Filosofía cuántica: Cuatro formas en las que la física desafía tu realidad

Imagínese abrir el periódico del fin de semana y mirar las páginas del rompecabezas en busca del Sudoku. Pasas la mañana trabajando en este acertijo de lógica, solo para darte cuenta de que en los últimos cuadrados no hay una manera consistente de terminarlo.

“Debo haber cometido un error”, piensas. Así que vuelve a intentarlo, esta vez comenzando desde la esquina que no pudiste terminar y volviendo hacia el otro lado. Pero vuelve a suceder lo mismo. Estás hasta los últimos cuadrados y descubres que no hay una solución consistente.

Resolver la naturaleza básica de la realidad de acuerdo con la mecánica cuántica es un poco como un Sudoku imposible. No importa dónde comencemos con la teoría cuántica, siempre terminamos en un acertijo que nos obliga a repensar la forma fundamental en que funciona el mundo. (Esto es lo que hace que la mecánica cuántica sea tan divertida).

Permítanme llevarlos a un breve recorrido, a través de los ojos de un filósofo, por el mundo según la mecánica cuántica.

1. Espeluznante Acción-a-distancia

Hasta donde sabemos, la velocidad de la luz (alrededor de 300 millones de metros por segundo) es el límite máximo de velocidad del universo. Albert Einstein se burló de la posibilidad de que los sistemas físicos se afecten entre sí más rápido de lo que una señal de luz podría viajar entre ellos.

En la década de 1940, Einstein llamó a esto espeluznante acción-a-distancia (spooky action-at-a-distance). En realidad, la mecánica cuántica apareció antes para predecir tales sucesos espeluznantes, pero al genio alemán no le agradaban las inconsistencias y argumentó que la teoría no estaba terminada y alguna mejor contaría la historia real.

Hoy sabemos que es muy poco probable que exista una teoría mejor. Y si pensamos que el mundo está formado por piezas de cosas bien definidas e independientes, entonces nuestro mundo tiene que ser uno en el que se permita la espeluznante acción-a-distancia entre estas piezas de material.

2. Soltar nuestro control sobre la realidad

¿Qué pasa si el mundo no está hecho de piezas de cosas bien definidas e independientes?… ¿Podemos entonces evitar esta acción espeluznante?”

Si podemos. Y muchos en la comunidad de la física cuántica también piensan de esta manera. Pero esto no sería un consuelo para Einstein.

Einstein mantuvo un prolongado debate con su amigo Niels Bohr, un físico danés, sobre esta misma cuestión. Bohr argumentó que, de hecho, deberíamos abandonar la idea de que las cosas del mundo están bien definidas, para evitar espeluznantes acciones-a-distancia. En opinión de Bohr, el mundo no tiene propiedades definidas a menos que lo miremos. Cuando no estamos mirando, pensó Bohr, el mundo tal como lo conocemos no está realmente ahí.

Pero Einstein insistió en que el mundo tiene que estar hecho de algo, lo miremos o no, de lo contrario no podríamos hablar entre nosotros sobre el mundo, y tampoco la ciencia. Pero Einstein no podía tener un mundo independiente bien definido en donde no se diera alguna espeluznante acción-a-distancia… ¿o sí?

3. Back to the future

El debate de Bohr-Einstein es bastante familiar en la historia de la mecánica cuántica. Menos familiar es el rincón brumoso de este rompecabezas de lógica cuántica donde podemos rescatar tanto un mundo bien-definido e independiente como ninguna espeluznante-acción. Pero tendremos que ponernos raros de otras formas.

Si hacer un experimento para medir un sistema cuántico en el laboratorio pudiera afectar de alguna manera cómo era el sistema antes de la medición, entonces Einstein podría tener su pastel y comérselo también. Esta hipótesis se llama retrocausalidad, porque los efectos de hacer el experimento tendrían que viajar hacia atrás en el tiempo.

Si cree que esto es extraño, no está solo. Esta no es una visión muy común en la comunidad de la física cuántica, pero tiene sus partidarios. Si te enfrentas a tener que aceptar una espeluznante acción-a-distancia, o ningún-mundo-como-lo-conocemos cuando no miramos, la retrocausalidad no parece una opción tan extraña después de todo.

4. Sin vista desde el Olimpo

Imagina a Zeus en la cima del monte Olimpo, inspeccionando el mundo. Imagínese que pudo ver todo lo que ha sucedido y sucederá en todas partes y para siempre. Llame a esto la vista de Dios del mundo. Es natural pensar que debe haber alguna forma en que el mundo es, incluso si solo puede ser conocido por un Dios que todo lo ve.

Investigaciones recientes en mecánica cuántica sugieren que una visión del mundo desde el punto de vista de Dios es imposible, incluso en principio. En ciertos escenarios cuánticos extraños, diferentes científicos pueden observar cuidadosamente los sistemas en sus laboratorios y hacer grabaciones completas de lo que ven, pero no estarán de acuerdo sobre lo que sucedió cuando comparen notas. Y bien podría no haber un hecho absoluto sobre quién tiene razón… ¡Ni siquiera Zeus podría saberlo!

Así que la próxima vez que te encuentres con un Sudoku imposible, puedes estar seguro de que estás en buena compañía. Toda la comunidad de la física cuántica, y quizás incluso el propio Zeus, saben exactamente cómo se siente enfrentarse a ello.

Este texto del Dr. Peter Evans para The Conversation, forma parte de la iniciativa Science X Dialog, donde investigadores de todas las áreas y de todo el mundo pueden publicar notas de divulgación sobre sus trabajos científicos | Selección, edición y traducción del Colectivo Alterius