Cómo la hipótesis de la Tierra hueca ilumina la ciencia falsable

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En 1869, el fundamentalista baptista Cyrus Reed Teed comunicó su revelación divina de que la Tierra estaba hueca. A primera vista, nada novedoso. Julio Verne había explorado un concepto similar cinco años antes en su aventura de ciencia ficción Viaje al centro de la Tierra. Pero mientras Verne imaginaba una caverna subterránea de criaturas fantásticas, Teed declaraba en serio que vivíamos literalmente dentro de la esfera. En esta extraña cosmología, el Sol, los planetas, las estrellas y las galaxias ocupan el interior de la Tierra. La corteza terrestre es una capa de roca infinitamente gruesa que recubre todo el Universo.

Motivado por su nueva cosmología, Teed publicó un libro, inició una nueva religión, acumuló discípulos y fundó una nueva ciudad en Florida. Para muchos, las ideas de Teed suenan a aceite de serpiente tan espeso que sólo los más crédulos podrían imbuirse. Sin embargo, su influencia no se limitó a Estados Unidos ni al siglo XIX. El sentimiento antiintelectual del partido nazi abrazó la teoría de la Tierra hueca cóncava, o Hohlwelttheorie como se denomina en alemán. Según el astrónomo holandés Gerard Kuiper, elementos del ejército nazi podrían incluso haber abogado por mirar a través del cielo para espiar a los Aliados al otro lado del mundo. Al fin y al cabo, no hay lugar donde esconderse dentro de un globo terráqueo.

¿Cómo se afianzaron las ideas de Teed en las altas esferas del Tercer Reich? El novelista inglés Edward Bulwer-Lytton introdujo en Europa una idea menos cósmica y más conspirativa de una Tierra hueca. En su novela Vril: El poder de la raza venidera (1871), Bulwer-Lytton describe una raza superior que vive en las entrañas de la Tierra. En este ambiente cultural, la creencia en una Tierra hueca podría haber atraído a los nacionalistas alemanes. De hecho, durante la Primera Guerra Mundial, un piloto alemán llamado Peter Bender se convirtió a las ideas de Teed como prisionero de guerra. Según el geógrafo Duane A Griffin, de la Universidad Bucknell de Pensilvania, Bender introdujo Hohlwelttheorie a la élite nazi Hermann Göring, que supervisó la creación de la Gestapo. Con esta obertura inicial, las cosmologías alternativas podrían haberse deslizado en el pensamiento nazi. Como escribe Nicholas Goodrick-Clarke en Las raíces ocultas del nazismo (1992), “las fantasías pueden alcanzar un estatus causal una vez que se han institucionalizado en las creencias, los valores y los grupos sociales”.

Las fantasías pueden alcanzar un estatus causal una vez que se han institucionalizado en las creencias, los valores y los grupos sociales.

Mientras el partido nazi ascendía al poder en Alemania, el antisemitismo llevó al físico judío-alemán Albert Einstein a fijar su residencia en EEUU. Al igual que Teed, Einstein había desarrollado una comprensión profundamente contraintuitiva del Universo. Para explicar varias observaciones curiosas sobre la luz, Einstein dedujo que ésta debe tener siempre la misma velocidad para todos los observadores. Además, el tiempo y el espacio cambian a medida que uno se aproxima a la velocidad de la luz. ¡He aquí que los objetos muy rápidos se contraen en longitud y experimentan un paso del tiempo diferente! Así pues, los gemelos podrían divergir en edad si uno empieza a viajar mucho más rápido que el otro.

Damos por sentado que el tiempo y la distancia son iguales para todos, igual que damos por sentado que el cosmos contiene a la Tierra, y no al revés. Sin embargo, ambas ideas han sido cuestionadas. ¿Cómo sabemos que Einstein tiene razón y Teed está equivocado?

