lunes, 18 de febrero de 2013

Estos son mis principios (físicos). Pero si no le gustan, tengo otros

Nunca se me ha dado muy bien la física. De hecho, pensar en conceptos como el momento de inercia o intentar resolver problemas de poleas y contrapesos me provoca pesadillas. Sin embargo, cuando desde El zombi de Schrödinger me invitaron a participar en la XXXIX edición del Carnaval de Física que se celebra en homenaje de Sergio L. Palacios, no lo dudé ni un segundo. Sergio es un insuperable blogger, divulgador, profesor y, sobre todo, compañero y amigo. Es cierto que me entristeció su decisión de cerrar el blog Física en la Ciencia Ficción Plus pero no puedo menos que agradecer la enorme labor que ha realizado durante estos años (además, tengo la enorme suerte de poder levantar el teléfono y quedar para tomar un café y charlar con él en cualquier momento).

Así que una vez tomada la decisión de participar en el Carnaval me enfrentaba al gran dilema: ¿de qué podría hablar yo sin dejar constancia escrita de mi ignorancia? Por suerte, se podía (y se debía) echar mano de la ciencia ficción, algo de lo que entiendo un poquito más que de física. Quizá por ahí podría escurrir el bulto... Y entonces recordé el post que el propio Sergio escribió en Naukas en el que proponía un interesante experimento mental: ¿cómo sería nuestro universo si fuera newtoniano y no relativista?

Estaba claro, ésa era la respuesta: ¡física imaginaria! De eso podría hablar sin meter la pata (o, más bien, sin que se notara demasiado) y, además, los ejemplos en la literatura de ciencia ficción son abundantes y muy interesantes. 

Y eso he hecho. He elaborado una pequeña recopilación de novelas y relatos de ciencia ficción en los que se plantea un universo alternativo en el que leyes físicas son diferentes de las que encontramos en el nuestro. En la mayor parte de los casos se trata de ciencia ficción dura en las que los autores intentan reflejar las conclusiones lógicas de las premisas... por descabelladas que éstas parezcan. ¡Espero que os guste!

Jugando con las constantes físicas 


Mr Tompkins pedaleando a casi la velocidad de la luz
Una de las formas más "sencillas" de obtener un universo con leyes físicas distintas es alterar el valor de alguna constante universal (algo, de hecho, muy parecido a lo propuesto por  Sergio Palacios en su artículo). Por ejemplo, eso es lo que sucede en las aventuras de Mr Tompkins creadas por el físico George Gamow. Así, en Mr Tompkins in Wonderland el protagonista visita en sus sueños un universo en el que la velocidad de la luz es extraordinariamente baja (unos 50 kilómetros por hora), lo que hace que los efectos relativistas se manifiesten en la vida diaria. De igual modo, en otro sueño el valor de la constante de Planck es muy grande y los objetos macroscópicos presentan comportamientos cuánticos. Estas obras, sin embargo, son más cercanas a la divulgación científica que a la ciencia ficción.

Un enfoque muy similar al de Gamow es adoptado por John E. Stith en su novela Redshift Rendezvous, que fue nominada al Premio Nebula. La acción se sitúa en una nave que viaja por el hiperespacio, donde la velocidad de la luz es sólo de 10 metros por segundo. Esto, unido al hecho de que en el núcleo de la nave hay una singularidad que provoca grandes variaciones en la fuerza de la gravedad, hace que aparezcan efectos extraños de todo tipo: ilusiones ópticas, dilación en la percepción de acontecimientos, pasillos en los que se ven sucesos pasados ya que la velocidad de la luz es exactamente igual a la velocidad orbital... Por desgracia, este tipo de ideas sólo se exploran (y de forma tangencial) en unas cuantas escenas de la novela que, al final, desemboca en una poco original trama de persecuciones y huidas.

