Una breve historia de casi todo 6 Bill Bryson
Una breve historia de casi todo es un libro de divulgación científica de Bill Bryson escrito en 2003, en el que se aborda la historia de la ciencia desde la perspectiva de cómo fue evolucionando el saber y entrega aspectos curiosos de la vida de sus protagonistas, con sus grandezas, miserias y excentricidades
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00:00:00El espaciotiempo suele explicarse pidiéndote que imagines algo plano pero flexible, por ejemplo un colchón o una placa de goma estirada,
00:00:08sobre la que descansa un objeto redondo y pesado, como por ejemplo una bola de hierro.
00:00:14El peso de la bola de hierro hace que el material sobre el que está apoyada se estire y se hunda levemente.
00:00:20Esto es más o menos análogo al efecto que un objeto de grandes dimensiones como el sol, la bola de hierro,
00:00:27produce en el espaciotiempo el material flexible. Lo hace estirarse, curvarse y combarse.
00:00:33Ahora bien, si echas a rodar una bola más pequeña por la placa de goma,
00:00:38intentará desplazarse en línea recta tal como exigen las leyes newtonianas del movimiento,
00:00:44pero al acercarse al objeto de gran tamaño y al desnivel de la placa bandeada, rodará hacia abajo,
00:00:50atraída ineludiblemente hacia el objeto de mayores dimensiones.
00:00:54Eso es la gravedad, un producto del pandeo del espaciotiempo.
00:00:59Todo objeto que tiene masa, crea una pequeña depresión en el tejido del cosmos.
00:01:04Así el universo, tal como ha dicho Denis Overby, es el colchón básico que se comba.
00:01:11La gravedad desde ese punto de vista es más un resultado que una cosa, no una fuerza,
00:01:17sino un subproducto del pandeo del espaciotiempo.
00:01:20En palabras del físico Mikio Kaku, que continúa diciendo,
00:01:24en cierto modo, la gravedad no existe.
00:01:27Lo que mueve los planetas y las estrellas es la deformación de espacio y tiempo.
00:01:33La analogía del colchón que se comba no nos permite, claro, llegar más allá,
00:01:37porque no incorpora el efecto del tiempo.
00:01:40Pero en realidad, nuestro cerebro sólo puede llevarnos hasta ahí,
00:01:44porque es casi imposible concebir una dimensión que incluya tres partes de espacio por una de tiempo,
00:01:49todo entretejido como los hilos de una tela.
00:01:52En cualquier caso, creo que podemos coincidir en que se trataba de una idea terriblemente grande
00:01:58para un joven que miraba el mundo desde la ventana de una oficina de pacientes de la capital de Suiza.
00:02:04La teoría general de la relatividad de Einstein indicaba, entre otras muchas cosas,
00:02:09que el universo debía estar o expandiéndose o contrayéndose.
00:02:13Pero Einstein no era un cosmólogo y aceptó la concepción predominante
00:02:17de que el universo era fijo y eterno.
00:02:20Más o menos reflexivamente introdujo en sus ecuaciones un concepto llamado la constante cosmológica,
00:02:26que contrarrestaba los efectos de la gravedad, sirviendo como una especie de tecla de pausa matemática.
00:02:33Los libros de historia de la ciencia siempre perdonan a Einstein este fallo,
00:02:37pero fue en verdad algo bastante atroz desde el punto de vista científico, y él lo sabía.
00:02:43Lo calificó de la mayor metedura de pata de mi vida.
00:02:47Casualmente más o menos cuando Einstein incluía una constante cosmológica en su teoría,
00:02:52en el observatorio Lowell de Arizona, un astrónomo con el nombre alegremente intergaláctico de Vesto Slipher,
00:02:59que era en realidad de indiana, estaba efectuando lecturas espectográficas de estrellas lejanas
00:03:05y descubriendo que parecían estar alejándose de nosotros.
00:03:09El universo no era estático.
00:03:11Las estrellas que Slipher observaba mostraban indicios inconfundibles de un efecto Doppler,
00:03:17el mismo mecanismo que produce ese sonido Jiyun prolongado característico
00:03:22que hacen los coches cuando pasan a toda velocidad en una pista de carreras.
00:03:27Llamado así por Johann Christian Doppler, un físico austríaco que fue el primero que reparó en él en 1842.
00:03:35¿Qué pasa?
00:03:36Dicho brevemente es que cuando un objeto en movimiento se aproxima a otro estacionario,
00:03:41sus ondas sonoras se fruncen al amontonarse contra el instrumento que les está recibiendo,
00:03:46tus oídos por ejemplo.
00:03:48Lo mismo que se podría esperar de cualquier cosa a la que se esté empujando desde atrás hacia un objeto inmóvil.
00:03:54Este apretujamiento lo percibe el oyente como una especie de sonido apretado y elevado, el Yi.
00:04:00Cuando la fuente sonora pasa, las ondas sonoras se esparcen y se alargan provocando la caída brusca del tono Jiyun.
00:04:07Nota del autor.
00:04:09El fenómeno también se aplica a la luz y en el caso de las galaxias en retroceso,
00:04:14se conoce como un cambio al rojo, porque la luz que se aleja de nosotros cambia hacia el extremo rojo del espectro,
00:04:21la luz que se aproxima cambia hacia el azul.
00:04:24Schliefer fue el primero que se fijó en este efecto,
00:04:27y que se hizo cargo de lo importante que podía ser para entender los movimientos del cosmos.
00:04:32Por desgracia nadie le hizo demasiado caso, el observatorio Lowell era como recordarás,
00:04:38una especie de rareza debido a la obsesión de Percival Lowell con los canales marcianos que,
00:04:44entre 1910 y 1920, se convirtió, en todos los sentidos, en un puesto avanzado de la exploración astronómica.
00:04:53Schliefer no tenía conocimiento de la teoría de la relatividad de Einstein,
00:04:57y el mundo no lo tenía tampoco de Schliefer, así que su descubrimiento tuvo escasa repercusión.
00:05:03La gloria pasaría en cambio a una gran masa de ego llamada Edwin Hubble.
00:05:09Hubble había nacido en 1889, 10 años después de Einstein, en un pueblecito de Missouri,
00:05:16al borde de los Ozarks, y se crió allí en Wheaton, Illinois, un suburbio de Chicago.
00:05:22Su padre era un prestigioso ejecutivo de una empresa de seguros,
00:05:27así que no pasó estrecheces económicas en su época de formación.
00:05:31Estaba bien dotado además en cuanto a su físico.
00:05:34Era un atleta vigoroso y ágil, era simpático, inteligente y muy guapo.
00:05:39Guapo casi hasta el exceso, según la descripción de William H. Cropper,
00:05:44un adonis en palabras de otro admirador.
00:05:47De acuerdo con su propia versión, consiguió también incluir en su vida actos de valor más o menos constantes,
00:05:53salvar a nadadores que se ahogaban, conducir a hombres asustados a lugar seguro en los campos de batalla de Francia,
00:06:00avergonzar a boxeadores campeones del mundo al dejarles cao en combates de exhibición.
00:06:06Parecía todo demasiado bueno para ser verdad. Lo era.
00:06:10Pese a tantas dotes, Hubble era también un embustero inveterado.
00:06:14Esto último era bastante extraño, ya que se distinguió desde una edad temprana
00:06:19por un nivel de auténtica distinción que resultaba a veces casi estrambóticamente brillante.
00:06:24En una sola competición atlética del Instituto de Segunda Enseñanza en 1906,
00:06:29ganó en salto de pértiga, lanzamiento de peso, de disc, de martillo, en salto de altura, en carrera de obstáculos,
00:06:37y figuró en el equipo que ganó la carrera de relevos de 4x400 m, es decir, siete primeros puestos en una sola competición.
00:06:46Además quedó el tercero en salto de longitud. Ese mismo año logró batir el récord del estado de Illinois en salto de altura.
00:06:54Era igual de brillante como estudiante y no tuvo ningún problema para ingresar en la Universidad de Chicago como alumno de física y astronomía.
00:07:02Se daba la coincidencia de que el jefe del departamento era, por entonces, Albert Mickelson.
00:07:08Allí fue elegido para ser uno de los primeros Rhodes Scholars que irían a Oxford.
00:07:14Tres años de vida inglesa modificaron claramente su mentalidad, pues regresó a Wheaton en 1913 ataviado con abrigo de capucha,
00:07:22fumando en pipa y hablando con un acento peculiarmente rotundo, no del todo inglés británico, que conservaría toda la vida.
