El "VACÍO" ES MATERIA (1)

Aproximación a la física

"Los conceptos físicos son creaciones libres del intelecto determinadas por el mundo exterior. En nuestro empeño por concebir la realidad, nos parecemos a alguien que tratara de descubrir el mecanismo invisible de un reloj, del cual ve el movimiento de las agujas, oye el tic-tac, pero no le es posible abrir la caja que lo contiene. Si se tratara de una persona ingeniosa, podrá imaginar un mecanismo que sea capaz de producir los efectos observados, pero nunca estará segura completamente de si su imagen es la única que los puede explicar. Jamás podrá compararla con el mecanismo real, y no puede concebir, siquiera, el significado de una comparación que le está vedada. Como él, el hombre de ciencia creerá ciertamente que, al aumentar su conocimiento, su imagen de la realidad se hará más simple y explicará mayor número de impresiones sensoriales. Puede creer en la existencia de un límite ideal del saber, al que se aproxima el entendimiento humano, y llamar a este límite verdad objetiva" (Einstein).

El concepto, la palabra materia es una categoría filosófica que utilizamos convencionalmente para designar la realidad objetiva. Al definir la materia y sus atributos -movimiento, espacio y tiempo- Lenin subrayó que la propiedad característica de aquella es la de ser una realidad-objetiva que existe independientemente de nosotros, de nuestra conciencia, y es dada al hombre en sus sensaciones. Nuestras sensaciones reflejan esa realidad, que es decir, todo absolutamente cuanto existe y con independencia de que sea observado o no, objetos, fenómenos, seres, procesos, cualesquiera que sean sus formas, incluso aquellas otras formas posibles que puedan ser descubiertas en el futuro. "El mundo material y perceptible por los sentidos -escribió Engels- es el único mundo real". Materia es pues, de una manera general, todo lo que nos rodea, lo que se llama el mundo exterior, que es, como todo lo concerniente al ser humano, su psiquis misma y la sociedad, absolutamente cognoscible con el paso del tiempo por muy complejas y excepcionales que parezcan a priori sus diversas formas. "Materia -escribió Marx- es la sustancia única, la única razón del ser y del conocimiento", la esencia más general del mundo, como única base universal de todo lo existente. Digamos, pues, que la unidad del mundo consiste en su materialidad.

En cada época histórica las representaciones sobre la estructura y propiedades de la materia señalan los límites hasta los que ha llegado el conocimiento y la pugna también entre una y otra concepción del mundo. Así, lo mismo la identificación del concepto materia como categoría filosófica, que la reducción metafísica de la materia, fueron utilizadas en uno y otro momento para luchar contra la visión materialista que pretende exponer las cosas a la luz del conocimiento. Asimismo, el derrumbamiento de las viejas ideas sobre la estructura de la materia, sería interpretado como el descubrimiento de nuevos estados de ella y traducido como la "refutación" del materialismo, es decir, como la "desaparición" de la materia... Lenin se encargó de aclarar la inadmisibilidad de pretender identificar la categoría filosófica de "materia" con las ideas, históricamente limitadas, acerca de la estructura y las propiedades de la materia. Al formular el concepto materia, partía de la diversidad cualitativa de ésta, de la inagotabilidad de su estructura y propiedades. Y acertó. En la actualidad, además de los átomos elementales y sus partículas componentes: electrón, protón, neutrón, se conocen los fotones, los neutrinos y centenares y miles de subpartículas y "antipartículas" (*), lo que permite pensar en antiátomos e incluso antimateria, pero, eso sí, siempre como un aspecto más, posible, cualitativamente distinto, del único mundo material. Del mismo modo podríamos, al hablar de sustancia, hablar de antisustancia, pero recordando que el concepto vino siendo interpretado en el transcurso de los siglos para definir un aspecto de la materia como el de la diversidad de los átomos y sus combinaciones cuantitativas, que ha quedado rebasado a límites antes nunca imaginados. La ciencia ha descubierto nuevos aspectos de la materia, unos normales y otros especiales, que se diferencian cualitativamente de la substancia o la "cosa" en sí. Ejemplos como el del llamado vacío, las ondas y los campos (**) físicos cualitativamente determinados: campo electromagnético, campo de gravitación, campo nuclear, campo ondulatorio, campo de partícula, etc,:. Todo ello nos habla de la diversidad cualitativa de la materia, de la imposibilidad de reducir esta diversidad a un aspecto determinado cualquiera de aquella, seguros de que la real unidad del mundo estriba en su materialidad.

(*) predichas por Dirac en 1930; dos años después, Anderson descubriría el "antielectrón" al que denominó "positrón"’. Existen el "antiprotón" descubierto entre 1955 y 56, de masa igual a la del protón y carga igual, pero de signo opuesto, y el antineutrón, partícula neutra de masa igual a la del neutrón, pero de signo contrario y de momento magnético idéntico (un neutrón cuyo movimiento rotatorio se ha invertido).

(**) región del espacio físico (limitada o ilimitada) donde cierta fuerza eléctrica o magnética interactúa con el entorno.

Espacio y tiempo son categorías universales empleadas para describir las formas básicas de existencia de la materia. El espacio es inseparable de la materia, es una forma objetiva, real, de existencia de la materia; expresa el orden de existencia de la materia, en tanto que el tiempo, el orden de mutación de los fenómenos. El tiempo (*) es uno de los lados, una de las facetas del ser, del movimiento, del desarrollo. No puede ni pudo existir jamás, el tiempo "vacío, es decir, en que no hubo nada, en que no ocurría nada. Del mismo modo, el espacio es otro de los lados, de los rasgos, de las facetas, que caracterizan a la materia en movimiento. El espacio "vacío", es decir, desvinculado de la materia y de su movimiento, es tan inexistente como el tiempo "vacío", como el movimiento sin lo que se mueve. La unidad material del mundo, en sus diversas manifestaciones y en todas las escalas de su desarrollo incesante, es una unidad móvil, consustancial con el espacio y el tiempo. No existen procesos físicos o materiales, o de cualquier otro tipo, que se cumplan fuera del tiempo, del mismo modo que no hay procesos que acontezcan fuera del espacio. Todo ocurre en el mundo que habitamos y no en un "mundo superior" mental. Una de las grandes conquistas del siglo pasado -la teoría de la relatividad- colocó la teoría de la inseparabilidad de la materia, el movimiento, el espacio y el tiempo, sobre la base firme de los hechos físicos y de las demostraciones matemáticas.

(*) La comprensión del tiempo que incorpora el mundo al movimiento continuo la expresó Heráclito  (siglo VI-V a.n.e.): "Todo lo que ocurre en el mundo, todo lo que empieza, surge, dura y por fin concluye se efectúa en el tiempo, y, en principio, es inseparable del tiempo". "El día y la noche, la rotación de los meses y los años, los ciclos de las estaciones y de las cosechas nos dieron la noción del universo y nos instigaron a investigar la naturaleza del universo" (Platón). Aristóteles escribió: "El tiempo es el número de movimientos". Para Platón, tiempo y movimiento eran la misma cosa.

Minkowski (n.1864) escribió: "De aquí en adelante los conceptos del espacio, por sí mismo, y del tiempo, por sí mismo, están condicionados a desaparecer y transformarse en unas sombras pálidas y sólo la unión singular de estos dos conceptos conservará una realidad independiente"

La materia y el movimiento son absolutamente inseparables, el movimiento es un atributo, el modo de existencia de la materia, de la misma forma que lo son el espacio y el tiempo. La materia no existe fuera del movimiento, del mismo modo que no hay movimiento inmaterial. El movimiento es, por tanto, tan increable y tan indestructible como la materia misma; lo cual permite decir que la cantidad de movimiento presente en el mundo es constante. El movimiento y su medida, la energía, no pueden pues crearse, sino sólo transformarse y transportarse bajo la diversidad de formas: calor, electricidad, magnetismo, luz, movimiento mecánico, etc. El materialismo científico puso de manifiesto la dialéctica objetiva de las formas del movimiento, dio una definición del movimiento como cambio en general, irreductible cualitativamente al movimiento mecánico estricto. Pero aún fueron muchos los físicos hasta fines del XIX que intentaron reducir los fenómenos térmicos, electromagnéticos, etc., a las leyes de la mecánica. En este sentido, Lenin se ocuparía de poner al descubierto la falta de fundamentación de los neomecanicistas. Habló de los estrechos límites en que pretendían situar la teoría electrónica... Y fue el surgimiento y desarrollo de la mecánica cuántica que vino a confirmar sus predicciones: "Las leyes que regulan el movimiento de los microobjetos no se pueden encuadrar -escribió- dentro de los marcos de la teoría electrónica".... Incluso el desarrollo de la física del núcleo atómico y de las partículas elementales vino a demostrar que también la "mecánica cuántica" tiene una esfera limitada de aplicación. Pues, sirviendo la teoría para explicar los movimientos de los microobjetos, incluidas las partículas fundamentales, sin una explicación suficiente no refleja los profundos nexos internos existentes de la estructura de estas partículas.... Y es ahí, casualmente, donde está detenida la gran investigación pendiente y su estrecha relación con el hondo significado del vacío espacial, la "quintaesencia", toda vez que el escollo que representó la aparente acausalidad de la nueva teoría fue afortunadamente superado, dando una vez más razón al postulado materialista, de la causalidad dialéctica contenida, una de las cuestiones fundamentales de la filosofía; entendiendo por dialéctica, la ciencia de las leyes generales del movimiento y la evolución de la naturaleza, la sociedad humana y el pensamiento.

