorreferenciales, y la físicaadolece también de esta enfermedad. Puesto queel observador no puede separarse del proceso deobservación, eso significa que la física siempre se

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referirá a sí misma, puesto que no podemos salirdel universo. En último análisis, el observadorestá hecho de átomos y moléculas, y por ellodebe ser parte integral del experimento que estárealizando.

Pero hay una manera de evitar la crítica deHawking. Para evitar la paradoja inherente en elteorema de Gódel, hoy los matemáticos profe-sionales simplemente afirman que su trabajo ex-cluye todo enunciado autorreferencial. En granmedida, el explosivo desarrollo de las matemátic-as desde el tiempo de Gódel se ha logrado ignor-ando el teorema de incompletitud, es decir, pos-tulando que el trabajo reciente no hace enuncia-dos autorreferenciales.

Del mismo modo, quizá sea posible construir unateoría del todo que permita explicar cada experi-mento conocido independientemente de ladicotomía observador/observado. Si una teoríadel todo semejante puede explicar todo, desde elorigen del big bang al universo visible que vemosa nuestro alrededor, entonces la forma de

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describir la interacción entre el observador y loobservado se convierte en una cuestión pura-mente académica. De hecho, un criterio para unateoría del todo debería ser que sus conclusionessean totalmente independientes de cómohagamos la separación entre el observador y loobservado.

Además, la naturaleza puede ser inagotable eilimitada, incluso si está basada en unos pocosprincipios. Consideremos un juego de ajedrez.Pidamos a un alienígena de otro planeta que des-cubra las reglas del ajedrez con solo observar eljuego. Al cabo de un rato el alienígena puededescubrir cómo se mueven los peones, los alfilesy los reyes. Las reglas del juego son finitas ysimples, pero el número de juegos posibles esrealmente astronómico. De la misma forma, lasreglas de la naturaleza pueden ser finitas ysimples, pero las aplicaciones de dichas reglaspueden ser inagotables. Nuestro objetivo es en-contrar las reglas de la física.

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En cierto sentido, ya tenemos una teoría completade muchos fenómenos. Nadie ha visto nunca undefecto en las ecuaciones de Maxwell para la luz.Al modelo estándar se le llama a veces una «teor-ía de casi todo». Supongamos por un momentoque podamos desconectar la gravedad. Entoncesel modelo estándar se convierte en una teoría per-fectamente válida de todos los fenómenos si ex-ceptuamos la gravedad. La teoría puede ser fea,pero funciona. Incluso en presencia del teoremade incompletitud, tenemos una teoría del todo(excepto la gravedad) perfectamente razonable.

Para mí es notable que en una simple hoja de pa-pel se puedan escribir las leyes que gobiernan to-dos los fenómenos físicos conocidos, que cubrencuarenta y tres órdenes de magnitud, desde losmás lejanos confines del cosmos a más de 10.000millones de años luz hasta el micromundo dequarks y neutrinos. En esa hoja de papel habríasolo dos ecuaciones, la teoría de la gravedad deEinstein y el modelo estándar. Para mí estomuestra la definitiva simplicidad y armonía de la

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naturaleza en el nivel fundamental. El universopodría haber sido perverso, aleatorio ocaprichoso. Y pese a todo se nos aparece com-pleto, coherente y bello.

El premio Nobel Steven Weinberg comparanuestra búsqueda de una teoría del todo con labúsqueda del Polo Norte. Durante siglos los anti-guos marineros trabajaban con mapas en los quefaltaba el Polo Norte. Las agujas de todas lasbrújulas apuntaban a esa pieza que faltaba en elmapa, pero nadie la había visitado realmente. Dela misma forma, todos nuestros datos y teoríasapuntan a una teoría del todo. Es la pieza ausentede nuestras ecuaciones.

Siempre habrá cosas que estén más allá denuestro alcance, que sean imposibles de explorar(tales como la posición exacta de un electrón, o elmundo que existe más allá del alcance de la velo-cidad de la luz). Pero las leyes fundamentales,creo yo, son cognoscibles y finitas. Y los próxi-mos años en física podrían ser los más excitantesde todos, cuando exploremos el universo con una

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nueva generación de aceleradores de partículas,detectores de ondas de gravedad con base en elespacio, y otras tecnologías. No estamos en el fi-nal, sino en el principio de una nueva física. Peroencontremos lo que encontremos, siempre habránuevos horizontes esperándonos.

