Teoría de la Relatividad

Albert Einstein, a partir del descubrimiento del efecto fotoeléctrico, llegó a la conclusión de que la luz se comportaba como onda y como partícula, y su velocidad era constante. Inicio de la teoría de la relatividad. Según esta teoría, no hay ningún movimiento absoluto ni ningún punto de referencia fijo, como en la física de Newton. Existe un continuo espacio-tiempo. La masa y la energía son intercambiables. Esta teoría explica el movimiento acelerado de los cuerpos y la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo.

La Teoría Cuántica

Esta teoría pretende explicar la estructura de la materia en el nivel atómico y subatómico. En 1900, Planck demostró que la materia absorbe energía en unidades limitadas llamadas quanta. Más adelante, otros físicos dijeron que la materia se compone de átomos y estos de pequeñas partículas muy próximas al límite de lo inobservable. Estas partículas tienen una naturaleza dual: unas veces se comportan como puntos de masa y otras como ondas; solo una ecuación matemática puede expresarla. Heisenberg formula este carácter indeterminista del mundo subatómico en el llamado principio de indeterminación, que dice que se puede predecir bien la velocidad, bien la posición de una partícula, pero no ambas. Fin del determinismo.

El Big Bang y la Nueva Imagen del Universo

El reto de la física actual es la unificación de las teorías cuánticas y de la relatividad. La revolución cuántica trajo consigo el descubrimiento de dos nuevas fuerzas: la nuclear débil, que actúa en el interior de los protones y neutrones del núcleo; y la nuclear fuerte, que mantiene unido el núcleo de los átomos. Esta desarrolla una extraordinaria energía muy concentrada y de alcance limitado. La gravedad opera de forma inversa y es la de mayor alcance. La fuerza electromagnética mantiene la cohesión de los átomos mediante la atracción y repulsión de los protones y electrones (electricidad). A estas cuatro fuerzas se les llama «cuerdas» por su función energética de desintegración o enlace. La teoría de la supercuerda intenta describir la totalidad del universo como constituido por unas entidades abstractas semejantes a cuerdas, infinitamente pequeñas, que se encuentran vibrando y girando bajo una gran tensión. Las partículas serían estados vibracionales, nodos o puntos de esas cuerdas.

La teoría más consistente sobre el origen del universo es el Big Bang o gran explosión. George Gamow, basándose en estudios anteriores sobre la radiación de fondo del universo, propuso una imagen de este en expansión. El momento inicial fue una gran explosión de un punto primordial de energía casi infinita y de materia casi nula, de elevadísimas temperaturas y densidad. El espacio-tiempo se originó en la misma explosión y, con él, las primeras partículas y núcleos de H y He. En billonésimas de segundo se fueron constituyendo los átomos y, en virtud de la atracción de la gravedad, se fueron concentrando las estrellas y planetas. El universo podría seguir expandiéndose o acabar en una implosión (big crunch) en la que todos los elementos constituyentes retrocederían hasta fusionarse de nuevo en la partícula inicial.

Dos Posturas en la Modernidad

La aproximación moderna a la idea de conocimiento parte de su comprensión como un proceso en el que intervienen dos elementos: un sujeto que conoce y un objeto que es conocido.

• Empirismo: El conocimiento comienza y termina con la experiencia, a partir de la información que proporcionan los sentidos. Se parte de una idea de que la mente es como una página en blanco sobre la que se imprimen todos los conocimientos a partir del contacto con la realidad. Hume distingue dos tipos de percepciones: las impresiones, que son inmediatas a la observación del objeto, y las ideas simples o copias de las impresiones. Las ideas más complejas y abstractas se forman a partir de la asociación de las más simples según unas leyes.
• Racionalismo: Siglos XVII y XVIII. Los racionalistas comparten la confianza en la razón como el instrumento de los seres humanos para descubrir los procesos que ocurren en la realidad. Los sentidos tienen un papel secundario. La mente construye la realidad mediante la actividad de la razón, al elaborar las ideas. Descartes desconfía de la información sensorial y busca ideas innatas en las que se funda el verdadero conocimiento.

La Ciencia Antigua

El universo es un gran universo jerarquizado y diferenciado en sus partes. El espacio se concibe cerrado y finito, y su centro es la Tierra (geocentrismo). Un universo dinámico es aquel en el que todo lo que se mueve es movido por otro; en última instancia, todo es atraído jerárquica y ordenadamente por un primer motor inmóvil. Se trata de un universo dotado de una finalidad (teleología). En el siglo II, Ptolomeo atribuyó a los planetas una doble órbita. Este sistema perduró hasta el Renacimiento. El cristianismo asimiló el primer motor aristotélico con Dios y el orbe supralunar con el cielo. Se formó la interpretación medieval del mundo centrada en Dios y en el mundo supralunar (teocentrismo).

La Nueva Ciencia

En el Renacimiento, hubo un nuevo cambio de perspectiva con las siguientes características: heliocentrismo, descubrimiento de las matemáticas y un método. Surgió una actitud de dominio de la naturaleza. La ciencia antigua observaba y contemplaba las cualidades del mundo; la nueva mide y extrae leyes para dominarlo.

El Sistema Newton

El universo entero está sometido a esta ley de gravitación universal, según Newton, quien formuló la definitiva imagen del mundo. Actualmente se coincide en que es un gran mecanismo de relojería regulado por leyes necesarias, donde el espacio y el tiempo son referencias absolutas de todo movimiento. Está regido por el determinismo.

Universo

Totalidad plural de objetos. También se usan como sinónimos los términos cosmos, en la medida en que se refiere a un todo ordenado, y mundo, si se refiere al ámbito de lo humano.

Dinamica

Parte de la física que estudia la relación entre las fuerzas y los movimientos.

Teleología

Parte de la filosofía de la naturaleza que estudia los fines. La concepción teleológica del universo defiende la existencia de orden o finalidad en su estructura.

Partícula

Componente más elemental de la materia. No es representable sino por un constructo matemático, pues una partícula consiste en la medida de una radiación.

Propiedades Emergentes

Cualidades nuevas que adquiere un ser o sistema y que son irreductibles a otras anteriores. Se dan en los sistemas abiertos.

Agujero Negro

Deformación del espacio-tiempo causada por una estrella en extinción que, al enfriarse, provoca un gran campo gravitatorio.

Experiencia

Información que captas a través de los sentidos.

Objeto

Todo lo que puede ser materia de conocimiento o sensibilidad por parte de un sujeto.

Fenómeno

Aquello que es percibido por los sentidos y organizado de acuerdo con la estructura de la sensibilidad del sujeto.