Estado Actual De La Fisica

ESTADO ACTUAL DE LA FISICA
El panorama de la Física actual.
Año mundial de la Física. Grupo de Interés especial GIENCIA.
Santiago Cárdenas Martín.
En el último siglo ha avanzado muchísimo nuestra comprensión de la naturaleza. Es
asombroso el nivel de conocimiento que hemos llegado a adquirir sobre las
partículas más elementales de las que estamos hechos y sobre la estructura generaldel Universo.
Sin embargo, en este momento la Física se encuentra en una situación muy peculiar.
Nuestro conocimiento del universo se basa en dos teorías sumamente bellas,
avanzadas y precisas en sus predicciones: La Teoría General de la Relatividad
(TGR) y la Teoría Cuántica de Campos (TCC), pero... ¡estas dos teorías son
incompatibles entre sí!.
Para completar este panorama,debemos añadir el Modelo Estándar de la Física de
Partículas (MEFP), que nos dice cuáles son las partículas que forman el Universo.
Podríamos decir que esas tres patas constituyen nuestro conocimiento (incompleto)
sobre la Física fundamental de nuestro universo.
En este artículo vamos a repasar el conocimiento incluido en estas tres áreas, dando
una muy breve introducción a cada una de ellas,que posteriormente será ampliado
en otros artículos. Finalmente, repasaremos las alternativas sobre las que se trabaja
para obtener una teoría unificada que acabe con esta pesadilla de incompatibilidad
para los físicos.
La Teoría Especial de la Relatividad (TER)
Basándose en los trabajos de algunos físicos que le precedieron, como Lorentz,
Albert Einstein escribió en 1905 dos de susfamosos artículos que sumarizaban lo
esencial de la Teoría Especial de la Relatividad (TER, SR: Special Relativity); en
aquellos momentos, simplemente Teoría de la Relatividad.
La TER fue la revisión de la mecánica clásica de Newton. El hito fundamental en que
se basaba era el hecho de que la velocidad de la luz es un parámetro constante y
absoluto. Realmente es curioso que se la llamarateoría de la relatividad, ya que su
axioma más fundamental es la absolutividad de la velocidad de la luz.
En la mecánica de Newton, para sumar velocidades simplemente se suman; es
decir, si vamos por la carretera a 120Km/h y un coche viene en sentido contrario a
100Km/h, la velocidad relativa entre nosotros será de 220Km/h. Esto es algo que
cuadra totalmente con nuestra experienciacotidiana. Sin embargo, esto mismo
aplicado a los rayos de luz significaría que la velocidad de aproximación de dos
rayos de luz en sentido contrario sería de 2* c (siendo c la velocidad de la luz en el
vacío).
El experimento de Michelson refutó este resultado. La conclusión de Einstein era
que la velocidad de la luz, se mirara como se mirara, siempre es c. Y en el caso
anterior, a pesarde que cada rayo de luz va a la velocidad c, para un observador en
reposo ¡la velocidad entre ellos también es c ! Para que la velocidad de la luz (c) sea infranqueable y sigan cuadrando las cosas es
necesario que a velocidades cercanas a c pasen cosas tan extrañas como que los
cuerpos se acorten, la marcha del tiempo se reduzca y las masas se incrementen.
De todo esto también se deducía,en uno de los artículos de Einstein de 1905, que la
energía y la masa son equivalentes, lo que acabó formulando más adelante en su
famosa e inmortal fórmula: E=mc^2
Aunque todo esto parezca increíble, la TER está ampliamente contrastada por todo
tipo de experimentos, y de hecho es totalmente compatible y está incluida dentro de
las dos teorías fundamentales a las que antes nos referíamos(TGR y TCC).
La Teoría General de la Relatividad (TGR)
La TER no cuadraba bien con la presencia de campos gravitatorios, por lo que
Einstein trabajó a fondo intentando formular una teoría más general que sí fuera
compatible con la gravedad.
Como resultado de ello, en 1916 publicó la Teoría General de la Relatividad (TGR,
GR: General Relativity). La TGR es una de las más bellas...