Lawrence S. Kraus: Un universo de la nada

Extracto del artculo Cuando la fsica sustituye a la metafsica, el conocimiento pierde de Carlos Beorlegui. La presentacin de este texto no indica mi acuerdo con l; slo que merece ser conocido y discutido.

Lawrence M. Krauss estudi en el MIT, es miembro de la Harvard Society of Fellows, y fue profesor de fsica de la Universidad de Yale, as como presidente del Departamento de Fsica de la Universidad Case Western Reserve; actualmente dirige el Proyecto Orgenes en la Universidad de Arizona.

Krauss nos indica que el libro en el que vamos a detenernos, tiene su origen en una conferencia suya, pronunciada en 2009 en Los Angeles, conferencia que tuvo un fuerte impacto meditico en el mbito de internet, habindose visualizado hasta ms de diez millones de veces (p. 18). Nos afirma tambin que fue precisamente R. Dawkins quien colg el vdeo (autor a quien pidi que escribiera el postfacio de su libro), siendo el centro de fuertes discusiones tanto a favor como en contra. El xito de ese vdeo es el que le hizo advertir el inters de mucha gente por estos temas y lo que le lanz a escribir el libro. El autor explicita de modo claro y contundente en su Prefacio los objetivos centrales que persigue con su libro. Aunque se trata de un libro de divulgacin de cosmologa, lo que le interesa realmente son las cuestiones filosficas y metafsicas que los avances cosmolgicos actuales estn planteando. As, el objetivo que de fondo persigue el libro es demostrar que nuestro universo es autnomo, y que la creacin no necesita un creador (p. 11), situndose constantemente, al estilo de los dos autores anteriores, en un nivel de reflexin que es ms propio de un libro

de filosofa, de metafsica y de teologa, que de fsica y cosmologa. Adems, es significativo que pidiera a Christopher Hitchens que le prologara el libro (aunque, por desgracia, su repentina muerte se lo impidi), y a Richard Dawkins el postfacio . Est clara la pretensin de Krauss de ir acompaado de cientficos que se han significado por su esfuerzo divulgador de la ciencia, as como su militancia beligerante a favor de una concepcin atea de la realidad [7]. Hay que agradecer al autor la claridad y contundencia con la que expresa sus convicciones, a diferencia de otros autores que se mueven ms en territorios ambiguos y poco claros. En realidad, al contemplar la creacin nos admiramos de muchas de sus maravillas, pero no por eso tenemos que inferir, dice el autor, que ha sido creada o diseada por una inteligencia divina (p. 11). En realidad, la fsica y las diferentes ciencias naturales explican estas cosas sin necesidad de apelar a un diseador inteligente sobrenatural. Considera Krauss que la filosofa se ha preguntado tradicionalmente, cuando el ser humano se situaba maravillado ante la contemplacin del mundo, de dnde viene todo, quin ha creado el universo y todo lo que contiene. Se suele responder que todo viene de la causa primera (p. 12), es decir, de Dios, el Creador. Pero Krauss considera que a esa pregunta se puede contraponer esta otra: Y quin cre al creador? Los creyentes responden que es autosuficiente, increado. Pero Krauss considera que esa afirmacin, en s misma indemostrable, es similar a decir que el mundo es eterno, que es autosuficiente. Para l, el mundo se nos presenta sin Dios y sin propsito o finalidad alguna (pp. 221-224).