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Prefacio

[1] La razón de que esto sea cierto se debe a la teoríacuántica. Cuando sumamos todas las posibles correccionescuánticas a una teoría (un proceso tedioso llamado «renor-malización») encontramos que fenómenos que previamenteestaban prohibidos, en el nivel clásico, reentran en el cál-culo. Esto significa que a menos que algo esté explícita-mente prohibido (por una ley de conservación, por ejem-plo) reentra en la teoría cuando se suman correccionescuánticas.

Invisibilidad

[1] Platón escribió: «Ningún hombre pondría las manos enlo que no es suyo si pudiera tomar lo que le gustara en elmercado, o entrar en las casas y yacer con cualquiera a suplacer, o matar o liberar de prisión a quien quisiera, y en to-dos los respectos sería como un dios entre los hombres. [...]Si uno pudiera imaginar a alguien que obtuviera este poderde hacerse invisible, y nunca hiciera nada equivocado o to-cara lo que era de otro, sería considerado por los demáscomo el mayor idiota...».

[2] Nathan Myhrvold, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 69.

[3] Josie Glausiusz, Discover Magazine, noviembre de2006.

[4] «Metamateriales que funcionan para luz visible»,Eurekalert, www.eurekalert.org/pub_releases/2007-01,2007.También en New Scientist Magazine, 18 de diciembrede 2006.

Fáseres y estrellas de la muerte

[1] Los nazis también enviaron a un equipo a la India parainvestigar algunas antiguas afirmaciones mitológicas de loshindúes (similares a la línea argumental de En busca delarca perdida). Los nazis estaban interesados en los escritosdel Mahabharata, que describían armas extrañas y poder-osas, incluida una cápsula voladora.

[2] Películas como esta han difundido también varias ideasequívocas sobre los láseres. Los haces láser son en realidadinvisibles, a menos que sean dispersados por partículas enel aire. Así, cuando Tom Cruise tenía que atravesar un

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laberinto de haces láser en Misión imposible, la red dehaces láser debería haber sido invisible, no roja. Tambiénen muchas batallas con pistolas de rayos en las películaspodemos ver realmente los pulsos láser a través de una hab-itación, lo que es imposible, puesto que la luz láser viaja ala velocidad de la luz, 300.000 kilómetros por segundo.

[3] Asimov y Schulman, p. 124.

Teletransporte

[1] El mejor ejemplo registrado de teletransporte estáfechado el 24 de octubre de 1593, cuando Gil Pérez, unguardia de palacio en el ejército de las Filipinas queguardaba al gobernador en Manila, apareció repentina-mente en la Plaza Mayor de Ciudad de México. Sorpren-dido y confuso, fue detenido por las autoridades mexicanas,que pensaban que estaba de acuerdo con Satán. Cuando fuellevado ante el Muy Santo Tribunal de la Inquisición, todolo que pudo decir en su defensa era que había desaparecidode Manila, y aparecido en México, «en menos que canta ungallo». (La exposición histórica de este incidente resulta in-verosímil; el historiador Mike Dash ha señalado que los

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primeros registros de la desaparición de Pérez datan de unsiglo después de ese hecho, y por ello no merecen muchaconfianza).

[2] El trabajo inicial de Doyle se distinguía por el pensami-ento metódico y lógico típico en la profesión médica, comose muestra en las soberbias deducciones de SherlockHolmes. Entonces, ¿por qué Doyle decidió separarse abier-tamente de la lógica fría y racional de mister Holmes paraacercarse a las aventuras del profesor Challenger, quienhurgaba en los mundos prohibidos del misticismo, lo ocultoy los márgenes de la ciencia? El autor quedó profunda-mente afectado por las muertes súbitas e inesperadas devarios parientes próximos durante la Primera Guerra Mun-dial, entre ellos su amado hijo Kingsley, su hermano, doscuñados y dos sobrinos. Estas pérdidas dejarían una cicatrizemocional profunda y duradera.