00:07:30Aunque afirmó más tarde que había pasado la mayor parte de la segunda década del siglo ejerciendo el derecho en Kentucky,
00:07:37en realidad trabajó como profesor de instituto y entrenador de baloncesto en New Albany, Indiana.
00:07:43Antes de obtener tardíamente el doctorado y pasar un breve periodo en el ejército, llegó a Francia un mes antes del armisticio
00:07:51y es casi seguro que nunca oyó un disparo hecho con intención de matar.
00:07:55En 1919, con 30 años, se trasladó a California y obtuvo un puesto en el observatorio de Mont Wilson, cerca de Los Ángeles.
00:08:05Se convirtió allí, rápida e inesperadamente, en el astrónomo más destacado del siglo XX.
00:08:11Conviene que nos paremos un momento a considerar lo poco que se sabía del cosmos por entonces.
00:08:17Los astrónomos creen hoy que hay unos 140.000 millones de galaxias en el universo visible.
00:08:23Es un número inmenso, mucho mayor de lo que nos llevaría a suponer simplemente decirlo.
00:08:28Si las galaxias fuesen guisantes congelado, sería suficiente para llenar un gran auditorio,
00:08:34el viejo Boston Garden, por ejemplo, o el Royal Albert Hall.
00:08:38Un astrofísico llamado Bruce McGregory ha llegado a calcularlo realmente.
00:08:43En 1919, cuando Hubble acercó por primera vez la cabeza al ocular,
00:08:48el número de esas galaxias conocidas era exactamente una, la Vía Láctea.
00:08:53Se creía que todo lo demás era o bien parte de la Vía Láctea,
00:08:57o bien una de las muchas masas de gas periféricas lejanas.
00:09:01Hubble no tardó en demostrar lo errónea que era esa creencia.
00:09:05Durante los diez años siguientes, Hubble abordó dos de las cuestiones más importantes del universo,
00:09:11su edad y su tamaño.
00:09:14Para responder a esas dos cuestiones es preciso conocer dos cosas.
00:09:18Lo lejos que están ciertas galaxias y lo deprisa que se alejan de nosotros,
00:09:23lo que se conoce como su velocidad recesional.
00:09:27El desplazamiento al rojo nos da la velocidad a la que se alejan las galaxias,
00:09:31pero no nos indica lo lejos que están en principio.
00:09:34Por eso es necesario lo que se denomina candelas tipo.
00:09:38Estrellas cuya intensidad de luz se puede calcular fidedignamente
00:09:42y que se emplean como puntos de referencia para medir la intensidad de luz
00:09:46y por tanto la distancia relativa de otras estrellas.
00:09:50La suerte de Hubble fue llegar poco después de que una ingeniosa mujer llamada Henrietta Swan Leavitt
00:09:56hubiese ideado un medio de encontrar esas estrellas.
00:10:00Leavitt trabajaba en el observatorio de Harvard College como calculadora,
00:10:04que era como se denominaba su trabajo.
00:10:07Los calculadores se pasan la vida estudiando placas fotográficas de estrellas y haciendo cálculos,
00:10:12de ahí el nombre.
00:10:14Era poco más que una tarea rutinaria con un nombre especial,
00:10:17pero era a lo máximo que podían conseguir acercarse las mujeres a la astronomía real en Harvard
00:10:22y en realidad en cualquier sitio por aquel entonces.
00:10:25El sistema, aunque injusto, tenía ciertas ventajas inesperadas.
00:10:30Significaba que la mitad de las mejores inteligencias disponibles se centraban en un trabajo
00:10:35y de otro modo no habría atraído demasiada atención reflexiva
00:10:39y garantizaba que las mujeres acabasen apreciando la delicada estructura del cosmos,
00:10:44que no solían captar sus colegas masculinos.
00:10:48Una calculadora de Harvard, Angie Jump Cannon,
00:10:51empleó su conocimiento repetitivo de las estrellas
00:10:54para idear un sistema de clasificaciones estelares tan práctico que sigue empleándose.
00:11:00La aportación de Leavitt fue todavía más importante.
00:11:04Los estudios cuentan de que un tipo de estrella conocido como cefeida variable
00:11:08por la constelación Cepheus donde se identificó la primera,
00:11:12palpitaba con un ritmo regular, una especie de latido cardíaco estelar.
00:11:17Las cefeidas son muy raras,
00:11:19pero al menos una de ellas es bien conocida por la mayoría de la gente.
00:11:23La estrella polar es una cefeida.
00:11:26Sabemos ahora que las cefeidas palpitan como lo hacen
00:11:29porque son estrellas viejas que ya han dejado atrás su fase de secuencia principal,
00:11:34en la jerga de los astrónomos,
00:11:36y se han convertido en gigantes rojas.
00:11:39La química de las gigantes rojas es un poco pesada para nuestros propósitos aquí.
00:11:43Exige una valoración de las propiedades de átomos de helio y ionizados uno a uno,
00:11:48entre otras muchas cosas.
00:11:50Pero dicho de una forma sencilla,
00:11:52significa que queman el combustible que les queda
00:11:55de modo que producen una iluminación y un apagado muy rítmicos y muy fiables.
00:12:00El mérito de Leavitt fue darse cuenta de que,
00:12:03comparando las magnitudes relativas de cefeidas en puntos distintos del cielo,
00:12:08se podía determinar dónde estaban unas respecto a otras.
00:12:12Se podían emplear como candelas tipo,
00:12:14una expresión que acuñó Leavitt y que sigue siendo de uso universal.
00:12:19El método sólo aportaba distancias relativas,
00:12:23pero a pesar de eso,
00:12:25era la primera vez que alguien había propuesto una forma viable
00:12:28de medir el universo a gran escala.
00:12:31Tal vez merezca la pena indicar que en la época en que Leavitt y Cannon
00:12:35estaban deduciendo las propiedades fundamentales del cosmos
00:12:38a partir de tenues manchas de estrellas lejanas en placas fotográficas,
00:12:43el astrónomo de Harvard William H. Pickering,
00:12:46que podía mirar cuantas veces quisiese por un telescopio de primera,
00:12:50estaba elaborando su trascendental teoría según la cual
00:12:53las manchas oscuras de la Luna estaban causadas
00:12:56por enjambres de insectos en su migración estacional.
00:13:00Hubble combinó el patrón métrico cósmico de Leavitt
00:13:03con los útiles desplazamientos al rojo de Vesto Sliffer
00:13:07y empezó a medir puntos concretos seleccionados del espacio con nuevos ojos.
00:13:12En 1923, demostró que una mancha de telaraña lejana de la constelación de Andrómeda,
00:13:18conocida como M31, no era una nube de gas ni mucho menos,
00:13:22sino una resplandeciente colección de estrellas,
00:13:25una galaxia por derecho propio, de 100.000 años luz de anchura
00:13:29y situada como mínimo a unos 900.000 años luz de nosotros.
00:13:34El universo era más vasto, inmensamente más, de lo que nadie había imaginado.
00:13:39En 1924 Hubble escribió un artículo que hizo época.
00:13:44Cefeidas de nebulosas espirales, nebulosa, del latín nebulae, o nubes,
00:13:49era el término que empleaba para denominar las galaxias,
00:13:53en el que demostraba que el universo estaba formado no sólo por la Vía Láctea,
00:13:57sino por muchísimas otras galaxias independientes, universos-isla,
00:14:02muchas de ellas mayores que la Vía Láctea y mucho más lejanas.
00:14:06Este hallazgo por sí solo habría garantizado la fama de Hubble,
00:14:10pero pasó luego a centrarse en calcular exactamente lo vasto que era el universo
00:14:15y realizó un descubrimiento aún más impresionante.
00:14:19Empezó a medir los espectros de galaxias lejanas,
00:14:22la tarea que había iniciado Slipher en Arizona.
00:14:25Utilizando el nuevo telescopio Hooker de 100 pulgadas de Montewilson
00:14:29y algunas deducciones inteligentes, había descubierto a principios de la década de los 30
00:14:35que todas las galaxias del cielo, excepto nuestro grupo local,
00:14:39se están alejando de nosotros.
00:14:41Además su velocidad y distancia eran claramente proporcionales,
00:14:45cuanto más lejos estaba la galaxia, más deprisa se movía.
00:14:49Esto era asombroso sin duda alguna.
00:14:52El universo se estaba expandiendo, rápidamente y de forma regular, en todas direcciones.