En su serie de los Xeelee, especialmente en Raft, el autor Stephen Baxter presenta un universo en el que la constante gravitatoria tiene un valor mucho mayor que en el nuestro. Así, las estrellas se ven forzadas a tener un tamaño muy pequeño y una vida muy corta e incluso las personas tienen un campo gravitatorio que se deja sentir a corta distancia. Es más, incluso la química se ve afectada por este cambio y es diferente a la de nuestro universo. La historia es muy entretenida y de corte juvenil, con imágenes muy impactantes y situaciones que recuerdan a un clásico de la ciencia ficción hard, Misión de gravedad de Hal Clement (que, sin embargo, no transcurre en un universo alternativo sino en un planeta de gran masa). El relato original que dio origen a la novela Raft puede ser leído online de forma gratuita (en inglés).

Un cambio de valores de las constantes universales es también la explicación de las diferentes leyes físicas del universo paralelo del clásico Los propios dioses de Isaac Asimov, posiblemente la mejor novela de este autor. En ese para-universo, la interacción nuclear fuerte es mucho mayor que en el nuestro. Entre otras cosas, esto causa que el tungsteno-186 pueda transformarse espontáneamente en plutonio-186 (en nuestro mundo sería al revés) y, en el proceso, proporcionar energía "gratis" a nuestro universo.

Incluso la manipulación de las constantes universales es usada, en ocasiones, con el propósito de crear universos "mejores", un poco al estilo de las hipótesis (científicas) planteadas por Lee Smolin en The Life of the Cosmos. Ejemplos de este uso en la literatura de ciencia ficción podrían ser Manifold: Time de Baxter y algunos libros de la saga de los Heechee de Frederik Pohl. 

 

La geometría es física y la física es geometría

 

Una de las grandes consecuencias de la teoría de la relatividad es que la geometría del espacio-tiempo es esencial para la física. Así que otra de las maneras de crear una física alternativa es modificar la geometría del universo. Una obra clásica en ese sentido es, por supuesto, Planilandia (Flatland) de Edwin A. Abbott, en la que se nos presentan universos de una y dos dimensiones. La novela, sin embargo, se centra más en la crítica social que en las consecuencias físicas. En el terreno de la ciencia ficción, eso sí, ha inspirado obras como Spaceland de Rudy Rucker, en la que una esfera de un universo de cuatro dimensiones visita nuestro mundo.

De hecho, el uso de espacios de muchas dimensiones es relativamente frecuente en la ciencia ficción. Aunque no es exactamente el tipo de historia en el que quería centrarme en esta entrada, me gustaría mencionar al menos el relato "Tangentes" de Greg Bear (que fue Premio Hugo y Nebula) y los espacios de seis dimensiones que aparecen en Diáspora de Greg Egan.

Pero hay geometrías aún más peculiares en la literatura de ciencia ficción. Una de ellas se muestra en la estupenda novela El mundo invertido (recientemente reeditada como Un mundo invertido) de Christopher Priest, en la que, entre otras cosas desconcertantes, las edades se miden en kilómetros. También hay una topología inusual en el universo de "El muro de oscuridad" de Arthur C. Clarke (quiero agradecer especialmente a @Nitrobencen0 que me pusiera tras la pista de esta historia). Incluso los relatos "The Pacific Mystery" de Stephen Baxter y "La torre de Babilonia" de Ted Chiang se pueden encuadrar en el apartado de universos con geometrías alternativas (aunque no desvelaré por qué para no caer en el pozo gravitatorio de los spoilers).


Construyendo un universo desde cero 


Aún más difícil, y muchas veces más interesante, que toquetear unas cuantas constantes o añadir una dimensión extra aquí y allá es desarrollar un universo con propiedades y leyes radicalmente diferentes de las del nuestro. Una propuesta, muy original y amena, en ese sentido es Materia celeste de Richard Garfinkle. En esta novela el universo sigue la física aristoteliana: la Tierra es el centro del cosmos, los planetas giran en sus esferas celestes y la materia está compuesta por fuego, tierra, aire y agua (cada elemento con sus propiedades específicas). Además, la generación espontánea también funciona (y puede ser usada para producir animales a partir de estiércol y así alimentar a los ejércitos), así como la medicina taoísta y otros conceptos de la filosofía oriental.

