22 de enero de 2015

Creatio ex nihilo y cosmología: algunas clarificaciones



Gustavo E. Romero

Pocos campos de la ciencia se prestan a tantos malentendidos semánticos y ontológicos como la cosmología. No es de extrañar, por tanto, que en esta disciplina abunden los conflictos epistemológicos. A continuación se discutirán brevemente algunos tópicos que usualmente son objeto de confusión, tanto entre especialistas como entre legos.

El concepto de creatio ex nihilo es usualmente malinterpretado. Creatio ex nihilo implica origen temporal a partir de ningún objeto, evento o cosa pre-existente. Por objeto o cosa entendemos un individuo concreto con propiedades. Por evento, un cambio en una cosa. Como se señala en una nota de pie de página del presente trabajo, la  creatio ex nihilo del Universo todo no puede violar las leyes de la física. En particular, no viola la conservación de la energía. La ley de la conservación de la energía afirma que en todo proceso donde interaccionan sistemas físicos (cosas) el valor de la propiedad llamada energía se conserva. Esta ley, como toda ley, es una restricción a espacio de estados de las cosas existentes. Si no hay cosas, no hay espacio de estados ni restricciones, y por tanto no hay leyes ni nada que violar. Si se asume que existe una creatio ex nihilo de todo el Universo, la misma implica la generación espontánea no sólo del total de las cosas, sino también de sus propiedades y las leyes que las limitan.


  Dios en acción, según Miguel Ángel


En lo que antecede, el Universo no debe ser entendido como el “conjunto de todas las cosas”. El Universo no es un conjunto, esto es un objeto matemático, sino una cosa concreta, formada por otras cosas: partículas, animales, planetas, estrellas, materia oscura, etc. Estrictamente hablando, el Universo es el sistema de todas las cosas (ver Bunge 1979a). El Universo tiene propiedades, como temperatura y masa, que los conjuntos no tienen.

Otro concepto usualmente mal interpretado es el de “nada”. La “nada” no es una cosa. Decir que “hay nada” no es afirmar que hay algo. Por el contrario, es decir que el dominio de cuantificación existencial es vacío. Luego, decir que “la nada” tiene propiedades es una contradicción semántica. Expresiones como “la nada es inestable”, “la nada tiene energía”, y otras similares carecen literalmente de significado. Al usarlas se esté reificando (1)  un concepto.

Un error muy extendido en cosmología es igualar nada a vacío. El vacío en cosmología no es ausencia de sistemas físicos sino que se identifica con el estado fundamental de un campo, que es una cosa concreta. El campo presenta “fluctuaciones de vacío” de acuerdo con las le-yes de la mecánica cuántica (2). Puede incluso asociarse una energía al vacío, porque es una cosa y no nada. El que esté sometido a leyes muestra su estatus ontológico. Ningún modelo que pretenda explicar el origen del Universo a partir de un estado de vacío puede considerarse completo, ya que tiene presupuestos ontológicos. Explicar el origen del Universo en forma completa implicaría explicar el origen del vacío y de las leyes que obedece. En ese sentido, los modelos de fluctuaciones cuánticas seguidos de inflación, populares en los tempranos años 1980s y hoy casi abandonados (3), son modelos de creatio ex materia. Sólo abordan el origen de la fase actual del Universo, en forma similar a como lo hacía la vieja teoría termodinámica de Boltzmann.

Muchos físicos tienden a reificar no sólo conceptos sino también propiedades. El caso más típico es el de la energía. Expresiones como “energía pura” no tienen sentido. La energía es una propiedad de las cosas. No puede haber propiedades sin individuos que las posean. Así, no puede haber sonrisas sin rostros que sonrían, ni digestiones sin estómagos que digieran. Tampoco puede haber energía sin sistemas concretos. La energía es simplemente la capacidad de cambiar que tiene un dado sistema físico. Un error notable es confundir energía con radiación. La radiación está formada por partículas. En el caso de la radiación electromagnética, por fotones. Por citar un lugar común, cuando una partícula se aniquila con su antipartícula, no se “libera energía”, sino que ocurre un cambio en la naturaleza de las partículas, que pueden ser transformadas en fotones, neutrinos, etc. De hecho, la cantidad de energía del sistema se conserva durante la interacción.

Quizás las mayores confusiones se producen alrededor de la sencilla expresión deducida por Einstein en 1905 (4): E=mc2. Esta expresión indica que el valor de la energía E de un cierto objeto (una propiedad) es igual al valor de su masa en reposo (otra propiedad) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Es una relación entre las propiedades de una cosa dada. Ciertamente, la expresión no puede ser interpretada como la “equivalencia entre la energía y la materia”, lo cual es un error ontológico que identifica sustancia y atributo.

Materia es todo aquello cuyo espacio de estados admite más de un elemento, esto es, todo lo que es susceptible de cambio. Los números, conjuntos  y otros entes abstractos no son materia, ya que no cambian. En general, materia son las partículas y campos que forman la ontología básica del mundo. La energía es una propiedad de la materia. Una confusión similar identifica masa con materia. La masa es una propiedad de algunos sistemas materiales (en general partículas y sistemas físicos que se mueven a velocidades inferiores a la de la luz). La luz misma, formada por fotones, tiene energía pero no masa. Los fotones pueden cambiar y producir partículas con masa, a partir de interacciones bien conocidas, que conservan la energía. 

A modo de conclusión, podemos decir que al tratar de comprender el Universo, debemos estar seguros primero de que comprendemos el lenguaje que usamos en nuestros intentos por describirlo.


Notas 

(1) Reificar: asignar el estatus ontológico de cosa.
(2) En particular, de acuerdo con las relaciones de indeterminación de Heisenberg. Notar que las relaciones en cuestión hacen referencia a sistemas cuánticos y no a la ignorancia de las personas, no siendo, por tanto, “relaciones de incertidumbre”, como muchos las llaman.
(3) Por ejemplo, Tryon (1973), Vilenkin (1982), Vilenkin (1983). Para una crítica, ver Copan & Craig (2005) y las referencias allí citadas.
(4) Einstein (1905b). Notar que la famosa ecuación E=mc2no figura en el trabajo original sobre la relatividad especial publicado en junio 1905 (Einstein 1905a).

La bibliografía de este artículo puede consultarse en "Cosmología y religión".

2 comentarios:

  1. Mi pequeña contribución a este debate:
    http://abordodelottoneurath.blogspot.fi/2009/09/puede-algo-venir-de-la-nada.html

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  2. Ahhhhh ansiaba las preciadas publicaciones del doctor romero.

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