Para llegar al fondo de las cosas, recurre a la construcción de modelos: descripciones simplificadas de la realidad que explican cómo cambian las variables a lo largo del tiempo. Un punto rojo al que llamamos Marte se desplaza por el firmamento estrellado. ¿Cómo explicamos esta variación nocturna? Se necesita un modelo. Desde la antigüedad hasta la revolución científica, el modelo de Marte de la humanidad ha evolucionado. Para los antiguos griegos, Marte era la estrella errante de Ares, dios de la guerra. Desde esta perspectiva primitiva, en la que la astronomía y la astrología aún no habían divergido, Marte era un errante celeste que encarnaba los rasgos de una deidad guerrera. Esta explicación del movimiento nocturno del planeta, aunque es un comienzo, es poco satisfactoria. Un modelo sólido no es una mera explicación manoseada, sino una descripción matemática que dé cuenta de toda la varianza de los datos. En concreto, ¿por qué Marte se mueve más despacio que algunos planetas y más deprisa que otros? ¿Y por qué de vez en cuando invierte su dirección, fenómeno conocido como movimiento retrógrado, durante unos meses, para volver sobre sí mismo en la dirección original?

Un primer intento de modelizar la mayoría de las características del movimiento planetario fue desarrollado por el astrónomo griego Eudoxo de Cnido y descrito por el filósofo Aristóteles. En este modelo, un intrincado sistema de 27 esferas cristalinas que rodeaban la Tierra explicaba los movimientos de los cielos, incluidos los movimientos retrógrados de los planetas. Más tarde, un modelo diferente de Hiparco de Nicea invocaba una serie de órbitas planetarias alrededor de la Tierra. La primera órbita -llamada deferente- era un círculo perfecto alrededor de la Tierra, mientras que la segunda órbita -llamada epiciclo- se movía a lo largo de la circunferencia de la deferente. La contribución de Hiparco quedó inmortalizada durante siglos en la obra del astrónomo, matemático y geógrafo egipcio Ptolomeo de Alejandría, que retocó el concepto hasta convertirlo en algo tan perdurable que cuestionarlo era poco menos que una blasfemia. Si no que se lo pregunten a Galileo, que fue perseguido por esta herejía por la Inquisición en el siglo XVII.

Es como si la ciencia se levantara y dijera: ‘¡Maldita sea, tiene que haber una explicación más sencilla!’

Dado que los modelos establecidos se enredan con nuestro sentido de la realidad, dudar de ellos es a menudo un acto de desafío, cuando no un sacrilegio absoluto. Hoy, por supuesto, sabemos que Tolomeo estaba equivocado. El modelo heliocéntrico introducido por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico en 1543 sitúa a los planetas en órbitas elípticas alrededor del Sol, y explica mejor los datos (incluido el movimiento retrógrado). Además, ahora sabemos que los planetas no son estrellas, ni siquiera esferas. El físico y matemático inglés Sir Isaac Newton fue el primero en darse cuenta de que la Tierra y otros planetas son en realidad “esferoides oblatos”, globos que se aplastan un poco en cada polo debido a su rotación.

¿Por qué triunfó Copérnico sobre Ptolomeo? Seleccionar el modelo más simple y parsimonioso es un criterio para decidir la verdad llamado navaja de Occam. Es como si la ciencia se levantara y dijera: ‘¡Maldita sea, tiene que haber una explicación más sencilla! Si alguien tiene que tejer una historia complicada donde bastaría una historia sencilla, quédate con la historia sencilla. Los epiciclos de Ptolomeo dieron a su modelo la cuerda suficiente para ahorcarse. Como dice el refrán popular

Todo debe hacerse lo más sencillo posible, pero no más simple.

Sin embargo, junto a la elegancia de Copérnico aparecen los reaccionarios, como Teed.