00:14:58No hacía falta demasiada imaginación para leerlo hacia atrás
00:15:01y darse cuenta de que tenía que haber empezado todo en algún punto central.
00:15:06A lo mejor de ser el universo el vacío estable, fijo y eterno que todo el mundo había supuesto siempre,
00:15:12tenía un principio.
00:15:14Así que también podría tener un final.
00:15:17Lo asombroso es, como ha indicado Stephen Hawking,
00:15:20que a nadie se le hubiese ocurrido antes la idea de un universo en expansión.
00:15:25Un universo estático es algo que debería haber resultado evidente para Newton
00:15:29y para todos los astrónomos razonables que le siguieron,
00:15:32se colapsaría sobre sí mismo.
00:15:34Existía además el problema de que,
00:15:36si las estrellas hubiesen estado ardiendo indefinidamente en un universo estático,
00:15:41lo habrían hecho insoportablemente cálido.
00:15:43Demasiado caliente desde luego, para seres como nosotros.
00:15:47Un universo en expansión resolvía buena parte de todo eso de un plomazo.
00:15:52Hubble era mucho más un observador que un pensador,
00:15:55y no se hizo cargo inmediatamente de todo lo que implicaba lo que había descubierto,
00:16:00entre otras cosas,
00:16:01porque lamentablemente no tenía idea de la teoría general de la relatividad de Einstein.
00:16:06Eso era muy notable porque, por una parte,
00:16:08Einstein y su teoría eran ya mundialmente famosos.
00:16:11Además, en 1929, Albert Michelson,
00:16:14que ya estaba en sus últimos años,
00:16:16pero que todavía era uno de los científicos más despiertos y estimados del mundo,
00:16:21aceptó un puesto en Mount Wilson,
00:16:23para medir la velocidad de la luz con su fiel interferómetro,
00:16:27y tuvo sin duda que haberle mencionado al menos que la teoría de Einstein
00:16:31era aplicable a sus descubrimientos.
00:16:34Lo cierto es que Hubble,
00:16:36no supo sacar provecho teórico a pesar de tener a mano la posibilidad.
00:16:40Le correspondería hacerlo en su lugar a un sacerdote e investigador,
00:16:44con un doctorado del MIT,
00:16:46llamado George Lemaitre,
00:16:48que ató los dos cabos en su propia teoría de los fuegos artificiales,
00:16:52según la cual el universo se inició en un punto geométrico,
00:16:56un átomo primigenio,
00:16:58que estalló gloriosamente y que ha estado expandiéndose desde entonces.
00:17:02Era una idea que anticipaba muy claramente la concepción moderna de la gran explosión,
00:17:08pero estaba tan por delante de su época que Lemaitre,
00:17:11raras veces recibe más que las escasas frases que le hemos dedicado aquí.
00:17:15El mundo necesitaría decenios y el descubrimiento involuntario
00:17:19de la radiación cósmica de fondo de Penzias y Wilson,
00:17:22en sus antenas rumorosas de Nueva Jersey,
00:17:25para que la gran explosión empezase a pasar de idea interesante a teoría reconocida.
00:17:31Ni Hubble ni Einstein participarían demasiado en esa gran historia,
00:17:35aunque nadie lo habría imaginado en la época,
00:17:38habían hecho todo lo que tenían que hacer.
00:17:40En 1936 Hubble publicó un libro de divulgación titulado
00:17:45«El dominio de las nebulosas»,
00:17:48que exponía con un estilo adulador sus propios y considerables logros.
00:17:53En él demostraba por fin que conocía la teoría de Einstein.
00:17:56Aunque hasta cierto punto le dedicaba cuatro páginas de unas 200.
00:18:01Hubble murió de un ataque al corazón en 1953.
00:18:05Le aguardaba una última y pequeña rareza.
00:18:08Por razones ocultas en el misterio,
00:18:11su esposa se negó a celebrar un funeral
00:18:13y no reveló nunca lo que había hecho con su cadáver.
00:18:16Medio siglo después sigue sin saberse el paradero
00:18:19de los restos del astrónomo más importante del siglo.
00:18:22Como monumento funerario puedes mirar al cielo
00:18:25y ver allí el telescopio espacial Hubble,
00:18:28que se lanzó en 1990 y que recibió ese nombre en honor suyo.
00:18:369. El poderoso átomo
00:18:41Mientras Einstein y Hubble desvelaban con eficacia
00:18:44la estructura del cosmos a gran escala,
00:18:47otros se esforzaban por entender algo más próximo
00:18:50pero igualmente remoto a su manera.
00:18:53El diminuto y siempre misterioso átomo.
00:18:56El gran físico del Instituto Tecnológico de California,
00:18:59Richard Feynman, dijo una vez que si hubiese que reducir
00:19:02la historia científica a una declaración importante,
00:19:05esta sería.
00:19:07Todas las cosas están compuestas por átomos.
00:19:10Están en todas partes y lo forman todo.
00:19:13Mira a tu alrededor.
00:19:15Todos son átomos.
00:19:17No solo los objetos sólidos como las paredes,
00:19:20las mesas y los sofás, sino el aire que hay entre ellos.
00:19:23Y están ahí en cantidades que resultan
00:19:26verdaderamente inconcebibles.
00:19:28La disposición operativa fundamental de los átomos
00:19:31es la molécula, que significa en latín pequeña masa.
00:19:35Una molécula es simplemente dos o más átomos
00:19:38trabajando juntos en una disposición más o menos estable.
00:19:41Si añades dos átomos de hidrógeno a uno de oxígeno,
00:19:45tendrás una molécula de agua.
00:19:47Los químicos suelen pensar en moléculas más que en elementos.
00:19:51Lo mismo que los escritores suelen pensar en palabras
00:19:54y no en letras.
00:19:55Así que es con las moléculas con las que cuentan ellos
00:19:58y son, por decir algo, numerosas.
00:20:00Al nivel del mar y a una temperatura de 0 grados centígrados,
00:20:04un centímetro cúbico de aire,
00:20:06es decir, un espacio del tamaño aproximado de un terrón de azúcar,
00:20:10contendrá 45.000 millones de millones de moléculas.
00:20:14Y ese es el número que hay en cada centímetro cúbico
00:20:17que ves a tu alrededor.
00:20:19Piensa, ¿cuántos centímetros cúbicos hay en el mundo
00:20:22que se extiende al otro lado de tu ventana?
00:20:25¿Cuántos terrones de azúcar harían falta para llenarlo?
00:20:29Piensa luego, ¿cuántos harían falta para construir un universo?
00:20:33Los átomos son, en suma, muy abundantes.
00:20:37Son también fantásticamente duraderos.
00:20:40Y como tienen una vida tan larga viajan muchísimo,
00:20:43cada uno de los átomos que tú posees es casi seguro
00:20:46que ha pasado por varias estrellas
00:20:48y ha formado parte de millones de organismos
00:20:50en el camino que ha recorrido hasta llegar a ser tú.
00:20:53Somos atómicamente tan numerosos,
00:20:56y nos reciclamos con tal vigor al morir que,
00:20:59un aumento significativo de nuestros átomos,
00:21:01más de mil millones de cada uno de nosotros según se ha postulado,
00:21:05probablemente pertenecieron alguna vez, a Shakespeare.
00:21:09Mil millones más proceden de Buda, de Gengis Khan,
00:21:12de Beethoven y de cualquier otro personaje histórico en el que puedas pensar.
00:21:17Los personajes tienen que ser al parecer históricos,
00:21:20ya que los átomos tardan unos decenios en redistribuirse del todo.
00:21:24Sin embargo, por mucho que lo desees,
00:21:26aún no puedes tener nada en común con Elvis Presley.
00:21:29Así que todos somos reencarnaciones, aunque efímeras.
00:21:33Cuando muramos, nuestros átomos se separarán
00:21:36y se irán a buscar nuevos destinos en otros lugares
00:21:39como parte de una hoja, de otro ser humano o de una gota de rocío.
00:21:44Sin embargo, esos átomos continúan existiendo prácticamente siempre.
00:21:48Nadie sabe en realidad cuánto tiempo puede sobrevivir un átomo,
00:21:52pero según Martin Rees, probablemente unos 10 elevado a 35 años.
00:21:57Un número tan elevado que hasta yo me alegro de poder expresarlo en notación matemática.
00:22:02Sobre todo los átomos son pequeños, realmente diminutos.
00:22:06Medio millón de ellos alineados hombro con hombro
00:22:09podrían esconderse detrás de un cabello humano.