Deprimido por sus trágicas muertes, Doyle se embarcó enuna duradera fascinación por el mundo de lo oculto, crey-endo quizá que podría comunicarse con los muertos através del espiritismo. Abruptamente, cambió del mundo dela ciencia racional y forense al misticismo, y llegó a dar

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famosas conferencias por todo el mundo sobre fenómenospsíquicos inexplicados.

[3] Más exactamente, el principio de incertidumbre deHeisenberg dice que la incertidumbre en la posición de unapartícula, multiplicada por la incertidumbre en su mo-mento, debe ser mayor o igual que la constante de Planckdividida por 2it, o el producto de la incertidumbre en la en-ergía de una partícula por la incertidumbre en su tiempodebe ser también mayor o igual que la constante de Planckdividida por 2JT. Si hacemos la constante de Planck igual acero, entonces esto se reduce a la teoría newtoniana ordin-aria, en la que todas las incertidumbres son cero.

El hecho de que no se pueda conocer la posición, el mo-mento, la energía o el tiempo de un electrón impulsó aTryggvi Emilsson a decir que «los historiadores han con-cluido que Heisenberg debía de estar contemplando al amorde su vida cuando descubrió el principio de incertidumbre:Cuando él tenía el tiempo, no tenía la energía, y cuando elmomento era correcto, no pudo descubrir la posición»).John Barrow, Between Inner Space and Outer Space, p.187.

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[4] Kaku, Einstein's Cosmos, p. 127.

[5] Asimov y Schulman, p. 211.

[6] Supongamos por el momento que objetos macroscópi-cos, incluidas personas, pueden ser teletransportados. Estoplantea cuestiones sutiles filosóficas y teológicas sobre laexistencia de un «alma» si el cuerpo de una persona es tele-transportado. Si usted fuera teletransportado a un nuevolugar, ¿se movería también su alma con usted?

Algunas de estas cuestiones éticas se exploraban en la nov-ela de James Patrick Kelly Pensar como un dinosaurio. Enesta historia una mujer es teletransportada a otro planeta,pero hay un problema con la transmisión. En lugar de serdestruido el cuerpo original, este permanece inmutable, contodas sus emociones intactas. De repente, hay dos copias deella. Por supuesto, cuando se le dice a la copia que entre enla máquina de teletransporte para ser desintegrada, ella seniega. Esto crea una crisis, porque los fríos alienígenas, queproporcionaron inicialmente la tecnología, ven esto comouna cuestión puramente práctica para «equilibrar la

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ecuación», mientras que los humanos emotivos son másafines a la causa de ella.

En la mayoría de los relatos el teletransporte se ve comouna bendición. Pero en «La expedición», de Stephen King,el autor explora las implicaciones de lo que sucede si hayefectos marginales peligrosos en el teletransporte. En el fu-turo, el teletransporte es un lugar común y se llama ingen-uamente «La expedición». Inmediatamente antes de serteletransportado a Marte, un padre explica a sus hijos lacuriosa historia que hay detrás de la excursión, que fue des-cubierta inicialmente por un científico que la utilizaba parateletransportar ratones, pero los únicos ratones que sobre-vivían al teletransporte eran los que habían sido anestesia-dos. Los ratones que se despertaban mientras estabansiendo teletransportados morían de manera horrible. Poreso, los humanos son dormidos rutinariamente antes de serteletransportados. El único hombre que fue teletransportadomientras estaba despierto fue un criminal convicto al que sele prometió un perdón total si se sometía a este experi-mento. Pero después de ser teletransportado sufrió unataque al corazón, y sus últimas palabras fueron: «La etern-idad está aquí».

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Por desgracia, el hijo, al oír esta historia fascinante, decidecontener la respiración para no quedar anestesiado. Los res-ultados son trágicos. Tras ser teletransportado se vuelveloco de repente. Su pelo se vuelve blanco, sus ojos, amaril-los, y él trata de arrancárselos. Entonces se revela elsecreto. La materia física se teletransporta instantánea-mente, pero para la mente el viaje dura una eternidad, eltiempo parece inacabable y la persona se vuelve completa-mente loca.

