He participado en el episodio 432 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox A, iVoox B; iTunes A y iTunes B], titulado “Ep432: Premios Nobel; Europa; Antimateria; Chorro; Disrupción; Bosón Z», 05 oct 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: Votación para los premios ASESPOD (5:00). Breve resumen de los Premios Nobel (10:00). CO2 endógeno observado por el JWST en la luna helada Europa (20:00). Cara B: ALPHA-g mide que la antimateria cae hacia abajo (01:00). Los Premios Nobel 2023 (1:02:30). La precesión del jet del agujero negro superamasivo en M87 (1:48:00). Observación de cefeidas con el James Webb para comprobar la tensión de Hubble (2:07:00). Un evento de disrupción de marea por un agujero negro (2:26:00). La medición de ATLAS de la constante de acoplamiento fuerte a la energía de la masa del bosón Z (2:33:00). Imagen de portada realizada por Héctor con Midjourney. «Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».
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Descargar el episodio 432 cara A.
Descargar el episodio 432 cara B.
Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), José Edelstein, @JoseEdelstein, Gastón Giribet @GastonGiribet (solo cara B), y Francis Villatoro @eMuleNews.
Tras la presentación, Héctor recuerda que puedes votar a nuestro podcast como mejor podcast del público 2023 en los premios Asespod. No te olvides de votar, ya que el plazo acaba el 8 de octubre, cumpleaños de Héctor. ¿No le quieres hacer un gran regalo de cumpleaños? Y ya que estás puesto en ello, debes recordar que ya se ha abierto la votación a la 6ª edición de los Premios iVoox a los podcasts de la audiencia. Quedan tres semanas, pero cuanto antes votes a tus podcasts favoritos antes te quitarás la necesidad de votar al nuestro.
Me pide Héctor que presente en menos de cinco minutos los galardonados con los Premios Nobel de Fisiología o Mecicina, Física y Química. Quiere un titular, ya que hablaremos de ellos en la cara B (pues quizás en la cara A no quepa todo lo que hay que decir sobre ellos). Sin muchos detalles, destacamos que se han premiado a dos mujeres (entre ocho premiados) y que L’Huillier es la quinta mujer con un Nobel de Física. Ella ha logrado, por primera vez, 1/3 del premio (hasta ahora las restantes cuatro, incluida Curie, habían obtenido 1/4 del premio). Esto es relevante a efectos económicos, porque a nivel de prestigio no se considera ninguna diferencia.
Nos cuenta Héctor que se ha detectado CO₂ en la luna Europa de Júpiter. Usando dos instrumentos del JWST, NIRCam (Near-Infrared Camera) y NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), se estudiado el espectro entre 2.4 y 5.2 μm, mostrando señales muy claras de agua helada (H₂O) y de CO₂ (observaciones del 23 de noviembre de 2022) en la región de Tara Regio de Europa. En principio, esto no es ninguna novedad, ya que hace años se observó CO₂ cristalino (hielo sólido) en la superficie de Europa. Sin embargo, ahora se usa el JWST para intentar desvelar si su origen es su océano subsuperficial de agua líquida. El cociente de isótopos ¹²C/¹³C = 83 ± 19 apunta a que la fuente puede ser dicho océano (aunque no se puede descartar que no lo sea). No se han detectado plumas (emisión a través de grietas en la superficie que se escape de Europa) ni de vapor de agua, ni de monóxido de carbono, metanol, etano o metano.
Se han publicado dos artículos en Science, uno con las observaciones y otro con un modelo de su posible fuente en el oceáno subsuperficial. Este segundo apunta indicios a favor, pero no se puede descartar que haya surgido en la superficie por procesos de conversión radiolítica de compuestos orgánicos (que podrían haber llegado allí desde el océano, o no). Por supuesto, en ningún caso se pueden interpretar estos resultados como indicios de vida (las reacciones químicas orgánicas, que implican carbono, pueden ser abióticas). Se desconoce tanto de este océano subsuperficial que los modelos tienen muy poca capacidad predictiva y ajustar las observaciones de JWST (que son muy parcas) es fácil para casi cualquier modelo. Los artículos son G. L. Villanueva, H. B. Hammel, …, G. Liuzzi, «Endogenous CO2 ice mixture on the surface of Europa and no detection of plume activity,» Science 381: 1305-1308 (21 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1126/science.adg4270; y Samantha K. Trumbo, Michael E. Brown, «The distribution of CO2 on Europa indicates an internal source of carbon,» Science 381: 1308-1311 (21 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1126/science.adg4155. Muchos artículos divulgativos afirman (a la ligera) que se mostrado que el CO₂ tiene su origen en el océano subsuperficial (lo que no es cierto), como «El CO2 de la superficie de la luna Europa se originó en su océano interior,» Agencia SINC, 21 sep 2023.
Me toca comentar que se ha publicado en Nature el resultado del experimento ALPHA-g: la antimateria cae hacia abajo. Como ya comenté en este blog, nadie espera otro resultado, pues es la predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein, la teoría de la gravitación aceptada por todos los físicos. En dicha teoría lo que gravita es la densidad de energía, que todos las observaciones y experimentos realizados desde 1932 indican que es positiva tanto para la materia como para la antimateria. Por tanto, ambos en caída libre en la superficie terrestre «caerán hacia abajo». Los únicos físicos que afirman lo contrario son los que tienen ideas en contra de la relatividad Einstein (el habitual «he demostrado que Einstein está equivocado»). Aún así, se trata de un gran resultado experimental por las enormes dificultades que ha habido que superar para lograrlo.