00:22:12A esa escala, un átomo sólo es en el fondo imposible de imaginar,
00:22:16pero podemos intentarlo.
00:22:18Empieza con un milímetro, que es una línea así de larga.
00:22:22Imagina ahora esa línea dividida en mil espacios iguales.
00:22:26Cada uno de esos espacios es una micra.
00:22:29Esta es la escala de los microorganismos.
00:22:32Un paramecio típico, por ejemplo, se trata de una diminuta criatura unicelular de agua dulce.
00:22:38Tiene unas dos micras de ancho, 0,002 milímetros,
00:22:43que es un tamaño realmente muy pequeño.
00:22:46Si quisieses ver a simple vista un paramecio nadando en una gota de agua,
00:22:50tendrías que agrandar la gota hasta que tuviese unos 12 metros de anchura.
00:22:54Sin embargo, si quisieses ver los átomos de esa misma gota,
00:22:58tendrías que ampliarla hasta que tuviese 24 kilómetros de anchura.
00:23:03Dicho de otro modo,
00:23:05los átomos existen a una escala de diminutive de un orden completamente distinto.
00:23:11Para descender hasta la escala de los átomos,
00:23:14tendrías que coger cada uno de esos espacios de micra
00:23:17y dividirlo en 10.000 espacios más pequeños.
00:23:20Esa es la escala de un átomo.
00:23:22Una diezmillonésima de milímetro.
00:23:25Es un grado de pequeñez que supera la capacidad de nuestra imaginación,
00:23:29pero puedes hacerte una idea de las proporciones
00:23:32si tienes en cuenta que un átomo es, respecto a la línea de un milímetro de antes,
00:23:36como el grosor de una hoja de papel respecto a la altura del Empire State.
00:23:42La abundancia y la durabilidad extrema de los átomos es lo que los hace tan útiles,
00:23:47y la pequeñez es lo que los hace tan difíciles de detectar y de comprender.
00:23:52La idea de que los átomos son esas tres cosas,
00:23:55pequeños, numerosos y prácticamente indestructibles,
00:23:58y que todas las cosas se componen de átomos,
00:24:01no se le ocurrió a Antoine Lautre en La Boisée como cabría esperar,
00:24:05ni siquiera a Henry Cavendish ni a Humphrey Davy,
00:24:09sino más bien a un austero cuaquero inglés de escasa formación académica llamado John Dalton,
00:24:15con quien ya nos encontramos en el capítulo 7.
00:24:18Dalton nació en 1766, en la región de Los Lagos, cerca de Cockermouth,
00:24:24en el seno de una familia de tejedores cuaqueros pobres y devotos.
00:24:29Cuatro años después se incorporaría también al mundo en Cockermouth el poeta William Worthworth.
00:24:35Dalton era un estudiante de una inteligencia excepcional,
00:24:39tanto que a los 12 años, una edad increíblemente temprana,
00:24:43le pusieron al cargo de la escuela cuaquera local.
00:24:46Eso quizá explique tanto sobre la escuela como sobre la precocidad de Dalton,
00:24:51pero tal vez no, sabemos por sus diarios que por esas mismas fechas,
00:24:55estaba leyendo los Principia de Newton, los leía en el original en latín,
00:25:00y otras obras de una envergadura igual de formidable.
00:25:03A los 15 años, sin dejar de enseñar en la escuela,
00:25:06aceptó un trabajo en el pueblo cercano de Kendal,
00:25:09y 10 años después se fue a Manchester,
00:25:12de donde apenas se movió en los 50 restantes años de su vida.
00:25:16En Manchester, se convirtió en una especie de torbellino intelectual.
00:25:21Escribió libros y artículos sobre temas que abarcaban desde la meteorología hasta la gramática.
00:25:27La ceguera cromática, una enfermedad que padecía,
00:25:30se denominó durante mucho tiempo Daltonismo por sus estudios sobre ella.
00:25:34Pero lo que le hizo famoso fue un libro muy gordo titulado
00:25:39Un nuevo sistema de filosofía química.
00:25:42Publicado en 1808.
00:25:44En ese libro, en un breve capítulo de 5 páginas de las más de 900 que tenía,
00:25:50los ilustrados encontraron por primera vez átomos
00:25:53en una forma que se aproximaba a su concepción moderna.
00:25:56La sencilla idea de Dalton, era que en la raíz de toda la materia,
00:26:01hay partículas irreductibles extraordinariamente pequeñas.
00:26:05Tan difícil sería introducir un nuevo planeta en el sistema solar,
00:26:09o aniquilar uno ya existente, como crear o destruir una partícula de hidrógeno, decía.
00:26:15Ni la idea de los átomos ni el término mismo eran exactamente nuevos.
00:26:20Ambas cosas procedían de los antiguos griegos.
00:26:23La aportación de Dalton consistió en considerar los tamaños relativos
00:26:27y las características de estos átomos y cómo se unían.
00:26:31Él sabía, por ejemplo, que el hidrógeno era el elemento más ligero,
00:26:35así que le asignó un peso atómico de 1.
00:26:38Creía también que el agua estaba formada por 7 partes de oxígeno y una de hidrógeno.
00:26:43Y asignó en consecuencia al oxígeno un peso atómico de 7.
00:26:47Por ese medio pudo determinar los pesos relativos de los elementos conocidos.
00:26:52No fue siempre terriblemente exacto el peso atómico del oxígeno, en realidad es 16, no 7.
00:26:59Pero el principio era sólido y constituyó la base de toda la química moderna
00:27:03y de una gran parte del resto de la ciencia actual.
00:27:07La obra hizo famoso a Dalton, aunque de una forma modesta como correspondía a un cuaquero inglés.
00:27:13En 1826 el químico francés P.J. Pelletier fue a Manchester para conocer al héroe atómico.
00:27:21Esperaba que estuviese vinculado a alguna gran institución así que se quedó asombrado
00:27:26al encontrarlo enseñando aritmética elemental a los niños de una pequeña escuela de un barrio pobre.
00:27:32Según el historiador de la ciencia E.J. Holmgart, Pelletier tartamudeó confuso contemplando al gran hombre.
00:27:41¿Esse que Yelenaugh de Madres a Monsieur Dalton?
00:27:45Pues le costaba creer lo que veían sus ojos.
00:27:48Que aquel fuese el químico famoso en toda Europa y que estuviese enseñando a un muchacho las primeras cuatro reglas.
00:27:55Sí, repuso el cuaquero con total naturalidad.
00:27:59¿Podría sentarse y esperar un poco que estoy explicando a este muchacho aritmética?
00:28:04Aunque Dalton intentó rehuir todos los honores, lo eligieron miembro de la Real Sociedad contra su voluntad.
00:28:11Lo cubrieron de medallas y le concedieron una generosa pensión oficial.
00:28:16Cuando murió en 1844, desfilaron ante su ataúd 40.000 personas y el cortejo fúnebre se prolongó más de tres kilómetros.
00:28:26Su entrada del Dictionary of National Biography es una de las más largas.
00:28:32Sólo compite en extensión entre los científicos del siglo XIX con las de Darwin y Lyell.
00:28:38La propuesta de Dalton siguió siendo sólo una hipótesis durante un siglo
00:28:43y unos cuantos científicos eminentes, entre los que destacó el físico vienés Ernst Mach,
00:28:48el que debe su nombre la velocidad del sonido, dudaron de la existencia de los átomos.
00:28:53«Los átomos no pueden apreciarse por los sentidos, son cosas del pensamiento», escribió.
00:28:59Tal era el escepticismo con que se contemplaba la existencia de los átomos en el mundo de habla alemana.
00:29:05En particular, que se decía que había influido en el suicidio del gran físico teórico
00:29:10y entusiasta de los átomos, Luther Boltzmann, en 1906.
00:29:15Fue Einstein quien aportó en 1905 la primera prueba indiscutible de la existencia de los átomos
00:29:22con su artículo sobre el movimiento browniano.
00:29:25Pero esto despertó poca atención y de todos modos, Einstein pronto se vería absorbido
00:29:31por sus trabajos sobre la relatividad general.
00:29:34Así que el primer héroe auténtico de la era atómica,
00:29:38aunque no el primer personaje que salió a escena fue Ernest Rutherford.
00:29:43Rutherford nació en 1871 en el interior de Nueva Zelanda,
00:29:48de padres que habían emigrado de Escocia para cultivar un poco de lino
00:29:52y criar un montón de hijos, parafraseando a Steven Weber.
