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La ciencia de las cosas imposibles

El físico Michio Kaku explica a la luz de la ciencia moderna si podremos ser invisibles, viajar en el tiempo o teletransportarnos.

Quién no imaginó, siendo niño, que atravesaba paredes, viajaba en una nave intergaláctica, leía la mente de otras personas, se hacía invisible para husmear en casa de los vecinos o emprendía una travesía en el tiempo. Físico estadounidense de origen japonés, considerado padre de una de las teorías físicas más revolucionarias, la teoría de campos de cuerdas, Michio Kaku recuerda en su último libro, Física de lo imposible, que fueron esos juegos de magia, fantasía y ciencia ficción los que sellaron para siempre su amorosa relación con lo imposible.

Así como Julio Verne inspiró al gran astrónomo del siglo XX Edwin Hubble y el escritor Edgar Rice Burroughs alimentó la imaginación de Carl Sagan, fueron Flash Gordon y el doctor Zarkov los héroes que arrastraron a Kaku a estudiar física teórica en busca de respuestas reales para aquellas fantasías y especulaciones infantiles.

En casa de su madre, construyó un colisionador de átomos luego de reunir más de 200 kilos de chatarra y bobinar 35 kilómetros de cable de cobre. Aquella máquina consumía 6 kilovatios (toda la potencia de su casa) para generar un campo magnético 20.000 veces mayor que el campo magnético de la tierra. Gracias a esa locura, que presentó en la Feria Nacional de Ciencia, logró una beca para estudiar en Harvard y seguir los pasos de otro de sus héroes, este sí de carne y hueso, Albert Einstein. Desde hace 30 años ocupa la cátedra Henry Semat de Física Teórica de la Universidad de Nueva York.

“En la vida real, me decían, uno tenía que abandonar lo imposible y abrazar lo práctico”, escribe Kaku, “ya como físico, he aprendido que imposible suele ser un término relativo”. La historia le da la razón. Lord Kelvin, el físico más preeminente de la era victoriana, descartó por descabellada la idea de aparatos más pesados que el aire capaces de volar, pensaba que los rayos X eran un fraude y que la radio no tenía futuro. El propio Einstein se esmeró en probar que los agujeros negros, de los que hoy existen pruebas irrefutables, no podrían formarse nunca.  Robert Goddard fue tachado de ignorante cuando en la década del 20 planteó la posibilidad de cohetes para viajar al espacio exterior.

“Siempre es peligroso hacer predicciones, especialmente sobre lo que pasará dentro de siglos o milenios. Pero hay una diferencia fundamental entre la época de Julio Verne y la actual”, explica Kakú, “hoy se conoce un gran número de las leyes fundamentales de la física”. Con ese conocimiento en mente y en la madurez de una larga carrera, el físico estadounidense regresa a responder  preguntas que cada día parecen menos imposibles: ¿podremos ser invisibles, viajar en el tiempo, teletransportarnos, crear máquinas de movimiento perpetuo?

¿Existen los universos paralelos?

Los universos alternativos, “la cuarta dimensión”, son uno de los temas favoritos de los escritores y guionistas de ciencia ficción y, últimamente, uno de los temas más acaloradamente discutidos en la física teórica. La verdadera pregunta de fondo es qué entendemos por real.

Kaku cree que actualmente nuestra tecnología es demasiado primitiva para revelar la presencia de estos universos paralelos. Aunque es imposible hoy, la idea no viola ninguna de las leyes de la física que conocemos. En una escala de miles a millones de años, estas especulaciones podrían convertirse en la base de una nueva civilización.


Teletransportación

La clave para la teletransportación muy seguramente se encuentra escondida entre las ecuaciones de la teoría cuántica. Según Kaku, la idea de la teletransportación cambió radicalmente en 1993, cuando científicos de IBM, dirigidos por Charles Bennett, demostraron que era físicamente posible teletransportar objetos, al menos en el nivel atómico, utilizando un experimento formulado por Einstein en 1935. En este experimento los físicos empiezan con dos átomos, A y C, y logran que al modificar un átomo el otro cambie de vibración al instante sin importar la distancia entre ellos. En 2007, un grupo de físicos australianos lograron desaparecer un haz de luz y hacerlo aparecer en otro lugar.

¿Podremos hacernos invisibles?

La invisibilidad ha sido siempre una de las maravillas de la ciencia ficción y de lo fantástico, desde las páginas de ‘El hombre invisible’ al mágico manto de invisibilidad de los libros de Harry Potter. Los físicos la han descartado afirmando que viola las leyes de la óptica. Sin embargo, hoy lo imposible podría hacerse posible gracias a los avances en el campo de los metamateriales.