El cansancio en la grabación del podcast nos lleva a divagar sobre filosofía de la ciencia y metafísica. ¿Debe seguir siendo estudiada las leyes de Newton como leyes físicas fundamentales (cuando no lo son)? Se debe aprender a usar con maestría la teoría newtoniana, porque sigue siendo útil, ¿pero se debe dejar claro que son leyes que ya no son válidas, solo simples aproximaciones a las leyes actuales (que nos parecen válidas, pero que no lo serán dentro de unos siglos)? Muchas cuestiones… recomiendo escuchar el audio, todos divagamos con nuestros sesgos epistemológicos y ontológicos. Si te gustan estos temas, no dejes de escuchar el audio.
Recomiendo leer mi pieza «ALPHA-g estima la aceleración de la gravedad en un átomo de antihidrógeno», LCMF, 02 oct 2023. El artículo es E. K. Anderson, C. J. Baker, …, J. S. Wurtele, «Observation of the effect of gravity on the motion of antimatter,» Nature 621: 716-722 (27 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06527-1; información divulgativa en Anna Soter, «Free-falling antihydrogen reveals the effect of gravity on antimatter,» Nature 621: 699-700 (27 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02930-w.
Ya en la cara B me toca explayarme con los Premios Nobel. Lo hago al hilo de mis piezas en este blog: «Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2023: Katalin Karikó y Drew Weissman por las vacunas de ARN mensajero contra la COVID-19», LCMF, 02 oct 2023; «Premio Nobel de Física 2023: Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L’Huillier por la attofotónica para observar electrones en moléculas», LCMF, 03 oct 2023; «Premio Nobel de Química 2023: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus y Alexei I. Ekimov por los puntos cuánticos (quantum dots)», LCMF, 04 oct 2023. Como es obvio, hay infinidad de fuentes más divulgativas sobre estos premios; por poner alguna: «Nobel de Medicina para Katalin Karikó y Drew Weissman por sus contribuciones a las vacunas ARNm contra la covid-19», Agencia SINC, 02 oct 2023; «Nobel de Física 2023 para los científicos que iluminaron el mundo de los electrones», Agencia SINC, 03 oct 2023; «Los descubridores de los puntos cuánticos ganan el Nobel de Química 2023», Agencia SINC, 04 oct 2023; entre muchas otras.
Gastón nos cuenta que se ha observado la precesión del chorro ultrarrelativista de M87* (que ya comenté en mi charla «Agujeros Negros Supermasivos (mi charla en la Noche Europea de los Investigadores 2023 en Málaga),» LCMF, 02 oct 2023). Se ha publicado en la revista Nature que, gracias a 22 años de observaciones, hay una oscilación (precesión) de la posición angular del chorro con un periodo estimado de 11 años. Se interpreta como resultado de la precesión de Lense–Thirring del disco de acreción, que estaría desalineado con la rotación del agujero negro M87*. Se cree que una precesión similar es común en todos los chorros ultrarrelativistas de los núcleos galácticos activos.
Esta figura muestra la oscilación y los datos recabados (arriba a la izquierda en colores azul y verde). Como se ve, solo se observa de forma clara un periodo, así que hay que tener cuidado con la estimación de 11 años. ¿Por qué hay precesión? Nos cuenta Gastón que no se sabe, pero que la hipótesis más plausible es que sea debido a la precesión de Lense–Thirring (o efecto de arrastre), predicción de la relatividad general. La teoría de Einstein predice que cómo gravita un astro depende de la dirección en la que rota; un planeta rotando en dirección contraria a una estrella lo haría de forma diferente a como predice la teoría newtoniana.
El satélite Gravity Probe B mostró este efecto rotando alrededor de la Tierra. Este fenómeno hace que haya una precesión del disco de acreción que conduce a la precesión observada en el chorro relativista. El artículo tiene 68 autores (la mayoría japoneses y coreanos, aunque uno está afincado en España, Ilje Cho, IAA-CSIC, Granada, España): Yuzhu Cui, Kazuhiro Hada, …, Weiye Zhong, «Precessing jet nozzle connecting to a spinning black hole in M87,» Nature 621: 711-715 (27 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06479-6.
Gastón y yo comentamos que se ha publicado la primera medición de cefeidas con el telescopio JWST. El grupo de Adam Riess ha publicado tres artículos, en julio, agosto y septiembre. El de agosto es un resumen del estado actual de la estimación astrofísica de la constante de Hubble: la última estimación oficial es de SH0ES (2022), que Riess llama R22, es H0 = 73.0 ± 1.0 km/s/Mpc, a unas cinco sigmas de significación de la estimación cosmológica. El artículo de agosto afirma que Riess está considerando todas las posibles fuentes de errores sistemáticos en la medida, con lo que están obteniendo muchas medidas (menciona las 18 medidas de la tabla, pero no detalla nada).
El artículo de julio (con el curioso título «crowded no more») se estudia uno de los sistemáticos, el efecto de la multitud estelar (stellar crowding noise) en las observaciones de cefeidas. El grupo de Riess usa una técnica de eliminación del fondo para reducir el error en la determinación del periodo de las cefeidas. ¿Podría este sistemático ser relevante? Para ello han comparado las cefeidas de las galaxias cercanas NGC 4258 y NGC 5584 observadas por el telescopio JWST con las del Hubble (HST). Su análisis concluye que el método de eliminación del fondo no afecta a la relación periodo-luminosidad y a las distancias estimadas. Con Hubble se observaron tres veces más cefeidas que con el JWST, pero las de JWST tienen menor incertidumbre. Como la relación magnitud periodo no cambia con las cefeidas de JWST respecto a las de HST, la estimación de distancia no cambia: Riess y sus colegas afirman que este error sistemático potencial no afecta a la estimación de la constante de Hubble.