T epítome de la fantasía pseudocientífica, la teoría de Hohlwelt reduce miles de millones de años luz de espacio mayoritariamente vacío -salpicado de 100.000 millones de galaxias y 1 millón de billones de estrellas- a un minúsculo punto en el centro del Universo de la Tierra hueca. Aunque la teoría de Hohlwelt pueda parecer totalmente indefendible, un segundo matemático quijotesco de Alejandría, Mostafa A Abdelkader, ha aceptado el reto. En la década de 1980, Abdelkader describió la gimnasia matemática necesaria para concebir un cosmos del revés. Entre otros supuestos, esta inversión geométrica cambia el centro de la Tierra por el infinito. Imagina, si quieres, que cortas una costura en una pelota de baloncesto. Al darle la vuelta a la goma, todo lo que hay fuera del balón -tú, la habitación en la que estás, el Universo entero- es aspirado hacia dentro. El aire que antes estaba dentro del balón forma ahora una atmósfera fuera del balón que se extiende hacia el infinito. ¡Et voilà! Un balón de baloncesto antes humilde contiene ahora el Universo. Aunque esta analogía verbal es imprecisa, las matemáticas abstractas del documento de Abdelkader realizan esta transformación con precisión. Para adoptarla, convéncete de que “dentro” y “fuera” son tan arbitrarios como la izquierda y la derecha, o arriba y abajo.

Como consecuencia de la física de Abdelkader, la mayor parte del Universo está mapado a un minúsculo punto en el centro u origen de la Tierra hueca. Al describir esta impensable transformación en 2012, Griffin escribe:

Plutón se encoge hasta el tamaño de una sola bacteria flotando a siete metros del origen, mientras que Alfa Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol, se convierte en una mota infinitesimal situada a un mero milímetro del origen. Por tanto, todas las demás estrellas y objetos del cosmos están contenidos en una esfera de menos de dos milímetros de diámetro que flota a 6.371 kilómetros por encima de nuestras cabezas.

El fallecido escritor científico estadounidense Martin Gardner interpreta brillantemente las matemáticas de Abdelkader en su recorrido escéptico por la ciencia marginal En el lado salvaje (1992). En la nueva y extraña física del mundo de Abdelkader, los rayos de luz no viajan en línea recta, sino en arcos curvos. Como un molinete que roza el interior de un globo hueco, los arcos de luz solar iluminan la superficie interior cercana de la Tierra, pero se curvan y no llegan a la superficie nocturna lejana. Por esta razón, el Sol parece ponerse, aunque la curvatura de la Tierra sea cóncava.

Santa Claus, al igual que Marte, no es más que un modelo, pero que no puede refutarse ni retenerse

Pero si otros planetas se encuentran en la Tierra, el Sol no se pone.

Pero si otros planetas están más cerca de nosotros que España de Nueva Zelanda, ¿por qué tardamos tanto en llegar a ellos? Buena pregunta. En las matemáticas de esta cosmología, las velocidades y tamaños de los objetos en movimiento se aproximan a cero a medida que uno se acerca al centro del Universo, situado en el centro de la Tierra. Según Gardner, las acrobacias mentales de Abdelkader crean “una física consistente que no puede ser falsificada por ninguna observación o experimento concebible”.

¿Cómo es posible que algo tan estúpido no sea falsable? Una pregunta así trata la no falsabilidad como una coartada y no como una obligación. Supone, ingenuamente, que los modelos son inocentes hasta que se demuestre lo contrario.

Sin embargo, muchas afirmaciones arbitrarias son infalsificables. La afirmación de un niño de que Papá Noel existe, pero que no puede verse con ninguna cámara o instrumento científico, es precisamente eso: infalsificable y, por tanto, no comprobable. Intelectualmente hablando, esto es menos como llevar un escudo y más como llevar una piedra de molino. Papá Noel, como Marte, no es más que un modelo, pero uno que no puede refutarse ni retenerse.

La noción de que los modelos sólo pueden tomarse en serio si son falsables procede del difunto filósofo de la ciencia Karl Popper. Un modelo no se construye sobre cimientos concretos, sino sobre pilotes que pueden desecharse rápidamente si llega nueva información. Como escribió Popper en La Lógica del Descubrimiento Científico (1934), “no importa cuántos casos de cisnes blancos hayamos observado, esto no justifica la conclusión de que todos los cisnes son blancos”. Un buen modelo se arrastra hacia la certeza; persigue el horizonte de la prueba, pero nunca lo toca.