El concepto Universo es precisamente la unidad dialéctica de la materia, es decir, la conexión total de la naturaleza, comprendido el "vacío espacial". El llamado vacío, una forma de manifestarse la materia espacio-temporal, no es la nada, por lo que no puede existir sin ser algo, y ese algo es precisamente la materia. La materia "llena" y "es todo" el espacio-tiempo en sus diversas formas. Una de estas formas es la aparente ausencia de materia en el vacío espacial, otras son las normalmente conocidas, sensorialmente percibidas o comprendidas, de propiedades corpusculares u ondulatorias. Así pues podemos decir, que la civilización de los griegos dio en llamar vacío, éter, quintaesencia, etc., a una forma material del espacio-temporal no investigada todavía, pero que estamos muy cerca de conocer probablemente como la señal perdida que conduce a descifrar el mayor de los enigmas: la interconexión y unidad de la estructura y comportamiento eterno de la materia.

"La conjetura sobre el éter ha existido durante miles de años, y hasta hoy sigue siendo una conjetura. Pero en el momento actual existen ya mil veces más canales subterráneos que conducen a una solución del problema, es decir, a una determinación científica del éter. Tanto es así que la naturaleza de la materia no es ya un problema metafísico, porque se está convirtiendo en un problema de orden experimental y positivo" (V. Lenin. 1870-1924).

El Universo en la antigua Grecia quedó construido a partir de la mera observación cual una bóveda o gran esfera que rodeaba la esfera de la Tierra, ya conocida como tal en el s. III a.n.e. Las "estrellas fijas" y la Vía láctea parecían moverse rígidamente unidas a la bóveda que giraba alrededor de un punto fijo. En la Edad Moderna el éter o vacío se entendería como un medio mecánico más, semejante hipotéticamente a un fluido elástico que llenaba todo el espacio y era capaz de transmitir la luz y, en general, la interacción electromagnética, sin ofrecer resistencia alguna al movimiento en general y de los cuerpos celestes. Según la teoría de la física de partículas elementales, el éter (vacío) no es un campo, está "lleno" de campos que contienen energía y partículas evanescentes que pasan de existir a no existir, proporcionando cuerpo a la nada. Hoy, desde el punto de vista moderno, al vacío físico se le atribuyen algunas de las propiedades de un medio material ordinario. Sin embargo, el concepto "vacío" significa, vulgarmente todavía, un espacio completamente libre de materia, sin ninguna partícula material (lo que no es cierto en los espacios interplanetarios). Se dice, "enrarecido" cuando las distancias entre las partículas son de unas cincuenta mil veces su diámetro, o sea, prácticamente sin posibilidad de chocar una con otra. Desde este punto de vista, vacío, en el cosmos, significaría, sin más, la inmensurable profundidad espacial que oculta la infinitud, convertida en distancias inimaginables entre los planetas y sus satélites, astros, galaxias y cúmulos galácticos. E igualmente en el micromundo del átomo, de las partículas interatómicas y de las subpartículas, donde las distancias "llenas" de vacío son de magnitudes relativas inimaginables. Citemos como ejemplo el vacío interatómico, donde el diámetro del núcleo apenas equivale a una cienmilésima del volumen total del átomo.

"La mayor parte de la materia galáctica no se presenta en forma de estrellas, gas polvo que podamos detectar sino que consiste en cierta materia invisible que llena un inmenso espacio dentro de la galaxia y en torno a ella" (Nigel Henbest)

La inmensidad del "vacío" sideral: Correspondió a Hiparco de Nicea (150 a.n.e) ser el primero en calcular, con los datos de Eratóstenes del diámetro de la Tierra, la inmensa distancia de vacío existente entre la Luna y la Tierra (unos 384.000 kms, 30 veces el diámetro del planeta). Aristarco de Samos, padre del método usado por Hiparco, aunque erró al calcular la distancia entre la Tierra y el Sol (que estimó en sólo 20 veces más que la de la Luna, siendo unas 400 veces más), contribuyó a dar nuevas e inimaginables dimensiones al espacio existente alrededor de la Tierra... Pero, detengámonos aquí un momento, pues merece la pena recordar la convulsión que causó el citado Aristarco, el más osado de los astrónomos griegos: puesto el sabio a calcular el tamaño del Sol, sembró una tremenda duda, porque si el cálculo era correcto (aunque erró creyéndolo sólo 7 veces mayor que la Tierra), había que reconocer al Sol más dotado físicamente que la Tierra para ocupar el centro del Universo... ¡Tendrían que pasar 1400 largos años hasta que Copérnico pudiese dar vigencia a tan revolucionario punto de vista! En 1572 sería Ticho Brave el encargado de advertir, al contemplar sorprendido la aparición de una estrella aparentemente nueva (una supernova) en la constelación de Casiopea, que existían distancias reales, inmensos espacios vacíos más allá de la Luna, donde objetos con brillos cambiantes como el descubierto ponían seriamente en cuestión las ideas existentes sobre las dimensiones e inmutabilidad del Universo... Pero sería Johannes Kepler con sus descubrimientos en 1673, quien abriría camino hacia la determinación exacta de distancias enormes existentes en los espacios interplanetarios. Pocos años después, Richer y Cassini, utilizando como método el paralaje ( la visión prolongada desde dos puntos opuestos de la Tierra hasta un mismo objeto distante) pudieron calcular la distancia del Sol a la Tierra: 136 millones de kms (serían 150). Las dimensiones espaciales, el vacío sidéreo considerado inmaterial, se hacía creciente e interminable, cada vez más. La distancia del radio solar hasta Saturno resultó ser de 1.427 millones de kms.; la de Plutón: 11.475 millones de kms. Mientras tanto, hacia 1755, Immanuel Kant se ocuparía de multiplicar la extensión espacial hasta lo que supuso que eran cúmulos nebulosos creadores de "universos-islas". En 1785 William Herschel llegó a calcular, sorprendido, que el diámetro de la Vía Láctea podía ser de unas 850 veces la distancia a la estrella Sirio, estimada en 8,8 años luz, es decir, de unos 7.480 años luz ( Pasados los años la medida resultaría ser de 100.000 años luz).

Hacia 1830 ya se sabía que el Sistema Solar se extendía miles de millones de kilómetros en el espacio vacío, y quedaba por calcular el tamaño total de la Galaxia; aún así y todo, una pequeña porción del vacío sideral, como así se demostró enseguida. Herschel y Charles Messier descubrirían la existencia de "cúmulos globulares", agregados esféricos muy densos, núcleos de estrellas, manchas nebulosas que resultarían ser nuevos, y más sistemas galácticos como el nuestro. Mientras tanto, las distancias observadas habían seguido creciendo y con ellas el llamado vacío espacial. En 1830-38 la medida que hicieron Bessel y Henderson del paralaje de la estrella 61 de Cisne, asombró por su inconcebible distancia: 11 años luz , lo que redujo a un punto insignificante la anchura del sistema solar... En 1840 la medida de Vega daría 27 años luz... Las Nubes de Magallanes resultaron hallarse a más de 100.000 años luz de nosotros, corregidas después a 150.000 la Mayor y 170.000 la Menor, una y otra con miles de millones de estrellas.

Hacia 1920, la dimensión del espacio en estado vacío alcanzaba cotas inimaginables, pero, aún así y todo, no parecían rebasar los 200.000 años luz de diámetro. Mas un buen día de nuevo todo cambió: la inexplicable luminosidad de una "nebulosa" (Andrómeda) obligó a pensar en dimensiones y distancias situadas más allá de la Vía Láctea. Andrómeda parecía estar alejada entre 1 y 2,5 millones de años luz... Y no quedó ahí la cosa: en 1942, un apagón en Los Ángeles durante la II Guerra Mundial permitió a Walter Baade deducir que Andrómeda se hallaba a 1,5 millones más de años luz, de lo estimado hasta entonces..., con lo que, así, de golpe, resultaba casi duplicado el tamaño del Universo... Después se observarían acumulaciones galácticas como la de la Cabellera, que encierra unas ¡11.000 galaxias! separadas entre sí por vacíos o distancias siderales en apariencia inmateriales de unos 300.000 años luz... Finalmente, se descubrirían distancias espaciales incomparablemente mayores; gigantescos e incontables grupos de galaxias y espacios supergigantescos separados por inmensos "vacíos". Valga de ejemplo la distancia que nos separa del quásar RDJ030117, registrada por el observatorio de Monte Palomar: 11.100 millones de años luz.

Por si todo esto fuera poco, se acabaría descubriendo que la expansión cósmica lejos de irse reduciendo ¡se acelera! ... Según últimas observaciones muchas de las galaxias se encuentran entre un 10% y un 15% más lejos de lo anteriormente calculado. Es decir, que, de seguir así y si esto fuera cierto -lo que hay razones para dudar-, el vacío espacial seguiría haciéndose extensible hasta el infinito, a "riesgo" de atravesar un límite a partir del cual sólo quedaría a la vista nuestra galaxia, en cuyo caso hablar de vacío espacial llegaría a convertirse en un algo sin sentido.