[7] Curt Suplee, «Top 100 Science Stories of 2006», Dis-cover Magazine, diciembre de 2006, p. 35.

[8] Zeeya Merali, New Scientist Magazine, 13 de junio de2007.

[9] David Deutsch, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 69.

Telepatía

[1] En las fiestas uno puede ejecutar también sorprendenteshazañas de telepatía. Pida a todos los presentes en una

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fiesta que escriban un nombre en un trozo de papel y colo-quen los trozos en un sombrero. Luego usted saca uno auno los trozos de papel cerrados y, antes de abrir cada uno,lea en voz alta el nombre escrito en él. La audienciaquedará sorprendida. La telepatía se ha mostrado ante susojos. De hecho, algunos magos han adquirido fama y fortu-na principalmente debido a este truco.

(El secreto para esta sorprendente hazaña de lectura de lamente es el siguiente: saque el primer trozo de papel y léalopara usted mismo, pero diga que tiene dificultades paraleerlo porque el «éter psíquico» está nublado. Saque un se-gundo trozo de papel, pero no lo abra todavía. Ahora digael nombre que ha leído en el primer trozo de papel. La per-sona que escribió ese primer nombre quedará sorprendida,pensando que usted ha leído el segundo trozo de papel aúncerrado. Abra ahora el segundo trozo de papel y léalo en si-lencio para usted mismo. Saque el tercer trozo cerrado depapel y diga en voz alta el nombre que leyó en el segundotrozo de papel. Repita este proceso. Cada vez que usteddice en voz alta el nombre escrito en un trozo de papel estáleyendo el contenido del trozo de papel anterior).

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[2] El estado mental de una persona puede determinarseaproximadamente trazando la trayectoria precisa que sigueun ojo cuando examina una fotografía. Lanzando un finohaz luminoso al globo ocular, puede proyectarse una im-agen reflejada del haz en la pared. Siguiendo la trayectoriade este haz luminoso sobre la pared se puede reconstruircon exactitud el recorrido del ojo cuando examina una im-agen. (Por ejemplo, cuando examina el rostro de una per-sona en una fotografía, el ojo del observador se mueverápidamente de un lado a otro entre los ojos de la personade la fotografía, luego se dirige a la boca, y de nuevo a losojos, antes de explorar la imagen entera).

Cuando una persona examina una imagen, se puede calcu-lar el tamaño de sus pupilas y con ello si tiene pensamien-tos agradables o desagradables cuando examina partes con-cretas de la imagen. De este modo, se puede leer el estadoemocional de una persona. (Un asesino, por ejemplo, ex-perimentaría intensas emociones al mirar una imagen de laescena de un crimen y al explorar la posición precisa delcuerpo. Solo el asesino y la policía conocerían la posición).

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[3] Entre los miembros de la Sociedad para las Investiga-ciones Psíquicas figuraban lord Rayleigh (premio Nobel),sir William Crookes (inventor del tubo de Crookes utiliz-ado en electrónica), Charles Richet (premio Nobel), elpsicólogo norteamericano William James y el primer min-istro Arthur Balfour. Entre sus patrocinadores se incluíanluminarias tales como Mark Twain, Arthur Conan Doyle,lord Alfred Tennyson, Lewis Carroll y Cari Jung.

[4] Rhine planeaba originalmente hacerse pastor protest-ante, pero luego se pasó a la botánica mientras asistía a laUniversidad de Chicago. Despues de asistir a una charla en1922 dada por sir Arthur Conan Doyle, que estaba impar-tiendo conferencias por todo el país sobre comunicacióncon los muertos, Rhine quedó fascinado con los fenómenospsíquicos. Más tarde leyó el libro The Survival of Man, desir Oliver Lodge, sobre presuntas comunicaciones con losdesaparecidos durante sesiones de espiritismo, lo que re-forzó el interés de Rhine. Sin embargo, él estaba insatis-fecho con el estado del espiritismo de su época; su reputa-ción estaba a menudo manchada con sucias historias defraudes y trucos. De hecho, las propias investigaciones deRhine desenmascararon a cierta espiritista, Margery

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Crandon, como fraude; sin embargo, tal investigación levalió el desprecio de muchos espiritistas, incluido ConanDoyle.