La certeza absoluta nunca es el punto de referencia de un modelo científico. Para ser considerado científico, un modelo debe hacer una predicción que pueda ser apoyada por un experimento posterior. Para tener éxito, el experimento debe verificar esta predicción. Sólo entonces confía el científico en el modelo, pero nunca plenamente. Sobre esto, Popper escribe: “El juego de la ciencia no tiene, en principio, fin. Quien un día decida que las afirmaciones científicas no requieren más pruebas, y que pueden considerarse verificadas definitivamente, se retira del juego.”

Popper sostenía que la ciencia es un juego sin fin.

Popper sostenía que sólo los modelos comprobables son modelos científicos. Si no puede hacerse ninguna afirmación comprobable, entonces el modelo no es falsable, y no es ciencia. El difunto filósofo británico Bertrand Russell ilustró este punto en 1952 declarando con humor que “entre la Tierra y Marte hay una tetera de porcelana que gira alrededor del Sol en una órbita elíptica”. Demasiado pequeña para ser vista por los telescopios, ni la existencia ni la inexistencia de dicha tetera pueden probarse mediante ningún experimento razonable, argumenta Russell. Pero si yo dijera que, puesto que mi afirmación no puede refutarse, dudar de ella es un presupuesto intolerable para la razón humana, se pensaría con razón que estoy diciendo tonterías.

Como demuestra la tetera de Russell, las afirmaciones o modelos no refutables no pueden tomarse en serio. No son ciencia. Por lo demás, todo vale: teteras, Tierras del revés, lo que se te ocurra. La conclusión de Russell se refleja en la “navaja de Hitchens”, un adagio del difunto escritor Christopher Hitchens: “Lo que se puede afirmar sin pruebas se puede rechazar sin pruebas”. La navaja de Hitchens, por supuesto, pertenece a la misma caja de herramientas que la navaja de Occam, la afirmación de que el modelo más simple y parsimonioso es un criterio para decidir la verdad, y la cuchilla que acuchilla a Teed. Los modelos más sencillos son más fáciles de falsar y, por tanto, más amistosos para la ciencia. Un modelo sencillo requiere menos datos para falsarlo, mientras que un modelo complicado requiere más.

La probabilidad de que la Tierra sea el Universo-contenedor equivale a que 80 monedas salgan cara

La probabilidad de que la Tierra sea el Universo-contenedor equivale a que 80 monedas salgan cara.

Aunque la teoría de Hohlwelt no puede refutarse ni falsarse, la mayoría de los pensadores serios la rechazan porque es innecesariamente complicada (navaja de Occam), carece de pruebas (navaja de Hitchens) y es infalsificable (¿llamamos a esta navaja navaja de Popper?)

Pero nuestras navajas no son tan complicadas.

Pero no todas nuestras navajas son herramientas perfectas. Cuando el número o la especificidad de las afirmaciones de un modelo no están claros, la navaja de Occam parece subjetiva. ¿Es la simplicidad de un científico el nudo gordiano de otro científico? Por ejemplo, el propio Abdelkader podría haber encontrado la simplicidad en la teoría de Hohlwelt. Al vencer a esos miles de millones de años luz de vacío intergaláctico sin vida, Abdelkader nos salva de la dificultad de creer en la fantástica inmensidad del Universo y “la consiguiente reducción de la Tierra a un infinitesimal”.

Aunque la teoría de Occam se basa en la teoría de la Tierra, Abdelkader no es un científico.

Aunque la navaja de Occam no es un algoritmo exacto, el enfoque arbitrario de la teoría de Hohlwelt sobre la Tierra sí puede cuantificarse. ¿Por qué la Tierra, en particular, como contenedor del Universo? ¿Por qué no cualquiera de los innumerables planetas del Universo? ¿Por qué un planeta? ¿No podría una luna o una estrella someterse a la misma matemática de inversión de esfera utilizada por Abdelkader?