El artículo de septiembre es el que me parece más interesante. Se estudia la metalicidad (otro de los sistemáticos posibles) de 42 de las 75 cefeidas en la Vía Láctea usadas en la estimación de la constante de Hubble. Estas cefeidas de nuestra galaxia son las únicas que se pueden observar como estrellas individuales. Usando espectros con el instrumento ESPaDOnS del telescopio CFHT (Canada-France-Hawaii Telescospe) de 3.6 m se estima la metalicidad usando la variación del cociente Δ[Fe/H]ₑₓₚ (el subíndice significa espectral). Se observa que las cefeidas estudiadas tienen un valor −0.21 < Δ[Fe/H]ₑₓₚ < 0.39 dex, pero la mayoría tienen −0.1 < Δ[Fe/H]ₑₓₚ < 0.2; la minoría restante parecen ser las cefeidas más brillantes, que ya se esperaba que tuvieran más metalicidad. Se aprecia en las figuras cierta tendencia a perder la linealidad con estas cefeidas brillantes.
Lo más me llama la atención es que en otras galaxias (como NGC 4258 y NGC 5584) lo que se espera observar son las cefeidas más brillantes (las menos brillantes serán muy difíciles de ver). Luego, cuando se afirma que la metalicidad encontrada en la Vía Láctea no afecta a la estimación de la constante de Hubble, me surge la duda de qué pasa si se toman los valores de las cefeidas más brillantes de la Vía Láctea. El artículo de Riess no menciona nada al respecto; cree que en la revisión por pares habría que solicitar un estudio específico de este punto. Los artículos mencionados son Adam G. Riess, Gagandeep S. Anand, …, Richard I. Anderson, «Crowded No More: The Accuracy of the Hubble Constant Tested with High Resolution Observations of Cepheids by JWST,» arXiv:2307.15806 [astro-ph.CO] (28 Jul 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.15806; Adam G. Riess, Louise Breuval, «The Local Value of H0,» arXiv:2308.10954 [astro-ph.CO] (21 Aug 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.10954; Anupam Bhardwaj, Adam G. Riess, …, Shashi M. Kanbur, «High-resolution Spectroscopic Metallicities of Milky Way Cepheid Standards and their impact on the Leavitt Law and the Hubble constant,» arXiv:2309.03263 [astro-ph.SR] (06 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.03263. Más información divulgativa del artículo de agosto en Thaddeus Cesari, «Webb Confirms Accuracy of Universe’s Expansion Rate Measured by Hubble, Deepens Mystery of Hubble Constant Tension,» JWST, NASA, 12 Sep 2023.
Nos cuenta Gastón un artículo en Nature Astronomy sobre un posible evento de disrupción de marea con un período de meses (aunque la oscilación es cuasiperiódica). Este tipo de evento ocurre cuando una estrella se acerca a un agujero negro supermasivo y parte de su masa es arrancada hasta caer en el horizonte. El fenómeno es periódico porque ocurre cuando la estrella está en su periastro (el punto más cercano al agujero negro). Ya se había observado este fenómeno con periodos de horas o días, ya que se trata de estrellas muy cercanas al horizonte. Se publica ahora una sorprendente observación, un evento de este tipo con un periodo de meses (que se podría interpretar como resultado de una órbita elíptica con muy alta excentricidad). Pero además, se observa un comportamiento cuasiperiódico, en lugar de periódico, lo que sugiere que la dinámica orbital en este caso es muy complicada. Se necesitan futuros estudios para confirmar que se trata de un evento de disrupción de marea y para explicar la sorprendente cuasiperiodicidad mensual. El artículo es P. A. Evans, C. J. Nixon, …, B. Sbarufatti, «Monthly quasi-periodic eruptions from repeated stellar disruption by a massive black hole,» Nature Astronomy (07 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-023-02073-y.
Nos cuenta Gastón que el detector ATLAS del LHC ha medido el valor de la constante de acoplamiento fuerte en la producción de bosones Z. Se ha usado el proceso de Drell–Yan, que usa la energía de retroceso de un bosón Z producido por la aniquilación de un quark y un antiquark (que suele venir acompañada de la emisión de múltiples gluones que se observan como chorros hadrónicos); la clave es estudiar las desintegraciones del bosón Z en las que decae en leptones (parejas electrón-positrón o muón-antimuón). El análisis estadístico es muy complicado y solo se han usado 20.2 fb⁻¹ de colisiones protón-protón a 8 TeV c.m. recopiladas en el año 2012. Se estima que se han estudiado unos 15.3 millones de desintegraciones de bosones Z.
El resultado obtenido es que la constante de acoplamiento de la interacción fuerte a la energía de la masa del bosón Z es igual a 𝛼s(𝑚𝑍) = 0.1183 ± 0.0009. Este es el valor más preciso hasta el momento obtenido por un único detector, siendo su incertidumbre comparable a la media mundial de todos los resultados anteriores. Por supuesto, te preguntarás si se puede mejorar con datos de colisiones posteriores a 2012. No es fácil, pero no parece imposible. Así que habrá que estar al tanto en los progresos en esta línea.
Destaco en el podcast que la constante de acoplamiento de la interacción fuerte (como todas las constantes de acoplamiento) no es constante, a pesar de su nombre histórico. Esta constante de acoplamiento 𝛼s(Q) decrece con la energía desde un valor de 0.21 a Q = 5 GeV hasta 0.08 a Q = 3000 GeV. La constantes de acoplamiento de la interacción fuerte y débil decrecen con la energía, mientras que la constante de estructura fina (la de acoplamiento del electromagnetismo) crece con la energía; el resultado es que casi coinciden a muy alta energía, la escala energía de las teorías de gran unificación (GUT). De hecho, gracias a la supersimetría, la coincidencia es perfecta. El artículo es ATLAS Collaboration, «A precise determination of the strong-coupling constant from the recoil of Z bosons with the ATLAS experiment at √s=8 TeV,» arXiv:2309.12986 [hep-ex] (22 Sep 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.12986; más información divulgativa en «ATLAS measures strength of the strong force with record precision. The result showcases the power of the LHC to push the precision frontier and improve our understanding of nature,» CERN, 25 Sep 2023.