El Hubble ha revelado la existencia de 50.000 millones más o menos de galaxias, con una media de 300.000 millones de estrellas y sus correspondientes planetas. De Andrómeda nos llega la luz que salió de allí hace más de dos millones de años... Con el Hubble vemos galaxias tal como eran hace más de 10.000 millones de años luz, es decir, situadas a una distancia de más diez mil millones de años luz, o sea, tal cómo eran de "jóvenes".

Se sabe que las galaxias en espiral son más de la tercera parte de las existentes visibles. El resto son elípticas. La razón por la que gases y polvo se disponen de manera tan exótica no parece estar muy clara. Sospechan que el mayor responsable son las ondas gravitatorias que recorren la galaxia y afectan a cuerpos que pueden encontrarse a distancias siderales. Simulaciones en ordenador muestran que este efecto desencadena la distribución en espiral de la materia galáctica. Einstein predijo este tipo de ondas. De su teoría de la Relatividad se deduce que éstas únicamente pueden ser emitidas por masas aceleradas, al igual que las partículas cargadas, que, cuando se aceleran, irradian luz. Este tipo de ondas se propaga desde su fuente -por ejemplo, dos agujeros negros (*) que orbitan alrededor de otro- hacia el exterior en forma de pequeñas ondulaciones que rizan el espacio.

Cuando una de ellas atraviesa una galaxia, provoca que las estrellas y el polvo sufran una aceleración gravitatoria que tiende a concentrarse en la cresta de la onda, mientras que las regiones que se corresponden con el valle se despueblan.

Mientras tanto, últimas informaciones dan notician del registro a 10.000 años luz de un quásar(**) y de la observación de multitud de galaxias ocultas a la luz visible y desconocidas hasta hoy. Y se habla de que ciertas observaciones permiten pensar que las galaxias sean el doble de lo que creímos... Es decir, estamos empezando, ahora, a conocer el Universo y cómo su aparente armonía y belleza muestra hechos tan evidentes como el de nuestra galaxia, que está en trance de "partir y asimilar" a su vecina más próxima, la enana de Sagitario, ya condenada a ser devorada por las regiones exteriores de la Vía Láctea.

(*) Agujeros negros: Objetos cósmicos que surgen como consecuencia de la compresión de un cuerpo por las fuerzas de la gravitación hasta dimensiones menores que su radio gravitacional, culminando con una "implosión" singular y, probablemente, con su desaparición total... Antes de atravesar el horizonte, todas las partículas que caen en un agujero negro adquieren una cantidad de energía del orden de su energía de masa. Las estrellas del centro galáctico se desplazan a muy alta velocidad como si fuesen atraídas por una enorme masa. Hay quienes proponen a los agujeros supermásicos, como legados del mítico Big Bang, que se habrían formado en el seno del gas primordial y que habrían estado íntimamente relacionados con la formación de las futuras galaxias. El agujero detectado en el centro de nuestra tiene la masa de tres millones de soles y todo gira a su alrededor.

Y se han registrado tres en las cercanías de la Tierra, a 50 y 100 millones de años luz. Con este trío ya son 17 los localizados en nuestras proximidades. El cúmulo de la Virgen, la gran galaxia elíptica M 87 sugiere la presencia de un agujero negro (de 3 109 masas solares) debido a la presencia de un disco de rotación rápida alrededor de un eje. La M 31, de la nebulosa de Andrómeda, alberga un supermasivo del orden de 3x10 elevado a 7 masas solares. El Hubble ha registrado en la galaxia elíptica Centauro un disco de gas caliente que está siendo engullido por un agujero negro. En la constelación de El Aguila, un microcuásar, a 40.000 años luz, "consiste en un agujero negro varias ves más masivo que el Sol, en órbita de una estrella normal", ésta se calienta y emite rayos X conforme es atraída. El proceso es tan violento que se producen explosiones impredecibles, que dan lugar a dos chorros espectaculares en sentidos opuestos, uno se mueve hacia nosotros y el otro se aleja, con velocidades mayores que el 90% de la de la luz". Nature : "Un monstruo 3,2 millones de veces más masivo que el Sol ocupa el centro de nuestra Vía Láctea".

En 1971 y 1972 respectivamente, Hawking y Bekenstein han mostrado sorprendente e independientemente, el primero, que un agujero negro puede no tener rotación, y, el segundo, que la temperatura de un agujero podría ser efectivamente cero absoluto. Además, los rusos Zeldovich y Starobinsky han descubierto la emisión de partículas.

(**) Cuásares. Como han confirmado las últimas imágenes del Hubble, nacen de la colisión de dos galaxias, que terminarán creando un agujero negro. Estaban erróneamente considerados como los astros más luminosos del universo. Se alimentan con la energía que se desprende del violento encontronazo y del material galáctico circundante, y crecen en el centro de la nueva galaxia hasta convertirse en objeto celeste tan brillante que puede ser detectado a distancias superiores a los 10.000 años luz. Se cree que su excepcional luminosidad se debe a la presencia de un agujero negro gigante en el corazón de la nueva galaxia, que puede ser debido a que la materia gaseosa que lo rodea, que gira muy rápidamente, alcanza elevadas temperaturas debido a los fenómenos de fricción y turbulencias. De ahí la radiación tan intensa que emiten.

La cuestión no parece tener fin. Al cabo de XXVI siglos desde la física griega, el tema del Universo sigue lastrado con la incógnita todavía no despejada de la composición real del quinto elemento aristótélico y su papel mismo como fundamento probable de toda expresión material, ondas, cuarks, quántos, campos, micro y macrocorpúsculos, desde el átomo y sus partículas pasando por las moléculas hasta los cuerpos celestes y los conglomerados galácticos.. De manera que las palabras éter, vacío, quintaesencia, etc., vuelven a cobrar particular importancia, recurridas incluso a veces con intenciones inconfesables... Si bien, desde el punto de vista moderno, tendremos que reconocer que en las Ciencias Naturales domina desde hace algún tiempo la noción de que las oscilaciones del éter o vacío existen independientemente de nuestra conciencia. George Gamow , un científico seguidor de Schrödinger, pretendió en 1904 considerar el éter como una realidad material, "una quinta dimensión añadida a las cuatro habituales del espacio". ¿Cómo están las cosas desde entonces? El desarrollo sucesivo del conocimiento permitirá, sin duda, penetrar en niveles estructurales más profundos de la materia formal del vacío. Mientras tanto seguirá siendo un semillero de problemas y un refugio de idealistas al uso, pronto a descubrir en él la manera de recuperar del pasado más primitivo los valores absolutos, la inmutabilidad, la mano suprema, etc., no obstante que la materialidad del vacío esté confirmando en nuestros días la explicación que diera Lomonosov::

"No sólo los átomos son materiales, sino también el espacio que llena los intersicios interatómicos".

Se está diciendo que el vacío cuántico es un verdadero objeto físico, es decir, la materia espacial que contiene en potencia y disposición formal todos los campos y todas las partículas posibles en este Universo. Pero tenemos que añadir, que por basarse todavía la física de los cuantos sobre los dos conceptos materia y campo, ésta representa una teoría dualista y no adelanta ni un solo paso el viejo problema del concepto de campo. Pues, de aceptar la existencia, además, de un vacío real, o y de un éter estructurados, de cierto o parecido carácter "extraño", compañero del campo, pero sin unidad o conexión esencial, volvería a plantearse la discontinuidad, cuando no el supuesto contacto a distancia... Y no hay tal. La materia -a nuestro modo de ver- es en todos los casos una y solamente una, aunque de infinitas formas, siempre en condiciones de poder entenderla, esforzando un poco la imaginación, conforme a la explicación ejemplar que dieran Einstein y de Broglie: "un corpúsculo que se mueve no es otra cosa sino una burbuja sobre la onda de radiación en el sustrato básico del universo". Su equivalente por tanto sería decir, para no desligar burbuja y sustrato, que todas las formas son parte inseparable de la única materia espacio-temporal, en cuyo caso tendríamos que admitir que los cuerpos -contrariamente a la lección aprendida (fundada en la discontinuidad)- no ocupan un lugar en el espacio; son parte misma e inseparable del espacio material.

Nosotros pensamos, en fin, que espacio, vacío, éter, quintaesencia, hilem, campo, líneas, ondas, partículas, antipartículas, neutrinos, cualesquiera subpartículas incluidas las spartículas, y las gravitacionales, o antigravitacionales si aparecieran, es decir; toda forma o fenómeno ondulatorio o corpuscular conocido o por conocer, como las llamadas "cuerdas"..., son formas distintas de manifestarse la materia espacio-temporal, y que ésta existe independientemente de nuestra conciencia, que no ha sido creada por nadie, es eterna e infinita, y hace posible utilizar sus leyes y probabilidades para edificar el mundo que más permita a una humanidad inteligente supervivir de la forma más segura, solidaria, venturosa y altamente creativa... Siguiendo estas pautas, vivimos en la convicción de que al igual que son producto de procesos materiales la infinitud de formas citadas, lo son igualmente, si bien altamente complejos, la psiquis, el espíritu, la conciencia, el pensamiento y las ideas, fruto en general de la más alta y estupenda masa de materia organizada del Universo conocido: el prodigioso cerebro humano, su capacidad y potencial inteligente. Y algo a tener en cuenta de importancia suma: que cuanto más evolucionado psicológicamente es el cerebro humano, mayor es el impulso a explorar, mayor la "curiosidad excedente", el "deseo de conocer".... Hay quien atribuye a este, llamemos: "exceso cualitativo" de capacidad inteligente, el hecho de que, cuando el ser humano es esclavizado, explotado, oprimido, excluido, sometido a la ignorancia, marginado o maltratado, esa "cualidad" o potencialidad inteligente se constituya en un factor concausante de las diversas reacciones y padecimientos posibles: tensiones y angustias desesperantes, depresiones y enfermedades físicas y mentales, cuyos daños inmensos, profundos, de todo orden para el individuo y la sociedad siguen siendo ignorados.

