Azar, física cuántica y relatividad. El origen del universo.

Para realizar este estudio emplearemos y estudiaremos principalmente la teoría de la relatividad especial y algunos aspectos de la física cuántica. Nos serviremos de experimentos mentales y deducciones lógicas realizadas a partir de ambas teorías. Además, hemos de indicar que asumiremos la teoría del Big-Bang como correcta. Por lo tanto, no trataremos aquí de demostrar la veracidad ni de la relatividad especial, ni del Big-Bang. Ambas teorías muy laboradas a día de hoy y analizadas como única solución a múltiples experimentos y observaciones. En cualquier caso si matizaremos sus límites, así como algunos de la física cuántica.

Como sabemos una de las consecuencias de la relatividad es descubrir que todo el universo está conformado por tres pilares. Tres bloques o variables sobre las que está sostenida toda la realidad material. Las llamaremos variables esenciales, considerando que todo puede describirse como una relación entre ellas y que son los elementos más básicos. Aunque hay diversas formas de llegar a esa conclusión que consideraremos correcta comprobada ya en al relatividad, mencionaremos la famosa fórmula E=mc²  que ratifica este hecho, como se puede comprobar en algunos de los experimentos realizados en el LHC.

1-Espacio. (S)

2-Materia/Energía (E): Esencialmente son lo mismo, podemos asumir que la materia es energía condensada, algo que tampoco demostraremos.

3-Tiempo. (T)

            Es relevante mencionar la información como otra variable como podría deducirse de las teorías cuánticas, pero al fin y al cabo todo tipo de información no es sino un intercambio entre las variables dadas o una alteración de sus relaciones. De modo que no se podría considerar al mismo nivel que estas o ni siquiera como una variable en sí sino como una observación de estas o una expresión de sus relaciones. A lo sumo como un sistema de ellas.

            Estos tres elementos que conforman la realidad dependen cada uno de los otros dos. Es decir, toman valores, o existen de forma relativa a los otros dos. Con lo que obtenemos numerosas deducciones:

            Es muy importante dejar clara la verdadera naturaleza del tiempo a menudo malinterpretada incluso hoy día por gran parte de la comunidad científica. El tiempo, no es en sí una dimensión, aunque para facilitar el trabajo con él, podamos darle el carácter matemático de dimensión. Sin embargo, el tiempo no es más que la relación de los cambios de energía en el espacio. Es decir; No es un telón de fondo sobre el que transcurren los intercambios de energía, sino la relación de esos cambios con otros, la relación entre el espacio y la materia y la velocidad a la que ocurren esos cambios. Así mismo, tampoco tiene una dirección como tal, desde el pasado al futuro. El pasado solo es pues la expresión de un estado anterior y el futuro la posibilidad de otro estado. Pero ninguno de los dos existe como tal. Siempre hay un presente, que cambia constantemente.    

            Como decimos, el tiempo es simplemente la velocidad a la que ocurren ciertos cambios con respecto a otros. De modo que solo está presente en la medida en la que algo cambia, con lo que si todo cambiase más lentamente el tiempo avanzaría más despacio y viceversa. Así un instante temporal en un sistema se define sólo como la situación espacial y cuantitativa de energía en dicho sistema. 

Por lo tanto, si un punto material se mueve en el espacio con respecto a otro avanzará el tiempo en el sistema compuesto por esos puntos. Y esto se puede extender a todo el universo. La relevancia de esto es fácil de entender con un sencillo ejemplo del cual podemos obtener muchas conclusiones: Supongamos que queremos detener el tiempo, no ya de un sistema sino de todo el universo. Nos damos cuenta de que la única forma de hacerlo, sería detener en el mismo instante t todas las partículas del universo pues si una sola partícula se moviese con respecto a las otras, todas las otras se moverían con respecto a ella, luego el tiempo seguiría avanzando. Ahora bien, ¿cómo detenemos las partículas? Eso requeriría reducir su nivel de energía a 0. Como se ve, cuando las partículas se calientan, sus electrones se mueven más rápido, ganan energía, por lo tanto si reducimos su energía, y con ello su temperatura, cada vez se moverán más despacio, de modo que a medida que nos acercamos al cero absoluto, sus electrones se moverán con más dificultad. Ahora bien, para que algo deje de moverse completamente, todo (todo en términos absolutos) debe detenerse con respecto a ello. 