Dado que la inversión matemática utilizada por Abdelkader puede aplicarse a cualquier esfera, que la Tierra es un subconjunto de todos los objetos esféricos del Universo, y que sólo una esfera invertida puede contener lógicamente al Universo y a todas sus demás esferas, la afirmación muy concreta de que la Tierra es el Universo-contenedor (y no la Luna, ni Marte, ni tu estrella favorita) tiene aún menos probabilidades de ser cierta que la premisa general de que el Universo está contenido dentro de una esfera. Si contamos el número n de todos los cuerpos de este tipo que pueden existir en el Universo, la probabilidad de que la Tierra sea el Universo-contenedor es 1/n. Como hay al menos 10²⁴ cuerpos esféricos de este tipo en el Universo, la probabilidad de que la Tierra desempeñe el papel privilegiado de Universo-contenedor es inferior a 1/10²⁴. Esto es como lanzar 80 monedas y que todas salgan cara.

La probabilidad de que la Tierra desempeñe el papel privilegiado de contenedor del Universo es inferior a 1/10.

La navaja de Occam nos dice que la teoría de Hohlwelt es un mal modelo porque hay alternativas más sencillas que explican los datos igual de bien. Pero quizá estemos pensando demasiado. ¿Acaso atacar la teoría de Hohlwelt con una herramienta de pensamiento tan sofisticada no es como aplastar un mosquito con un mazo? Si podemos rechazar la teoría de Hohlwelt sólo con la intuición, ¿qué necesidad tenemos de las herramientas científicas?

Además, la intuición es un pésimo filtro para la ciencia. Muchas décadas antes que Abdelkader, otro individuo también sugirió que se había malinterpretado la geometría fundamental del Universo y que un viaje por el espacio cambia el tamaño de un objeto. La teoría de la relatividad de Einstein probablemente sonó casi tan risible como la teoría de Hohlwelt cuando se presentó por primera vez. Con sus nuevos modelos del tiempo, el espacio y la gravedad, la humanidad salió de la era de la intuición.

La confusión vertiginosa era la sensación de la física de finales del siglo XIX. La luz procedente de estrellas lejanas muestra la misma velocidad relativa a la Tierra, independientemente de si ésta se mueve hacia una estrella concreta o se aleja de ella. Para rescatar la física, Einstein propuso que la velocidad de la luz es la misma en todas partes para todos los observadores. Tanto si te mueves hacia un rayo láser como si te alejas de él, su luz se acerca a ti con la misma velocidad relativa.

Y aún hay más: el tiempo transcurre más despacio para un observador cuanto más rápido se desplaza. Al acercarnos a un rayo láser, nuestro reloj se ralentiza, limitando la velocidad relativa entre nosotros y la luz. Sí, así es: un reloj parado en la Tierra avanza más rápido que un reloj en movimiento en una nave espacial.

El martillo se levanta y se pone en marcha.

El martillo se levanta, y con este primer giro, Einstein cincela la intuición. A medida que seguimos la historia del físico más célebre de la historia, las cosas se vuelven aún más extrañas. Como el tiempo y la distancia están relacionados por la velocidad, los objetos se contraen en longitud a medida que viajan más rápido. De hecho, una lanza lanzada casi a la velocidad de la luz se contraería hasta convertirse en un corto trozo. Así lo afirma la teoría de la relatividad especial de Einstein, el modelo que explica por qué la velocidad de la luz es constante en todos los marcos de referencia.

Usando la intuición como barandilla, uno podría contemplar el modelo de Einstein y ver la locura. Utilizando la ciencia, se ve la razón

Tanto la relatividad especial como la teoría de Hohlwelt destruyen supuestos humanos básicos: una con éxito, la otra sin éxito. La relatividad especial nos dice que el tiempo y el espacio son relativos. La teoría de Hohlwelt nos dice que vivimos dentro de la Tierra. La cuerda que rescató a la relatividad especial es también la cuerda que ahorcó a la teoría de Hohlwelt: El criterio de falsabilidad de Popper. La relatividad especial ofrece muchas falsaciones posibles, todas las cuales han sobrevivido hasta ahora a las pruebas experimentales.

Un ejemplo: toma dos relojes atómicos sincronizados con precisión de nanosegundos; mantén uno en tierra y lleva el otro en un avión alrededor del mundo dos veces. La relatividad especial dice que sus tiempos divergirán, y así es. Cualquier otro resultado habría supuesto el fin del juego para Einstein. Esta accesibilidad a la experimentación es precisamente lo que mantiene a flote la relatividad especial. Utilizando la intuición como barandilla, uno podría contemplar el modelo de Einstein y ver la locura. Utilizando la ciencia, se ve la razón.