Nos hemos alargado mucho, así que dejamos Señales de los Oyentes para la próxima semana. ¡Que disfrutes del podcast!
Francis, te interrumpieron cuando explicabas como lograron encapsular el ARNm para finalmente conseguir producir copias
de la proteína S. Podrías por favor terminar el resumen . Mil gracias .
Naín, no recuerdo que me faltara mucho por contar; tienes una exposición divulgativa en Lluis Montoliu, «La ciencia que hay detrás de la primera vacuna contra la COVID-19,» Gen-ética, 27 dic 2020 (y en otros episodios del podcast). Para el aumento de la expresión de proteínas se usa el ARN mensajero modificado (modARNm): la sustitución del uracilo por pseudouridina o sus variantes, como la 1-metil-3′-pseudouridina. En cuanto al encapsulado y vehiculado del modARNm se usan vesículas de nanolípidos (similares a pequeñas bolitas de grasas); este encapsulamiento no influye en la expresión de proteínas, solo tiene por objetivo proteger al ARNm de la matriz celular y facilitar su entrada en las células musculares a través de su doble membrana celulcar de fosfolípidos.
La composición de las nanocápsulas de lípidos depende del fabricante y como su diseño no ha sido premiado con el Nobel no era muy relevante en el podcast. Además su nomenclatura química es engorrosa (como ((4-hidroxibutilo) azanediol) bis (hexano-6,1-diol) bis (2-hexildecanoato), o 1,2-diestearoil-snglicero-3-fosfocolina), aunque se suelen usar siglas (ALC-0315, o SM-102); además, se incluye colesterol y PEG (polietilenglicol), entre otras grasas. Como las vacunas se distribuyen congeladas (a temperaturas criogénicas), se usan sales y azúcares para proteger el modARNm. Y poco más hay que decir al respecto.
Mil gracias Francis .
Resultó muy interesante la parte en la que divagáis, disfrutamos mucho.
Pero discrepo al calificar a la teoría de Newton de incorrecta, la teoría de Newton es matemáticamente exacta dentro de un régimen determinado y por «matemáticamente exacta» no entendemos «casi exacta», entendemos matemática y totalmente exacta dentro de su régimen.
Además de ser totalmente exacta también es mucho más sencilla que la relatividad en ese mismo régimen, por tanto, indudablemente es necesario estudiarla. Sería inviable que los estudiantes empiecen directamente por la relatividad y además la utilicen para calcular lo que pueden calcular según Newton, la pérdida de rendimiento de los estudiantes sería brutal.
Saludos.
A mí también me pareció interesante esa discusión. Villatoro parece defender que la enseñanza de la física a los físicos debe hacerse usando los principios y la ontología de la teoría que actualmente domina la disciplina. Si lo hiciese desde el realismo y una noción fuerte de verdad, como Giribet, tendría más sentido. Pero si al mismo tiempo recurre a la metainducción pesimista (todas nuestras teorías son falsas porque en algún momento serán sustituidas por otras – Popper), deja de ser legítimo acudir a la verdad para defender la ontología de la teoría actual. Una verdad provisional solo ejerce por cortesía. Y tampoco es solo cuestión de régimen de aplicación. Esto sería válido incluso si ya no lo tuviera. Cabría acudir al argumento pragmático de librar a los físicos de mareos históricos o filosóficos, pero tampoco veo la ventaja. Nada se pierde al explicar los principios y la ontología de cada teoría en su contexto histórico y dejar que cada cual decida el criterio de verdad que más le convence. Sobre este asunto, Hasok Chang, por si apetece:
https://www.youtube.com/watch?v=2zodSx_5geA
Si me permites el debate Masgüel, ¿qué entiendes por teoría falsa o incorrecta?
Personalmente entiendo que una teoría falsa o incorrecta es aquella que no es capaz de reproducir ninguna verdad sobre algo.
Una teoría capaz de reproducir ciertas verdades sobre algo (pero no todas) sería una teoría correcta dentro cierto régimen, que es el caso de Einstein y Newton.
Luego hablaríamos de la ToE que siendo por definición la teoría correcta por encima del resto no sabemos si puede existir.
«¿qué entiendes por teoría falsa o incorrecta?»
Depende del contexto. En cada disciplina, lo que su comunidad de expertos considere apropiado. En filosofía de la ciencia soy pragmatista y relativista. Lo que la comunidad de expertos de cada disciplina considera apropiado depende del momento histórico y no hay criterio suprahistórico que resuelva el asunto. Por eso simpatizo con el pluralismo que defiende Chang (entre otros).
El que defiendes (faso es aquello incapaz de reproducir la verdad sobre algo) es un criterio de verdad como adecuación o correspondencia con la realidad (siquiera parcial), propio del realismo científico. No lo comparto.
Ojo Masgüel, igual me estás entendiendo de manera exagerada. Llamo verdad a un cálculo que puedo realizar, por ejemplo, aplicando la teoría de Newton y que luego puedo confirmar con observaciones/experimentos su exactitud. También hay cálculos que realizamos con la teoría de Newton y no corresponden a lo que muestran los experimentos/observaciones, no siendo verdades.