Para justificar estas afirmaciones, Krauss considera que el universo puede ser perfectamente infinito en espacio y tiempo (p. 13), aunque no lo sabemos del todo todava. Al estilo de lo que hemos visto en el caso de Hawking, Krauss tambin es consciente de que las preguntas clave de la filosofa han sido sobre todo las de por qu hay ser y no nada, por qu el mundo es as y no de otra forma. Estas cuestiones que eran bsicas y pertenecientes a la metafsica, l defiende, al igual que Hawkins, que pueden y deben ser resueltas en la actualidad por la ciencia cosmolgica. As, aunque se la suele plantear como una cuestin filosfica o teolgica, es primero y ante todo una pregunta sobre el mundo natural; por lo tanto, el modo adecuado para intentar resolverla, primero y ante todo, es la ciencia (13). De ah que afirme con rotundidad que el objetivo de este libro es simple. Quiero mostrar cmo la ciencia moderna, de varias formas, puede enfrentarse y se est enfrentando a la cuestin de por qu hay algo en vez de nada (p. 13). La cuestin candente que a continuacin nuestro autor pretende dilucidar es qu se entiende con el concepto denada. La metafsica cristiana ha defendido que Dios cre el mundo de la nada. Pero hoy la ciencia, en opinin de Krauss, muestra que crear algo de la nada no supone ningn problema (pp. 13-14). As es como parece que el universo ha surgido, pero, en opinin de Krauss, sin necesidad de un creador milagrero. Es lo que va a tratar de mostrar a lo largo del libro. Aunque afirma con toda sinceridad que esta afirmacin no est demostrada empricamente, aunque es plausible afirmarlo como evidencia cientfica (14). Se detiene en hacer ver las crticas que ha recibido esta tesis por parte de filsofos y telogos, en la medida en que argumentan que la idea de nada que el autor maneja desde la ciencia, no es la misma que tradicionalmente se ha entendido en filosofa y teologa. Para ellos, opina Krauss, la

nada es la inexistencia, pero en sentido vago y amplio. En cambio, para Krauss, la nada es en todo tan material y fsica como lo es algo, sobre todo si se va a definir como la ausencia de algo. Luego nos corresponde a nosotros comprender con precisin la naturaleza fsica de estas dos cantidades. Y, sin ciencia, toda definicin no es ms que palabras (pp. 14-15). De modo que parece claro, para Krauss, que la nada es tan material como algo, y que este tema tiene que ser dilucidado, como cualquier otra cuestin, por la ciencia. En mltiples pginas de su libro repetir contundentemente que toda verdad para ser tal tiene que corroborarse y demostrarse empricamente (p.16 y 17, entre otras ms). Por otro lado, en su reflexin sobre la nada, nos hace ver que ya no se admite en fsica que exista el espacio vaco, y no existe, por tanto esa nada de la que hablan filsofos y telogos. Y aunque la crtica que le hacen es que en realidad est hablando de un vaco cuntico, y no tanto de la nadade la metafsica (p. 15), Krauss opina que el espacio y el tiempo pueden aparecer espontneamente, pero advierte que sus crticos consideran que esa nada no es la que importa (15). En realidad, se tratara de un potencial que puede crear algo, no tanto de una autntica nada. Krauss es consciente de que para la metafsica estas dificultades se evitan considerando que Dios se sita fuera de la naturaleza (p. 16), pero la pretensin que persigue con su libro es demostrar que estas cuestiones intiles de tipo abstracto sobre la nada, tienen que ser sustituidas por reflexiones y demostraciones empricas de la ciencia. Por eso, tiene claro que, en lo que respecta a la comprensin de cmo evoluciona el universo, la religin y la teologa han sido, en el mejor de los casos, irrelevantes (p. 16).

A lo ms enturbian las aguas, pero no aportan nada, porque esto slo se puede dilucidar empricamente. Y esta exigencia de pruebas empricas, considera Krauss que tiene que extenderse a todo, tambin al mbito de la moralidad (p. 17). La ciencia es la que nos ha hecho avanzar con sus exigencias claves: presentar pruebas, falsar teoras, y demostrar cualquier afirmacin recurriendo al rbitro de la experiencia. Es lo que ha producido a lo largo de los ltimos tiempos los diversos avances de la cosmologa. Entiende Krauss que en las ltimas dcadas se han producido tan importantes avances en el mbito de la cosmologa, de la teora de partculas y de la gravitacin, que nos han cambiado la forma de ver el universo, su origen, su historia y futuro. Y esto es precisamente lo que le ha llevado a escribir este libro, para disipar viejas creencias, aunque ms importante que eso es el deseo de celebrar y extender el conocimiento sobre todo esto. Sus investigaciones sobre este punto, a lo largo de sus tres ltimas dcadas como cientfico, le han llevado a la conclusin de que la mayora de la energa del universo reside en alguna forma misteriosa, y por el momento inexplicable, que permea todo el espacio vaco (p. 18). Pero l sigue diciendo que esto nos lleva a considerar que son pruebas nuevas y destacables de que el universo ha surgido de la nada. Y adems, esto ha llevado a considerar que la pregunta de por qu hay ser en vez de nada, no es tan importante, sindolo ms la cuestin sobre los procesos que podran gobernar la evolucin del universo desde su origen, y la de si las leyes de la naturaleza son verdaderamente fundamentales (p. 18). El meollo del libro se halla en los intentos de Krauss de demostrar que el propio universo se est creando y