[5] Randi, p. 51.

[6] Randi, p. 143.

[7] San Francisco Chronicle, 26 de noviembre de 2001.

[8] Finalmente están también las cuestiones legales y mor-ales que se plantearían si formas limitadas de telepatía lleg-aran a ser un lugar común en el futuro. En muchos estadoses ilegal grabar una conversación telefónica de una personasin su permiso, de modo que en el futuro también podríaser ilegal registrar las pautas mentales de una persona sinsu permiso. También los defensores de las libertades civilespodrían poner objeciones a leer las pautas mentales de unapersona sin su permiso en cualquier contexto. Dada la nat-uraleza resbaladiza de los pensamientos de una persona,quizá nunca sea legal presentar pautas mentales en untribunal. En Minority Report, protagonizada por TomCruise, se planteaba la cuestión ética de si se puede detenera alguien por un crimen que todavía no ha cometido. En el

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futuro podría plantearse la cuestión de si la intención deuna persona de cometer un crimen, puesta de manifiestopor pautas mentales, constituye una evidencia incriminator-ia contra dicha persona. Si una persona amenaza verbal-mente, ¿contaría eso tanto como si amenazaramentalmente?

Estará también la cuestión de los gobiernos y agencias deseguridad que no respetan las leyes y someten a las perso-nas a exploraciones cerebrales sin su voluntad. ¿Con-stituiría esto un comportamiento legal apropiado? ¿Seríalegal leer la mente de un terrorista para descubrir susplanes? ¿Sería legal implantar falsos recuerdos para en-gañar a los individuos? En Desafio total, protagonizada porArnold Schwarzenegger, se plantea continuamente lacuestión de si los recuerdos de una persona eran reales, oimplantados, lo que afecta a la naturaleza misma de quiénessomos.

Probablemente estas cuestiones seguirán siendo solo hi-potéticas durante las próximas décadas, pero a medida queavance la tecnología, planteará inevitablemente cuestiones

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morales, legales y sociales. Por fortuna, tenemos muchotiempo para discutirlas.

[9] Douglas Fox, New Scientist Magazine, 4 de mayo de2006.

[10] Philip Ross, Scientific American, septiembre de 2003.

[11] Science Daily, www.sciencedaily.com, 9 de abril de2005.

[12] Cávelos, p. 184.

Psicoquinesia

[1] El Sorprendente Randi, disgustado porque los magosprofesionales, hábiles para engañar a personas crédulas,pretendieran poseer poderes psíquicos, y defraudar así a unpúblico inocente, empezó a denunciar fraudes. En particu-lar, le gustaba repetir todas las hazañas realizadas por lospsíquicos. El Sorprendente Randi sigue la tradición delGran Houdini, un mago que también inició una segundacarrera denunciando a los falsificadores y charlatanes queutilizaban sus habilidades mágicas para defraudar a otros

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para su propio provecho. En particular, Randi presume deque puede engañar incluso a científicos con sus trucos:«Puedo entrar en un laboratorio y engañar a cualquiergrupo de científicos», dice. Cávelos, p. 220.

[2] Cávelos, p. 240.

[3] Cávelos, p. 240.

[4] Philip Ross, Scientific American, septiembre de 2003.

[5] Miguel Nicolelis y John Chapín, Scientific American,octubre de 2002.

[6] Kyla Dunn, Discover Magazine, diciembre de 2006, p.39.

[7] Aristides A. G. Requicha, «Nanorobots», ht-tp://www.lmr.usc.edu/_lmr/publications/nanorobotics.

