¿Por qué no pueden “estar mal” estas teorías?

Muchas veces nos encontramos con teorías y con ideas de gente que las vuelca en internet.  

Lo cual es sano, porque está bien que todos pensemos y que lo cuestionemos todo. 

 Lo que ya no es tan bueno es que se busquen razones peregrinas para esgrimir cosas como:

La mecánica cuántica está mal.

La relatividad está mal.

¿Por qué no pueden “estar mal” estas teorías?

Primero porque no son teorías propiamente dichas.

  El electromagnetismo es una teoría, en ella se explica como se relacionan los campo eléctricos y magnéticos entre sí y con las cargas y corrientes, la teoría se fundamenta en las ecuaciones de Maxwell. 

 Esta teoría es tal porque se ha comprobado experimentalmente, porque además predice cosas nuevas, ondas electromagnéticas, transmisión de radio, guiado de ondas, la electrónica, y un largo, larguísimo etc.

Sin embargo, la mecánica cuántica y la relatividad lo que hacen es dar condiciones sobre cómo hemos de construir nuestras teorías. 

La óptica, el electromagnetismo, la electrónica, el estado sólido, etc. 

 Es lo que se llama una teoría marco. 

 Las teorías que construimos hoy en día han de satisfacer los principios de la cuántica y de la relatividad (alguna de las relatividades, como se explicó en la entrada

  ¿Qué es la relatividad?).

Y resulta que durante más de 100 años hemos estado comprobando a diario tales principios y por el momento no hay ninguna evidencia de que haya que renunciar a ellos en ningún caso. 

 Pero claro, eso no significa que sean leyes absolutas, si en algún momento encontramos que tales marcos teóricos no acomodan fenómenos naturales o experimentales que podemos medir hay que construir nuevos marcos y buscar nuevos principios.

Pero lo que no puede ser es recurrir al argumento 

“todo está mal porque va en contra del sentido común”.

¿De dónde sale el “sentido común”?

Aquí es todo cuestión de escalas, hablamos de una escala (de longitudes, velocidades, energías o cualquier otra coas) a un rango de dichas magnitudes en las cuales podemos emplear una teoría.

  Las teorías no son válidas en todas las ocasiones.

  Por ejemplo la mecánica de Newton no es válida cuando las partículas involucradas tienen velocidades comparables a la velocidad de la luz.  

Igual pasa cuando nos movemos en rangos energéticos comparables a la constante de Planck, entonces la naturaleza no es clásica, es fundamentalmente cuántica.

Nuestro sentido común se ha formado a partir de nuestra experiencia.  Y nuestra experiencia diaria es ciertamente aburrida.

El rango aburrido del universo.

Hablemos de esto, ¿cuál es nuestro rango?

Nosotros medimos alrededor de 1m y pesamos alrededor de 100kg

 (lo sé, no todos, pero sólo estamos dando ordenes de magnitud, no importan los datos concretos).  

Nuestra velocidad típica es 1m/s (3.6km/h). 

 Ahora pensemos,  la energía cinética típica entonces: 

mv"2=  1/2 100 x 1"2 = 50 J.

Es decir que desarrollamos unos 10 Julios cada segundo al movernos.

Ahora comparemos:

Los efectos relativistas, contracción de longitudes, dilataciones de tiempo, fallas en la simultaneidad de sucesos para distintos observadores, etc, se producen cuando las velocidades son del orden de la velocidad de la luz 300000000m/s.  

Si nuestra velocidad es de 1m/s resulta que nos movemos un factor 100000000 más lentos. 

 Es comprensible entonces que no veamos la relatividad por ningún sitio.  Pero no es comprensible que digamos entonces que los efectos relativistas están mal y que la propia teoría lo está.

Igualmente pasa con la cuántica, los efectos cuánticos se aprecian cuando las energías puestas en juego (por cada segundo) son del orden de 6.626068 × 10^-34J s.  Nosotros desarrollamos 10J s.  

Eso es  10³³ veces mayor, y a mayor energía menores efectos cuánticos.  

Resulta natural que nosotros no tengamos problemas de superposiciones, de gatos semivivos-semimuertos, de principios de indeterminación, de efectos túneles, etc. 

 Pero eso no significa que no estén ahí.

Sin embargo, no es cierto que no haya efectos cuánticos y/o relativistas en nuestra vida diaria.  

Si usas un GPS, esa señal ha de ser corregida para evitar errores entre la emisión y recepción de la señal por dilatación temporal relativista (además de una pequeña contribución de variación en el tiempo porque los satélites están sometidos a una intensidad gravitatoria menor que en la superficie, ya explicaremos esto en otra entrada sobre el efecto Mossbaüer).

¿Y la cuántica?  

Aparte de lo evidente, que por evidente no se le da importancia, la cuántica es lo que explica que la materia sea estable, pero bien, busquemos algo menos obvio.


 Ayer se me rompió el cable del ordenador y era domingo, todo cerrado para comprar otro.

  Lo que hice fue pelar el cable, enrollar los hilos de cobre y listo, otra vez online.

 ¿Enrollar cables y siguen condiciendo corriente?

Eso no tiene sentido ninguno, porque el cobre es un metal que tiene una extraña pasión por oxidarse y se oxida en óxido de cobre.

  Pero el óxido de cobre tiene una mala manía, es un aislante eléctrico fenomenal, así que enrollando dos hilos de cobre estamos poniendo en contacto dos superficies recubiertas por el óxido de cobre y aún así CONDUCE.  

¿Cómo?  

Pues ni más ni menos por efecto túnel.  

Los electrones son capaces de saltar de un hilo a otro a través de una barrera de potencial (que es lo que introduce el óxido de cobre) y eso permite la conducción eléctrica.

Así que generalmente es un buen complejo seguir al sin-sentido común para estudiar física.  

Además es mucho más divertido.