Universo

BIOGRAFÍA DEL UNIVERSO
Cap. 1: ¿Cómo sabemos las cosas que pensamos que sabemos?
John Gribbin, 2007
A qué se refieren los científicos cuando dicen que ellos «conocen» lo que hay
dentro de un átomo, por ejemplo, o lo que pasó en los tres primeros minutos de la vida
del Universo? Se refieren a que tienen lo que ellos denominan un modelo del átomo, o
del Universo temprano, o lo que sea en queellos estén interesados, y que este modelo
encaja con los resultados de sus experimentos, o sus observaciones del mundo. Este
tipo de modelo científico no es una representación física de la cosa real, del mismo
modo que un modelo de avión representa un avión de tamaño natural, sino que es una
imagen mental que se describe mediante un grupo de ecuaciones matemáticas. Los
átomos y las moléculasque componen el aire que respiramos, por ejemplo, se pueden
describir en términos de un modelo en el que imaginamos cada partícula como si
fuera una pequeña esfera perfectamente elástica (una diminuta bola de billar), con
todas las pequeñas esferas rebotando unas contra las otras y contra las paredes del
recipiente.
Ésa es la imagen mental, pero es sólo la mitad del modelo; lo que lo hace unmodelo
científico es describir el modo como se mueven las esferas y rebotan unas contra las
otras mediante un grupo de leyes físicas, escritas en términos de ecuaciones
matemáticas. En este caso, éstas son esencialmente las leyes del movimiento
descubiertas por Isaac Newton hace más de trescientos años. Utilizando estas leyes
matemáticas es posible predecir, por ejemplo, qué le pasará a lapresión ejercida por
un gas si se aplasta hasta la mitad de su volumen inicial. Si hacemos el experimento, el
resultado que se obtiene encaja con la predicción del modelo (en este caso, la presión
se doblará), lo que lo convierte en un buen modelo.
Naturalmente, no deberíamos sorprendemos de que el modelo estándar de un gas
que lo describe en términos de pequeñas bolas que rebotan unas contralas otras de
acuerdo con las leyes de Newton haga esta predicción en concreto correcta, porque los
experimentos fueron hechos primero, y el modelo fue diseñado, o construido, para
hacer encajar los resultados de esos experimentos. El siguiente paso en el proceso
científico es utilizar el modelo que se ha desarrollado desde las medidas efectuadas en
un grupo de experimentos para hacerpredicciones (predicciones precisas,
matemáticas) sobre lo que le pasará al mismo sistema cuando se hacen experimentos
diferentes. Si el modelo hace predicciones «correctas» bajo nuevas circunstancias,
demuestra que es un buen modelo; si fracasa al hacer las predicciones correctas, no se
puede descartar completamente, porque todavía nos dice algo útil sobre los primeros
experimentos; pero en el mejorde los casos tiene una aplicabilidad limitada.
De hecho, todos los modelos científicos tienen aplicabilidad limitada. Ninguno de
ellos es «la verdad». El modelo de un átomo como una pequeña esfera perfectamente
elástica funciona bien en cálculos de cambio de presión de un gas bajo circunstancias
diferentes, pero si queremos describir el modo en que un átomo emite o absorbe luz,
necesitaremosun modelo de átomo que al menos tenga dos componentes, un núcleo
central diminuto (que se puede considerar él mismo como una pequeña esfera
perfectamente elástica para determinados fines) rodeado por una nube de electrones.
Los modelos científicos son representaciones de la realidad, no la realidad en sí
misma, y no importa lo bien que funcionen o lo precisas que sean sus predicciones
bajolas circunstancias apropiadas, siempre se considerarán aproximaciones y ayudas
a la imaginación, más que la verdad absoluta. Cuando un científico afirma, por
ejemplo, que el núcleo de un átomo está compuesto por partículas denominadas
protones y neutrones, lo que en realidad debería decir es que el núcleo de un átomo se
comporta, bajo determinadas circunstancias, como si estuviera formado de...