Un punto de partida parecido se puede encontrar en Mainspring de Jay Lake y en las siguientes novelas de la serie. En este universo el sistema solar funciona como un mecanismo de relojería literalmente: los planetas se mueven mediante gigantescos engranajes y es necesario dar cuerda a la Tierra para que siga girando.

Otra premisa interesante es la planteada por David Brin en El efecto práctica: un universo donde la entropía puede disminuir bajo ciertas circunstancias haciendo que, por ejemplo, los objetos mejoren con el uso en lugar de desgastarse y romperse. Una idea de partida interesante que, lamentablemente, se queda en un elemento explorado de forma muy superficial en lo que es básicamente una historia de aventuras que no se toma demasiado en serio a sí misma.

Pero, sin duda alguna, los mayores y más exitosos esfuerzos por construir todo un universo desde cero los ha llevado a cabo el único e inimitable Greg Egan. Por ejemplo, en su novela Schild's Ladder (que reseñé hace algún tiempo) toda la física se deriva de las propiedades de conexión de un cierto grafo (en el sentido matemático del término). Sin embargo, un experimento hace que se cree un nuevo universo (un nuevo vacío) que se expande rápidamente dentro del nuestro y donde las las propiedades del grafo y, por tanto, las leyes físicas son muy diferentes. 

Algo semejante sucede en el relato "Luminoso" y su secuela, "Dark Integers", donde distintos universos conviven pero tienen distintas "verdades" matemáticas que hacen que sus sistemas físicos funcionen de forma diferente en ciertas situaciones.   

Finalmente, y como ejemplo paradigmático de física alternativa, en su trilogía Orthogonal (compuesta de The Clockwork Rocket, The Eternal Flame y The Arrows of Time, que saldrá este año) Egan imagina un universo en el que las dimensiones de espacio y tiempo son esencialmente iguales (la métrica es riemanniana en lugar de lorentziana) lo que tiene todo tipo de consecuencias sorprendentes e increíbles: la velocidad de la luz no es constante, el tiempo propio de los objetos transcurre más deprisa cuando viajan rápido, las propiedades ópticas son completamente inusuales... Como no podía ser de otra forma tratándose de una obra de Egan, cada uno de estos fenómenos se deriva de las premisas adoptadas y en la página web del propio autor se pueden consultar unos cuantos documentos técnicos con la justificación de los mismos. Es más, diría que es casi necesario leer esos documentos antes de ponerse a leer la trilogía... si es que uno quiere entender algo de la física subyacente. Si os interesa el tema, os animo a que le echéis un vistazo a la reseña de The Clockwork Rocket que escribí hace unas semanas. Esta trilogía es un esfuerzo tan monumental que creo que incluso a Sergio Palacios le podría gustar... o quizá no. 
   
Así que, para terminar esta entrada sobre física imaginaria qué mejor que recordar aquella frase de un crítico de New Scientist: "El universo quizá sea más extraño de lo que podemos imaginar, pero lo va a tener difícil para superar a Egan".

 

Esta entrada participa en la XXXIX Edición del Carnaval de la Física, organizado en esta ocasión por el blog El zombi de Schrödinger. 

23 comentarios:

  1. Esta entrada es alucinante. Incluso para mentes tan limitadas como la mía, ofreces una visión muy completa de las obras con mundo físicamente diferentes. Gracias por este lujo :-)

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  2. Me entran traumas psicológicos variados cuando leo entradas de tanto nivel.