            Para poder igualar el nivel de su energía a 0, habría que retirarle toda su energía con lo que su estructura material, formada por energía, sería sustraída y desaparecería también. Pero para que su energía fuese nula con respecto a las demás partículas habría que reducir la energía de estas a 0 con lo que si E=0, la partícula no tendría masa, T=0 (No habría tiempo con respecto a otras partículas pues su situación sería constante) y dado que el espacio depende de ellos tampoco ocuparía espacio. La partícula ya no existiría. Y deducimos:

Es imposible llegar en la naturaleza o de forma artificial, por tanto en la realidad, al cero absoluto, ni siquiera en una sola partícula aislada de las demás, pues dado que su movimiento depende del movimiento del resto de partículas existentes, su energía también depende de la energía de las partículas existentes, por el simple hecho de que existan aun cuando aparentemente no puedan ejercer ninguna influencia sobre ella. Lo que garantiza que no se cumple el principio de localidad. Es decir, aun si de forma imperceptible o aun no posible de medir, todas las partículas del universo afectan a todas las demás estén donde estén. Hecho que no nos permite descartar las teorías de variables ocultas, entendiendo que nos referimos como variables ocultas al hecho de no tener en cuenta la relación mencionada que al afectar a todas las partículas existentes, podría tener importancia en la situación del estado de una partícula dada.

            Así una partícula siempre tendrá algo de energía con respecto a las demás partículas del universo, de lo contrario no existiría, al no tener energía no sería nada. Y solo con total ausencia de energía, en un vacío absoluto podríamos medir una temperatura de 0 K real, pero nunca en una partícula como decimos (Aun si midiéramos 0 exacto querría decir que estamos tan cerca del cero absoluto que nuestros aparatos no pueden captar la leve energía que desprendiera una partícula tan fría). En cualquier caso, habría que tener en cuenta que el propio aparato de medida ya tiene energía, por lo que alteraría lo medido, por poco que fuera, aportándole energía con lo que nunca podría medirse más que la situación en la que el aparato está midiendo algo. Como vemos se da una situación idéntica a lo que ocurre en la física cuántica en la que al medir ya alteramos el sistema y según midamos obtenemos unos resultados u otros. 

Continuamos desarrollando la forma en que detendríamos el tiempo o sus consecuencias:

            Si para detener el tiempo es necesario que la energía total del universo, obviamente también sus intercambios (Nótese que no hay “medio exterior” al universo, entendido de forma absoluta como todo lo que existe en nuestra realidad, y que todo en él funciona con respecto a él mismo), sea nula. Sin energía nada podría moverse luego no habría cambios luego no habría tiempo, pero como hemos dicho todo dejaría de existir al tener todo una energía equivalente nula al haberlo detenido. 

            Ahora bien, supongamos que fuera posible que aun estando todo movimiento o intercambio de energía detenido, se diera una situación tal en la que todo permaneciese en equilibrio; sería imposible volver a iniciar ningún movimiento ni cambio, pues todo cambio está desencadenado por otro y la simple inercia demuestra que todo tendería a mantener su posición de equilibrio.

Y de nuevo a otra conclusión:

            Al entender realmente la auténtica naturaleza del tiempo, observamos que sería imposible a pesar de las numerosas teorías al respecto sobre el tiempo curvo, por ningún medio posible (Agujeros de gusano, teorías cuánticas o inventos humanos) viajar a través del tiempo. Sería posible acelerar un sistema con respecto a todo lo demás (como le ocurre a las ondas electromagnéticas) de modo que todos los cambios ocurriesen a gran velocidad con respecto al sistema acelerado. Y se crearía la ilusión para un pasajero del sistema de haber viajada adelante en el tiempo, ya que como es lógico dentro del sistema los cambios se habrían desarrollado con normalidad entre sus elementos. En cuanto a “viajar hacia atrás” en el tiempo, es algo imposible desde cualquier punto de vista, y sólo demuestra la incomprensión de la naturaleza del tiempo, que como hemos repetido son simples relaciones de cambios. Y la única posibilidad de “desplazarse” atrás en el tiempo, sería situar todas las partículas del universo en la posición en la que estaban en el instante deseado, pues mientras una sola no estuviese en el lugar adecuado no se estaría en el instante buscado.