Robots

[1] El profesor Penrose argumenta que debe de haber efec-tos cuánticos en el cerebro que hacen posible el

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pensamiento humano. Muchos científicos de la computa-ción dirían que cada neurona del cerebro puede ser du-plicada mediante una compleja serie de transistores; si esasí, el cerebro puede reducirse a un dispositivo clásico. Elcerebro es sumamente complicado, pero en esencia consisteen un grupo de neuronas cuyo comportamiento puede serduplicado por transistores. Penrose discrepa. El afirma quehay estructuras en una célula, llamadas microtúbulos, quemuestran comportamiento cuántico, de modo que elcerebro nunca puede reducirse a una simple colección decomponentes electrónicos.

[2] Kaku, Visions, p. 95.

[3] Cávelos, p. 90.

[4] Rodney Brooks, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 60.

[5] Kaku, Visions, p. 61.

[6] Kaku, Visions, p. 65.

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[7] Bill Gates, Skeptic Magazine, vol. 12, n.° 12, 2006, p.35.

[8] Bill Gates, Scientific American, enero de 2007, p. 63.

[9] Scientific American, enero de 2007, p. 58.

[10] Susan Kruglinski, «TheTop 100 Science Stories of2006», Discover Magazine, p. 16.

[11] Kaku, Visions, p. 76.

[12] Kaku, Visions, p. 92.

[13] Cávelos, p. 98.

[14] Cávelos, p.101.

[15] Barrow, Theories of Everything,p. 149.

[16] Sydney Brenner, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 35.

[17] Kaku, Visions, 135.

[18] Kaku, Visions, 188.

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[19] Así, nuestras creaciones mecánicas pueden ser en úl-tima instancia la clave para nuestra propia supervivencia alargo plazo. Como dice Marvin Minsky: «Los humanos nosomos el final de la evolución, así que si podemos haceruna máquina que sea tan inteligente como una persona,probablemente también podemos hacer una que sea muchomás inteligente. No tiene sentido hacer solo otra persona.Lo que se quiere es hacer una que pueda hacer cosas quenosotros no podemos». Kruglinski, «The Top 100 ScienceStories of 2006», p. 18.

[20] La inmortalidad, por supuesto, es algo que la gente hadeseado desde que los humanos, únicos en el reino animal,empezamos a contemplar nuestra propia mortalidad. Hab-lando de la inmortalidad, Woody Allen dijo en ciertaocasión: «Yo no quiero conseguir la inmortalidad por miobra. Quiero conseguirla por no morir. No quiero vivir enla memoria de mis compatriotas. Preferiría vivir en miapartamento». Moravec, en particular, cree que en un fu-turo lejano nos fusionaremos con nuestras creaciones paracrear un orden superior de inteligencia. Esto requeriría du-plicar los 100.000 millones de neuronas que hay en nuestro

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cerebro, cada una de las cuales está conectada a su vez conquizá varios miles de otras neuronas. Cuando nos tendemosen la mesa de un quirófano, tenemos al lado un esqueletorobótico. Se realiza una cirugía de modo que cuando elimi-namos una sola neurona, se crea una neurona de silicio du-plicada en el esqueleto robótico. Con el paso del tiempocada neurona de nuestro cuerpo se reemplaza por una neur-ona de silicio en el robot, de modo que somos conscientesdurante la operación. Al final, nuestro cerebro entero se hatransferido al esqueleto robótico mientras hemos sido testi-gos de todo el suceso. Un día estamos moribundos ennuestro cuerpo decrépito. Al día siguiente nos encontramosdentro de cuerpos inmortales, con los mismos recuerdos yla misma personalidad, sin perder la conciencia.

Extraterrestres y ovnis

[1] Jason Stahl, Discover Magazine, «Top 100 Science St-ories of 2006», diciembre de 2006, p. 80.

[2] Cávelos, p. 13.

[3] Cávelos, p. 12.

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[4] Ward y Brownlee, p. xiv.

[5] Cávelos, p. 26.

[6] En general, aunque las lenguas y culturas localesseguirán prosperando en diferentes regiones de la Tierra,surgirá una lengua y una cultura planetaria que se ex-tenderá por los continentes. Esta cultura global y las cultur-as locales existirán simultáneamente. Esta situación existeya con respecto a las élites de todas las sociedades.