reproducindose en el vaco cuntico, en la medida en que las partculas elementales aparecen y desaparecen con absoluta espontaneidad. Cuando los fsicos y cosmlogos tratan de descubrir las leyes del universo, e incluso calcular aproximadamente el peso total del mismo, se hallan ante la evidencia de que no se justifican sus resultados atenindonos slo a la materia que podemos observar, sino que se tiene que postular tambin la existencia tanto de materia como energa oscuras, llegndose a calcular nada menos que una proporcin de ms de 100 a 1 entre la materia oscura y la visible. El problema est en cmo llegar a demostrar cuestiones como su existencia, si se crearon o no con el big bang,su naturaleza y rasgos caractersticos, dependiendo de todo ello el que podamos especular con mayor seguridad y acierto cul ser el futuro ms posible del universo (pp. 47-50 y 58). Esto llevara a la conclusin de que el universo es plano. Pero las investigaciones cosmolgicas llevan tambin a los cientficos a la conclusin de que la cantidad total de materia oscura en las galaxias y sus cmulos supera con mucho lo que permiten los clculos de la nucleosntesis del Big Bang. Ahora tenemos la certeza de que la materia oscura () debe constar de algo completamente nuevo; algo que no existe normalmente en la Tierra. Esta clase de materia, que no es materia estelar, tampoco es materia terrestre. Pero algo s que es! (pp. 58-59). La dificultad est en que no sabemos todava cmo es esa materia oscura, y qu tipo de partculas elementales la componen. Los experimentos realizados en el acelerador de partculas de Ginebra, estn permitiendo al menos descubrir cunta materia oscura existe, aunque no lleguemos todava a saber cmo es (p. 60). A la dificultad de descubrir la naturaleza de la materia oscura, se une la de analizar los rasgos especficos de laenerga oscura,

en la medida de que la tesis de que el universo es plano llevaba a la conclusin de que el 70% de la energa del universo segua sin localizar (p. 81). En realidad, la mecnica cuntica ya nos descubri el concepto de antimateria, puesto que, como ya descubri Dirac, el positrn es la antipartcula del electrn. Podemos, pues, afirmar que cada partcula elemental posee su antipartcula, de tal modo que se equilibran, e incluso su fusin les hace desaparecer, llegando a entender que un universo totalmente simtrico (compuesto de igual nmero de partculas y antipartculas) llegara a desaparecer. Sera uno de tantos universos de los muchos multiversos, que podran haber desaparecido (pp. 88-89). La existencia de antipartculas, como indica Krauss, constituye una demostracin grfica de que el espacio vaco no est tan vaco (p. 89). En realidad, como mostr Feynemann, la teora de la relatividad supone que una partcula elemental de carga positiva (positrn) exija la existencia de otra partcula con la misma masa y propiedades complementarias de carga negativa (electrn). As, se est en permanente desaparicin y aparicin de nuevas partculas, que chocan e interactan entre s. Esto le hace afirmar a Krauss que en el transcurrir de esa interaccin entre partculas complementarias, al menos por un momento algo se ha generado de la nada! (p. 92). A estas partculas que aparecen y desaparecen, en escalas temporales demasiado cortas como para medirlas, se las suele denominar partculasvirtuales. Est claro, como indica Krauss, que estas partculas, aunque posean una existencia real tan breve, sus efectosindirectos provocan la mayora de las caractersticas del universo que hoy experimentamos (p. 93). Este conjunto de partculas virtuales componen la mayora de nuestra masa y de