Si Einstein y Abdelkader parecen converger, es en el uso de la geometría para deshacer el mundo tal y como lo conocemos. La relatividad especial de Einstein utiliza una sencilla herramienta conocida como contracción de Lorentz para describir el modo en que los objetos se contraen en longitud a medida que se acercan a la velocidad de la luz. Desarrollada por el físico holandés Hendrik A Lorentz en 1892, esta herramienta calcula la contracción de los objetos rápidos utilizando nada más que álgebra de primer ciclo de secundaria. Abdelkader podría haberse inspirado en la contracción de Lorentz al desarrollar su marco matemático para la teoría de Hohlwelt. Al igual que Einstein planteó la hipótesis de que los objetos se contraen a medida que se acercan a la velocidad de la luz, Abdelkader planteó la hipótesis de que los objetos se hacen más pequeños a medida que se acercan al centro del Universo de la Tierra hueca. La belleza de las matemáticas brilla en ambos modelos. Sin embargo, la luz de la ciencia no brilla en el modelo de

Abdelkader

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Einstein ofrece la oportunidad de demostrar que su modelo es erróneo. No puede decirse lo mismo de la teoría de Hohlwelt. Mientras que Abdelkader anhelaba rescatar a la Tierra del vasto vacío del espacio, Einstein pretendía explicar los datos que demostraban que la luz viaja a velocidad constante en todos los marcos de referencia. Y mientras que la motivación de Abdelkader era antropocéntrica, la de Einstein podría haberla compartido un marciano o cualquier otro ser sensible. Abdelkader, por supuesto, no hizo ninguna predicción comprobable, sin embargo Einstein hizo muchas.

Las teorías y leyes físicas no son meras ecuaciones. Realmente significan algo sobre el mundo material en el que vivimos. La diferencia entre Einstein y su predecesor, Newton, es un ejemplo de ello. Newton describió la gravedad como una fuerza, mientras que Einstein la describió como una curvatura. La teoría general de la relatividad de Einstein afirma que el espacio y el tiempo se encuentran en un continuo de cuatro dimensiones conocido como espaciotiempo. La masa deforma el tejido mismo del espaciotiempo como una pelota de baloncesto deforma una lámina de goma. Eso es la gravedad: deformación del espacio-tiempo. Como dijo el físico teórico estadounidense John Archibald Wheeler en 1990: “El espaciotiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espaciotiempo cómo curvarse”.

Así que la gravedad no es la bestia familiar que crees. Como el espaciotiempo está deformado (o curvado) por la masa, los objetos no caen en el sentido que solemos pensar. Contrariamente a Newton, la gravedad ni siquiera es una fuerza. Nada “tira” de un objeto que cae hacia la Tierra. El objeto “que cae” sigue una línea recta en el espaciotiempo curvado.

De hecho, el sabor del Universo de Einstein es totalmente distinto del de Newton. Sin embargo, los ingenieros aeroespaciales podrían encogerse de hombros ante la elección entre la física de Newton y la física de Einstein. La elección no es entre la solución correcta y la solución incorrecta, sino más bien entre la solución adecuada y la solución inadecuada. Si tu nave espacial no viaja cerca de la velocidad de la luz ni cerca de una masa extremadamente grande, la solución adecuada es la solución más sencilla: la mecánica newtoniana. Probablemente por este motivo, los ingenieros de la misión New Horizons de la NASA a Plutón no se guiaron por la física de Einstein, sino por la de Newton. Los resultados son increíblemente precisos. Tras viajar por el Sistema Solar durante nueve años y medio, el sobrevuelo de la nave New Horizons sobre Plutón en 2015 se desvió tan sólo 72 segundos.

