El color del jardín, tus pupilas captándolo; el planeta donde brotaron el jardín y tú ¿De dónde surge todo? Hasta donde sabemos, el Universo es impulsado por 4 Fuerzas Fundamentales: la Gravedad, el Electromagnetismo, la Interacción Fuerte y la Interacción Débil.
Cada Fuerza Fundamental es responsable de una rebanada de realidad. Es hora de conocerlas y descubrir cómo sus interacciones generan todo en el Universo.
Gravedad: la fuerza que organiza el cosmos
“¿Por qué caen las cosas?” Es quizás una pregunta primordial en la odisea humana. Cuando Albert Einstein propuso el modelo que tenemos vigente hoy, le voló la mente a un mundo que entendía la Gravedad con los modelos clásicos newtonianos.
Einstein descubrió que el tiempo y el espacio son uno, el llamado “Continuo Espacio-Tiempo”, y además, se deforma en presencia de masa. Aunque suene contraintuitivo, este modelo ha revolucionado nuestra comprensión del Universo.
Así lo entendió Einstein: si un rayo impacta entre una persona quieta y otra en movimiento, la onda de luz propagada (el relámpago) alcanzará los ojos de cada uno a destiempo. Este desfase en la experiencia del espacio-tiempo implica que no son absolutos, por tanto son relativos. Esta es la Teoría de la Relatividad.
Si el tiempo y el espacio son relativos, ¿tiene el Universo algo absoluto? Sí, Einstein entendió que la velocidad de la luz es constante, siempre se propaga igual sin acelerar ni retrasar. El resto de los cuerpos en el Universo curvean el espacio-tiempo a su alrededor y se atraen entre sí, todo de acuerdo a su masa. A mayor masa, mayor atracción sobre otros cuerpos. Eso es la Gravedad.
Por eso caemos hacia la Tierra, porque su masa atrae la masa de los cuerpos menores. El ejemplo típico son las pelotas sobre una tela estirada: el Espacio es la tela, pero de tres dimensiones (3D).
En resumen, la Gravedad son las curvas sobre el espacio-tiempo provocadas por los cuerpos con masa; gracias a ella se moldean las estrellas, se crean las composiciones de los planetas y se estabilizan las órbitas planetarias.
Electromagnetismo: radiación, luz y enlaces eléctricos
Una brújula que por accidente pasó cerca de un cable electrificado y alteró su norte, llevó a Hans Øestred a descubrir que el magnetismo y la electricidad están unidos y se manifiestan en una “sub-capa” del Universo, el Campo Electromagnético.
Por este campo donde no hay masa, se propaga energía en ondas a la que llamamos radiación. La luz es un tipo de radiación, y su color es determinado por su frecuencia, o cuánto sube y baja su onda. Fuera del rango de la luz viajan los demás tipos de radiación, como los rayos ultravioleta, los rayos X, las microondas o el Bluetooth, entre muchas más, todos “primos” invisibles de la luz que se propagan por otras frecuencias del Espectro Electromagnético.
Entonces, contrario a las ondas de sonido que se propagan por el aire u otros medios con masa, la luz se propaga por el Campo Electromagnético, una capa del espacio donde no hay masa.
Estas ondas se pueden cuantificar en partículas llamadas fotones, que tampoco tienen masa porque son una cuanti-ficación de energía, por eso se llama Física Cuántica. El fotón es como la “moneda de cambio” energética del Electromagnetismo. Además de ser un “paquete” de energía, el fotón también es clave para que interactúen los átomos del Universo: intercambiando fotones es como los electrones se enlazan al núcleo del átomo, y gracias a ellos, los átomos pueden enlazarse entre sí para formar moléculas.
Interacción Fuerte: el pegamento en el núcleo de los átomos
Toda la materia está hecha de átomos, y aunque su nombre significa indivisible, descubrimos las partículas subatómicas después de bautizarlo.
Los núcleos de los átomos están hechos de neutrones y protones, que a su vez se componen de quarks. Los quarks están unidos por la Interacción Fuerte. En términos sencillos, los quarks son puntos de energía concentrada que no tienen masa en sí, pero unidos a través de los gluones, conforman la masa atómica, ¡la materia! El gluon es la partícula “moneda” de la Interacción Fuerte, pues a través del intercambio de gluones se mantienen unidos los quarks. “Gluón” viene de pegamento o “glue” en inglés.
Entonces, la Interacción Fuerte es la responsable de que se mantengan unidos los componentes de los átomos. Sin ella, los átomos se desintegrarían, y no existiría la materia en el Universo. El término “Fuerte” se debe a que en escalas tan pequeñas, la Gravedad ya no tiene efecto. ¡Andamos en lo más recóndito de la realidad!
Interacción Débil: la fuerza detrás de la desintegración atómica
La Interacción Débil es quizás la Fuerza Fundamental más contraintuitiva para la experiencia cotidiana, pues es responsable del decaimiento de algunos elementos a nivel subatómico, y de cómo emiten radiación. Por ello también se le conoce como Fuerza Electro-Débil, además de que su proceso crea electrones y trabaja de la mano con las cargas eléctricas, todos de la Fuerza del Electromagnetismo.
Este proceso consiste en transformar neutrones en protones o viceversa -los componentes del núcleo atómico- a través cambiar los quarks que los componen. Sus partículas se llaman Bosón W y Bosón Z, y son las únicas que pueden transformar algunas partículas subatómicas en otras.
LaTeoría del Todo: Unificar las Fuerzas Fundamentales
Hay un giro: ¿Y la partícula de la Gravedad ?
Aunque ambas han resultado correctas, la Teoría de la Relatividad, -que explica la Gravedad- es incompatible con la Física Cuántica (Electromagnetismo, Interacción Fuerte e Interacción Débil). Esto implica que en escenarios extremos como agujeros negros o el Big Bang, en los que la Gravedad interactúa con las demás fuerzas… no sabemos, ¡no hay marco teórico para estudiarlo!
Por eso no conocemos la partícula de la Gravedad: o bien no la necesita porque está en otro orden al cuántico, o bien se descubrirá en el futuro al propuesto “Gravitón”. Pero hasta ahí llegamos, ¡se busca Teoría! Y quien lo descifre ya podría estar allá afuera, realizando experimentos científicos que cambiarán al mundo.
Aunque la Teoría de Cuerdas resulta un gran candidato, autores como Bernard Carr han propuesto que una Nueva Teoría Física no solo debería reconciliar las dos previas, sino que además abordaría otras fronteras del saber como la mente y la consciencia.
¿Qué tendrá el Universo por revelarnos en el futuro?
