miércoles, 16 de abril de 2008

John Archibald Wheeler

El pasado 13 de abril ha fallecido John Archibald Wheeler, el último gigante de la física teórica de la primera parte del siglo XX, que compartió amistad con Bohr y Einstein, tutorizó a Richard Feynman y elaboró junto a Charles W. Misner y Kip S.Thorne uno de los textos cumbre del Arte y la Didáctica en Física, Gravitation.

Como homenaje al hombre y a su obra leamos la bella pieza que abre el libro, la parábola de la manzana.

Erase una vez un estudiante tendido en el jardín bajo un manzano, reflexionando sobre la diferencia entre las visiones de Einstein y de Newton respecto de la gravedad. Le sorprendió la caída de una manzana a su lado. Al mirarla descubrió unas hormigas que empezaban a moverse sobre su superficie. Se avivó su curiosidad y pensó en investigar los principios de navegación seguidos por una hormiga. Con su lupa distinguió con cuidado un recorrido y, tomando su navaja, hizo dos cortes en la piel de la manzana, 1 mm. a cada lado. Peló la pequeña autovía de piel y la extendió sobre su libro. El recorrido iba recto como un haz laser por esa autovía. La hormiga no habría podido encontrar camino más económico que aquel para cubrir los 10 cm desde el inicio al fin de esa tira de piel. Cualquier zigzag o pequeña curva en su camino sobre la piel de manzana entre inicio y fin hubiese incrementado su longitud.

"Qué bella geodésica", comentó el estudiante.

Sus ojos repararon entonces en dos hormigas que arrancaron desde un mismo punto P en direcciones ligeramente distintas. Sus rutas parecían llevarles por la región del hoyuelo en la parte superior de la manzana, una por cada lado. Cada hormiga seguía concienzudamente su geodésica. Cada una fue tan derecha sobre su franja de piel de manzana como era posible. Pero debido a la curvatura del hoyuelo, los dos recorridos no solo se cruzaron sino que emergieron en direcciones muy diferentes.
"¿Cómo podría uno encontrar una ilustración más feliz de la teoría geométrica de la gravitación de Einstein?" murmuro el estudiante. "Las hormigas se mueven como si fuesen atraídas por el pedúnculo de la manzana. Uno podría haber creído en una fuerza a distancia Newtoniana. Pero una hormiga no obtiene sus ordenes para moverse de otro sitio más que de la geometría local a lo largo de su recorrido. Seguramente este es el concepto de Einstein de que toda la física tiene lugar por 'acción local'. Qué diferencia con la visión de la física de 'acción a distancia' de Newton. Ahora entiendo mejor lo que quiere decir este libro."
Al decir esto, abrió su libro y leyó, "No intentes describir el movimiento relativo a objetos lejanos. La Física es simple sólo cuando se analiza localmente. Y localmente la línea de universo que sigue un satélite [en el espacio-tiempo, alrededor de la tierra] es ya tan recta como pueda serlo una línea de universo. Olvidad toda esa charla sobre 'deflexión' y 'fuerza de gravitación'. Estoy dentro de una nave espacial. O estoy flotando fuera, cerca de ella. ¿Siento alguna 'fuerza de gravedad'? En absoluto. ¿Siente tal fuerza la nave? No. Entonces para qué hablar de ella. Reconoce que la nave y yo atravesamos una región de espacio-tiempo libre de toda fuerza. Acepta que el movimiento a través de esa región es ya idealmente recto."
Sonaba la campanilla para la cena, pero el estudiante seguía sentado, pensando para sí, "Veamos si puedo resumir la teoría geométrica de la gravedad de Einstein en tres ideas: (1) localmente, las geodésicas aparecen rectas; (2) sobre regiones mas extensas del espacio y el tiempo las geodésicas que en principio se separaban empiezan a aproximarse a un ritmo gobernado por la curvatura del espacio-tiempo, y este efecto de la geometría sobre la materia es lo que se designa hoy con esa vieja palabra 'gravitación'; (3) la materia a su vez comba la geometría. El hoyuelo surge en la manzana porque está allí el pedúnculo. Creo que ahora sé como contar toda la historia aún más brevemente: El espacio actúa sobre la materia, indicándole cómo moverse. A su vez, la materia reacciona sobre el espacio, indicándole como curvarse. En otras palabras, aquí la materia," dijo, elevando y tomando la manzana por su pedúnculo , "curva el espacio aquí. Producir una curvatura en el espacio aquí es forzar una curvatura en el espacio ahí," continuó, mientras observaba una hormiga atareada siguiendo su geodésica a un dedo del pedúnculo de la manzana. "Así la materia aquí influye en la materia allí. Esta es la explicación de Einstein para la 'gravitación'".
Entonces quedó en silencio la campanilla, y él se fue, con libro, lupa y manzana.


Que la espuma cuántica o un gran agujero negro le acojan, con libro, lupa y manzana.