Marx  resumió semejante situación con su dramático gritó tremendamente acusatorio: "¡estáis idiotizando al hombre!"..

Sobre la naturaleza de la materia: Mitos procedentes de culturas tan antiguas como las de Babilonia, Egipto, India y China hacen alusión a la existencia de una sustancia eterna a partir de la cual se formaron todas las cosas. Desde la antigüedad se pensó que eran tres los "elementos" materiales básicos de la naturaleza: tierra, agua y aire, a los que los griegos Anaxímenes, Anaximandro y Heráclito añadirían uno más, el fuego. Aristóteles imaginó un quinto elemento situado más allá del dominio terrestre (quinta/esencia): éter, de esencia divina, constitutivo de los cuerpos celestes (perfectos) organizados en esferas concéntricas, con una, la mayor, el "móvil primario" (primum mobile) haciéndolas girar por fricción. Rechazó el vacío, que concibiera Demócrito (*) como medio "real" necesario para el libre desenvolvimiento de los átomos, negándose a reconocerlo porque impedía el contacto entre las cosas. Su legado como tal, y, sobre todo, la utilización teológica que harían de la filosofía subyacente en sus teorías marcarían dramáticamente el proceso histórico frenándolo durante ¡dos mil trescientos años!... Pero es más: aún en nuestros días la quintaesencia, el éter, el "vacío" (ausencia aparente de materia y dimensiones espacio-temporales indefinidas) no ha recibido una explicación clara, coherentemente científica. Sólo se sabe, sí, como anteriormente dijimos, que el interrogante de su materialidad está a punto de ser despejado gracias a la observación de sus efectos revelados en los fenómenos cósmicos gravitacionales y en los relacionados con el estado del Universo.

(*) Empédocles, Demócrito, Leucipo y, finalmente, Epicuro formularon la hipótesis del átomo, de la que más tarde se haría eco Lucrecio en su obra De rerum natura. Saber con certeza cuáles fueron los factores determinantes del "milagro" griego, aquél florecimiento rápido y ágil, de desarrollo intelectual, que en dos siglos dio a la humanidad lo que otras naciones no han dado en milenios, sigue siendo una asignatura pendiente, sin olvidar dos factores principales, uno, la explotación del trabajo de los esclavos, y, otro, que su llamada democracia se desenvolvía en ausencia de una religión preponderante.

Paso a paso, tendremos ocasión de ir viendo la manera en que la historia del éter o vacío ha venido siendo piedra angular a la hora de interpretar el mundo, bien como un hecho de causa material única, bien como un echo de causas múltiples, material y /o divino, eterno o finito, automovido o impulsado, continuo o discontinuo, de composición ondulatoria o corpuscular; con la existencia o no de un éter (vacío) vehículo del lumínico y la gravedad, medio independiente o no como tal, tejido de fondo, sustrato material, cortina de la materia oculta (negra) etc. etc... Por nuestra parte, y sin ambicionar otra cosa que aproximar al lector al conocimiento de la física, nos vamos a limitar a resumir cuantos datos permitan explicar lo que ahora se sabe de la naturaleza y comportamiento de la materia, de qué y cómo están hechas las cosas, su curso en la historia y cómo fueron entendiendo el Universo las gentes de ciencia hasta fechas muy recientes, tan recientes que, como dijera L. V. de Broglie: "Sólo hacia 1930 se empezó a conocer lo que ocurría en el núcleo atómico". Si bien es cierto que más de un siglo antes (1816), Prout, W., había señalado que el átomo de hidrógeno entraba en la constitución de todos los átomos.

Apenas tres años después de 1930, le llegaría el turno al interés de los científicos por el conocimiento del fondo material del universo, registrado en su primera observación y aspecto con el nombre poco afortunado de materia invisible, como dieron en llamar al éter primigenio: el vacío, la quintaesencia..., que sigue siendo uno de los más apasionantes fenómenos todavía no dominados por la ciencia, no obstante haber sido medidos aspectos muy concretos como los de su densidad de energía...

En 1933 Edwin Hubble conjeturó que los cúmulos de galaxias tenían que contener una cantidad enorme de materia invisible. Y se ha demostrado... La concentración, hoy conocida, de cientos de cúmulos como el de Coma (de varios millares de galaxias con un tamaño de decenas de millones de años luz) ha permitido calcular, midiendo la energía cinética de su masa material de fondo, que ésta es casi cien veces mayor que la de su materia luminosa... Esto concuerda con el secreto tan mal guardado por la comunidad científica, que sitúa el fondo de materia todavía no conocida del universo entre un 95 ó 99%... Sólo faltaría saber si esa materia no conocida está presente en todo el universo o únicamente en los cúmulos. Pues bien, los métodos de detección permiten decir que está distribuida casi uniformemente por el espacio, es decir, existe sin ningún género de dudas. Y otro dato más lo corrobora: la estadística de las velocidades de las galaxias debidas a toda la materia presente en dichas irregularidades demuestra que la razón materia invisible / materia visible sigue siendo la misma en todas partes. Han podido incluso concluir que la atracción gravitatoria que engendra la materia invisible no sólo contribuye a las irregularidades de las velocidades sino que también modifica el movimiento de expansión general, es decir, que sus efectos tienen que ver con la llamada expansión o estado estacionario del Universo y con el giro mismo de las galaxias. Por fin, los astrofísicos han tenido que reconocer, aunque sorprendidos todavía, que sólo atribuyendo al insondable vacío espacial la probabilidad de ser "algo" realmente material, se hace posible cuadrar matemáticamente los cálculos conducentes al establecimiento de un Universo razonable.

La cuestión, pues, queda situada en estos términos. Es decir, que según los cálculos realizados el componente físico de la diversidad de formas materiales perceptibles por los medios habituales, apenas representa un 5%... El 95% restante es materia invisible, oscura, oculta, como le han dado en llamar, porque es una materia sin radiación mensurable; pero materia concebible como tal y con sus específicas cualidades pendientes de registrar físicamente.

No obstante para muchos la pregunta sigue en pie: ¿Qué sustancia es ésta que constituye la mayoría del Universo y que no emite luz, pero que es detectable por sus efectos gravitatorios? Los estudios realizados para comprobar si la sustancia invisible podría estar compuesta de los cuerpos no luminosos del tamaño de una estrella, que los astrónomos llaman machos, han demostrado que si bien es muy posible que existan algunos objetos de este tipo, no bastan para explicar la aparente carencia de masa en el universo. Las hipótesis son muchas: materia en forma de gas de partículas masivas que no emiten radiación, bariones (protones y neutrones), neutrinos, partículas muy ligeras, axiones, Wimps (materia oscura y fría), fotinos, gravitinos, neurtalinos, "q-bolas", "wimppzillas", etcétera. Por nuestra parte nos atrevemos a pensar que se trata de un estado singular de la materia, que llena y es al mismo tiempo todo: vacío aparente y luego plasma (*), ondas corpusculares, nebulosas, sustancias subatómicas y moleculares, cuerpos planetarios, galaxias e intervalos siderales galácticos e intergalácticos..., en un proceso constante -donde hemos podido aparecer- de generación y desaparición o vuelta a empezar merced al concurso fenomenológico probable de los agujeros negros.... En cualquiera de los casos, resulta evidente que el vacío primigenio, desde la antigüedad discutido, es "algo" real, material por supuesto, cualquier cosa menos espacio inmaterial absurdamente vacío. Nada, no podía ser. De la nada no surge nada. Las cosas surgen siempre como resultado del cambio, del desarrollo, de la transformación de otras cosas.

En este sentido suele pasar inadvertido, debido probablemente a la influencia de los grandes avances y pasos casi de gigante dados por la ciencia en los últimos siglos, el hecho reconocible de que estamos aún en los albores de la historia del conocimiento: hasta ayer, como quien dice, en los años 20 al 30 del siglo XX (decir LX sería lo correcto), no empezamos a conocer cómo está conformada la materia en las interioridades del átomo, el componente físico fundamental de todo lo existente. Que estamos en los albores, e incluso frenados, lo corrobora, además, un hecho harto significativo: transcurridos 2.300 años desde que al hablar del átomo se hablara también del vacío, nada o poquísimo sabemos todavía de cómo está conformada la materia invisible en cuestión (el espacio "vacío", desde la antigüedad denominado éter: "sustancia divina"), que oculta, fijémonos bien, volvemos a repetirlo, ¡más del 95% del componente material del Universo!. La cuestión, en fin, es que esta sustancia está suscitando una actividad febril en el mundo de la investigación. ¿Por qué tan retrasada la investigación, siendo fundamento de la explicación pendiente, sobre la indudable unidad y continuidad de la materia?

