By: Dr. Peter Evans
Imagina abrir el periódico del fin de semana y mirar a través de las páginas del rompecabezas para el Sudoku. Pasas la mañana trabajando en este rompecabezas lógico, solo para darte cuenta de que en los últimos cuadrados no hay una forma consistente de terminarlo.
“Debo haber cometido un error”, piensas. Así que lo intentas de nuevo, esta vez comenzando desde la esquina no pudiste terminar y trabajando de nuevo en sentido contrario. Pero vuelve a ocurrir lo mismo. Estás hasta los últimos cuadrados y descubres que no hay una solución consistente.
Trabajar 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 enigma que nos obliga a repensar la forma en que funciona fundamentalmente 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, del mundo según la mecánica cuántica.
1. Acción espeluznante a distancia
Hasta donde sabemos, la velocidad de la luz (alrededor de 300 millones de metros por segundo) es el límite de velocidad definitivo del universo. Albert Einstein se burló de la posibilidad de que los sistemas físicos influyeran entre sí más rápido de lo que una señal de luz podría viajar entre ellos.
En la década de 1940, Einstein llamó a esto “acción espeluznante a distancia“. Cuando la mecánica cuántica había aparecido anteriormente para predecir tales sucesos espeluznantes, argumentó que la teoría aún no debe estar terminada, y que alguna teoría mejor contaría la verdadera historia.
Sabemos que hoy en día es muy poco probable que exista una teoría tan mejor. Y si pensamos que el mundo está hecho de piezas de “cosas” bien definidas e independientes, entonces nuestro mundo tiene que ser uno donde se permita la acción espeluznante a distancia entre estas piezas de cosas.
2. Aflojar nuestro control sobre la realidad
“¿Qué pasa si el mundo no está hecho de piezas de ‘cosas’ bien definidas e independientes?” Te escucho decir. “Entonces, ¿podemos evitar esta acción espeluznante?”
Sí, podemos. Y muchos en la comunidad de la física cuántica también piensan de esta manera. Pero esto no sería consuelo para Einstein.
Einstein tuvo un largo debate con su amigo Niels Bohr, un físico danés, sobre esta misma cuestión. Bohr argumentó que de hecho deberíamos renunciar a la idea de que las cosas del mundo están bien definidas, para que podamos evitar la acción espeluznante a distancia. En opinión de Bohr, el mundo no tiene propiedades definidas a menos que lo estemos mirando. Cuando no estamos mirando, pensó Bohr, el mundo tal como lo conocemos no está realmente allí.
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 también lo hace la ciencia. Pero Einstein no podía tener un mundo bien definido e independiente y ninguna acción espeluznante a distancia … o ¿podría?
3. Regreso al futuro
El debate Bohr-Einstein es razonablemente 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 acción espeluznante. Pero tendremos que ponernos raros de otras maneras.
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 comerlo también. Esta hipótesis se llama“retrocausalidad”,porque los efectos de hacer el experimento tendrían que viajar “hacia atrás en el tiempo”.
Si crees que esto es extraño, no estás 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 la acción espeluznante 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 encaramado en lo alto del Monte Olimpo, inspeccionando el mundo. Imagina que fuera capaz de ver todo lo que ha sucedido y sucederá, en todas partes y para siempre. Llama a esto la “visión del ojo 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 a los ojos de Dios es imposible, incluso en principio. En ciertos escenarios cuánticos extraños, diferentes científicos pueden mirar cuidadosamente los sistemas en sus laboratorios y hacer registros exhaustivos de lo que ven, pero no estarán de acuerdo sobre lo que sucedió cuando vienen a comparar notas. Y bien podría no haber un hecho absoluto del asunto sobre quién tiene razón, ¡ni siquiera Zeus podría saberlo!
Así que la próxima vez que te encuentres con un Sudoku imposible, ten la seguridad de que estás en buena compañía. Toda la comunidad de la física cuántica, y tal vez incluso el propio Zeus, sabe exactamente cómo te sientes. Peter Evans es un ARC Discovery Early Career Research Fellow en la Universidad de Queensland. Este artículo apareció por primera vez en The Conversation.