00:29:56Criado en una zona remota de un país remoto,
00:30:00estaba todo lo alejado que se podía estar de la corriente general de la ciencia.
00:30:04Pero en 1895 obtuvo una beca que le llevó al laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge,
00:30:11que estaba a punto de convertirse en el lugar más interesante del mundo para estudiar física.
00:30:17Los físicos son notoriamente despectivos con los científicos de otros campos.
00:30:22Cuando el gran físico austríaco Wolfgang Paul le abandonó su mujer por un químico,
00:30:28no podía creérselo.
00:30:30Si hubiese elegido un torero lo habría entendido, comentó asombrado a un amigo,
00:30:34¿pero un químico?
00:30:36Era un sentimiento que Rutherford habría entendido.
00:30:40La ciencia es toda ella o física o filatelea, dijo una vez,
00:30:44una frase que se ha utilizado muchas veces desde entonces.
00:30:48Hay por tanto cierta ironía simpática en que le diesen el premio Nobel de química en 1908 y no el de física.
00:30:55Rutherford fue un hombre afortunado, afortunado por ser un genio,
00:31:00pero aún más afortunado por vivir en una época en que la física y la química
00:31:04eran muy emocionantes y compatibles, pese a sus propios sentimientos.
00:31:09Nunca volverían a solaparse tan cómodamente.
00:31:12Pese a todo su éxito Rutherford no era una persona demasiado brillante
00:31:17y no se le daban demasiado bien las matemáticas.
00:31:20Era frecuente que se perdiesen sus propias ecuaciones en sus clases,
00:31:24hasta el punto de verse obligado a medio camino a renunciar
00:31:27y a decirles a sus alumnos que lo resolviesen ellos por su cuenta.
00:31:31Según James Chadwick, que fue colega suyo mucho tiempo y que descubrió el neutrón,
00:31:37ni siquiera se le daba demasiado bien la experimentación.
00:31:40Era simplemente tenaz y objetivo.
00:31:43Se valía de la astucia y de una audacia espacial más que de la inteligencia.
00:31:48Según un biógrafo su mente se dirigía siempre hacia las fronteras,
00:31:52todo lo lejos que podía llegar.
00:31:54Y eso era siempre ir mucho más lejos de lo que podían llegar la mayoría de los hombres.
00:31:59Enfrentado a un problema insoluble,
00:32:02estaba dispuesto a trabajar en él con más ahínco y durante más tiempo que la mayoría de la gente
00:32:07y a ser más receptivo a las explicaciones heterodoxas.
00:32:11Su mayor descubrimiento se produjo porque estaba dispuesto a pasarse horas infinitamente tediosas
00:32:17sentado frente a una pantalla,
00:32:19contando los centelleos de las denominadas partículas alfa,
00:32:23que era el tipo de tarea que normalmente se encargaba otro.
00:32:26Fue uno de los primeros, puede que el primero,
00:32:29que se dio cuenta de que la energía contenida en el átomo
00:32:32podría servir si se utilizaba para fabricar bombas y lo bastante potentes
00:32:37para hacer que este viejo mundo se desvanezca en humo.
00:32:41Físicamente era grande e imponente,
00:32:44con una voz que hacía encogerse a los tímidos.
00:32:47En una ocasión, un colega al que le dijeron que Rutherford
00:32:51estaba a punto de hacer una transmisión de radio a través del Atlántico,
00:32:55preguntó secamente
00:32:57¿Y por qué utiliza la radio?
00:32:59Poseía también una inmensa seguridad bonachona en sí mismo.
00:33:03Alguien comentó en una ocasión que siempre parecía estar en la cresta de la ola,
00:33:08y él respondió
00:33:09Bueno, después de todo, la ola la hice yo, ¿no?
00:33:13C.P. Snow recordaba que le oyó comentar en una sastrería de Cambridge
00:33:19Me expando a diario en el contorno físico y mentalmente.
00:33:24Pero tanto el contorno físico expandido como la fama
00:33:27se hallaban aún muy lejos de él en 1895,
00:33:31cuando empezó a trabajar en el laboratorio Cavendish.
00:33:35El nombre procede de los mismos Cavendish que produjeron a Henry.
00:33:39Se trataba en este caso de William Cavendish, séptimo duque de Devonshire,
00:33:44que era un matemático de grandes dotes
00:33:46y un varón del acero de la Inglaterra victoriana.
00:33:49En 1870 donó a la universidad 6.300 libras
00:33:54para construir un laboratorio experimental.
00:33:57Nota del autor
00:33:59Fue un periodo singularmente crucial para la ciencia.
00:34:03En el año que Rutherford llegó a Cambridge,
00:34:05William Röntgen descubrió los rayos X en la universidad de Wurzburg, en Alemania.
00:34:11Al año siguiente Henry Becquerel descubrió la radiactividad
00:34:15y el propio laboratorio Cavendish estaba a punto de iniciar un largo periodo de grandeza.
00:34:21Allí, en 1897, J.J. Thomson y unos colegas suyos descubrieron el electrón.
00:34:30En 1911 C.T.R. Wilson construyó el primer detector de partículas como ya veremos
00:34:37y en 1932 James Chadwick descubrió el neutrón.
00:34:42Más adelante en 1953 James Watson y Francis Crick
00:34:47descubrirían también en el laboratorio Cavendish la estructura del ADN.
00:34:52Rutherford trabajó al principio en ondas de radio con cierta distinción.
00:34:57Consiguió transmitir una señal nítida a más de 1600 metros de distancia,
00:35:02un triunfo muy notable para la época,
00:35:04pero lo dejó al convencerlo un colega más veterano de que la radio tenía poco futuro.
00:35:10Sin embargo, no hizo demasiados progresos en el laboratorio Cavendish
00:35:14y después de pasar tres años allí, considerando que no estaba yendo a ninguna parte,
00:35:19aceptó un puesto en la Universidad McGill de Montreal,
00:35:22donde inició su larga y firme ascensión a la grandeza.
00:35:26En la época en que recibió su premio Nobel
00:35:29por investigaciones sobre la desintegración de los elementos
00:35:32y la química de las sustancias radiactivas, según la mención oficial,
00:35:36se había trasladado ya a la Universidad de Manchester
00:35:40y sería allí en realidad donde haría su trabajo más importante
00:35:44sobre la estructura y la naturaleza del átomo.
00:35:47A principios del siglo XX se sabía que los átomos estaban compuestos de partes,
00:35:53lo había demostrado Thomson al descubrir el electrón,
00:35:56pero no se sabía cuántas partes había,
00:35:59cómo encajaban entre sí ni qué forma tenían.
00:36:02Si bien algunos físicos pensaban que los átomos podían ser cubiformes,
00:36:06por lo bien que pueden agruparse los cubos sin desperdicio alguno de espacio,
00:36:10la idea predominante era, sin embargo,
00:36:13que un átomo se parecía más a un bollito de pasas que a budín de ciruelas,
00:36:18es decir, era un objeto tenso, sólido con una carga positiva,
00:36:23pero tachonado de electrones de carga negativa como las pasas de un bollo.
00:36:28En 1910 Rutherford, con la ayuda de su alumno Hans Geiger,
00:36:33que inventaría más tarde el detector de radiación que lleva su nombre,
00:36:37disparó átomos de helio ionizados, o partículas alfa, contra una lámina de oro.
00:36:43Geiger se convertiría también más tarde en un nazi leal,
00:36:47mencionando sin vacilar a colegas judíos, incluidos muchos que lo habían ayudado,
00:36:52nota del autor.
00:36:54Rutherford comprobó asombrado que algunas de las partículas rebotaban.
00:36:58Era, se dijo, como si hubiese disparado una bala de 15 pulgadas contra una hoja de papel
00:37:04y hubiese rebotado cayéndole en el regazo.
00:37:07No se suponía que pudiese suceder aquello.
00:37:10Tras una considerable reflexión,
00:37:13comprendió que sólo había una explicación posible, las partículas que rebotaban.
00:37:18Lo hacían, porque chocaban con algo pequeño y denso, situado en el corazón del átomo,
00:37:24mientras que las otras partículas atravesaban la lámina de oro sin impedimentos.
00:37:29Rutherford comprendió que un átomo era mayoritariamente espacio vacío,
00:37:34con un núcleo muy denso en el centro.
00:37:37Era un descubrimiento sumamente grato, pero planteaba un problema inmenso.