Por supuesto que la tardanza ni pudo estar determinada, ni fue una fatalidad; desde luego que no. Lo único cierto es que hubieron de transcurrir demasiados siglos, 21 aproximadamente, hasta que la sociedad pudo acceder a partir del siglo XVI a los inicios de recuperación del átomo primigenio, pero, todavía, sin que nada se conociese prácticamente ni existiese explicación científica alguna de la composición del vacío, enigma con el que se encontró Galileo, invitado a solucionar un problema de fontanería, todavía irresoluble con los escasos conocimientos que había al respecto.

(*) cuarto estado singular de la materia, en el cual los átomos (por calentamiento o enfriamiento extremos) pierden su estructura y con ella su función de cohesionar, dando lugar a la conformación de nubes, con densidad de carga igual, una negativa, de los electrones, y, otra, positiva, de los núcleos: una especie de "fluido cuántico". En 1667, científicos de Florencia descubrieron que la llama del quemador tenía la propiedad de conducir la electricidad. En 1698, Woll, frotando ámbar con lana produjo una chispa obteniendo por primera vez una pequeña descarga eléctrica en el aire, que sólo es posible cuando se crea una suficiente cantidad de partículas cargadas y el aire se convierte en un gas (plasma) alto conductor de la electricidad. En 1879, Crookes, estudiando descargas eléctricas en tubos con aire enrarecido, escribió al respecto: "Los fenómenos en los tubos vaciados abren a las ciencias físicas un nuevo mundo en el que la materia puede existir en el cuarto estado". En 1936, Landau formuló la hipótesis de que la materia, en las entrañas de estrellas altamente contraídas: púlsares, pasa del estado plasmático al neutrónico. Una particularidad del plasma es que puede existir a temperaturas superbajas, incluso hasta cero absoluto. Los científicos han calculado que el 99% de la materia en el Universo se halla en forma de plasma caliente y frío.

En la Edad Moderna, un pionero de la Ciencia, Gassendi (n.1592), consideraba indetectable el vacío, pero lo definía como un medio donde "podían moverse, expandirse y comprimirse los átomos". Boyle (n.1627) basó su "filosofía mecánica" en dos principios: la materia y el movimiento y un cierto vacío. En 1678, Huygens definió el vacío como un medio sutil y elástico. Newton (n.1672) lo concibió como un medio de inmovilidad absoluta por el que viajaban las ondas electromagnéticas, el lumínico, pero sin hacerlo necesario. Franklin (n.1706) complicó las cosas, hablando de un éter vibratorio que llenaba todo el espacio, pero "compartido" con un hipotético fluido imponderable, la eléctricidad.

Correspondió a Lomonosov (n.1711) definir el vacío, por vez primera, como un medio material "que llena los intersicios interatómicos". Dalton (n.1766) lo consideró como algo indispensable para la vida del átomo. J.A.C.Charles, sin enunciar el vacío, descubre en 1787 que un gas puede "desaparecer" a los 273º... Fresnel (n.1788) lo reconoció como el soporte material (muy tenue) de las ondas luminosas. Maxwell (n.1831) atribuyó a un éter fijo la propiedad de propagar las acciones magnéticas y eléctricas o perturbaciones electromagnéticas, mediante ondas de velocidad constante. En la teoría maxweliana el "espacio vacío" era conductor de tensiones y energías responsables de las acciones electromagnéticas aunque sin ninguna dependencia con la existencia o no de materia. Michelson (n.1852), sugestionado por la idea de un éter fijo, pretendería determinar su velocidad, y fracasó: no había éter o, si lo había, no afectaba a la velocidad de la luz. Poincaré (n.1854) lanzó una pregunta: ¿Existe de verdad nuestro éter? Sechi ( ) lo señaló como causa de los fenómenos luminoso y eléctrico (comprendido el magnético), "que actúa vibrando en los primeros y desplazándose en los segundos". Einstein , sin embargo, no creía en el éter; para él las masas eléctricas eran las "verdaderas poseedoras de una realidad física dentro del vacío"...

Y así, poco a poco, visto de una y otra manera, el éter famoso se iría haciendo innegable entre los siglos XVII y XVIII, cual un elemento clave para entender aspectos tan discutidos como el de la continuidad o discontinuidad de la materia, lo corpuscular u ondulatorio, el movimiento inherente o externo, y la cohesión universal misma, de la naturaleza. Ello no obstante, todavía en pleno siglo XIX, el éter seguiría siendo visto por algunos como un fluido imponderable fijo que bañaba todos los cuerpos celestes. Un vestigio de la concepción metafísica y del mecanicismo, que mantenía la vieja idea de los fenómenos aislados, de la discontinuidad y del "impulso inicial", como dominios no vinculados entre sí. En este sentido, no se sentó un precedente importante hasta que el calórico dejó de ser un fluido imponderable en 1814, y pasó a ser un "género de movimiento", lo que era una forma revolucionaria de interpretar el movimiento propio e inherente de la materia.

En 1820 se reconocería el éter como el soporte material de las ondas luminosas.

En 1827 se haría visible el movimiento propio de las moléculas ("movimiento browiano"). En 1820 se descubre la relación imán-electricidad y se establecen las líneas y campos. En 1828 se fijarían los pesos atómicos. En 1854 se formula la Termodinámica y se establece la entropía. En 1880 se sabe que la luz procede de la oscilación de electrones. En 1886 se descubre el protón. En 1887 se descubren las ondas electromagnéticas y el efecto fotoeléctrico. En 1895 se descubren la estructura abierta del átomo, la radiación y desintegración de los átomos, y los rayos X, una forma de radiación de mayor energía que la luz visible, por tener longitud de onda mucho más corta.. En 1898 se descubren los elementos irradiantes. En 1905: la discontinuidad de la luz o fotón, y aparece la Teoría de la Relatividad Especial. En 1908 se descubre la superconductividad..

Finalizando el XIX había quedado sin resolver un enigma, además del desconocimiento del vacío: ¿qué cosa es ésa que se comporta por la mañana como un corpúsculo y por la tarde como una onda? fenómeno que parecía afectar a la continuidad o discontinuidad de la materia. Para responder a este pregunta tendría que aparecer una nueva manera de describir el mundo: la física cuántica (14/12/1900), teoría que produjo resultados espectaculares en múltiples dominios; la supraconducción, los transitores, los semiconductores, e incluso la bomba atómica.

Comenzando el siglo XX (1911), se descubre la naturaleza del átomo al desvelar el núcleo atómico, y se diseña el modelo planetario, aunque ya se había anunciado en 1816 que la estructura del H da fundamento al átomo.. En 1912: descubrimiento de los rayos cósmicos (*). 1913: transformación de los átomos en otras variedades, y teoría atómica de Bohr. 1915: la luz como granos de energía o fotones y la Teoría de la Relatividad General. 1916: la estructura del átomo en capas. 1919: la transformación del N en O. 1920: descubrimiento de los neutrinos

(**) solares. 1923: se sugiere la onda asociada al corpúsculo y se prueba la existencia del fotón. 1924: adopción definitiva de la dualidad onda-corpúsculo y propuesta de la mecánica ondulatoria. 1925: mecánica de matrices y movimiento rotatorio de las partículas. 1926: formalización de la mecánica ondulatoria e interpretación probabilística de Born. 1927: sobre la sorprendente difracción de los electrones y sobre la incertidumbre e indeterminación. 1930: las partículas anti y el neutrón. 1931: descubrimiento del antineutrón y el neutrino. 1932: descubrimiento del antielectrón, Einstein sugiere la conversión de materia en energía. 1934: modelo atómico de "subcapas" y radiación de los núcleos. 1935: la superfluidez y las cargas aceleradas que permiten descubrir nuevas micropartículas; los piones o mesones, semejantes a fotones existentes en los rayos cósmicos. 1936: modelo atómico de "gota líquida". 1942: detectan los rayos cósmicos. 1947: nuevos descubrimientos: partículas con masas diferentes, distintas cargas y spines diversos. 1955: captan el antiprotón. 1956: el neutrino no tiene pareja, capturan un antineutrino. 1957: medición de la fuerza gravitatoria. 1964: la cámara de burbujas descubre dos nuevas partículas a deducir, los quarks (***) o sopa de quark, vacío quarkiano: partículas o estados ondulatorios singulares de la materia verdaderamente elementales, componentes básicos de la materia, y Gell-Mann habla de la antimateria. 1965: son clasificados105 elementos, se producen antihelios y combinciones de antiprotones y entineutrones.. 1968: se detectan neutrinos solares Se conocen 8 subpartículas del átomo.