El trabajo de Newton ofrece verdades y no verdades, en el régimen de las no verdades necesitamos aplicar la relatividad, cuántica, etc.
¿Dirías que el trabajo de Newton es «incorrecto» habiendo un amplio régimen de verdades que consigue reproducir con total precisión?, ¿no es más lógico guardar el término «incorrecto» para aquella teoría que literalmente no reproduce ni una sola verdad?
Pedro, ningún cálculo newtoniano es «exacto», ni se puede reproducir con «total precisión», para cualquier definición razonables de «exacto» y «total precisión» que uses (salvo que entiendas por «aproximadamente exacto» por «exacto» y con «precisión limitada» por «total precisión»).
Lo que yo diría es que no tiene sentido identificar verdad y corrección, como tú pretendes. Algo es correcto o incorrecto dependiendo de los axiomas y reglas que previamente acordemos para un contexto dado. No reproduce ningún régimen de verdades.
También conviene distinguir entre aceptar lo que la comunidad de expertos de una disciplina considere correcto en su campo de estudio y aceptar la filosofía que la mayoría de expertos de esa comunidad asuma para justificar la verdad de sus teorías. Giribet insiste en que un buen físico tiene que ser realista, reduccionista y platónico. No estoy de acuerdo. Además no ocurre. Hay muy buenos físicos antirrealistas, emergentistas o nominalistas. Pero aunque fuese cierto, tampoco supondría un argumento a favor del realismo, el reduccionismo o el platonismo.
Masgüel, para una discusión filosófica hay que empezar dejando claro qué entiendes por teoría y su diferencia con hipótesis. En relación al podcast la discusión debe centrarse en la teoría del paradigma newtoniano, vs la teoría del paradigma contemporáneo. Teorías fuera de estos paradigmas son irrelevantes, y llevan la discusión a derroteros que acaban en ruido.
Disculpa el derrotero. Pedro me estaba interrogando y no se me ocurrió otra forma de responder.
Pedro, nadie habla de teorías falsas o incorrectas, toda teoría tiene límites de aplicabilidad. La cuestión es si los conceptos físicos fundacionales de interés histórico deben ser expuestos a los estudiantes en pie de igualdad a los conceptos físicos fundacionales actuales (que forman el paradigma actual). Se pueden estudiar todas las herramientas matemáticas de la física newtoniana sin necesidad de recurrir a la exposición de ideas fundacionales y conceptos físicos obsoletos (que solo meten ruido en las mentes de los estudiantes durante el aprendizaje).
Hacer que el estudiante aprenda las diferencias entre masa inercial, masa gravitatoria, masa en reposo, masa en movimiento, etc. no tiene ningún sentido; basta hablar de masa, sin adjetivos, y centrarse en explicar el formalismo matemático con todo rigor. El estudiante debe aprender en la asignatura de Historia de la Física lo que es Historia de la Física y en las asignaturas de Física debe aprender Física Moderna (que incluye la mecánica clásica, como es obvio).
Masgüel, lo que yo propongo en la enseñanza de la física es minimizar al máximo los conceptos fundamentales newtonianos que sabemos que son incorrectos. Solo sirven para meter ruido y confundir a los estudiantes. Además, la memoria humana es limitada; al minimizar lo irrelevante (sin menosprecio de un dominio exquisito de las herramientas matemáticas newtonianas), se ayudaría a una comprensión más firme de los conceptos físicos fundamentales que constituyen la realidad física (la realidad según es descrita por el paradigma de la física actual). Frases sin sentido como que no se entiende la mecánica cuántico (a ojos de conceptos fundamentales newtonianos que sabemos que son falsos) acabarían desapareciendo del lenguaje usado en la enseñanza de la física (para el bien de los estudiantes y de toda la comunidad física).
«los conceptos físicos fundamentales que constituyen la realidad física (la realidad según es descrita por el paradigma de la física actual)»
No tengo nada en contra de usar la expresión «realidad física» cuando se añade esa aclaración. Pero conviene tener en cuenta lo que implica hablar de la realidad de esa manera: Una metafísica constructivista*. Si lo que constituye la realidad física son los conceptos, principios y operaciones de la física, se asume que la realidad física es el resultado de la construcción teórica y práctica de una disciplina. Y, aunque implícita, también admite una metafísica pluralista. La realidad biológica será el resultado de la construcción teórica y práctica de la biología, etc. Como no maneja los mismos conceptos, principios ni operaciones, construye entidades y procesos distintos, pero tan reales como los físicos.
Cuando se atraviesa el espejo hacia filosofías que renuncian al fundamento, como el constructivismo, se paga el precio de asumir la realidad de las sonrisas de gato, sin gato.
* Si, poniéndose kantiano, lo se quisiera decir es que, además de la física, biológica, psicológica… hay otra más fundamental, inaccesible, nouménica, sería más apropiado dejar la realidad de ese lado y hablar de los fenómenos con los que nosotros construimos objetos físicos, biológicos…
También es una cuestión de elección de términos, pero a menudo las filosofías que renuncian a un fundamento se llaman postmetafísicas. Un ejemplo, quizá su texto fundacional, sea una página de «El crepúsculo de los ídolos».
«Cómo el mundo verdadero acabó convirtiéndose en una fábula»:
https://www.fadu.edu.uy/estetica-diseno-ii/files/2014/04/Nietzsche-Crepusculo-de-los-idolos.pdf
Me parece interesante la tónica que sigue Francis, la «realidad física» entendemos que es el régimen de la realidad que podemos describir lógicamente.
La realidad física entonces sería el conjunto de todas las verdades físicas, siendo una verdad física un constructo coherente respecto de los postulados para el que existe una observación o experimento que lo confirma.