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  3. La he disfrutado como un enano. Una genial entrada para el carnaval de la física : )

    Cuando comentas la costumbre de Egan de universos que acaban sobreponiéndose a otros me ha venido a la mente rápidamente otro ejemplo suyo en Ciudad Permutación, cuando les sale rana el "terrario" que se montan para tener alguna diversión jeje

    Ahora por tu culpa tengo varias novelas apuntadas en la lista de para leer grrrrr

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    1. Me alegro de que te haya gustado :)

      Se podía hacer la entrada casi exclusivamente con obras de Egan, pero igual Sergio se lo tomaba como una venganza por haber cerrado su blog XD

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  4. Hecho en falta obras de Vernor Vinge.
    En "Un fuego sobre el abismo" Vinge incluye una galaxia en la cual la distancia al centro de la misma condiciona la posibilidad de viajar a velocidades superiores a la luz, y sólo las civilizaciones que han podido viajar a esas zonas (más lejadas del centro) han podido descubrir esta condición, siendo entonces aceptadas y contactadas por las civilizaciones que ya lo han descubierto anteriormente. La historia no va de eso (asi que no hay spoiler) pero ese detalle es importante en la novela.

    En la serie de dos novelas conocida como Historias del Tiempo Real (La Guerra de la Paz, y Atrapados en Tiempo Real) Vinge trata de experimentos que permiten "viajar en el tiempo" y no digo más para no chafar las historias a quien no las haya leído.

    Vinge es una autor excepcionalmente bueno de SciFi, pues siendo profesor (ya retirado) universitario de matemáticas de computación, es capaz de dotar a sus historias de una "evidencia" científica muy creíble en el contexto de sus novelas.

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  5. Lamento la garrafal falta de ortografía del inicio de mis post anterior. Echo en falta .....

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    1. Gracias por comentar (y ningún problema con la falta, que lo has corregido rápidamente).

      Estuve barajando la posibilidad de incluir Un fuego sobre el abismo, pero aunque la idea de las "zonas" es muy interesante, me pareció muy tangencial a la trama y por eso decidí elegir otros ejemplos en los que la "física alternativa" fuera más relevante.

      También he de decir que Vinge no es de mis autores favoritos... Me gustaron mucho La guerra de la paz y, sobre todo, True Names, pero Rainbow's End... pufff.... (Y Un fuego sobre el abismo me parece una obra bastante sobrevalorada).

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    2. Lo de Vinge es frecuente, hay variadas opiniones sobre si te gusta o no.

      Gracias por tu post, es realmente interesante, además algunas obras no las conocía y ahora las buscaré. Me gusta la Ciencia Ficción pero no me considero un experto ni de lejos, me falta mucho por leer.

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  6. He estado tentado de hacer eso que el doctor Gull comentaba en "From Hell" de Alan Moore de analizar diseccionando, y de hecho estaba ya trabajando con la piedra de afilar la navaja. Pero como soy magnánimo sólo comentaré un par de cosas.

    En general la lista está muy bien, y es una muy buena elección de tema (que por cierto, a mí me encanta). Pero no puedo suscribir esa afirmación platónica de la que la física es geometría, eso no 3:) . Por otro lado, te falta el mejor relato de universos alternativos, y en cierto modo de física (aunque esto con matices) de todos los tiempos: "Exhalation" de Ted Chiang.

    En cuanto a variar la constante de Planck, además de ser uno de los tópicos que emplea Gamow (para mí uno de los mejores divulgadores de la física de todos los tiempos, además ser un gran físico), es la idea fundamental en que se basa el viaje interestelar en el ciclo de Drímar de Rodolfo Martínez. Que está bien citar a tanto autor anglosajón, pero hay que acordarse también de otros más próximos.

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  7. ¡Arghhhh, Exhalation! La tenía en mis notas y se me olvidó incluirla en la versión final :(

    Respecto de Drímar, reconozco que sólo he leído "La carretera" y "La sonrisa del gato" y no recuerdo el detalle de lo de la constante de Planck. ¿Me recomiendas algún libro o relato en el que salga?

    En cuanto a lo de la geometría... tampoco la geometría es física ;) Era un título capcioso para la subsección. Ya ves que luego lo matizo.