Cono ya dijimos, al descubrimiento a comienzos del XX de la naturaleza del átomo le habían precedido los rayos X, los rayos catódicos, la radiactividad, el fotón, las llamadas partículas corpusculares, luego la onda y el "campo" (donde no hay materia aparente...). El estado ondulatorio y la onda asociada aparecerían sobre la marcha. El estado plasmático lo añadiría la astrofísica (la mayor parte del Universo se dice en estado de plasma). Luego se conocerían sus variantes, o estados cuánticos de la materia: fluido cuántico, gas enrarecido, superfluidos, cuasipartículas, y; junto a los "anti" del electrón, del protón y del neutrón, el galimatías de subpartículas, hoy dividido en dos grandes grupos de hadrones y leptones, con los quark, antes citados, ahora finalmente propuestos como partículas dudosamente indivisibles: la referida "sopa de quarks" . Finalmente, en 1995, Edward Witten pretendería unificar en una sola versión las cinco existentes de la llamada teoría de las cuerdas (****), infinitesimales filamentos, "spartículas", que vibran... Mas no obstante, predomina en nuestros días el "misterio" de la materia invisible (*****), al que nos hemos referido al principio, o masa oculta, pero cuyos efectos sí se están pudiendo registrar debido a su influencia en la supuesta expansión del Universo, que trae de cabeza a físicos y astrofísicos. A Eisntein le preocupó ese habitante extraño, la quintaesencia, el éter, hoy llamado materia invisible; llegó a pensar que "sería tan diferente de la materia y la energía normales que tendría el efecto gravitatorio contrario, produciendo repulsión en vez de atracción". A finales del siglo XX, los físicos postularon que lo que nosotros llamamos el vacío, la nada aparente, estaría poblado por las "cuasipartículas" fundamentales, cuya carga eléctrica es una tercera parte de la del electrón, que conforman un estado de la materia al que han dado en denominar fluido cuántico, con la muy rara característica, como señalaría Pauli en 1925, de que en él no se puede encontrar más de un electrón (Kapitsa descubrió la superfluidez, un estado semejante al descrito, en 1938. Landau acertó a explicar el fenómeno en 1941). El problema ahora, dicen algunos científicos, es cómo responder a una pregunta que parece paradójica, pero que atañe a la cuestión: ¿Cuánto pesa el vacío, la materia invisible? Sin cuyo dato piensan que no tenemos una teoría completa sobre el universo.

(*) Rayos cósmicos. En 1911 y 12, V.F. Hes, con ayuda de globos en la alta atmósfera (y del "elestroscopio" que había ideado Hauksbee en 1706) establece la existencia de unos misteriosos rayos (R.A. Millikan los llamó), "rayos cósmicos" del espacio, según Millikan: radiaciones electromagnéticas; según Compton: partículas cargadas que se curvaban bajo la acción el campo magnético de la Tierra y atravesaban planchas de plomo de varios centímetros. Un flujo de partículas elementales formado fundamentalmente de protones, e incluso núcleos más pesados producto de fragmentaciones, siendo, los primarios, similares a los rayos gamma pero de longitud más corta. Desde su descubrimiento surgiría la pregunta, de dónde proceden y cómo se forman. ¿En nuestro Sol, en un astro más distante, en la Galaxia, incluso en una supernova, un púlsar o un cuasar? En 1942 se confirmaría su naturaleza en relación con las pretuberancias solares. Como fuente energértica se puede concebir el aniquilamiento mutuo entre núcleos pesados. Otra posibilidad, sugeriría Fermi, era que alguna fuerza existente en el espacio acelerara las partículas cósmicas procedentes de grandes explosiones, actuando sobre ellas como gigantescos sincrotrones. Inundan el espacio y bombardean sistemáticamente la Tierra: Son causa de mutaciones en los seres vivos, al inducir cambios en el ADN, que luego prosperan o no en los descendientes del animal o la planta tocados.

(**) Neutrinos; emisión de radiaciones rápidas de las estrellas, insensibles a los campos electrónicos. Estrellas tales como nuestro Sol pierden a causa de esto entre un 6 y 8% de su energía. Hong Yee Chin calculó en 1961 que cuando las estrellas alcanzan unos 6.000.000.000º C, casi toda la energía del astro se deposita en los neutrinos, que parten del centro del Sol a la velocidad de la luz sin interferencia alguna y lo atraviesan en menos de tres segundos. El propio neutrino surgiría de la conversión de un protón en un neutrón. Así, pues, los productos serían un neutrón (partícula) y un positrón (antipartícula) y un neutrino (partícula). Cuando el neutrón se desintegra, desprende un protón, un electrón y un antineutrinio. Se ha calculado que el neutrino corriente podría atravesar 100 años luz de plomo sin que sus posibilidades de resultar absorbido superaran el 50%. De 100 billones que atraviesan la Tierra, sólo uno se podrá parar. Existe la opinión de que con el desarrollo de técnicas para detectar neutrino o antineutrinos del espacio exterior, sería posible determinar la existencia y localización de antigalaxias

(***) Quark: denominación dada, en 1960, a tres subpartículas detectadas en el núcleo, ya sugeridas por Murray Gell-Mann, que se movían con bastante libertad dentro del protón o del neutrón. Los quarks están presentes, sobre todo, en el vacío... Pero no se pueden aislar y si se intenta hacerlo se rodean de docenas de partículas directamente extraídas del vacío cuántico. Se especula con la posibilidad de que estén formadas por otras partículas (top) que detectó aventuradamente Steve Weinberg. No existen como partículas libres, sino que se manifiestan como chorros de hadrones.

(****) La teoría de cuerdas, postulada por Edward Witten, con raíces en la mecánica ondulatoria iniciada por de Broglie y Schrödinger, propone sustituir todas las "partículas" elementales por minúsculas cuerdas: cuerdas "sin espesor pero de longitud finita", que vibran en nueve dimensiones espaciales. La teoría incluye la gravitación en el mismo modelo que las otras tres interacciones fundamentales. Pretende que los quarks sean cuerdas cuánticas (de 10 elevado a menos 35 m. de longitud). Las partículas que observamos, no serian sino manifestaciones de modos de vibración de estas cuerdas... Curiosamente, si traducimos "partículas" por "burbujas" y "sustrato básico" por "minúsculas cuerdas", encontraríamos ciertas similitudes de fondo entre la teoría de las cuerdas y la explicación anterior de Einstein y de Broglie. La teoría, conviene recordar, que, pese a su aparición en los años 70, no interesó a los físicos hasta 1984. Hoy disponemos de cinco teorías de cuerdas, que sólo existen en la imaginación de sus teóricos, porque todavía no se ha observado en los grandes aceleradores ninguna de las singulares "partículas" básicas anunciadas.

(*****) Materia oscura, invisible, extraña, exótica, negra. ¿Dónde está? ¿De qué esta hecha? 60 años después de que el suizo Fritz Zwicky afirmara que al menos un 90% de la masa del Universo o materia espacial (se dice igual del plasma) escapa a nuestras observaciones, ya que no emite luz visible u otra radiación, los astrónomos siguen sin verla. Pero saben que está ahí, en forma de nubes oscuras, llamadas halo, como lo confirman sus efectos gravitatorios mensurables sobre la curva de rotación de las galaxias. Esto, claro está, contraría la expresión extendida de que sólo es una hipótesis la existencia de una forma de energía "que permea el Universo, y que sería la causa de que las galaxias se estén apartando unas de otras cada vez más deprisa". ¿De qué esta compuesta esta sustancia material? Los astrofísicos trabajan cuatro posibilidades: neutrinos, partículas sin carga ni masa aparente, "wimos", partículas masivas de interacción débil, y en el macrocosmos, machos (materia planetaria invisible): planetas enormes con poca masa o estrellas enanas blancas hechas de materia ordinaria; y, por último, agujeros negros. Tiene que ver con la densidad de la materia en el universo. Una ligera variación en un sentido o en otro y el universo podría continuar o "desaparecer". Lo cierto es que su destino está relacionado muy de cerca con la materia que hay en el aparente vacío históricamente cuestionado y que aquí nos viene ocupando, y ello porque su descubrimiento permitirá explicar mejor cómo hemos llegado a ser como somos hoy, desplazando cada vez más los misterios, campo de cultivo de las supersticiones y los prejuicios tan frecuentemente explotados por intereses muy concretos..

Parecidamente al caso de la materia oscura, el mundo de los físicos atravesó en el curso de los años 30 una crisis nacida de las interpretaciones divergentes de la física cuántica. Viene al caso referir la posición adoptada en 1939 por Paul Langevin (n.1872), uno de los grandes científicos comprometidos con los movimientos progresistas y pacifistas. <<Nuestra razón -diría- no está dada a priori..., evoluciona y se insinúa cada vez más cerca de esta realidad que conocemos y dominamos cada vez más... Una vez más se ha hablado de "crisis" de la física. Los filósofos idealistas -añadiría-, así como los físicos que comparten sus concepciones, como Eddington, Jeans, Jordan, Dirac y otros, han afirmado que los progresos recientes de la física demuestran que no existe un mundo real independiente, que nuestra voluntad de conocer la realidad choca con límites infranqueables... han querido ver en las relaciones de indeterminación de Heisenberg una confesión por parte de la física de las limitaciones del conocimiento científico... Así, en los años que han seguido al enunciado del principio de incertidumbre, algunos físicos no han vacilado en afirmar que nuestros conocimientos sobre los átomos ya no rebasarán el nivel alcanzado en tormo a 1931... Pero hemos progresado en la exploración de un mundo atómico presuntamente incognoscible. Se ha constituido así un nuevo dominio de la física: la física nuclear. De hecho, ningún límite infranqueable se ha impuesto a nuestro conocimiento de la materia... Sin embargo, se llegó a hablar del albedrío "de los electrones", de la "libre elección" que realizaba la naturaleza en tal o cual eventualidad. El electrón era asimilado a un individuo humano. Esas interpretaciones iban lo bastante lejos como para que Eddington pudiera aventurarse a escribir que "la religión se ha vuelto aceptable a partir de 1927 para una mente científica razonable"... Y un libro de Jordan abunda en fórmulas definitivas: "liquidación del materialismo", "posibilidades novísimas para garantizar a la religión su espacio vital sin contradicciones con el pensamiento científico... Pero aquellos que presentan la evolución de nuestro conocimiento del determinismo como su fracaso, por mucho que digan inspirarse en la ciencia más moderna no es de ella de donde sacan su idea, sino de una vieja filosofía hostil a la ciencia que tratan de reintroducir en ella>>...

