Sean M. Carroll, físico: “Entender el 5% del universo ya me parece mucho”

“¡Contiene fórmulas complejas!” no parece el mejor argumento de venta de un libro que aspire a conquistar a las masas. Pero el físico teórico Sean M. Carroll, que domina también el arte del best-seller científico, lo logró en Estados Unidos con Las ideas fundamentales del universo: Espacio, tiempo y movimiento (Arpa, traducido por Jordi Giménez Samanes). En él, repasa la historia de la física fundamental en nueve conceptos (conservación, cambio, dinámica, espacio, tiempo, espacio-tiempo, geometría, gravedad, agujeros negros), animado por el éxito que tuvieron las charlas que colgó en YouTube durante la pandemia. Es el primero de una trilogía de libros que, promete, “irán ganando en complejidad” hasta llegar a los abstractos debates del presente y el futuro de la disciplina que animan los episodios de su popular podcast, Mindscape.

“Las ecuaciones son como poemas”, dice en una entrevista celebrada en mayo, en su despacho de la universidad Johns Hopkins, en Baltimore. Al otro lado de la arbolada calle del campus está el instituto desde el que se controla el telescopio James Webb. Carroll (Filadelfia, 56 años), cómodo en la intersección entre ciencia y cultura, ha estrenado aquí este año su asignatura de Filosofía Natural, diseñada a su medida. “Como un buen poema, una ecuación te obliga a pensar, a interpretar”, añade. “Es corta, intensa, no sobra nada. Y es imposible parafrasearla, del mismo modo que lo es contar el argumento de La tierra baldía [de T. S. Eliot]. La divulgación de la física recurre a analogías, metáforas y anécdotas. Yo quería ir más allá, mostrarle a los lectores lo que hay tras la cortina. Aunque no es un libro de texto; no es necesario saber resolverlas, basta con entenderlas”.

Pregunta. ¿En qué consiste la Filosofía Natural?

Respuesta. Es un saber que nos recuerda que la filosofía y la ciencia solían ser lo mismo. Lo que ahora llamamos ciencia era un subconjunto de la filosofía. Hacia 1800, se separaron… Hoy, el saber es mucho más amplio que en tiempos de Aristóteles, y es imposible ser experto en todo…

P. Un físico teórico puntero que además teorice, como Aristóteles, sobre el arte dramático… ¿Ya no es posible ser un polímata?

R. Hay un acceso extraordinario al conocimiento de muchas áreas distintas, pero me parece muy difícil ser un investigador vanguardista en más de una. Me viene a la cabeza Edward Witten, uno de los principales físicos teóricos de la actualidad, que además es el mejor en física matemática. Pero no destaca en disciplinas alejadas, como la biología o la historia. Ahora todo está más compartimentado, en parte por cómo organizan las universidades. Yo abogo por una mayor contaminación. Hay saberes prácticos, como a los que se dedican ahí enfrente, en los que no necesitas la filosofía. Por ejemplo, si quieres localizar la galaxia más lejana. Si te interesa el por qué del big bang, te será útil. Hay un chiste que dice que cuando la filosofía comienza a responder algunas preguntas, se convierte en otra cosa: psicología, física, biología... Newton, al que hoy consideramos esencialmente un matemático, o un físico, se habría llamado a sí mismo filósofo. Hoy en día nadie me llamaría así, pese a que la naturaleza de algunas de mis preguntas es bastante filosófica… ¿Qué es la mecánica cuántica? ¿De dónde sale el universo?...

P. …O: ¿Por qué existe algo en lugar de nada?

R. La respuesta corta a esa pregunta es que creo que es una pregunta sin respuesta. Y seguramente pertenezca más al campo de la filosofía que al de la física. Cuando te preguntas por qué hay algo en lugar de nada estás presuponiendo que hay un motivo, un hecho fundamental por el que existe el universo. Bien, yo creo que no existe ese hecho fundamental. Creo que el universo simplemente existe.

P. En el libro, explica que en un universo en expansión la energía no se conserva.

R. Depende de lo que entiendas por energía. Es muy común en la física que haya ideas que tengan perfecto sentido si vives en los tiempos de Isaac Newton. Pero luego vino la relatividad general y la mecánica cuántica, a partir de las cuales el concepto de energía cambia su sentido. Si coges la energía de esta mesa, de esta silla, del edificio y de cada planeta y sumas todos los fotones del universo y tienes en cuenta el tiempo, entonces la respuesta es que la energía no se conserva. Porque el espacio-tiempo está cambiando. Es como si pones una taza de café encima de esta mesa, su energía se conserva, pero si la echas al océano, no. Es como si las olas fueran el espacio-tiempo que empuja la taza.

P. ¿Comparte la idea de que la filosofía anda algo estancada?

R. No. Me parece que los científicos somos injustos con la filosofía, al pedirle resultados tangibles. Estamos tan obsesionados con obtener las respuestas correctas, que nos vale cuando las conseguimos aunque sea por las razones equivocadas. Los filósofos son muy pacientes y perspicaces. Necesitan asegurarse de que todas sus palabras signifiquen algo. Y definitivamente nos ayudan a iluminar los cimientos sobre los que la ciencia se construye.

P. El libro empieza con la formulación de un deseo: vivir en un mundo en el que después del trabajo la gente discuta en el pub sobre materia oscura. ¿Qué tendría que cambiar en para que eso suceda?

R. Mucho. Espero que sirva de ayuda lo que yo planteo en estos libros: ofrecer a la gente más detalles. Normalmente se divulga la física recurriendo a una mistificación. O se estudia reducida a un conjunto de hechos que memorizar. Pero el proceso de la ciencia es completamente diferente: se trata de formular hipótesis, a menudo equivocadas, y de recopilar datos, que muy rara vez son definitivos… La ciencia es la suma simultánea de la predisposición a cambiar tus creencias en virtud de nuevas pruebas y la certeza de que algunas de esas creencias muy difícilmente van a cambiar. La gente suele estar dispuesta a creer una de las dos ideas. Casi nunca las dos.