Pero sigo sin entender como podríamos enseñar mecánica newtoniana (herramienta útil, pero fundamentalmente incorrecta) sin utilizar los conceptos propios de dicha mecánica.
Me imagino haciendo un cálculo según Newton de algún tema gravitatorio mientras utilizo los conceptos de Einstein…
Igual tenéis otra visión de como hacerlo pero me cuesta imaginarlo. Entiendo que la física que hacemos es totalmente dependiente de los conceptos que estamos manejando.
Sobre la frase «no se entiende la mecánica cuántica» estoy deacuerdo en que es una frase incorrecta, no entender la mecánica cuántica implica no saber utilizarla para nada, que no es el caso a día de hoy.
El punto de Francis es justamente ese: en cuanto a cálculos no hay duda de la utilidad de la mecánica Newtoniana. Por tanto lo estudiantes han de trabajarla, sin duda. Ahora bien, conceptualmente la mecánica Newtoniana es una teoría limitada. El tema de la masa inercial y masa gravitatoria es totalmente obsoleto. Tiene su sentido histórico, pero cuando se enseña mecánica Newtoniana los tipos de masa han de ser desterrados. De forma parecida con el tema que la masa crece con la velocidad en relatividad especial: en su día el debate estuvo bien pero a día de hoy también es obsoleto, trae más confusión que otra cosa.
Yo lo que he vivido es que en la universidad la visión y manera de trabajar de Francis es muy mayoritaria, pero sí es cierto que a veces nos dejamos llevar por el lenguaje como si conceptos como masa inercial y masa gravitatoria siguieran vigentes, cuando no lo están. La diferencia no está en los cálculos, no influyen como llamemos a las cosas, pero conceptualmente son debates muy superados. No hace falta saber relatividad especial a nivel técnico para entender que la masa es energía en reposo. Esa es la concepción moderna de masa y la más profunda que conocemos.
Es un punto interesante el que comentas Héctor, pero no puede hacerse mecánica newtoniana hablando en términos de la relatividad general. Un estudiante que estudia la mecánica newtoniana tendrá que usar la terminología newtoniana.
Usar la terminología de la relatividad implica estar haciendo relatividad, no puedes separar la terminología que empleas de la física que haces. Pero estoy deacuerdo con vosotros, al final tener que aprender distintas terminologias lleva a que las mezclemos en un batiburrillo.
Pedro, nadie pide que se explique la mecánica newtoniana con el lenguaje de la relatividad general; solo se pide que se minimicen el número de conceptos newtonianos irrelevantes y obsoletos, que ya no se usan en física moderna (salvo cuando se describan en las asignaturas imprescindibles de Historia de la Física).
Gracias, Héctor, ese es el punto. Mi crítica es a los conceptos newtonianos que sabemos que son obsoletos (pero que decoraron toda mi formación como físico desde primer curso hasta quinto curso). Nadie cuenta la teoría del flogisto en las clases de termodinámica, cuando fue la teoría vigente para el fuego desde finales del siglo XVII a finales del siglo XVIII (quizás la razón es que la termodinámica se cuenta como si solo existiera desde el siglo XIX). En mi opinión los conceptos newtonianos del siglo XVII que fueron desterrados a principios del siglo XX deberían recibir un tratamiento similar.
De nuevo, por si apetece meterse en esos berengenales.
Hasok Chang: “If you can spray phlogiston, is it real?…»
https://www.youtube.com/watch?v=ZnsOktU5uTQ
Pedro, lo que yo intenté dejar claro es que como teoría fundamental, la teoría de Newton es incorrecta. No es verdad que existan fuerzas a distancias e instantáneas en la Naturaleza, no es verdad que la «masa gravitatoria» sea la carga de la gravitación; no es verdad que la gravitación sea una fuerza, etc.
Como intenté dejar claro en el podcast, la teoría de Newton es una herramienta de cálculo muy útil, que se sigue usando cuando el límite newtoniano es aplicable. Mi crítica es al engaño que hacen algunos profesores a sus estudiantes (y muchos divulgadores a su público), afirmando que los ideas newtonianas en las que se fundamentan sus teorías son la verdad en cierto límite; no es verdad, son falsas en todos los límites. Solamente su matemática es útil como herramienta.
Y tampoco es verdad, como afirmas, que como herramienta sea «totalmente exacta», porque no lo es. Que en el mundo ideal de la práctica de la física en la ingeniería y en la astronáutica se usen la matemática de Newton como si fuera exacta, cuando no lo es, solo está justificado porque es «suficientemente exacta» en dicho campo. Pero mi crítica es a que las ideas físicas newtonianas fundamentales son incorrectas y tú lo sabes, Pedro, aunque como boutade afirmes lo contrario, por llevar la contraria.
Habiéndolo meditado, creo que tu matización es correcta y oportuna Francis, debo sustituir «exacto» por «aproximadamente exacto».
Tu visión al respecto queda perfectamente reflejada en las palabras de este último mensaje «…afirmando que las ideas newtonianas que fundamentan sus teorías son la verdad en cierto límite; no es verdad, son falsas en todos los límites. Solamente su matemática es útil como herramienta.»
Reconozco que me cuesta reconciliarme con esas palabras, llamaría falsa o incorrecta a la teoría que no se ajusta a la realidad tan siquiera de manera aproximada. Mis dudas son con el calificativo incorrecto o correcto, sobre el contenido todo lo que dices es correcto y no lo pongo en duda. Saludos
Pedro, recuerda que las ideas de Aristóteles fueron «correctas» durante dos mil años. Se ajustaban «perfectamente» a la realidad, aunque presentaban ciertas «anomalías», como ocurrió con las ideas de Newton, que durante sus doscientos años de vigencia también presentaron muchas «anomalías». Sin embargo, las ideas de Aristóteles se han olvidado, salvo en las asignaturas de Historia; las ideas de Newton acabarán olvidadas, relegadas a los libros de Historia, pues que tengan doscientos cincuenta años no las hace «mejores» que las de Aristóteles en ningún sentido.
