
La Física como mapa: Entre modelos necesarios y verdades últimas
Siempre me encantó la física cosmológica, la teología, la ciencia ficción, los cómics, el cine y las series de televisión, todas están basadas en imaginarios falsos -Jesús María González-
Resumen
Este artículo examina críticamente la diferencia entre la física como modelo necesario —instrumento formal y predictivo— y la posibilidad de que ese modelo no represente una verdad última sobre la realidad. Repasa ejemplos históricos, problemas contemporáneos (materia/energía oscura, gravedad cuántica, partículas potencialmente superlumínicas), las limitaciones epistemológicas de nuestras pruebas y propone líneas conceptuales y experimentales para avanzar. Además, explora la hipótesis radical de que el universo mismo podría no ser “real” en un sentido ontológico absoluto.
1. Introducción
Cuando decimos “la física funciona” nos referimos a que sus ecuaciones producen predicciones reproducibles con una precisión asombrosa. Sin embargo, hay una distinción crucial entre predecir efectos y explicar causas últimas. Un mapa puede guiarte por una ciudad sin contarte cómo se originó la urbe; del mismo modo, una teoría física puede ser extremadamente útil sin describir la ontología subyacente.
Este artículo explora esa tensión: ¿qué significa que un modelo sea "necesario" para explicar observaciones y, simultáneamente, que el modelo pueda no ser literalmente verdadero? ¿Cuánta confianza debemos depositar en entidades inferidas solo por su capacidad para salvar el resto del edificio teórico (p. ej. materia oscura)? Además, se considera la posibilidad radical de que el universo mismo no exista como realidad independiente, lo que cuestiona la misma base de la búsqueda de leyes físicas.
2. Modelos como instrumentos — la lección de la historia
La historia de la ciencia ofrece ejemplos donde los modelos exitosos fueron, tarde o temprano, reemplazados por marcos conceptuales más profundos:
Éter luminífero: propuesto como medio para la transmisión de la luz; descartado tras el experimento de Michelson–Morley y la reformulación por la relatividad. El éter fue un constructo que encajaba en modelos previos pero no correspondía a una entidad robusta ante nuevas evidencias.
Fuego y calor calórico: antes de la termodinámica y la teoría cinética, el calor se entendía como un fluido (calórico). Fue útil para explicar ciertas observaciones pero erróneo como descripción ontológica.
Epicycles ptolemaicos: la complejidad matemática creció para mantener concordia con observaciones hasta que Copérnico–Kepler–Newton introdujeron un marco más simple y predictivo.
Estos ejemplos muestran un patrón: los modelos que sobreviven son los que minimizan la arbitrariedad (principio de parsimony) y aumentan el rango explicativo. Pero también advierten que el éxito predictivo no garantiza la verdad ontológica.
3. Cuando las entidades son inferidas: materia oscura y energía oscura
3.1 Materia oscura
Observaciones —velocidad de rotación de galaxias, lentes gravitacionales, dinámica de cúmulos— requieren más masa gravitacional que la visible. Dos clases de respuestas han competido:
1. Añadir materia no luminosa (partículas débiles, WIMPs, axiones, etc.).
2. Modificar la ley de la gravedad a escalas galácticas (MOND y sus variantes).
Ambas estrategias son modelos construidos para explicar discrepancias. La materia oscura es necesaria dentro del marco de la gravedad de Einstein y la cosmología ΛCDM; pero su inexistencia no está demostrada: podría ser que la ley gravitatoria cambie o que haya sesgos observacionales.
3.2 Energía oscura
La expansión acelerada del universo se modela con un término de densidad de energía con presión negativa (constante cosmológica Λ o energía dinámica). Pero la naturaleza física de ese término es oscura: ¿un campo, una propiedad del vacío cuántico o un fallo en nuestra comprensión de la gravitación a escala cósmica?
En ambos casos, lo que llamamos "oscuro" es, en esencia, un placeholder: un elemento añadido para salvar la congruencia entre teoría y observación.