El mundo de Newton es un Universo de bolas de billar, mientras que el mundo de Einstein es una sala de espejos

Del mismo modo, Griffin ha señalado que aceptar la física de Abdelkader no supondría ninguna diferencia apreciable en la vida cotidiana: “Desde un punto de vista práctico… experimentamos el Universo como un espacio euclidiano con la superficie de la Tierra o (ocasionalmente) el Sol como marco de referencia, y podemos pasarnos la vida entera sin tener que adoptar nunca una perspectiva arquemediana que contemple el propio marco”. Al igual que Newton y Einstein, Copérnico y Abdelkader convergen extrañamente en el ámbito de lo mundano.

En muchos casos, la física de Newton y la de Einstein le dicen a una sonda espacial que haga prácticamente lo mismo. Aunque convergentes en este sentido, divergen totalmente en la metafísica. El mundo de Newton es un Universo de bolas de billar. Los objetos en movimiento no tienen límite de velocidad. Las reglas del juego son claras: las fuerzas actúan instantáneamente, surtiendo efecto de inmediato a cualquier distancia. El mundo de Einstein, en cambio, es una sala de espejos. El espaciotiempo -el tejido mismo de la realidad- está torcido. El tiempo y el espacio son relativos. Las fuerzas están limitadas por la velocidad de la luz.

El difunto físico estadounidense Thomas Kuhn observó que las sucesivas teorías científicas suelen dar cuenta de la realidad de forma totalmente distinta. Del mismo modo que la casa de billar de Newton y la sala de espejos de Einstein son dos lugares completamente diferentes, se puede imaginar un tercero.

Este escenario alternativo de la realidad procede del físico teórico holandés Erik Verlinde, quien, en 2011, dedujo el modelo de gravitación de Newton a partir de otros primeros principios o verdades fundamentales de la física. ¿Por qué es tan importante el redescubrimiento por Verlinde de un modelo de hace tres siglos? Porque la gravitación en sí misma es un primer principio y, por tanto, no debería poder derivarse de otras leyes. Tanto si pensamos en la gravitación como masa que atrae masa, como si pensamos en la gravitación como masa que deforma el espaciotiempo, el hecho de la gravitación no puede reducirse a nada más simple. Como tal, no debería ser posible redescubrirla a partir de otras áreas dispares de la física. Sería como deducir la Constitución de EE.UU. a partir de la Constitución Federal Suiza.

A menos, claro está, que la gravitación no sea un primer principio. En este espíritu, Verlinde enmarca la gravedad como un fenómeno emergente. Los fenómenos emergentes aparecen cuando las interacciones a pequeña escala dan lugar a nuevas leyes, principios y estructuras a mayor escala. Considera los hermosos cristales de hielo que llamamos copos de nieve. La formación de los copos de nieve está impulsada por la termodinámica, las leyes que rigen la transferencia de energía térmica entre las moléculas. Sin embargo, los cristales no existen a escala de moléculas individuales. Sólo aparecen a una escala mayor, cuando muchas moléculas intercambian energía de una manera determinada.

Los cristales no existen a escala de moléculas individuales.

Así como podemos obtener los copos de nieve a partir de la termodinámica, Verlinde sostiene que podemos obtener la gravitación a partir de la termodinámica. Si el Universo fuera un programa informático, no habría ninguna línea para la gravitación en el código. Desde este punto de vista, la gravitación es menos un artículo constitucional y más un efecto secundario.

Una vez atrapada la pelota, Verlinde sigue corriendo con ella. Tras deducir el modelo de gravitación de Newton, continúa en el mismo papel de 2011 para deducir piezas importantes del modelo de Einstein. Pero, ¿qué cambia esto? ¿La gravedad no sigue siendo gravedad? Tal vez no: Verlinde ve margen de mejora.

La materia oscura podría ser un intento desesperado de reconciliar una teoría fallida con la observación

Como a muchos otros físicos, a Verlinde le preocupa una aparente deficiencia del modelo de Einstein. A pesar de sus muchos triunfos, la relatividad general no logra predecir la forma en que giran las galaxias. Para rescatar a Einstein, los físicos se han limitado a plantear la hipótesis de que hay mucha más masa alrededor de las galaxias de la que realmente podemos ver. La masa invisible, llamada materia oscura, supera en más de cinco a uno a la materia regular. Sin su influencia gravitatoria, no hay forma de conciliar los datos astronómicos con la relatividad general.