            Además de las simples deducciones, experimentos prácticos como el de Igor Smolyaninov y Hung Yu-Ju de la Universidad de Cornell corroboran la afirmación de que no se puede viajar en el tiempo, al no tener este un carácter de dimensión o más bien podríamos decir, de espacio vectorial. 

            Ahora imaginemos los instantes anteriores a que se produzca el Big Bang. Supongamos que hay una partícula inicial, que en ese momento es lo único que existe. De entrada sabemos que ni siquiera el espacio está formado en esos instantes y que su existencia se inicia con la gran explosión. Así pues, si ese punto no está en movimiento con respecto a nada, pues no hay nada más, y no hay espacio más que el que él mismo ocupa, tampoco hay tiempo pues no hay variaciones. De aquí hallamos dos posibilidades:

1-La energía es nula por lo tanto la partícula no existe ni puede existir, pues eso contradeciría toda ley física. Como hemos visto anteriormente si al estar en reposo absoluto su energía es nula y no hay tiempo (no hay relación entre cambios pues no hay cambios) tampoco espacio, no ocupa espacio ni existe en él.

2-Aun si de algún modo pudiese existir, estaría en una situación de equilibrio, aunque sea por un instante infinitesimal T → 0, nada podría iniciar el Big-Bang, mucho menos él mismo, y tendería a mantener su situación. Y llegamos a la demostración final.

            Como vemos, el esa partícula no puede existir pues es contradictorio a la relatividad, la termodinámica y la inercia. Con lo que deducimos que lo único que ha podido crear e iniciar el Big-Bang, nuestro universo, es un elemento o fuerza independiente y anterior a todas las leyes físicas de nuestra realidad, por tanto también del tiempo, la materia y el espacio, puesto que al crear este universo las habría creado con él y por ello estaría por encima de ellas, ya que el inicio o la creación de toda energía o espacio sería incompatible con esas leyes (La llamaremos en adelante Fuerza D). Además podemos negar fácilmente un Big Crunch constante ya que entre el periodo de expansión y compresión durante un instante infinitesimal todo se detendría y dejaría de existir. 

            A pesar de las declaraciones recientes de Hawkings "Dado que existe una ley como la de la gravedad, el Universo pudo y se creó de la nada. La creación espontánea es la razón de que haya algo en lugar de nada, es la razón por la que existe el Universo, de que existamos. No es necesario invocar a Dios como el que encendió la mecha y creó el Universo". Pero la creación espontánea es simplemente imposible siguiendo las leyes físicas como considero que ha quedado demostrado. 

            Ahora pasamos a analizar esa Fuerza D:

            Para ello vamos a trabajar con un modelo del universo en el que no haya seres libres, en nuestro caso los humanos. Es decir, vamos a suponer un universo en el que no está la tierra para simplificar los siguientes análisis.

            En el universo, todo es determinista. Nuestra realidad funciona como un recorrido de piezas de dominó que una a una van cayendo. Todo funciona siguiendo unos principios de causalidad que es lo que nos permite hablar de una física que funciona, y que nos permite estudiar las causas mediante los efectos (Todo es determinista salvo los hombres con su libertad, como se puede demostrar mediante otro estudio distinto que no es relevante para el desarrollo actual, razón por la que apartamos a los humanos de este análisis).  Es decir, que si conociéramos la situación de todas y cada una de las partículas que conocen la realidad, con absoluta exactitud, podríamos saber lo que ocurriría en cualquier instante temporal posterior. Es inútil tratar de oponer a esto la teoría del caos, pues esta habla de cómo situaciones similares conllevan con el tiempo resultados muy distintos. Sin embargo aquí hablamos de situaciones absolutamente iguales a cualquier nivel físico tanto ellas como su contexto, en cuyo caso, obviamente, obtendríamos los mismos resultados. Teniendo esto en cuenta, en nuestra realidad, no existe el azar. No hay cosas que puedan ser o no, pues todo está determinado desde que existe la partícula inicial, todo simplemente debe ser y de hecho es, todo ocurre siguiendo una reacción en cadena. Por lo tanto tampoco existen las posibilidades en la realidad, más que como una aproximación o forma de calcular algo desconocido que ya tiene (o tendrá) un valor determinado. 