Brevísimo resumen histórico del éter, quintaesencia, o vacío espacial:

En la Antigua India, el Ragveda (que recoge 120 himnos del período védico temprano, 600 a 800 a.n.e.) registra las inquietudes e incluso alcances sorprendentes del intelecto por explicarse la composición del mundo: "el universo no era más que una onda indistinta". La doctrina sankhya (600 a.n.e.) denominaba praktiti a la "sustancia primigenia". La escuela nyaya y vaisesika sostenía que pequeñas partículas de agua, aire, tierra y fuego se mantenían en el éter. La escuela religiosa nimansa explicaba que el alma estaba compuesta de átomos regidos por la ley autónoma de karma.

-En China, Zhang Zai creía en un magma armonía, partícula invisible que da vida a todo Y, Lao-Tse, creía en el tao...

-La doctrina azteca sostenía la idea de los cuatro elementos..

-Los griegos se plantearon la cuestión de si existía un solo mundo material y otra esencia o no de origen divino... De aquí a preguntarse si la materia era continua o discontinua sólo había un paso. Veamos:

Hesíodo (mitad del VIII a.n.e.) habló de la existencia de un fondo material surgido del "khaos" (caos).

Tales de Mileto (n.624 a.n.e.), que viajó por Mesopotamia y Egipto, situó el agua como primer elemento de la que se fueron separando la tierra, el aire y los seres vivos.

"Saber -diría Tales- no consiste en saber muchas cosas sino en ir descubriendo aquello que las regula".

Anaximandro (n.610 a.n.e.) llamó apeiron a un "algo, indefinido e ilimitado".

Anaxímenes (n.550 a.n.e.) creía en una sustancia divina, pneuma, de la que surgía todo.

Heráclito (n.530 a.n.e.) sostuvo que todo venía del fuego, "que fue y siempre será eternamente vivo".

Anaxágoras (n.500 a.n.e.) pensaba que los objetos celestes provenían de la condensación de una masa caótica en remolino y eran arrastrados en el espacio por el éter. Para atestiguar la existencia de "un solo mundo material", puso de ejemplo la caída de un meteorito del espacio "celeste". Sostenía un pensamiento sorprendente, que está cobrando vigencia en nuestros días: "la naturaleza es continua y la realidad se ofrece a nuestra percepción de forma discontinua". Fue el primer caso en la historia en que un filósofo es sentado en el banquillo de los acusados por defender sus teorías.

Empédocles (n.494 a.n.e.), alumno de Tales, fundió en una las teorías de los cuatro "elementos" básicos: tierra, aire (cuyo peso intuyó), agua y fuego, que existían como un algo continuo y daban movimiento a un universo mantenido en "ciclos cósmicos" de Amor y de Odio. Enunció que la luz empleaba determinado tiempo para llegar a la Tierra.

Demócrito (n.460 a.n.e.), por fin, descartando cualquier sustancia divina de fondo, atribuyó al vacío un género específico de existencia material; lo señaló como el medio real donde existían lo que él llamó "átomos" (o sea, entidades "no divisibles"), de naturaleza material, dotados de movimiento propio, componentes de todas las formas existentes: "en realidad no hay más que átomos y vacío".

Aristóteles (n.384 a.n.e), ya lo dijimos, definió el vacío espacial como un quinto elemento (quintaesencia), éter: "sustancia del cielo más divina que todas", que llenaba todo y daba forma a los objetos celestes, eternos, inmutables e incorruptibles que se hallaban más allá de la Luna. Todo lo existente en el mundo sublunar, con la Tierra en el centro, era imperfecto y corruptible, compuesto de una especie de "materia primigenia" que existía en potencia hasta que adquiría "forma" y se le imprimía movimiento. Rechazó el atomismo, replicando que el espacio vacío que había defendido Demócrito para explicar el movimiento de los átomos no podía existir, porque en la naturaleza "no puede haber algo sin nada al otro lado", algo que lo llenara todo para poder transmitir los efectos físicos por contacto de un lugar a otro. Sin embargo, pensaba que el calor es "como un elemento oculto formado por partes en perpetuo movimiento".

Epicuro (n.341 a.n.e.) recuperó el atomismo, estableciendo la causalidad ciega y la eternidad de la naturaleza. Sostenía que la materia es eterna y está dotada de un movimiento interno: "estos átomos están en movimiento durante toda la eternidad..., en el seno del vacío infinito". Enseñó la idea y la escribió en sus obras, 300 a.a.n.e.. Sus seguidores dieron un gran paso: determinaron la percepción sensible como la única fuente del conocimiento.

Lucrecio .(n.94 a.n.e.), filósofo y poeta latino, difundió la idea del atomismo asociada a la del vacío. En su poema Sobre la Naturaleza (60 a.n.e.), obra que sobrevivió a través de la Edad Media y fue uno de los primeros trabajos que se imprimieron con la imprenta de Gutenberg, aparece escrita la sentencia: "nada puede ser creado de la nada"..

...La oposición de Aristóteles al átomo se vería prolongada y tergiversada por el oscurantismo durante 23 largos siglos de frenos y controversias. Y ello de manera tal, que a partir del XVII se seguiría hablando todavía de los cuatro elementos clásicos, si bien con ligeras variantes, como en los casos de Descartes, Newton y Leibniz, pero siempre bajo un común denominador, la aceptación de que los únicos estados básicos de la materia eran el sólido, el líquido y el gaseoso, sin dilucidar aún el carácter de los llamados fluidos imponderables (flogisto, calórico, lumínico, eléctrico, magnético, éter incluido). Hasta que estos, menos el éter, fueron explicados se había vivido en la creencia de que el calor, como ejemplo, era un fluido imponderable y libre que entraba por los poros de los cuerpos cuando se calentaban y salía cuando se enfriaban.

...Cierto que, como veremos después, Descartes y Leibniz seguirían negando todo lo que no coincidiese con sus planteamientos contrarios al éter y / o vacío.

Descartes consideraba que la naturaleza estaba constituida por tres elementos primigenios: ígneos, aéreos y térreos, en un continuo espacial, formando vórtices o torbellinos que interaccionaban sin dejar intersicios, pero movidos por un impulso divino. Leibniz mantenía que las mónadas eran los elementos constitutivos de la realidad: infinitesimales, de naturaleza psico-física, que poseían en sí mismas el principio de sus acciones y su propia finalidad, eran simples, inextensas, e indiscernibles unas de otras, cuyo orden y existencia respondía a un plan previo trazado por Dios.

El período helenístico (segunda "cuna" de la cultura que representó Alejandría): Una vez agotada la edad floreciente a la que habían dado impulso figuras como Euclides y Apolonio, padres con Arquímedes de la geometría; Aristarco, heliocentrista; Eratóstenes, geómetra de la esfera; Hiparco, que calculó la distancia Tierra-Luna, y; Tolomeo, con sus ingeniosos epiciclos expuestos en el Almagesto..., el interés por el conocimiento de las ciencias naturales y la física en particular, privativo de la herencia griega quedaría hibernado ¡durante más de mil años!...El cristianismo, al centrar la atención sobre la naturaleza de Dios y su relación con el hombre y asignar como única autoridad del saber las Sagradas Escrituras, introdujo una variante completamente nueva en la materia objeto de estudio, sobre todo al imponer la Filosofía moral sobre la Filosofía natural, confiriendo así a la primera una especie de rango intelectual, que no era sino obediencia ciega.

Desde el año 200 hasta el 1200 de n.e., el mundo europeo se regiría casi exclusivamente por la Filosofía moral, en particular, de la Teología. La Filosofía natural fue casi olvidada. La oportunista decisión de Constantino (n.274), de convertir el cristianismo en una religión de Estado (que llegaría con el paso del tiempo a autodelegarse para ejercer el poder espiritual sobre el orbe), traería impensables consecuencias de atraso para la Historia universal. Bajo la influencia oscurantista por entonces todavía imperante de Filon de Alejandría (n. 20 a.a.n.e.), para quien la Biblia era la única fuente del saber, y de la posterior autoridad religiosa de Agustín de Hipona (n. 354), para quien "la más peligrosa tentación es la enfermedad de la curiosidad"..., se sucederían acciones como el horrible asesinato de Hipatia y la quema de la Biblioteca de Alejandría... Siglos después, todavía, el cultivo cuidadoso de ese bagaje de ideas permitiría al Papado coronar a Carlomagno (n. 742), brazo secular de la Iglesia. Éste quedaría encargado de promover por la geografía europea una "nueva cultura" para la fe católica que se extendería, al mismo tiempo que el feudalismo, mediante una red de maestros ("scholastici" ) abanderados de la idea de los dos mundos y del Primum Mobile, contrarios al átomo y el vacío, defensores de la teoría geocéntrica basada sobre el carácter ideal y eterno de la inmutabilidad de los cuerpos celestes, del pensamiento e incluso de la estructura social al uso.