P. Su libro también puede leerse como un tratado sobre historia de la física, con sus puntos de inflexión y sus valles. ¿En qué punto se encuentra ahora la disciplina?

R. En lo relativo a la física fundamental no estamos en un punto de inflexión. Hay quien se queja de que no tenemos ideas revolucionarias como las de hace un siglo, y me parece injusto: aquella fue una época muy, muy especial. Descubrimos la relatividad y la mecánica cuántica, la física de partículas y el modelo del big bang. No puedes esperar que eso suceda cada 50 años. Pero al mismo tiempo hay partes de la física de alto nivel, los sistemas complejos, la termodinámica, la mecánica estadística, las fluctuaciones, la biofísica... todavía hay frutos ahí al alcance de la mano, porque nos encontramos en un nivel muy básico. De eso irá mi tercer libro.

P. ¿Cómo es posible que, un siglo después, aún sigamos sin poder explicar más que el 5% del universo?

R. Es cierto que las partículas que hemos detectado en experimentos constituyen sólo un 5%. El 25% es materia oscura. El 70% es energía oscura. No las hemos detectado en el laboratorio, pero sabemos que están ahí, y conocemos algunas de sus propiedades. En realidad sabemos bastante sobre ellas, aunque no hemos terminado de descubrir qué son. Me parece que entender el 5% del universo es mucho.

P. Todo el mundo recuerda qué estaba haciendo el 11-S o cuando murió Michael Jackson. En su gremio, la pregunta debe de ser: ¿Qué estaba haciendo cuando se descubrió el bosón de Higgs?

R. [Risas]. Estaba en la conferencia de prensa del CERN y hasta escribí un libro. Fue muy emocionante. Pero para ser justos, y sin querer restarle mérito, esperábamos encontrar algo más, un montón de otras cosas. Aguardábamos una revolución, el amanecer de una nueva edad de oro. No sucedió.

P. ¿Le gustó la oscarizada Todo a la vez en todas partes?

R. Me encantó. La idea del multiverso surge en física de la teoría de cuerdas y de las 10 dimensiones que esta propone y cómo pueden interactuar entre sí. Serían universos diferentes, con leyes físicas diferentes.

P. La gran pregunta desde el humanismo es: ¿dónde deja esa teoría la identidad? La protagonista de la película no solo descubre que existe el multiverso; también que vive en la peor de sus versiones…

R. La moraleja de la película es que tampoco es tan así después de todo. Pero sí, pensar en que cuentas con gemelos ahí afuera que toman decisiones ligeramente diferentes a las tuyas plantea profundas cuestiones. Conviene diferenciar entre multiversos. Está el cosmológico, que implica que hay regiones del universo muy lejanas en el espacio-tiempo en el que las condiciones son muy muy diferentes, y las leyes de la física, también. Ese concepto se deriva de la teoría de cuerdas, el mundo no está hecho de partículas, sino de bucles de cuerdas, o de lo que llamamos inflación cosmológica [la demasiado rápida y temprana expansión del universo]. Ambas pertenecen a la física especulativa y están lejos de estar probadas, pero son muy populares. Después están los muchos mundos de la mecánica cuántica. Esto es, en realidad, mucho más probable que sea cierto. Es un asunto bastante profundo, y aún estamos luchando por cómo lidiar con eso como físicos y como filósofos.

P. ¿Estuvo hinchado el reciente anuncio de que Estados Unidos está cerca de obtener la fusión nuclear?

R. Siempre me siento frustrado por esos comunicados de prensa, porque claramente hay un interés creado en comunicar un gran descubrimiento. En realidad, no han logrado una reacción que genere más energía de la que tomó hacer la reacción. Lo que hacen es una contabilidad rápida, por lo que no incluyen parte de la energía que invierten. La fusión podría ser un gran avance. Pero no me parece que vaya a ser cuestión de un par de años, sino más bien de décadas.

P. ¿Le preocupa el avance de la inteligencia artificial?

R. No soy alarmista al respecto. No creo que haya una posibilidad razonable de que cause la muerte de millones de personas o que la raza humana se extinga. Lo que es mucho más probable es que abone el terreno para que se produzcan violaciones de los derechos humanos, ataques a la privacidad y desinformación en las campañas políticas.

P. ¿Permite a sus estudiantes usar ChatGPT?

R. Aún no he tenido oportunidad. El software se lanzó justo después de que terminaran mis clases, el semestre pasado. Me parece que no queda otra. Es como si un profesor de matemáticas no permitiera a sus alumnos usar una calculadora en casa para multiplicar números de cinco cifras. Yo he usado ChatGPT: sé que no escribe muy buenos ensayos, miente todo el tiempo, inventa cosas y malinterpreta otras, pero sabe mucho y puede ser muy útil y hasta inspiradora. El truco es tomarla como una herramienta.

P. Terminemos con otra de sus obsesiones: el libre albedrío…

R. Estoy a favor del libre albedrío. Al igual que con la energía, depende de lo que entiendas por libre albedrío. La manera más positiva de pensar en otros seres humanos es como agentes que toman decisiones por razones determinadas. A veces lo harán por motivos irracionales. Eso es así, aunque admitamos que las leyes subyacentes de la física son perfectamente deterministas, que no lo son, debido a la mecánica cuántica. Pero incluso si lo fueran, es demasiado complicado predecir exactamente lo que un ser humano va a hacer. Para mí eso es el libre albedrío.

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