4. Gravedad: descripción geométrica sin ontología definitiva
General relativity explains gravity geometrically — matter tells spacetime how to curve; spacetime tells matter how to move. Pero preguntar "¿qué es la gravedad?" lleva a un callejón epistemológico:
La mecánica cuántica exige cuantización de campos; la gravedad se resiste a una formulación cuántica probada experimentalmente.
El gravitón es una hipótesis natural, pero no existe evidencia directa.
Así, la relatividad puede ser vista como un modelo fenomenológico extraordinariamente exitoso, pero no necesariamente la descripción final del agente causal profundo.
5. Superluminalidad y partículas hipotéticas: límites teóricos y posibilidades experimentales
La relatividad especial establece un límite fundamental para las señales y la causalidad en el vacío. La hipótesis de partículas superlumínicas, como los taquiones, genera problemas:
Masa imaginaria y energía: modelos simples llevan a conceptos matemáticos difíciles de interpretar físicamente.
Causalidad: permitir señales en ambas direcciones temporales descompone la noción de causa y efecto.
No obstante, existe una distinción esencial entre "más rápido que la luz en el vacío" y "más rápido que la luz en un medio". Partículas que viajan más rápido que la luz en un medio (provocando radiación de Cherenkov) no violan la relatividad.
Además, no necesariamente se trata de un único tipo de partícula. Es concebible que existan millones de partículas diferentes con propiedades físicas que las hagan prácticamente indetectables por nuestros instrumentos actuales, pero que, bajo ciertas condiciones, interactúen débilmente y tengan efectos acumulativos observables. Esto abre un marco conceptual en el que sectores enteros del universo podrían ser superluminales o invisibles para nosotros sin romper los principios fundamentales de la relatividad en el vacío.
6. La hipótesis radical: el universo podría no ser “real”
Una perspectiva aún más profunda es considerar que el universo mismo podría no existir como realidad independiente, sino como una construcción de nuestra percepción o de un sistema mayor desconocido:
1. Solipsismo científico: todo lo que medimos y modelamos solo existe como construcción de nuestra mente; las leyes físicas serían reglas de consistencia internas más que descripciones de un mundo externo.
2. Instrumentalismo extremo: incluso si no hay un “universo real”, los modelos físicos siguen siendo útiles para predecir fenómenos dentro de nuestra experiencia consciente.
3. Simulación o multiverso cognitivo: podríamos estar en un sistema mayor (simulación, multiverso), donde las leyes que buscamos son reglas internas de ese sistema y no principios absolutos.
4. Limitaciones epistemológicas: aunque exista un universo independiente, nunca podemos garantizar que nuestras leyes reflejen su realidad última; solo accedemos a lo que podemos observar e interpretar.
Este enfoque cuestiona la misma base de la búsqueda de leyes físicas y añade una dimensión filosófica sobre la naturaleza de la realidad, la existencia y la utilidad de la ciencia como actividad humana.
7. El estatus epistemológico de las "entidades teóricas"
En filosofía de la ciencia se distinguen dos posturas relevantes:
Realismo científico: las entidades postuladas por las teorías (electrones, quarks, agujeros negros) existen realmente y las teorías se aproximan progresivamente a la verdad.
Instrumentalismo / Constructivismo: las teorías son herramientas para predecir observaciones; no es obligatorio que sus entidades correspondan a una realidad ontológica.
La práctica cotidiana de la física mezcla ambas actitudes. En problemas contemporáneos (materia oscura, energía oscura, gravedad cuántica) conviene mantener humildad epistemológica: aceptar la eficacia de los modelos sin olvidar que son, en muchos sentidos, parches que podrían ser sustituidos por una estructura más profunda.
8. Posibles marcos alternativos y heurísticos para explorar
Si partimos de la hipótesis de que algunas piezas fundamentales faltan o están mal interpretadas, varias vías conceptuales merecen atención:
1. Modificaciones a la teoría de la gravedad: teorías escalares-tensoriales, gravedad emergente, teorías entropicas de la gravedad.
2. Sectores oscuros completos: universos paralelos acoplados gravitacionalmente o por campos muy débiles, con física propia que se manifiesta solo gravitacionalmente.