Le estáis dando demasiadas vueltas y es más fácil que todo eso.
Al final se trata de modelos, todas las teorías (descripción de un hecho que observas en la naturaleza) físicas son modelos con definiciones e hipótesis de partida. Una cosa es que por ejemplo, la relatividad especial, sea dentro de sus axiomas e hipótesis un aparato geométrico sin contradicciones, sin fallas, y otra cosa es lo cerca que esté de representar la realidad en sus fundamentos e hipótesis incluso en los rangos donde presume que es cierta o donde el modelo dice representar la realidad. Una cosa es que dentro de las leyes de newton y sus hipótesis, la matemáticas newtonianas sean las adecuadas, y otra cosa es lo cerca que esté de presentar la realidad incluso dentro de los rangos donde dice hacerlo.
Si el modelo de Newton nos sirve para levantar puentes e ir a la luna no es por que sus fundamentos e hipótesis sean correctas en las escalas de distancia o velocidad pequeñas, si no porque funciona razonablemente en esas escalas (y no es por casualidad, es porque Newton, al igual que cualquier científico, generaliza a partir de lo que observa en las escalas que puede observar, y hace hipótesis y construye con lo que tiene)…por eso la relatividad general se asemeja a la gravedad newtoniana en esas escalas, no por que de repente las leyes de newton se hagan ciertas a esas escalas, si no porque son las mates que funcionan ahí.
Pero todos son meros modelos, ni ciertos, ni inciertos, son modelos que procuran describir lo que observamos.
Es decir, el ficcionalismo instrumentalista propia del pragmatismo.
Discrepo en eso Masgüel, estás hablando de la verdad matemática que efectivamente es verdad para un conjunto específico de axiomas, pero no olvides que aquí hablamos de física y experimentación. Una verdad en física no solo puede reducirse a ser verdad para determinados axiomas, además tiene que coincidir con lo que dictan los experimentos.
La teoría de Newton ofrece verdades que, además de ser verdades para ese conjunto de axiomas luego puedes comprobar que también se cumplen de manera exacta, y hay todo un régimen de verdades en la mecánica newtoniana que además de ser deducibles a partir de los axiomas también coinciden con lo que podemos experimentar.
No mezclemos verdad física con verdad matemática.
Es que el ajuste empírico tampoco es un criterio de verdad. Otra teoría podría ser tanto o más ajustada a los resultados experimentales. De hecho es lo que ocurre con la relatividad. Toda la mecánica newtoniana puede expresarse en los términos de la relatividad general y ésta da cuenta de otras observaciones que la mecánica newtoniana no puede. Precisamente ese es el argumento de quien afirma que la teoría de Newton no es verdadera. Se vuelve en su contra cuando se recurre a la metainducción pesimista. Se trata, como decía Edelstein, de sacar la verdad de la foto. No importa que la teoría de Newton sea matemáticamente correcta y se ajuste a la observación empírica en un ámbito restringido de aplicación. Ninguna teoría «reproduce un régimen de verdades». Ni la corrección matemática ni el ajuste empírico son criterios de verdad (salvo que se use un criterio pragmático de verdad).
Al fina, el empirismo, como es parte de los métodos científicos, no nos sirve para defender la ciencia…es un poco putada, pero en realidad no hay ningún argumento filosófico para defender que la ciencia nos acerca a la verdad…y el argumento principal, que suele ser, que funciona, que nos hace más felices, que predice cosas, (el pragmático que dice Masgüel) , es un argumento empírico, pero hemos dicho que el empirismo es parte de los métodos científicos, luego estamos usando la ciencia para decir que la ciencia nos acerca a la verdad, y eso es hacer trampa.
Tampoco es un drama. Como ya aconsejaba Vaihinger (https://en.wikipedia.org/wiki/Hans_Vaihinger), juguemos a pretender. Hagamos «como si» fuese verdad. Es resultado es el mismo.
Bueno, con las matemáticas también hay que andarse con ojo, tampoco es algo tan exacto como uno cree, en ellas hay desde fundamentos ambiguos (como por ejemplo la definición de conjunto) hasta axiomas que son escogidos por motivos meramente estéticos o modas.
Disculpa el off topic.
No tengo ni tendré cuenta en Twitter. Pero, Nitter mediante, frecuento las de quienes, para mí, sois referencia, sobre todo por los enlaces tan interesantes que publicáis.
Hoy retwiteas un hilo que publicó ayer Giribet (https://nitter.net/GastonGiribet/status/1711162126008451580#m), en el que se pregunta si será A o B. Es A y B. No hay más que ir a la página de Sara Walker (http://emergence.asu.edu/) para comprobarlo. Pero la conclusión de Giribet si B, no se sigue.
Mencioné una vez su teoría en los comentarios de este blog (https://francis.naukas.com/2022/09/09/podcast-cb-syr-380-frank-drake-y-seti-lhc-exoplaneta-embriones-sinteticos-burbujas-de-fermi-encanto-del-proton/#comment-472858). Está dando mucho que hablar. Quizás algún día se haga merecedora de una crítica en Coffee Break.
Mejor pensado, tal como lo plantea, creo que sería B. Si Giribet se refiere a teoría efectiva respecto a la física, entonces la teoría del ensamblaje no sería una teoría efectiva.
Me alegra que propongan la teoría como el tema para el programa. Seguro que será muy interesante, aunque la despedacen.