... Hasta la aparición de pioneros como Miguel Angel, Leonardo, Durero, Bacon, Kepler, Copérnico, Galileo, Giordano Bruno etc., no volveríamos a ver a los nuevos instrumentos de la cultura, el pensamiento, el arte y la ciencia presionando en pleno escenario de la historia; conformando las primeras luces del Renacimiento, la centralidad humana y la revolución energética, que serían el preludio de la Revolución Industrial, es decir: los elementos que favorecerían con la mediación islámica, la recuperación del interés por la física, el pensamiento y los conocimientos griegos y grecorromanos, amén de muchas de las técnicas procedentes de Oriente Medio, que permitirían puentear el tremendo e insondable vacío cultural abierto por la religión dominante, que había apostado por un oscurantismo cavernícola en detrimento del progreso humano... Habrían tenido que pasar nada menos que ¡1600 años! para volver a hablar de la máquina de vapor que inventara Heron de Alejandría en el siglo 1º de n.e, y siglos para recuperar las teorías de los griegos alejandrinos sobre la esfericidad de la Tierra, el heliocentrismo, los movimientos planetarios, los conocimientos de Arquímedes, Euclides, la pristina idea del átomo, etcétera, etcétera, etcétera...

Pero no todo se había perdido: A comienzos de la Baja Edad Media rondaba por Europa una teoría tenida por "peligrosa" iniciada por Juan Filipono (primera mitad del VI) e introducida por los árabes, que sería un primer paso en la revolución científica. Filipono, recordándonos a Epicuro, admite la posibilidad de un movimiento natural en el vacío y pone en cuestión a Aristóteles y en particular su explicación del movimiento (Primun Mobile), tratando de sustituirla por la del ímpetus o movimiento inherente: "lo que permite al cuerpo mantenerse en movimiento sin acciones externas, algo inmanente, comunicado o adquirido por el hecho mismo de moverse". Por fin, un numeroso grupo aunque disperso pero coherente, de partidarios de la teoría del impetus, se atrevía a prescindir de los "motores angélicos"; empezaba a reconocer la vida en una sociedad evolutiva, perfectible, de mente dinamizada y crítica, y a relacionar los conceptos de espacio, tiempo, velocidad, aceleración y fuerza con un significado objetivo.

-De otro lado, con el declive relativo de la esclavitud, con el paso al feudalismo y la utilización de nuevos conocimientos, técnicas e instrumentos llegados vía de los árabes (arado de vertedera, arneses, herradura, fertilizantes, molino, brújula, tornillo sin fin, polea, palanca, manivela, etc.), la nueva riqueza creada a costa del trabajo milenario, del desarrollo de la agricultura y el comercio medievales terminaría sirviendo, además de para organizar las Cruzadas, para consolidar la red de monasterios fundados en la baja Edad Media e ir construyendo entre los siglos XI y XIII las nacientes ciudades urbanizadas, las nuevas catedrales monumentales, y, en particular, las primeras Universidades (en Bolonia, París, Montpellier, Oxford, Cambridge, Nápoles, Palermo, Padua, Praga, Salamanca, Coimbra), establecidas para la preparación teológica de los clérigos y juristas y dar cierto aire culto a la nobleza, regentadas por dominicos aristotélico-conservadores y franciscanos, que entendían la ciencia como experimentación, pero sin práctica alguna, donde la poca física que se estudiaba era cuidadosamente pasada por el filtro de la Teología.

-La filosofía medieval dominante, la Escolástica, tenía como fin fundamental sistematizar la concepción cristiana del mundo en términos oscuramente aristotélicos, de lo que se ocuparía posteriormente con especial interés Tomás de Aquino (n.1225). Se había formado con Alberto Magno (1196) y especializado en la cristianización de Aristóteles, por cuanto seguiría negando el vacío, alegando la necesidad del contacto entre las cosas, porque sin él no sería posible el traslado del "Primun Mobile" a las esferas celestes. Cierto es que el tomismo sirvió para despertar algún interés por la ciencia y la técnica, pero el torticero propósito de aplicar la primera a la búsqueda de Dios estancó el avance de ésta, tanto que encontró pronto sus primeros detractores en Oxford, París e Italia. Miembros del Merton College de Oxford y otras universidades "oxaron poner en duda -dice H. Butterfield- la explicación aristotélica del movimiento y trataron de implantar una nueva doctrina, la del impetus".

En el terreno de las ideas, el conocimiento de la física del Universo seguiría siendo motivo de preocupación entre los árabes, cuyos conocimientos a mediados del siglo VIII abarcaban la mayor parte del mundo conocido. En su obra, el Trivium, de finales del siglo V, en la Mecánica o "ciencia de los ingenios" se trataron los conceptos básicos espacio, tiempo, materia y vacío, así como la "ciencia del movimiento" que estudiaba la relación entre causa y velocidad.

Al-Kindi (n.800), filósofo, para quien dios no era más que una "causa remota", había abierto las puertas al aristotelismo original..

Al-Farabi (n.870) sostenía que el mundo material estaba compuesto de seis elementos (minerales, plantas, animales, hombres y cuerpos celestes).

Alhazen (n.965) consideraba los rayos luminoso dirigidos de los objetos al ojo, contrariamente a Arquímedes

Avicena (n.980) socavaría los pilares de la religión con sus complejas tesis sobre la eternidad.

Avempace (finales del 1138) coincidió con Filipono al admitir la posibilidad de un movimiento natural en el vacío; cuestionó la idea aristotélica de la caída de las cosas ( "que buscan su lugar natural"), pensando que podía ser debido a una atracción de la tierra semejante a la que el imán ejerce sobre el hierro...

Averroes (n.1126) afirma que la materia y el movimiento son eternos y no han sido nunca creados;.recupera con sus traducciones a un Aristóteles liberado de las adherencias neoplatónicas y teológicas medievales, con lo que daría lugar con el paso del tiempo al refrescante "libertinismo" que se practicaría en universidades como la de Padua, donde se refugiaría Galileo en 1592, y donde habrían adoptado las traducciones sustitutivas del aristotelismo tomista.

Al-Sari (XIII) mostraría un mundo material, con el tiempo y el movimiento, compuesto de átomos separados por el vacío.

Roger Bacon (inglés, n.1214), ideólogo del artesanado, adversario de la escolástica y estudioso de la ciencia árabe preconizaría el estudio experimental de la naturaleza. Achaca el estancamiento de la filosofía natural a los teólogos escolásticos que "con sus manos y sus métodos han hecho peligroso hablar de la naturaleza". Su Novum Organum ("El Nuevo Instrumento") intenta sistematizar el proceso de adquisición de conocimientos a partir de la observación de los fenómenos por un proceso natural de inducción. En su opinión el fin de la ciencia " debe tener por objeto el acrecentamiento del poder del hombre sobre la naturaleza para el bien de la humanidad". Mediante la observación llega a la conclusión de que el calor es "un movimiento expansivo que obra en las pequeñas partes de la materia que va del centro a la circunferencia juntamente con un movimiento de abajo arriba". No obstante hablar de la "filosofía espinosa y contenciosa de Aristóteles", niega los átomo y el vacío.

Maricourt, P.P.(francés, n. 1270), contrario al tomismo, dio el primer paso seriamente experimental utilizando imanes, si bien, siempre tras la búsqueda del movimiento continuo. Distinguió los dos polos de un imán, enunció la ley de las atracciones y repulsiones, observó inseparables los polos entre sí, consiguió imanes por inducción con otro imán y diseño una brújula náutica...

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Con la lenta recuperación de la física, la ciencia y la figura de Arquímedes, se vería favorecido el desarrollo de la Mecánica, inseparable de la Física. A la Europa enclaustrada habían ido llegando, poco a poco e indeteniblemente, desde Asia y China: el papel, el cigüeñal y la biela, la rueda de hilar con la rueca, la vela latina con el timón, la destilación en alambique, la pólvora... Después, la fundición de hierro y la forja, la imprenta (1438) difusora del pensamiento, la porcelana.

Poco a poco estaba recobrando nuevo y vigoroso impulso la Historia del Progreso, que había sido brutalmente cercenada en los comienzos de nuestra era. Baste recordar cómo pasó al olvido el ensayo antes referido de la primera máquina de vapor inventada por Heron en el siglo I a.n.e., al igual que Ctesibio, hombre de gran ingenio que había resuelto con su bomba el desaguado de las minas hispánicas de los romanos. Otro ejemplo fue la propia Hispania romana, que bajo la influencia griega y fenicia había dado vida a científicos como Columela autor de 12 tomos sobre agricultura y