00:37:42De acuerdo con todas las leyes de la física convencional, los átomos no deberían existir.
00:37:49Detengámonos un momento a considerar la estructura del átomo tal como la conocemos hoy.
00:37:54Cada átomo está compuesto por tres clases de partículas elementales.
00:37:58Protones, que tienen una carga eléctrica positiva,
00:38:02electrones, que tienen una carga eléctrica negativa,
00:38:05y neutrones, que no tienen ninguna carga.
00:38:08Los protones y los neutrones están agrupados en el núcleo,
00:38:12mientras que los electrones giran fuera, en torno a él.
00:38:16El número de protones es lo que otorga a un átomo su identidad química.
00:38:20Un átomo, con un protón, es un átomo de hidrógeno.
00:38:24Uno con dos protones es helio, con tres protones litio y así sucesivamente siguiendo la escala.
00:38:31Cada vez que añades un protón, consigues un nuevo elemento.
00:38:35Como el número de protones de un átomo está siempre equilibrado por un número igual de electrones,
00:38:40verás a veces escrito que es el número de electrones el que define un elemento.
00:38:45Tiene a ser la misma cosa.
00:38:47Lo que a mí me explicaron fue que los protones dan a un átomo su identidad,
00:38:51los electrones su personalidad.
00:38:54Los neutrones no influyen en la identidad del átomo.
00:38:57Pero aumentan su masa.
00:38:59El número de neutrones es en general el mismo que el número de protones.
00:39:03Pero puede haber leves variaciones hacia arriba y hacia abajo.
00:39:07Añade o quita un neutrón o dos, y tendrás un isótopo.
00:39:12Los términos que oyes en relación con las técnicas de datación en arqueología se refieren a isótopos.
00:39:18El carbono-14, por ejemplo, es un átomo de carbono con seis protones y ocho neutrones.
00:39:23El 14 es la suma de los dos.
00:39:26Los neutrones y los protones ocupan el núcleo del átomo.
00:39:30El núcleo es muy pequeño, sólo una millonésima de milmillonésima de todo el volumen del átomo.
00:39:36Pero fantásticamente denso, porque contiene prácticamente toda su masa.
00:39:41Como ha dicho Kropper, si se expandiese un átomo hasta el tamaño de una catedral,
00:39:46el núcleo sería sólo del tamaño aproximado de una mosca.
00:39:50Aunque una mosca, muchos miles de veces más pesada que la catedral.
00:39:54Fue esa espaciosidad, esa amplitud retumbante e inesperada,
00:39:58lo que hizo rascarse la cabeza a Rutherford en 1910.
00:40:03Sigue resultando bastante pasmoso que los átomos sean principalmente espacio vacío
00:40:08y que la solidez que experimentamos a nuestro alrededor sea una ilusión.
00:40:13Cuando dos objetos se tocan en el mundo real,
00:40:16las bolas de billar son el ejemplo que se utiliza con más frecuencia,
00:40:19no chocan entre sí en realidad.
00:40:22Lo que sucede más bien, como explica Timothy Ferris,
00:40:25es que los campos de las dos bolas que están cargados negativamente se repelen entre sí.
00:40:31Si no fuese por sus cargas eléctricas,
00:40:33podrían como las galaxias pasar una a través de la otra sin ningún daño.
00:40:38Cuando te sientas en una silla, no estás en realidad sentado allí,
00:40:43sino levitando por encima de ella a una altura de un angstro,
00:40:47una cienmillonésima de centímetro,
00:40:50con tus electrones y sus electrones oponiéndose implacablemente a una mayor intimidad.
00:40:56La imagen de un átomo que casi todo el mundo tiene en la cabeza
00:41:00es la de un electrón o dos volando alrededor de un núcleo,
00:41:04como planetas orbitando un sol.
00:41:06Esa imagen la creó en 1904 basándose un poco más que una conjetura inteligente.
00:41:12Un físico japonés llamado Antaro Nagaoka.
00:41:16Es completamente falsa, pero ha perdurado pese a ello.
00:41:19Como le gustaba decir a Isaac Asimov,
00:41:21inspiró a generaciones de escritores de ciencia ficción a crear historias de mundos dentro de mundos,
00:41:27en que los átomos se convertían en diminutos sistemas solares habitados,
00:41:32o nuestro sistema solar pasaba a ser simplemente una mota en una estructura mucho mayor.
00:41:37Hoy día incluso la Organización Europea para la Investigación Nuclear,
00:41:42cuyas siglas en inglés son CERN,
00:41:45utiliza la imagen de Nagaoka como logotipo en su portal de la red.
00:41:49De hecho, como pronto comprendieron los físicos,
00:41:52los electrones no se parecen en nada a planetas que orbitan,
00:41:56sino más bien a las aspas de un ventilador que gira,
00:41:59logrando llenar cada pedacito de espacio de sus órbitas simultáneamente,
00:42:03pero con la diferencia crucial de que las aspas de un ventilador
00:42:07sólo parecen estar en todas partes a la vez,
00:42:10y los electrones están.
00:42:12No hace falta decir que en 1910, y durante mucho tiempo después,
00:42:17se sabía muy poco de todo esto.
00:42:19El descubrimiento de Rutherford planteó inmediatamente algunos grandes problemas,
00:42:25siendo uno de los más graves el de que ningún electrón
00:42:28debería ser capaz de orbitar un núcleo sin estrellarse en él.
00:42:32Según la teoría electrodinámica convencional,
00:42:35un electrón en órbita debería quedarse sin energía muy pronto,
00:42:39al cabo de un instante más o menos,
00:42:41y precipitarse en espiral hacia el núcleo,
00:42:43con consecuencias desastrosas para ambos.
00:42:46Se planteaba también el problema de cómo los protones,
00:42:49con sus cargas positivas,
00:42:51podían amontonarse en el núcleo sin estallar y hacer pedazos el resto del átomo.
00:42:56Estaba claro que, pasase lo que pasase allá abajo,
00:42:59el mundo de lo muy pequeño no estaba gobernado por las mismas leyes
00:43:03que el macromundo en el que residen nuestras expectativas.
00:43:07Cuando los físicos empezaron a ahondar en este reino subatómico,
00:43:11se dieron cuenta de que no era simplemente distinto de todo lo que conocían,
00:43:15sino diferente de todo lo que habían podido imaginar.
00:43:19Como el comportamiento atómico es tan distinto de la experiencia ordinaria,
00:43:23comentó en una ocasión Richard Feynman,
00:43:26resulta muy difícil acostumbrarse a él,
00:43:29y nos parece extraño y misterioso a todos,
00:43:32tanto al novicio como al físico experimentado.
00:43:35Cuando Feynman hizo este comentario,
00:43:38los físicos habían tenido ya medio siglo para adaptarse a la rareza del comportamiento atómico.
00:43:44Así que piensa cómo debieron de sentirse Rutherford y sus colegas a principios de 1910,
00:43:50cuando era todo absolutamente nuevo.
00:43:53Una de las personas que trabajaban con Rutherford
00:43:56era un joven afable y danés llamado Niels Bohr.
00:44:00En 1913, cuando cavilaba sobre la estructura del átomo,
00:44:04a Bohr se le ocurrió una idea tan emocionante
00:44:07que pospuso su luna de miel para escribir lo que se convirtió en un artículo que hizo época.
00:44:13Los físicos no podían ver nada tan pequeño como un átomo,
00:44:16así que tenían que intentar determinar su estructura
00:44:19basándose en cómo se comportaba cuando se le hacían cosas,
00:44:23como había hecho Rutherford disparando partículas alfa contra una lámina de oro.
00:44:28Nada tiene de sorprendente que los resultados de esos experimentos
00:44:32fuesen a veces desconcertantes.
00:44:34Uno de esos rompecabezas que llevaba mucho tiempo sin aclararse
00:44:38era el relacionado con las lecturas del espectro de las longitudes de onda del hidrógeno.
00:44:43Se producían pautas que indicaban que los átomos de hidrógeno emitían energía a ciertas longitudes de onda,
00:44:50pero no a otras.
00:44:51Era como si alguien sometido a vigilancia apareciese continuamente en emplazamientos determinados,
00:44:57pero no se le viese nunca viajando entre ellos.
00:45:00Nadie podía entender cómo podía pasar aquello,
00:45:03y fue cavilando sobre esto como se le ocurrió a Bohr una solución.
00:45:08Y escribió rápidamente su famoso artículo.
00:45:11Se titulaba
00:45:12Sobre la composición de los átomos y las moléculas.