Existen también fuerzas que se oponen a esta marcha haciaun sistema planetario. Están los terroristas que inconscientee instintivamente comprenden que el progreso hacia unacivilización planetaria es un progreso que hará de la toler-ancia y pluralismo secular una pieza central de su culturaemergente, y esta perspectiva es una amenaza para la genteque se siente más cómoda viviendo en el último milenio.

Naves estelares

[1] Kaku, Hyperspace, p. 302.

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[2] Gilster, p. 242.

Antimateria y antiuniversos

[1] NASA, http://science.nasa.gov, 12 de abril de 1999.

[2] Colé, p. 225.

Más rápido que la luz

[1] Cávelos, p. 137.

[2] Kaku, Parallel Worlds, p. 307.

[3] Cávelos, p. 151.

[4] Cávelos, p. 154.

[5] Cávelos, p. 154.

[6] Roach Motel era una marca de trampa para cucarachas.Su anuncio, que se hizo famoso, decía: «Todas las cucara-chas entran, pero ninguna sale». ( N. DEL T. ).

[7] Kaku, Parallel Worlds, p. 121.

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[8] Cávelos, p. 145.

[9] Hawking,p. 146.

El viaje en el tiempo

[1] Nahin,p.322.

[2] Pickover, p. 10.

[3] Nahin, p. ix.

[4] Pickover, p. 130.

[5] Kaku, Parallel Worlds, p. 142.

[6] Nahin, p. 248.

Universos paralelos

[1] Kaku, Hyperspace, p. 22.

[2] Pais,p.330.

[3] Kaku, Hyperspace, p. 118.

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[4] MaxTegmark, New Scientist Magazíne, 18 denoviembre de 2006, p. 37.

[5] Colé, p. 222.

[6] Greene, p. 111.

[7] Pero otra característica atractiva de la interpretación delos «muchos mundos» es que no se requiere ningunahipótesis adicional distinta de la ecuación de ondas origin-al. En esta imagen nunca tenemos que colapsar funcionesde onda o hacer observaciones. La función de onda simple-mente se divide por sí misma, automáticamente, sin nin-guna intervención ni hipótesis externa. En este sentido, lateoría de los muchos mundos es conceptualmente mássimple que todas las demás teorías, que requieren obser-vadores externos, medidas, colapsos de ondas y todo lodemás.

Es cierto que nos cargamos con un número infinito de uni-versos, pero la función de onda sigue la pista de ellos, sinhipótesis adicionales del exterior.

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Una forma de entender por qué nuestro universo físicoparece tan estable y seguro es invocar la decoherencia, esdecir, que nos hemos desacoplado de todos estos universosparalelos. La decoherencia solo explica por qué nuestrouniverso, entre un conjunto infinito de universos, parecetan estable. La decoherencia se basa en la idea de que losuniversos pueden dividirse en muchos universos, pero quenuestro universo, gracias a interacciones con el entorno, sesepara por completo de esos otros universos.

[8] Kaku, Parallel Worlds, p. 169.

Máquinas de movimiento perpetuo

[1] Asimov, p. 12.

[2] Algunas personas han puesto objeciones, declarandoque el cerebro humano, que representa quizá el objeto máscomplejo creado por la madre naturaleza en el sistema sol-ar, viola la segunda ley. El cerebro humano, que consta demás de 100.000 millones de neuronas, no tiene rival encomplejidad en nada que haya a menos de 40 billones dekilómetros de la Tierra, la distancia a la estrella más

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próxima. Pero, ¿cómo puede ser compatible esta enormereducción en entropía con la segunda ley?, preguntan. Lapropia evolución parece violar la segunda ley. La respuestaa esto es que el decrecimiento en entropía creado por laaparición de organismos superiores, incluidos los humanos,se da a expensas de un aumento de la entropía total en otroslugares. El decrecimiento en entropía creado por la evolu-ción está más que compensado por el aumento de la en-tropía en el entorno, es decir, de la entropía de la luz solarque incide en la Tierra. La creación del cerebro humanomediante la evolución reduce la entropía, pero esto estámás que compensado por el caos que creamos (por ejem-plo, la contaminación, las pérdidas térmicas, el calentami-ento global, etc).