Se trata de sustancias que tienen propiedades ópticas que no se encuentran en la naturaleza. Se crean insertando en una sustancia minúsculos implantes que obligan a las ondas electromagnéticas a curvarse de formas no convencionales. “Pensemos en cómo fluye un río alrededor de una roca”, explica Kaku, “puesto que el agua rodea fácilmente la roca, la presencia de la roca no se deja sentir aguas abajo. Del mismo modo, los metamateriales pueden alterar y curvar continuamente la trayectoria de las microondas de manera que éstas fluyan alrededor de un cilindro, lo que haría esencialmente invisible a las ondas todo lo que hay dentro del cilindro”.

Los primeros en crear este tipo de materiales fueron investigadores de la Universidad de Duke y el Imperial College de Londres en 2006. Un año más tarde se sumaron a la carrera científicos alemanes de la Universidad de Karlsruhe y del Departamento de Energía de Estados Unidos, quienes por primera vez en la historia consiguieron un material que se hacía invisible para la luz roja.

“La clave para la invisibilidad puede estar en la nanotecnología, es decir, la capacidad de manipular estructuras de tamaño atómico de una milmillonésima de metro”, apunta Kaku, quien no descarta que en menos de un siglo nosotros o nuestros descendientes conozcan alguna forma de invisibilidad. Podría darse a través de nanotecnología, pero también a través de otras vías.

Viajes en el tiempo

Para el físico norteamericano los viajes en el tiempo pertenecen a la segunda categoría de los “imposibles”, es decir, aquellas tecnologías situadas en el límite de nuestra comprensión del mundo físico.

Desde la perspectiva científica, el viaje en el tiempo era imposible en el universo de Newton, donde el tiempo se veía como una flecha. Una vez disparado, nunca podría desviarse de su pasado. Esta idea se derrumbó cuando Einstein demostró que el tiempo podía frenarse o acelerarse según la velocidad a la que nos moviéramos por el espacio.

Desde entonces, y por mucho que los físicos lo han intentado, no ha sido posible encontrar una ley que impida negar la posibilidad de viajar en el tiempo. Aunque tampoco demostrar cómo hacerlo.

El famoso físico Stephen Hawking por años descartó la posibilidad de los viajes. Si el viaje en el tiempo es posible, entonces ¿dónde están los turistas que vienen del futuro?, preguntaba. Incapaz de probar la imposibilidad, hace poco cambió de opinión y dijo: “Quizás el viaje en el tiempo sea posible, pero no es práctico”.

Diversas soluciones han sido imaginadas por prestigiosos físicos de todo el mundo. Unos hablan de la existencia de “agujeros de gusano”, puntos en los que se conectan dos puntos distintos del tiempo. Otros han planteado que el universo está en rotación y si logramos viajar con suficiente rapidez podríamos ir al pasado.


En 1991, Richard Gott de Princeton habló de cuerdas cósmicas gigantescas. Viajando a través de ellas se llegaría a otro punto en el tiempo.

“Quizá tendremos que esperar siglos para construir realmente una máquina para poner a prueba estas teorías”, concluye Kaku.

El futuro en tres categorías

Michio Kaku divide en tres grupos las cosas que por ahora son imposibles.

Las imposibilidades de clase I son aquellas tecnologías que hoy resultan  imposibles, pero que no violan las leyes de la física conocidas. Teletransporte, motores de antimateria, telepatía, psicoquinesia e invisibilidad son algunas.

La segunda categoría es imposibilidades de clase II. Se trata de tecnologías en el límite de nuestro conocimiento del mundo físico. En caso de ser posibles sólo se harían realidad dentro de miles de años. Aquí se incluyen las máquinas del tiempo, la posibilidad del viaje en el hiperespacio y el viaje a través de agujeros de gusano.

Los imposibles menos posibles se ubican en la categoría clase III. Corresponden a las tecnologías que violan las leyes de la física conocidas por ahora. Resulta curioso que es el grupo más reducido de preguntas. Las  máquinas de movimiento perpetuo son un buen ejemplo de este grupo, al igual que la posibilidad de ver el futuro.

El sueño de la telepatía

Con trucos en los que participa algún soplón, los magos y mentalistas han dejado con la boca abierta a miles de espectadores al fingir que pueden leer la mente. Los avances futuros en el campo de la neurología podrían realmente dejarnos pasmados.

“La capacidad de la ciencia para sondear los procesos mentales se va a expandir exponencialmente. A medida que aumente la sensibilidad de nuestros dispositivos, seremos capaces de localizar con mayor precisión el modo en que el cerebro procesa secuencialmente pensamientos y emociones”, apunta Kaku en su libro. Una de las mayores barreras es que el cerebro no funciona como un ordenador sino como una red neural y los pensamientos están dispersos por toda la materia gris.

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