00:45:16Y explicaba cómo podían mantenerse en movimiento los electrones sin caer en el núcleo,
00:45:21postulando que sólo podían ocupar ciertas órbitas bien definidas.
00:45:25De acuerdo con la nueva teoría,
00:45:27un electrón que se desplazase entre órbitas desaparecería de una,
00:45:32y reaparecería instantáneamente en otra sin visitar el espacio intermedio.
00:45:37Esta teoría, el famoso salto cuántico,
00:45:40es por supuesto absolutamente desconcertante,
00:45:43pero era también demasiado buena para no ser cierta.
00:45:46No sólo impedía a los electrones precipitarse en espiral catastróficamente en el núcleo,
00:45:51sino que explicaba también las longitudes de onda inexplicables del hidrógeno.
00:45:56Los electrones sólo aparecían en ciertas órbitas,
00:46:00porque sólo existían en ciertas órbitas.
00:46:03Fue una intuición deslumbradora y proporcionó a Bohr el Premio Nobel de Física en 1922,
00:46:10el mismo año que recibió Einstein el suyo.
00:46:13Entretanto el incansable Rutherford, ya de nuevo en Cambridge,
00:46:18tras suceder a J.J. Thomson como director del laboratorio Cavendish,
00:46:23dio con un modelo que explicaba por qué no estallaba el núcleo.
00:46:27Pensó que la carga positiva de los protones tenía que estar compensada
00:46:32por algún tipo de partículas neutralizadoras que denominó neutrones.
00:46:37La idea era sencilla y atractiva, pero nada fácil de demostrar.
00:46:42Un colaborador suyo, James Chadwick,
00:46:45dedicó 11 intensos años a cazar neutrones hasta que lo consiguió por fin en 1932.
00:46:52También a él le otorgaron un Premio Nobel de Física en 1935.
00:46:57Como indican Bohrse y sus colegas en su crónica de todo esto,
00:47:01la demora en el descubrimiento fue probablemente un hecho positivo,
00:47:05ya que el control del neutrón era esencial para la fabricación de la bomba atómica.
00:47:11Como los neutrones no tienen carga,
00:47:13no los repelen los campos eléctricos en el corazón del átomo
00:47:16y podían por ello dispararse como diminutos torpedos en el interior de un núcleo atómico,
00:47:22desencadenándose así el proceso destructivo conocido como fisión.
00:47:27Si se hubiese aislado el neutrón en la década de los 20, indican,
00:47:31es muy probable que la bomba atómica se hubiese fabricado primero en Europa,
00:47:36indudablemente, por los alemanes.
00:47:39Pero no fue así la cosa.
00:47:41Los europeos se hallaban muy ocupados intentando entender la extraña conducta del electrón.
00:47:46El principal problema con el que se enfrentaban
00:47:49era que el electrón se comportaba a veces como una partícula y otras como una onda.
00:47:54Esta dualidad inverosímil estuvo a punto de volver locos a los especialistas.
00:48:00Durante la década siguiente se pensó y escribió afanosamente por toda Europa
00:48:05proponiendo hipótesis rivales.
00:48:07En Francia, el príncipe Louis-Victor de Proguil, vástago de una familia ducal,
00:48:12descubrió que ciertas anomalías en la conducta de los electrones
00:48:16desaparecían cuando se los consideraba ondas.
00:48:19Este comentario llamó la atención del austríaco Erwin Schrodinger,
00:48:24que introdujo algunas mejoras e ideó un sistema práctico denominado mecánica ondular.
00:48:30Casi al mismo tiempo el físico alemán Werner Heisenberg
00:48:34expuso una teoría rival llamada mecánica matricial.
00:48:37Era tan compleja matemáticamente que casi nadie la entendía en realidad,
00:48:42ni siquiera el propio Heisenberg.
00:48:44Yo no sé en realidad lo que es una matriz,
00:48:46le explicó desesperado en determinado momento a un amigo.
00:48:50Pero parecía aclarar ciertas incógnitas que las ondas de Schrodinger no conseguían desvelar.
00:48:57El problema era que la física tenía dos teorías basadas en premisas contrapuestas
00:49:02que producían los mismos resultados.
00:49:05Era una situación imposible.
00:49:08Finalmente en 1926 Heisenberg propuso un célebre compromiso,
00:49:14elaborando una nueva disciplina que se llamaría mecánica cuántica.
00:49:18En el centro de la misma figuraba el principio de incertidumbre de Heisenberg,
00:49:23según el cual el electrón es una partícula,
00:49:26pero una partícula que puede describirse en los mismos términos que las ondas.
00:49:31La incertidumbre en torno a la cual se construye la teoría
00:49:35es que podemos saber qué camino sigue un electrón cuando se desplaza por un espacio.
00:49:40Podemos saber dónde está en un instante determinado,
00:49:43pero no podemos saber ambas cosas.
00:49:46Hay cierta incertidumbre respecto al uso del término incertidumbre
00:49:50en relación con el principio de Heisenberg.
00:49:52Michael Frein, en un epílogo a su obra Copenhagen,
00:49:56comenta que los traductores han empleado varias palabras en alemán.
00:50:00Un schisherheit, un scharf, un genauigkeit y un bestingheit.
00:50:05Pero que ninguna equivale del todo al inglés uncertainty, incertidumbre.
00:50:10Frein dice que indeterminacy, indeterminación, sería una palabra mejor para definir el principio
00:50:16y que indeterminability, indeterminabilidad, sería aún mejor.
00:50:21En cuanto al propio Heisenberg, utilizó en general un bestingheit, nota del autor.
00:50:27Cualquier intento de medir una de las dos cosas perturbará inevitablemente la otra.
00:50:32No se trata de que se necesiten simplemente más instrumentos precisos,
00:50:36es una propiedad inmutable del universo.
00:50:39Lo que esto significa en la práctica es que nunca puedes predecir
00:50:43dónde estará un electrón en un momento dado.
00:50:46Sólo puedes indicar la probabilidad de que esté allí.
00:50:49En cierto modo, como ha dicho Dennis Overby,
00:50:52un electrón no existe hasta que se lo observa.
00:50:55O dicho de forma un poco distinta,
00:50:57un electrón debe considerarse, hasta que se lo observa,
00:51:01que está al mismo tiempo en todas partes y en ninguna.
00:51:05Si esto te parece desconcertante,
00:51:07tal vez te tranquilice un poco saber que también se lo pareció a los físicos.
00:51:11Overby, comenta,
00:51:13Bohr, dijo una vez que una persona que no se escandalizase
00:51:17al oír explicar por primera vez la teoría cuántica,
00:51:20era que no entendía lo que le habían dicho.
00:51:22Heisenberg, cuando le preguntaron cómo se podía imaginar un átomo contestó,
00:51:27no lo intentes.
00:51:29Así que el átomo resultó ser completamente distinto
00:51:32de la imagen que se había formado la mayoría de la gente.
00:51:35El electrón no vuela alrededor del núcleo como un planeta alrededor de su sol,
00:51:41sino que adopta el aspecto más amorfo de una nube.
00:51:44La cáscara de un átomo no es una cubierta dura y brillante
00:51:48como nos inducen a veces a suponer las ilustraciones,
00:51:51sino sólo la más externa de esas belludas nubes electrónicas.
00:51:55La nube propiamente dicha,
00:51:57no es más que una zona de probabilidad estadística
00:52:00que señala el área más allá de la cual el electrón sólo se aventura muy raras veces.
00:52:06Así un átomo,
00:52:07si pudiésemos verlo se parecería más a una pelota de tenis muy belluda
00:52:12que a una nítida esfera metálica.
00:52:14Pero tampoco es que se parezca mucho a ninguna de las dos cosas
00:52:17y en realidad, a nada que hayas podido ver jamás.
00:52:20Estamos hablando de un mundo muy diferente al que vemos a nuestro alrededor.
00:52:25Daba la impresión de que las rarezas no tenían fin.
00:52:28Como ha dicho James Trefil,
00:52:30los científicos se enfrentaban por primera vez a un sector del universo
00:52:34que nuestros cerebros simplemente no están preparados para poder entender.
00:52:38O tal como lo expresó Feynman,
00:52:40las cosas no se comportan en absoluto a una escala pequeña como a una escala grande.
00:52:45Cuando los físicos profundizaron más,
00:52:47se dieron cuenta de que habían encontrado un mundo
00:52:50en el que no sólo los electrones podían saltar de una órbita a otra,
00:52:54sin recorrer ningún espacio intermedio,
00:52:57sino en el que la materia podía brotar a la existencia de la nada absoluta.