    Y disecciona todo lo que quieras, que seguro que aprendo muchas cosas.

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    1. No hay nada de hard en lo de la constante, se menciona y punto, pero me parecía interesante citarlo pues me parece una forma original de que el autor se plantee el viaje interestelar un poco más alejado de los tópicos de siempre (en este sentido también me gustan las soluciones de Pohl en la saga Heeche y los viajes de la novela de contacto de Daniel Mares). Se menciona brevemente en "Jormungand".

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    2. Esa la tengo por casa. Le echaré un vistazo.

      ¿La de Daniel Mares es "La máquina de Pyblikot"? Es que también me la han recomendado por Twitter.

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  8. Solicito permiso para bombearlo en Facebook y Tumblr como se merece.

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  9. Hombre, encantadísimo de la vida. De hecho, creo que incluso anda por Menéame, así que si alguien quiere menearlo... http://www.meneame.net/search.php?q=principios+fisicos

    En cualquier caso, espero que no haya que pedir permiso para compartir enlaces de cosas interesantes, porque nada más leer tu reseña de Zendegi me he ido corriendo a Twitter a poner el link...

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  10. Odo, por tu culpa otro montón de libros a la pila (y todavía me faltan un montón de tu serie de entradas "Los rumores de mi muerte han sido exagerados".

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    1. Pues no sé que decir... ¿lo siento? XD

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  11. Gracias por este excelente artículo. Me da mucho que pensar.

    Me gustaría comentar algunas cosas pero mis conocimientos son muy limitados en estos temas. A ver si puedo explicarme con un poco de rigor:

    Suscribo lo comentado por Juan Carlos Llauradó en cuanto al universo descrito por Vernon Vinge en "Un fuego sobre el abismo". Sólo añadir que, si no lo entendí mal, las zonas también permiten distintas velocidades de transmisión de la información, de ahí la posibilidad de civilizaciones más o menos avanzadas según su posición galáctica.

    Por otra parte me preguntaba si otra obra de Asimov, "El fin de la eternidad", tendría cabida en tu entrada. En esta novela se describe a los Eternos, los personajes que manipulan la corriente temporal y que precísamente habitan en un lugar atemporal "donde no rige el tiempo de nuestro universo".

    Además, querría comentar el universo creado por Peter F. Hamilton en la trilogía "El Vacío de los Sueños": muy resumidamente se describe el centro de la Vía Láctea como un lugar donde rigen diferentes leyes del universo. Este universo conecta con el nuestro a través de extraños sueños que dan nombre a la saga. Por ejemplo, en este lugar -si mal no recuerdo- se puede manipular cosas con el pensamiento. Apasionante el periplo de Edeard, el protagonista de los sueños, mientras aprende a utilizar su poder. Obviamente estamos rozando el terreno de la fantasía...

    Para terminar, permíteme que conecte tu entrada con la también apasionante temática de crear universos simulados mediante la informática. Universos con leyes diferentes, se entiende. Por ejemplo, en Ciudad Permutación de Egan, el autor describe el Autoverso, un universo simulado, con unas leyes de la física simplificadas, con el fin de crear evolutivamente vida inteligente. Increible: ¡Un universo simulado dentro de otro!

    Carles.

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  12. Sí, yo también recuerdo lo de que ciertas zonas permitían tecnologías más avanzadas.

    Lo de El fin de la eternidad es cierto, aunque no sé yo si tiene mucho sentido "físico" o era simplemente un recurso para que las cosas cuadraran.

    La trilogía del Vacío de Hamilton la tengo, imperdonablemente, pendiente. Sube puestos en la pila.

    Respecto a los universos simulados, diría que hay muchísimos y daría para una entrada muy larga. ¿Te animas? ;)

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  13. Me encantaría pero considero que no tengo nivel para hacer una entrada como Dios manda. De hecho conozco más ejemplos de unversos simulados en el cine que en la literatura.

    Sin embargo es un tema que sigo con mucho interés y no descarto que algún dia...

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