todo lo que es visible en el universo (p. 96). Pero hemos de ser conscientes de que esa materia visible constituye tan slo el 1% de todo el universo, siendo el 99% restante materia y energa oscuras, que son las que explican que el universo est en expansin acelerada, produciendo una sobreaceleracin o tirn csmico (pp. 111-119; 174). Por eso es comprensible que Krauss considere que el origen y naturaleza de la energa oscura es, sin duda, el mayor misterio de la fsica fundamental de hoy (p. 119). Por tanto, el espacio vaco tiene energa, y es la que produce la expansin del universo. Y en ese espacio vaco es donde se produce la creacin de partculas virtuales, as como campos de energa cuyas magnitudes estn variando constantemente, debido a lo que se denominan fluctuaciones cunticas (p. 128). Todos estos fenmenos se deben al hecho de hallarnos en un universo inflacionario, de tal forma que todos estamos aqu debido a las fluctuaciones cunticas en lo que es esencialmente nada (p. 129). Por tanto, todo ha salido de una nada cuntica (p. 129), de tal modo que el universo est generando materia y energa continuamente, tanto positiva como negativa, y se est expandiendo tambin continuamente. Y esta capacidad de la nada de producir continuamente nueva materia y energa es lo que permite hacer razonable, e incluso exigible, la existencia de los multiversos y formar un megaverso, resultando de este modo un conjunto de paisajes csmicos muy diversos, tal y como veamos con L. Susskind, y explicndose de este modo cientfico, sin recurrir a causas sobrenaturales, la posibilidad de un mundo antrpico como el nuestro, dentro del resto de los multiversos (pp. 160-164). Para Krauss, es evidente que un universo que surge de la nada es la hiptesis ms coherente con todo lo que los fsicos y

cosmlogos estn descubriendo en la actualidad sobre la naturaleza del universo. Pero este convencimiento, en opinin de Krauss, no se ha logrado desde posturas filosficas o teolgicas, sino cientficas, desde los avances de la fsica de partculas y la cosmologa emprica que nos ha ido mostrando (p. 179). As, vuelve de nuevo a repetir que a las cuestiones de por qu hay algo en vez de nada, y por qu lo que hay es as y no de otra forma, no se responden apelando a la accin creadora de Dios, sino a la propia naturaleza del universo, que desde la nada va haciendo surgir materia y energa de forma espontnea. Hay, por tanto, que superar la idea de un Dios milagrero y tapa-agujeros, que interviene continuamente en el universo, para atenernos a los datos empricos que nos presentan las ciencias. Pero nuestro autor no quiere escapar de las crticas a las que le someten los que creen en un Dios creador de todo, y se detiene en analizar los diversos significados que puede tener la cuestin de que algo surja de la nada. Frente a la nada metafsica, en la que se apoyan los creyentes y otros filsofos, Krauss entiende la nada meramente como el espacio vaco (p. 186). Y en ese espacio vaco es donde, como consecuencia de la naturaleza del universo inflacionario, se crean las partculas virtuales que constituyen la materia y energa de todo lo que hay. Y aunque el sentido comn nos dice que de la nada no puede salir algo, la mecnica cuntica, en opinin de Krauss, nos ha mostrado que el sentido comn se equivoca, advirtindose que la ciencia, simplemente, nos obliga a revisar qu es lo razonable para as acomodarnos al universo, pero no al revs (p. 189). Por tanto, una conclusin se impone: haber observado que el universo es plano y que la energa gravitatoria newtoniana local es hoy, esencialmente, cero, sugiere con fuerza que nuestro universo surgi mediante un proceso similar al de la inflacin; un