00:53:02Siempre que, como dijo Alan Lightman del MIT,
00:53:06desaparezca de nuevo con suficiente rapidez.
00:53:09Es posible que la más fascinante de las inverosimilitudes cuánticas sea la idea
00:53:14derivada del principio de exclusión enunciado por Wolfgang Pauli en 1925,
00:53:20de que ciertos pares de partículas subatómicas
00:53:23pueden saber instantáneamente cada una de ellas lo que está haciendo la otra,
00:53:28incluso en el caso de que estén separadas por distancias muy considerables.
00:53:33Las partículas tienen una propiedad llamada giro, o spin,
00:53:37y de acuerdo con la teoría cuántica,
00:53:39desde el momento en que determinas el spin de una partícula,
00:53:43su partícula hermana, por muy alejada que esté,
00:53:46empezará a girar inmediatamente en la dirección opuesta y a la misma velocidad.
00:53:51En palabras de un escritor de temas científicos, Lawrence Joseph,
00:53:55es como si tuvieses dos bolas de billar idénticas,
00:53:58una en Ohio y otra en las Islas Fiji,
00:54:01y que en el instante en que hicieses girar una,
00:54:04la otra empezase a girar en dirección contraria a la misma velocidad exacta.
00:54:10Sorprendentemente el fenómeno se demostró en 1997,
00:54:14cuando físicos de la Universidad de Ginebra lanzaron fotones
00:54:18en direcciones opuestas a lo largo de 11 kilómetros,
00:54:21y comprobaron que, si se interceptaba uno,
00:54:24se producía una reacción instantánea en el otro.
00:54:28Las cosas alcanzaron un tono tal que Bohr,
00:54:30comentó en una conferencia hablando de una teoría nueva,
00:54:34que la cuestión no era si se trataba de una locura,
00:54:37sino de si era lo bastante loca.
00:54:40Schrödinger, para ejemplificar el carácter no intuitivo del mundo cuántico,
00:54:45expuso un experimento teórico famoso en el que se colocaba en el interior de una caja
00:54:50un gato hipotético, con un átomo de una sustancia radiactiva,
00:54:54unido a una ampolla de ácido cianídrico.
00:54:58Si la partícula se desintegraba en el plazo de una hora,
00:55:01pondría en marcha un mecanismo que rompería la ampolla y envenenaría al gato.
00:55:06Si no era así, el gato viviría.
00:55:09Pero no podíamos saber lo que sucedería,
00:55:11así que no había más elección desde el punto de vista científico
00:55:14que considerar al gato un 100% vivo y un 100% muerto al mismo tiempo.
00:55:19Esto significa, como ha dicho Stephen Hawking,
00:55:22con cierto desasosiego comprensible,
00:55:25que no se pueden predecir los acontecimientos futuros con exactitud,
00:55:29si uno no puede medir siquiera el estado actual del universo con precisión.
00:55:34Debido a todas estas extravagancias,
00:55:37muchos físicos aborrecieron la teoría cuántica,
00:55:40o al menos ciertos aspectos de ella,
00:55:42y ninguno en mayor grado que Einstein,
00:55:44lo que resultaba bastante irónico porque había sido él en su Annus Mirabilis de 1905,
00:55:50quien tan persuasivamente había explicado que los fotones de luz
00:55:54podían comportarse unas veces como partículas y otras como ondas,
00:55:59que era el concepto que ocupaba el centro mismo de la nueva física.
00:56:03La teoría cuántica es algo muy digno de consideración, comentó educadamente,
00:56:08pero en realidad no le gustaba.
00:56:10Dios no juega a los dados.
00:56:13O así es al menos como casi siempre se cita,
00:56:16sus palabras auténticas fueron,
00:56:18parece difícil echarle un vistazo furtivo a las cartas de Dios,
00:56:22pero que juegue a los dados y utilice métodos telepáticos,
00:56:25es algo que yo no puedo creer ni por un momento, nota del autor.
00:56:31Einstein no podía soportar la idea de que Dios
00:56:34hubiese creado un universo en el que algunas cosas fuesen incognoscibles para siempre.
00:56:40Además la idea de la acción a distancia,
00:56:42que una partícula pudiese influir instantáneamente en otra situada a billones de kilómetros,
00:56:48era una violación patente de la teoría especial de la relatividad.
00:56:52Nada podía superar la velocidad de la luz,
00:56:54y sin embargo allí había físicos que insistían en que de algún modo a nivel subatómico
00:56:59la información podía.
00:57:01Nadie ha explicado nunca, dicho sea de paso,
00:57:04cómo logran las partículas realizar esta hazaña.
00:57:07Los científicos han afrontado este problema según el físico Yakir Ahramov,
00:57:11no pensando en él.
00:57:13Se planteaba sobre todo el problema de que la física cuántica
00:57:16introducía un grado de desorden que no había existido anteriormente.
00:57:21De pronto, necesitaba estos series de leyes para explicar la conducta del universo.
00:57:27La teoría cuántica para el mundo muy pequeño,
00:57:29y la relatividad para el universo mayor situado más allá.
00:57:33La gravedad de la teoría de la relatividad explicaba brillantemente
00:57:37por qué los planetas orbitaban soles,
00:57:39o por qué tendían a agruparse las galaxias,
00:57:42pero parecía no tener absolutamente ninguna influencia al nivel de las partículas.
00:57:47Hacían falta otras fuerzas para explicar lo que mantenían unidos a los átomos
00:57:52y en la década de los 30, se descubrieron dos.
00:57:55La fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil.
00:57:59La fuerza fuerte mantiene unidos a los átomos,
00:58:02es lo que permite a los protones estar juntos en el núcleo.
00:58:06La fuerza débil se encarga de tareas más diversas,
00:58:09relacionadas principalmente con el control de los índices
00:58:13de ciertos tipos de desintegración radiactiva.
00:58:16La fuerza nuclear débil es, a pesar de su nombre,
00:58:20miles de miles de millones de veces más fuerte que la gravedad,
00:58:23y la fuerza nuclear fuerte es más potente aún muchísimo más en realidad,
00:58:28pero su influjo sólo se extiende a distancias minúsculas.
00:58:32El alcance de la fuerza fuerte sólo llega hasta aproximadamente
00:58:35una cien milésima del diámetro de un átomo.
00:58:38Es la razón de que el núcleo de los átomos sea tan denso y compacto,
00:58:42así como de que los elementos con núcleos grandes y atestados
00:58:46tiendan a ser tan inestables.
00:58:48La fuerza fuerte no es sencillamente capaz de contener a todos los protones.
00:58:53El problema de todo esto es que la física acabó con dos cuerpos de leyes,
00:58:58uno para el mundo de lo muy pequeño y otro para el universo en su conjunto,
00:59:02que llevan vidas completamente separadas.
00:59:05Einstein tampoco le gustó esto.
00:59:07Dedicó el resto de su vida a buscar un medio de unir los cabos sueltos
00:59:11mediante una gran teoría unificada.
00:59:14No lo consiguió.
00:59:16De vez en cuando creía que lo había logrado,
00:59:18pero al final siempre se le desmoronaba todo.
00:59:21Con el paso del tiempo, fue quedándose cada vez más al margen
00:59:24y hasta se le llegó a tener un poco de lástima.
00:59:27Casi sin excepción, escribió Snow,
00:59:29sus colegas pensaban y aún piensan que desperdició la segunda mitad de su vida.
00:59:34Pero se estaban haciendo progresos reales en otras partes.
00:59:38A mediados de la década de los cuarenta
00:59:40los científicos habían llegado a un punto
00:59:42en que entendían el átomo a un nivel muy profundo,
00:59:45como demostraron con excesiva eficacia en agosto de 1945,
00:59:49al hacer estallar un par de bombas atómicas en Japón.
00:59:53Por entonces se podía excusar a los físicos
00:59:55por creer que habían conquistado prácticamente el átomo.
00:59:59En realidad, en la física de partículas
01:00:01todo estaba a punto de hacerse mucho más complejo.
01:00:04Pero antes de que abordemos esa historia un tanto agotadora,
01:00:08debemos poner al día otro sector de nuestra historia
01:00:11considerando una importante y saludable narración de avaricia,
01:00:15engaño mala ciencia, varias muertes innecesarias
01:00:19y la determinación final de la edad de la Tierra.