Por: José Fernando Isaza
La física encuentra sus bases en
hipótesis teóricas; algunas de ellas tardan muchos años en ser validadas con
resultados experimentales.
Galileo dedujo la ley de caída de los cuerpos por
medio de un experimento mental; no hay evidencia de que lo haya comprobado
arrojando dos objetos de diferente masa desde la torre de Pisa. Los avances,
posteriores a Newton, en la mecánica clásica, realizados por Hamilton,
Lagrange, parten de un postulado: la pereza es la madre de todos lo inventos,
la naturaleza es sabia y perezosa, por lo tanto las trayectorias de los objetos
siguen el recorrido del menor esfuerzo.
Se pensaba que el universo era infinito y
homogéneo. En 1823, Olbers echa al traste dicha concepción cósmica: de ser el
universo infinito y homogéneo, la noche sería tan luminosa como el día. Es la
paradoja de Olbers: como la noche es oscura, el universo es finito. La
cosmología del siglo XX, apoyada en resultados experimentales, acepta como
hipótesis la finitud del cosmos.
Los orígenes de la mecánica cuántica se basan en
un trabajo teórico, papel y lápiz, realizado por Planck en el año 1900; busca
responder la pregunta ¿por qué existe la materia? De acuerdo con la teoría de
la radiación, se deducía que se iban produciendo en cualquier volumen ondas de
menor y menor longitud sin límite, el resultado: la catástrofe
electromagnética, solo radiación sin materia. Como esto no es así, Planck
postuló que la energía no puede tener valores muy pequeños, deben ser mayores
que un quántum y se evita así la “catástrofe”.
En el año 1905, cuando Einstein formula la teoría
de la relatividad especial, no existía posibilidad técnica para demostrar la
equivalencia masa-energía, ni el aumento de masa al crecer la velocidad. Hoy
esos experimentos son el trabajo cotidiano de la comunidad científica. Einstein
postula su hipótesis y deduce las ecuaciones para permitir que la formulación
del electromagnetismo de Maxwell no se modifique si el objeto radiante está o
no inmóvil en relación con un observador.
Los modelos del átomo, un núcleo de carga
positiva (protones y neutrones) alrededor del cual giran partículas de carga
negativa, electrones, no permiten la existencia de la materia; en un instante
los electrones colapsan en el núcleo. Un teórico, Louis de Broglie, resuelve
esta falencia, postulando que, de acuerdo con Planck, los electrones solo
pueden girar en órbitas cuya energía es un múltiplo de un quántum.
Antes de que los aceleradores de partículas pudieran
comprobar la existencia de la antimateria —partículas idénticas a la materia
pero de carga eléctrica de signo contrario—, Paul Dirac introdujo en las
ecuaciones de mecánica cuántica la energía relativista. La expresión es una
raíz cuadrada. ¿Qué pasa si se toma el signo negativo? No hay ninguna
contradicción y la solución es la antimateria.
Los bosones W y Z que explican las fuerzas en el
átomo fueron postulados por S. Glasgow, S. Weinberg y A. Salam; muchos años
después se comprobó su existencia.
El premio Nobel de Física en 2013 premia la
hipótesis de la existencia de una partícula que les da masa a las partículas,
el bosón de Higgs, la maldita partícula (The Godman particle) —su nombre
políticamente correcto es La partícula de Dios—. Pasan 48 años entre el
descubrimiento teórico y la comprobación experimental.