proceso por el que la energa del espacio vaco (nada) se ve convertida en la energa de algo, durante un tiempo en el que el universo se aproxima cada vez ms a ser, en lo esencial, exactamente plano en todas las escalas observables (p. 189). Pero esto no es suficiente para Krauss. Slo representa el primer paso de lo que quiere afirmar. La nada es para nuestro autor una realidad inestable. El espacio vaco es un caldo hirviente de partculas virtuales que existen y dejan de existir en un lapso de tiempo tan breve que no las podemos ver directamente (p. 191). Y esa nada produce algo, aunque slo sea por un instante. Pero tambin se producen partculas virtuales que se mantienen y se expanden por todo el universo, y, al mismo tiempo, el campo que se genera por la superposicin de varias de ellas, es completamente real. En definitiva, es cierto que de la nada puede surgir algo; pero es que, adems, es preciso que ocurra, afirma Krauss (p. 194). Prueba de ello es que vivimos en un universo de esta materia formada desde la nada, porque lo raro y excepcional, segn Krauss, es que nuestro universo est compuesto de materia, y no tanto de antimateria en grandes cantidades (es lo que tendra que ocurrir para que se cumpliera lo que dice la mecnica cuntica: para cada partcula de materia, puede existir una antipartcula de la misma carga). Sera un universo totalmente simtrico. Pero, si as fuera, el universo se aniquilara y nosotros no estaramos aqu para contarlo. Vivimos, pues, en un universo asimtrico de materia y antimateria, aunque no sepamos explicar del todo cmo y por qu esto es as. Pero lo que s muestra todo esto, en opinin de Krauss, es que la nada es inestable, y esta es la forma que l tiene de responder a la cuestin de por qu hay algo, en vez de nada (p. 198). El excedente de materia frente a la antimateria como consecuencia del Big Bang, puede ser un obstculo para

explicar la naturaleza de nuestro mundo, pero no lo sera tanto si esta asimetra pudiera surgir de forma dinmica despus del Big Bang (p. 198). La solucin est en considerar que de un universo simtrico, vaco, se pas a la existencia de la materia, con zonas y fases menos simtricas que crecieron con rapidez, y dieron lugar a la creacin de partculas. Es el resultado de que la nada sea inestable. En el ltimo captulo, Krauss vuelve a centrarse en la diferencia de planteamientos del concepto de nada de la metafsica y la teologa, y la que l plantea. Los que creen que el universo ha surgido por efecto de la accin creadora de Dios, rebaten la postura de Krauss sealando que, bajo su idea de nada, existe un potencial de existencia, propio de la naturaleza del universo, que hace que surjan las partculas virtuales; luego, no es una autntica nada. Krauss responde que lo mismo se puede replicare a la teora creacionista, en la medida en que, si todo surge de Dios, en l se dara un potencial de existencia, aunque de tipo sobrenatural, no natural. Con lo cual, estaramos, segn l, en igualdad de condiciones (pp. 213-217). La ventaja, segn Krauss, de su tesis frente a la creacionista, es que puede ser sometida a demostracin emprica, aunque todava no pueda ser demostrada del todo. Adems, en el caso de que se tenga que echar mano de un dios, como origen del universo, piensa Krauss que no sera el dios personal de las religiones, sino, al estilo de Einstein, vendra a ser algo impersonal, como la solucin racional a las grandes cuestiones del universo (p. 215). Adems, le parece tambin satisfactoria la teora de los multiversos para justificar el principio antrpico: nuestro mundo es uno ms entre los muchsimos universos posiblemente

existentes, que habran surgido de la nada, a travs de los procedimientos a que ya hemos hecho referencia. As, considera Krauss que ya no tiene sentido preguntarse por el origen y las leyes de nuestro universo, porque se explicaran simplemente como el resultado del juego estocstico entre una multitud amplia de universos (pp. 218-219). En conclusin, las nicas respuestas que importan y resuelven los problemas son las de la ciencia, que pueden llegar a demostrarse con el tiempo. Esta es la razn, nos dice, por la que la teologa y la filosofa son incapaces, en ltimo trmino, de encarar por s mismas las cuestiones verdaderamente fundamentales que nos desconciertan sobre nuestra existencia. Hasta que abramos los ojos y dejemos que la naturaleza lleve la voz cantante, estamos condenados a dar bandazos miopes (p. 221).