3. Holografía y emergentismo: la gravedad y el espacio-tiempo emergen de grados de libertad más fundamentales (información cuántica, entanglement) —esto cambia radicalmente la ontología.
4. Modelos no-locales o con causalidad modificada: teorías con interacciones efectivas que aparentan superluminalidad sin violar la causalidad observable.
5. Reconstrucción epistemológica: admitir que ciertos parámetros (p. ej. constante cosmológica) son estadísticas de un multiverso o resultado de selección antropica.
Cada camino tiene pros y contras técnicos y filosóficos; pocos están hoy en condiciones de reemplazar el edificio actual, pero pueden ofrecer soluciones a problemas puntuales.
9. Estrategias experimentales y observacionales
La manera de discriminar entre modelos es empírica. Algunas estrategias:
Búsqueda directa de materia oscura con nuevos detectores sensibles a axiones y otras partículas ultradebiles.
Pruebas de la gravedad a escalas extremas (desde micrométricas hasta cosmológicas) para detectar desviaciones.
Estudios de correlaciones de lentes gravitacionales y mapeo 3D de materia con mayor resolución para verificar incongruencias con el modelo ΛCDM.
Experimentos de precisión en mecánica cuántica y relatividad combinadas para buscar efectos de cuantización gravitatoria.
Señales astrofísicas exóticas (rayos cósmicos, neutrinos de ultraalta energía) que podrían delatar sectores ocultos o nuevos modos de propagación.
La inversión en instrumentos y en nuevas metodologías de análisis es crítica: algunos fenómenos podrían estar a nuestro alcance si pensamos fuera de los paradigmas habituales.
10. Riesgos de parsimonia mal entendida: no desechar lo inexplicable
El principio de parsimonia (navaja de Ockham) es útil, pero puede llevar a errores si se aplica de forma acrítica. Un modelo muy simple que no contemple complejidades fundamentales puede ser rechazado demasiado pronto. De igual modo, aferrarse a modelos consolidados por comodidad epistemológica frena avances.
La historia muestra que las soluciones verdaderamente transformadoras combinan elegancia matemática con una apertura a datos anómalos y a nuevos instrumentos.
11. Conclusión: humildad metódica y ambición teórica
Aceptar que nuestra física es, en buena medida, un mapa y no el territorio no significa caer en el relativismo absoluto. Significa:
1. Mantener la coherencia interna y la capacidad predictiva como criterios centrales.
2. Conservar una postura epistemológica humilde: distinguir entre lo predictivo (lo que funciona) y lo ontológico (lo que es).
3. Diseñar experimentos que apunten específicamente a revelar si las entidades inferidas (materia oscura, energía oscura, gravitón, taquiones y otros sectores invisibles) son reales o son artefactos del modelo.
4. Fomentar enfoques teóricos radicales, siempre que se comprometan con predicciones falsables.
En última instancia, la ciencia progresa por una combinación de conservadurismo (respeto por los éxitos previos) y audacia (buscar teorías que resuelvan anomalías y reduzcan la contabilidad de parches). Mantener ambos impulsos es la mejor receta para no confundir un mapa útil con una verdad última.
12. Lecturas sugeridas (no exhaustivas)
Textos introductorios sobre filosofía de la ciencia (realismo vs instrumentalismo).
Reseñas y artículos sobre materia oscura y alternativas (MOND).
Revisiones sobre la constante cosmológica y teorías de energía oscura.
Trabajos sobre gravedad emergente, holografía y la relación entre entropía e información.
Ensayos sobre filosofía de la realidad y solipsismo científico.
(El autor debería completar esta bibliografía con referencias académicas específicas según su interés y el público objetivo.) Pero no me sale de los cojones hacerlo
Fin del artículo
Mis felicitaciones a los que en un universo irreal aprueban en exámenes a sociedades municipales y no saben escribir su nombre, eso no lo mejora ni el Tío Gilito que siendo un pato es el hombre más rico del mundo.
Jesus Mª González Barceló
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