[3] Tesla, sin embargo, fue también una figura trágica;probablemente fue estafado en los derechos de muchas desus patentes e invenciones que prepararon el camino para lallegada de la radio, la televisión y la revolución de las tele-comunicaciones. (Los físicos, sin embargo, hemos garant-izado que el nombre de Tesla no se olvidará. Hemos lla-mado a la unidad del campo magnético con su nombre. Un

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tesla es igual a 10.000 gauss, o aproximadamente 20.000veces el campo magnético de la Tierra).

Hoy él está casi olvidado, salvo que sus afirmaciones másexcéntricas se han convertido en materia de chismes y ley-endas urbanas. Tesla creía que podía comunicar con vidaen Marte, resolver la teoría del campo unificado que Ein-stein dejó inacabada, cortar la Tierra por la mitad como unamanzana y desarrollar un rayo mortífero que podría destruir10.000 aviones a una distancia de 350 kilómetros. (El FBItomó tan en serio su afirmación de un rayo mortal que sehizo con muchas de sus notas y equipos de laboratorio trassu muerte, algunos de las cuales siguen estando hoy en unalmacén secreto).

Tesla alcanzó el punto álgido de su fama en 1931, cuandoapareció en la primera página de la revista Time. Normal-mente deslumbraba al público liberando enormes descargaseléctricas, que contenían millones de voltios de energíaeléctrica, y con ello captaba a la audiencia. La ruina deTesla, sin embargo, fue producto de un total descuido desus financias y asuntos legales. Enfrentado a la batería de

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abogados que representaban a los gigantes eléctricos queentonces surgían, Tesla perdió el control de sus patentesmás importantes. También empezó a mostrar signos de loque hoy se denomina trastorno obsesivo-compulsivo, y seobsesionó con el número tres. Más tarde tuvo un com-portamiento paranoide: vivía en la miseria en el hotel NewYorker, por miedo a ser envenenado por sus enemigos, ysiempre huyendo de sus acreedores. Murió en 1943 en lapobreza absoluta a los ochenta y seis años.

Precognición

[1] EARTH-SHAKING FIRES FROM THE WORLD'SCENTER ROAR: / AROUND «NEW CITY» IS THEEARTH A-QUIVER / TWO NOBLES LONG SHALLWAGE A FRUITLESS WAR / THE NYMPH OFSPRINGS POUR FORTH A NEW, RED RIVER.

Epílogo. El future de lo imposible

[1] Barrow, Impossibility, p. 47.

[2] Barrow, Impossibility, p. 209.

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[3] Pickover, p. 192.

[4] Barrow, Impossibility, p. 250.

[5] Rocky Kolb, New Scientist Magazine, 18 de noviembrede 2006, p.44.

[6] Hawking, p. 136.

[7] Barrow, Impossibility, p. 143.

[8] Max Tegmark, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 37.

[9] La razón para esto es que cuando tomamos la teoría dela gravedad de Einstein y añadimos correcciones cuánticas,estas correcciones, en lugar de ser pequeñas, son infinitas.Con los años los físicos han ideado varios trucos para elim-inar estos términos infinitos, pero todos fallan en una teoríacuántica de la gravedad. Pero en teoría de cuerdas estascorrecciones desaparecen exactamente por varias razones.En primer lugar, la teoría de cuerdas tiene una simetría, lla-mada supersimetría, que cancela muchos de estos términos

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divergentes. La teoría de cuerdas también tiene un corte, lalongitud de la cuerda, que ayuda a controlar estos infinitos.

El origen de estos infinitos se remonta en realidad a la teor-ía clásica. La ley de la inversa del cuadrado de Newton diceque la fuerza entre dos partículas se hace infinita cuando ladistancia de separación tiende a cero. Este infinito, queaparece incluso en la teoría de Newton, se traslada a lateoría cuántica. Pero la teoría de cuerdas tiene un corte, lalongitud de la cuerda, o la longitud de Planck, que nospermite controlar estas divergencias.

[10] Alexander Vilenkin, New Scientist Magazine, 18 denoviembre de 2006, p. 51.

[11] Barrow, Impossibility, p. 219.

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