Es anecdótico y quizás ya no se acuerde, pero Héctor Socas participó en un seminario con uno de sus autores. Sara Walker habló un rato antes que Socas en NASA Technosignatures Workshop de 2018.
Masgüel, al final la teoría se ha retrasado al próximo episodio.
Mejor. Gracias. Así no me toma por sorpresa, como ayer (salvo excepción, los oyentes no conocemos el sumario hasta que lo anuncia Socas al empezar el programa). Además, así tengo una semana para sufrir/disfrutar la anticipación. A lo mejor incluso me animo a revisitar las entrevistas que les hizo Lex Fridman, por separado y en tandem:
https://www.youtube.com/watch?v=-tDQ74I3Ovs
https://www.youtube.com/watch?v=ZecQ64l-gKM
https://www.youtube.com/watch?v=SFxIazwNP_0
Parece que a Giribet le solivianta esta «física posmoderna» (https://nitter.net/GastonGiribet/status/1714443652871672116#m) y mañana llevará bien preparado el caso con «la legítima pretensión de describir la naturaleza a partir de primeros principios». Conociendo (un poquito) a los habituales del programa, no creo que el emergentismo fuerte cuente con abogado que lo defienda, pero seguro que merecerá la pena, incluso aunque la sentencia esté dictada de antemano.
Hola Francis, me gusta ver tantos comentarios y de tanto nivel (no tengo RRSS y solo leo de vez en cuando los comentarios de los periódicos online, imagina la diferencia). Mi comentario lo expongo por el consenso generalizado de los contertulios del programa en elevar la investigación acerca de la interacción de la gravedad con la antimateria (dentro del respeto) a algo prácticamente futil por lo obvio del previsible resultado. En concreto, cualquier resultado distinto al esperado cabría no publicarlo por previsiblemente erroneo. Bueno, soy ingeniero y mis matemáticas son el equivalente a la lectura de un niño de primaria, pero creo que matemáticamente se puede concebir que exista la masa negativa aun conviviendo la masa como densidad de energía, como coincido se debe hacer. En todo caso, si el experimento de la doble rendija aun a día de hoy tiene una explicación poco definitiva, también podría darse un resultado menos esperado de este experimento citado en el programa y no por ello tener que estar mal por concepto. Entodo caso, muy entretenida la divagacion de cada uno al respecto. Saludos.
Gracias por el articulo Francis!
Que piensas sobrw MOND como explicacion alternativa al noveno planeta?
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/acef1e
Saludos cordiales!
Alejol9, desde que se predijo el planeta 9 (o planeta X) debido a una anomalía orbital, se propuso que MOND explicaba dicha anomalía sin planeta (https://arxiv.org/abs/0907.4514). En mi opinión, la anomalía es espuria y el supuesto planeta no existe, siendo MOND irrelevante. Por cierto, Katherine Jones-Smith (ahora Katherine Brown) usa la versión cuasilineal de MOND que Milgrom introdujo en 2010 (pues en artículos previos otros habían usado otras variantes de MOND).
Hola, quería preguntar porque el cociente de isótopos ¹²C/¹³C = 83 ± 19 apunta a que la fuente puede ser el océano subsuperficial? y porque la supersimetría asegura que la coincidencia de las constantes de acoplamiento sea perfecta?
Muchas gracias y saludos
Dabed, según el artículo el cociente del primitivo Sistema Solar ²C/¹³C = 90 ± 1 y de la Tierra es de ²C/¹³C = 89. El dato ¹²C/¹³C = 83 ± 19, como todo dato, se debe interpretar teniendo en cuenta todos los aspectos de las observaciones. Quizás el más relevante para el posible origen endógeno es que las observaciones están localizadas en cierta región, cuando se esperaría una distribución global si el origen fuera exógeno. Entre las diferentes hipótesis endógenas, la del océano subsuperficial parece la más plausible. Pero obviamente, se trata de hipótesis
La razón por la cual la supersimetría permite el «milagro» de la coincidencia de los parámetros de acoplamiento del SM es técnica y difícil de comprender sin matemáticas. En esencia, el cambio de los acoplamientos con la energía se determina con el llamado grupo de renormalización; este método requiere evaluar diagramas de Feynman con lazos que dependen de la interacción gauge; en las interacciones gauge SU(3), SU(2) y U(1) el ritmo de cambio de los acoplamientos es diferente, porque el número de lazos depende del número de bosones gauge, y está bien determinado sin admitir ningún tipo de ajuste para lograr una coincidencia.
Con la supersimetría, por encima de la escala de energía de la rotura de la supersimetría (que no sabemos cuál es, si existe), el ritmo de cambio se modifica; la razón es que cada bosón gauge tiene asociado un fermión (gaugino), siendo las contribuciones de los lazos de los bosones gauge de signo opuesto a las de los gauginos (serían iguales si la masa de ambos fuese idéntica, pero no puede serlo porque la supersimetría está rota). Lo fascinante es que al calcular las contribuciones supersimétricas al grupo de renormalización resulta que siempre se puede ajustar el ritmo de cambio tras la rotura de simetría de tal forma que coincidan las constantes de acoplamiento a cierta energía; no importa la escala de energía de la rotura de simetría, siempre se pueden unificar, y además se puede elegir la escala de la energía de la unificación (que debe ser mayor que la de la rotura, claro). Este «milagro» de la supersimetría, junto a otros «milagros» como el WIMP o el de la jerarquía, están detrás de que se considere «natural» que exista la supersimetría a baja energía. La «naturalidad» de la supersimetría hace difícil concebir que la Naturaleza no sea supersimétrica. Pero, obviamente, los «milagros» y la «naturalidad» son un sesgo antrópico.