            Podemos pensar en el ejemplo de la moneda lanzada al aire; En esa situación tampoco existe el azar, si tuviéramos los medios y conocimientos suficientes, sobre todas las masas y energías implicadas, así como todas las fuerzas que interactuasen un instante infinitesimal tras el lanzamiento, podríamos saber con total certeza el resultado, siendo lo único no predecible el instante inicial pues dependería del que lanzara la moneda. 

            Tampoco hay azar en la física cuántica ya que habiendo demostrado que no se cumple el principio de localidad anteriormente y que cualquier partícula puede afectar a cualquier otra esté donde esté solo por existir, lo que también demuestra que se puede intercambiar información más rápido que la velocidad luz (Habría que ver si somos capaces de detectar, recibir, medir o valorar información que se transmitiera más rápido que la luz). Esto último no provocaría que se detectaran causas antes de que ocurrieran sus desencadenantes pues por rápido que fuera, el instante temporal habría variado ya, sería un instante distinto al anterior y, en realidad sería imposible de detectar sin antes activar el causante que la causa pues de lo contrario no ocurriría. Podríamos pensar erróneamente que este traspaso de información no sería posible al estar fuera del cono de luz, pero esto se debe a la equívoca impresión de que cualquier intercambio de información debe darse por una relación espacio temporal de desplazamiento, es decir, en forma de partículas que recorren un espacio en un tiempo determinado para interactuar. En ese caso si sería imprescindible centrarnos dentro del cono de luz donde se cumpliría siempre c=cte. No obstante es importante darse cuenta de que el intercambio de información puede darse solo como una relación temporal, es decir, de cambios instantáneos, algo que se puede observar en las partículas unidas por un entrelazamiento cuántico. Esta idea no resulta descabellada ni imposible, pues como hemos visto al principio, en el momento en que mueves una partícula, todas las demás ya se mueven con respecto a ella, ocurriendo esto de forma instantánea siempre. No pasa tiempo entre que la empiezas a mover y las demás se mueven con respecto a ella. Lo mismo ocurre con sus energías, también interrelacionadas de la misma forma, pues toda partícula tiene una energía con respecto a otra y viceversa. De esta forma, la incompatibilidad de transmitir información a más velocidad que la de la luz desaparece pasando a: Es imposible propagar (mover espacialmente) información más rápido que la luz, pero no transmitirla o quizá sería más exacto el término alterar que transmitir. 

            Me detengo en esta última afirmación para explicarla mejor: Nada podría, según la relatividad especial, viajar más rápido que la luz, ni por lo tanto atravesar una región espacial a más velocidad. Ahora bien, poniendo el ejemplo de las partículas entrelazadas, si definimos el estado de una, el de la otra queda también definido al instante, esté a la distancia que esté, luego estableciendo un código según el estado de esas partículas, se podría “hablar” con otra persona en cualquier punto transmitiéndole lo que queremos a más velocidad que la de la luz: instantáneamente.

            Así pues, a pesar de las desigualdades de Bell, o el experimento imaginario del gato de Schrodinger, se puede asumir que los multiestados son útiles como herramienta pero por muy precisa que sea esta no nos cede resultados completamente determinados. Aunque como vemos debe haber un estado concreto lo conozcamos o no. Esta determinación se puede observar en el hecho de que existan estados que no pueden tomar nunca. Otra cosa distinta es que lo que queremos medir tenga una energía tan baja que cualquier forma de medirlo empleada altere el sistema con su propia energía. Pero lo conozcamos o no, existe un estado concreto en cada instante temporal para cada partícula, que si tuviéramos medios para medir, con una magnitud mucho menor de energía, podríamos medir. Esto se ve también en “partículas” con mucha más energía, como una estrella que pueden detectarse o medirse a partir de la propia energía que ellas desprenden sin alterarlas siquiera, sin necesidad de excitarlas o aproximarnos a ellas para ello. 

Al final lo que descubrimos es que en el mundo físico, la única forma de saber con exactitud absoluta el estado de algo sería poder abarcar todas las partículas y energías existentes pues dado que todas se afectan, el resultado sería incompleto sin esos datos. Obviamente lo que ocurre es que todas esas variables afectan tan poco a lo estudiado que empleemos aproximaciones extremadamente cercanas, nunca perfectas. Del mismo modo que podemos estudiar el movimiento de un cuerpo dentro de un sistema, independientemente del movimiento que tiene con respecto a otros sistemas. Pero dado que esas fuerzas están ahí, aun si tan pequeñas que no podamos medirlas directamente, no podemos descartar que a nivel subatómico cuando las energías son tan pequeñas, tomen relevancia, como podría ocurrir en las partículas menores.

            Una vez descartada la existencia del azar, proseguimos:   

            Como vemos en el universo todo elemento depende de todos los demás y todo elemento está afectado por todos ellos, algo que hemos visto siguiendo el desarrollo de la relatividad. Así, no hay ningún elemento no condicionado por nada, quedando todo condicionado al menos por su instante inicial. 

            Ahora bien, volvamos al instante inicial del Big Bang y situémonos justo antes de que se inicie la gran explosión, antes de que aparezca esa partícula que como hemos visto no puede existir. Sin embargo existe, lo que nos lleva a comprender que el hecho de que se inicie y de que exista, esa Fuerza D, no está determinada, en principio, por ninguna causa. Es una reacción iniciada por algo, que podría no ocurrir, de hecho no debería ocurrir siguiendo las leyes físicas y sin embargo ocurre: Ahí entra en juego el azar. Pero es que el azar, por su naturaleza, es potencia infinita.

            Aclaremos esto último: El azar que se da antes del Big Bang es absoluto, porque en ese momento no existe nada. No hay posibles estados, ni posibilidades entre las que tomar, y mucho menos aun probabilidades. Como mucho, podríamos decir que hay dos posibilidades: que ocurra algo o que no ocurra nada. Que una posibilidad comience a existir, o que no. Pero lo interesante del azar, está en que en sí mismo, solo es potencia, es un inmenso: “puede ser lo que sea”, por definirlo de manera más coloquial. Pero por sí mismo no puede decantarse por nada, tendería a ser una potencia eterna. Precisamente eso es la nada absoluta, una posibilidad infinita. Y lo que vemos es que al final este estado, al ser completa en infinitamente indeterminado, precisamente, por sí mismo no puede determinarse. Falta algo más, para que se determine una posibilidad, para que exista siquiera la posibilidad, entre las infinitas.   

 Y esto es de vital importancia pues, si hemos dado con algo que puede ocurrir o no, ¿Qué es lo que determina que ocurra o no? No depende de nada, o bien nada lo determina o se determina a si mismo,  luego es claro que necesariamente esa indeterminación, ese “azar” que hemos llamado Fuerza D, es una voluntad. Puede elegir incondicionalmente, que se inicie o no y la posibilidad en sí. 

Es por lo tanto libre, no sólo por poder decidir entre las posibilidades sino además por hacerlo. Y siendo libre podemos asumir que necesariamente será inteligente pues no estando condicionada por nada al ser anterior a todo y crearlo todo se combinan libertad y voluntad; la Fuerza D puede elegir y elige. Siendo pues la causa inicial de la realidad. 

            Concluyo pues añadiendo, no que nuestro universo podría no haber sido y fue, sino que, en teoría, no debería haber sido, pero es.