A Verlinde, la historia de la materia oscura le resulta familiar. En 1859, el astrónomo francés Urbain Le Verrier describió una anomalía en la órbita del planeta Mercurio. Las leyes de Newton no explicaban del todo el reposicionamiento gradual (llamado “precesión”) de la órbita en forma de huevo del planeta. Para dar sentido a la situación, Le Verrier planteó la hipótesis de la existencia de un planeta invisible que orbitaba cerca del Sol. Denominado Vulcano, la influencia gravitatoria de esta masa adicional explicaría la anomalía de Le Verrier al perturbar la órbita de Mercurio, conciliando así la precesión orbital de Mercurio con las leyes de Newton. Vulcano, por supuesto, nunca se descubrió. La relatividad general explicó la precesión orbital de Mercurio en 1915, eliminando la necesidad de tal modelo.

¿Te suena?

¿Te suena? Verlinde cree que sí. Al igual que los epiciclos de Ptolomeo y el Vulcano de Le Verrier, la materia oscura podría ser un intento desesperado de reconciliar una teoría fallida con la observación. ¿Quizás ha llegado el momento de empezar una nueva página? Verlinde hizo precisamente eso a finales de 2016. En el documento “La gravedad emergente y el Universo oscuro”, da nuevo crédito a una idea que se originó en 1983 con el físico israelí Mordehai Milgrom: cuando la gravedad se debilita lo suficiente, según la idea, su influencia disminuye menos con la distancia. Sólo con esta modificación, el Universo ya no está lleno de materia invisible. De hecho, con la parsimonia de su lado, Verlinde podría, en última instancia, blandir la navaja de Occam como su espada.

La ciencia es un tanque de tiburones. Es fácil burlarse de alguien que piensa que la Tierra es plana. Pero después de reflexionar sobre la relatividad especial, el terrícola plano podría reírse por última vez. Un vídeo de 2014 del educador y personalidad de Internet estadounidense Michael Stevens demuestra que, en algunos marcos de referencia, la Tierra es en realidad un disco plano. No, en serio. En el marco de referencia de un rayo cósmico que se mueve hacia nuestro planeta casi a la velocidad de la luz, la Tierra es literalmente un disco plano de 17 metros de grosor, orientado hacia la partícula.

Recuerda, los objetos que se mueven cerca de la velocidad de la luz se contraen en su dirección de movimiento. ¿Y quién dice que la partícula no está realmente en reposo mientras la Tierra se mueve hacia ella? Sí, todo está ahí en la física. La Tierra se mueve hacia la partícula casi a la velocidad de la luz y se contrae inmensamente en su dirección de movimiento. Como dice Stevens en el vídeo:

La ciencia, por supuesto, rechaza una teoría si otra mejor se ajusta más a nuestras observaciones, pero ¿por qué esa obsesión egoísta con nuestras observaciones? Una partícula de rayo cósmico podría utilizar el mismo método científico que utilizamos nosotros y llegar a la conclusión de que la Tierra era, de hecho, plana.

El filósofo alemán Friedrich Nietzsche, precursor del posmodernismo en el siglo XIX, escribió: “No hay hechos, sólo interpretaciones”. Pero incluso esto es una interpretación. Lo que Nietzsche escribió en realidad fue: “Es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen. Y esto sigue siendo una interpretación de patrones de tinta en un trozo de papel.

Y quizá Nietzsche estaba equivocado: podría haber algo más fundamental que las interpretaciones. Al fin y al cabo, para que existan teorías de la gravitación, tiene que haber algo que necesite explicación. Incluso una negación total y absoluta de la gravitación en cualquiera de sus diversas formulaciones -newtoniana, relativista, emergente- admitiría que hay algo que observamos que podría ser sólo una ilusión. Nada puede socavar el hecho fundamental de que existe una observación básica llamada gravedad que necesita explicación. Todas las interpretaciones divergen de esta observación, enraizada en la experiencia compartida de los seres humanos.

Como escribió en una ocasión el difunto escritor científico Isaac Asimov en una carta exasperada a un estudiante condescendiente: