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La detección de ondas gravitacionales se ha realizado en el LIGO, un gigantesco observatorio promovido por los dos institutos tecnológicos más importantes de EEUU y financiado por el Estado norteamericano. Pero no ha sido el desarrollo tecnológico ni el poder de la superpotencia lo que ha permitido este descubrimiento, sino el poder de la teoría científica.
Armado solo de “una hoja y un lapicero”El editorial de uno de los periódicos españoles de mayor tirada, dedicado excepcionalmente a un hallazgo científico, afirma que “la tecnología sólo es un instrumento para satisfacer la curiosidad humana. Hay que descubrirse ante un genio como Einstein, que con una hoja y un lapicero fue capaz de formular una teoría que muchos tacharon de descabellada, pero que hoy es la base de nuestra visión del Universo”.
Hace exactamente cien años, Einstein predijo en la Teoría de la Relatividad la existencia de ondas gravitacionales. Para realizar esta predicción, que la tecnología ha tardado un siglo en poder detectar, Einstein no realizó ni un solo experimento, no analizó ni un solo dato. Esa era una conclusión necesaria del modelo teórico establecido en la Teoría de la Relatividad, y como tal tenía el rango de conocimiento científico. «Sin la teoría científica, la práctica hubiera seguido tan ciega ante estos fenómenos como lo estaba antes de Einstein»
El valor revolucionario de la ciencia¿Y cómo es posible que la ciencia pueda realizar predicciones exactas décadas antes que la práctica de la humanidad esté en disposición de ejecutarlas?
Porque la ciencia provoca siempre una auténtica revolución en el pensamiento. Y para comprenderlo, debemos enfrentarnos a qué es la ciencia.
Según el Diccionario de la Real Academia de la Lengua, ciencia es “un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales”.
Esta es la concepción dominante, según la cual cualquier síntesis más o menos ordenada y sistematizada de conocimientos empíricos, que sea capaz de establecer reglas generales, puede convertirse en ciencia.
Pero esa es una visión empírica, ante la que el propio Einstein se rebeló. Porque la ciencia no es la descripción precisa de los fenómenos que ocurren en la realidad, ni tampoco la síntesis de los conocimientos adquiridos por la experimentación.
La ciencia es un cuerpo teórico ordenado y jerarquizado que permite el conocimiento de las leyes objetivas que rigen un proceso particular de la materia.
Al hablar de ciencia estamos hablando de un proceso de conocimiento abstracto, teórico, que no surge directamente de la observación y la experimentación ni de la acumulación de datos empíricos. La ciencia exige elevarse por encima de la realidad concreta y operar en un proceso de conocimiento abstracto.
Este trabajo teórico, que no surge de la mera ordenación del material empírico, es lo que Einstein sitúa como nódulo del pensamiento científico: “Se necesita crear conceptos alejados de la experiencia inmediata si se aspira a una mayor comprensión de la naturaleza”.
Esta es una contradicción a la que Einstein se enfrentó para propiciar un salto en la física. A principios del siglo XX muchos consideraban “dogmático” afirmar la existencia del átomo, puesto que no existía ninguna prueba empírica de ello.
Einstein demostró en 1.905 la existencia del átomo, más allá de toda duda, en su artículo sobre el movimiento browniano. Volviendo a empuñar solo el trabajo teórico que está en la base de la ciencia. Y al hacerlo, permitió que la física experimental dispusiera de una guía que le permitió acelerar los descubrimientos en el mundo subatómico.
El concepto científico de átomo es totalmente abstracto. No parte de la observación porque no puede “verse” un átomo. Para que podamos ver un objeto tiene que ser lo suficientemente grande para que refleje la luz. Y el átomo más grande es mil veces más pequeño que la longitud de onda de la luz.
Tampoco podemos representarnos el átomo con una “imagen familiar” como un “sistema solar en miniatura”, con la que habitualmente se ejemplifica. Los electrones no están ubicados en órbitas alrededor del núcleo, sino en diferentes niveles de energía. Cuando un electrón recibe la energía procedente de un fotón, puede pasar a un nivel superior de energía. Si utilizáramos la analogía del sistema solar, es como si Marte desapareciera de su órbita e, instantáneamente, apareciera en la órbita de la Tierra.
Es inadmisible para nuestro “sentido común”. Pero es que la materia no se rige por el sentido común. Tiene sus propias leyes de desarrollo.
Todo está en la teoría… de la Relatividad Sin la Teoría de la Relatividad no se hubieran detectado ondas gravitacionales o agujeros negros. Ni siquiera seríamos consientes de su existencia.
Nuestra experiencia cotidiana nos dice que el tiempo solo se mueve en una dirección y siempre de la misma manera. Y que el espacio permanece estático.
La Teoría de la Relatividad nos dice que estábamos tan equivocados como los hombres de la Edad Media que pensaban que el Sol era el que giraba en torno a la Tierra.
Cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz el tiempo se ralentiza. De hecho, los modernos sistemas de navegación por satélite tienen en cuenta este efecto, pues de otro modo darían errores en el cálculo de la posición de varios kilómetros.
Porque el espacio y el tiempo no existen uno al margen del otro. Lo que existe es un continuo espacio-tiempo, con dos polos que interactuan entre sí. Y ese espacio-tiempo tampoco existe al margen de la materia y la energía. Sino que ambos se influyen mutuamente.
Tomémonos una licencia, que no pretende ser una explicación del concepto científico del espacio-tiempo. Imaginemos una “sábana invisible” extendida por todo el universo, el espacio-tiempo. Y el Sol como una pelota colocada en esa “´sabana”. La deformaría. Es decir, la materia y la energía alteran el espacio-tiempo.
Es el modelo totalmente abstracto de la Teoría de la Relatividad, formulando la existencia del espacio-tiempo y como interactua con la materia y la energía, lo que permite predecir las ondas gravitacionales.
Einstein formuló en 1.916 que campos gravitatorios extremos provocarían deformaciones del espacio-tiempo, cuyas vibraciones se propagarían a través del espacio-tiempo, el tejido de que está hecho el universo, a la velocidad de la luz.
De la misma manera, son las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad las que predicen la existencia de “singularidades”, luego llamadas “agujeros negros”. Gigantescas concentraciones de masa y energía cuya gravedad provoca una “curvatura en el espacio-tiempo” que da lugar a una “superficie cerrada”. Una vez cruzado el “horizonte de sucesos”, el punto crítico de un agujero negro, ninguna partícula puede salir, ni siquiera los fotones de luz.Esta predicción teórica permitió a los científicos concebir y detectar “agujeros negros”, fenómenos que no pueden “verse” porque la luz queda atrapada en una especie de “cárcel cósmica”.
Este es el valor revolucionario de la ciencia. Y sin la teoría científica, la práctica hubiera seguido tan ciega ante estos fenómenos como lo estaba antes de Einstein.