Cosmovisión Contemporánea y Crisis de la Mecánica Clásica

La Cosmovisión Contemporánea: La Crisis de la Mecánica Clásica

Termodinámica

Nunca se puede transformar íntegramente una cantidad determinada de energía térmica en energía mecánica. Esto sirvió para formular el segundo principio de la termodinámica: el principio de entropía, que apunta hacia un desorden creciente e irreversible en el universo y se opone al principio de la mecánica clásica, que sostiene que todos los procesos físicos son reversibles.

Óptica

Se reveló que la luz se comportaba como una onda; otros corroboran la tesis del carácter corpuscular de la luz defendida por Newton.

Electricidad y Magnetismo

La fuerza actúa en una dirección distinta a la recta que une los dos cuerpos. Según Newton, siempre actuaban en línea recta.

Teoría de la Relatividad

La teoría de la relatividad de Einstein fue especialmente fructífera en lo referido a velocidades y magnitudes astronómicas.

Mecánica Cuántica

La mecánica cuántica se centró en el estudio de los fenómenos subatómicos.

La Teoría de la Relatividad

La primera versión de la teoría de la relatividad propuesta por Albert Einstein es la de la relatividad especial, que tiene su fundamento en dos ideas:

• El espacio y el tiempo son magnitudes relativas.
• La luz se propaga en el vacío a una velocidad constante e independiente del estado en que se encuentre el cuerpo que la emite.

En 1916, once años después de su primera formulación, Albert Einstein propuso su teoría de la relatividad general. Esta nueva versión de la teoría incluye la anterior y añade el campo gravitatorio al conjunto de factores que han de ser tomados en consideración.

En la segunda versión de la teoría de la relatividad, Einstein afirmó que el campo gravitatorio, es decir, aquel en el que se hacen notar las fuerzas de atracción por efecto de la masa de los cuerpos, se considera una deformación del espacio, que se vuelve curvo.

La Mecánica Cuántica

El físico alemán Max Planck descubrió que la materia absorbe y emite energía no de manera continua, sino discontinua, en forma de paquetes denominados cuantos (de ahí el término cuántica). La teoría cuántica de Planck resultó ser de gran utilidad a la hora de alcanzar una mejor comprensión del comportamiento que manifiestan las partículas subatómicas.

Sobre la base de la teoría cuántica, el físico danés Niels Bohr diseñó un modelo atómico que establecía unas órbitas definidas para los electrones y la posibilidad de que estos saltaran desde unas órbitas a otras. De acuerdo con el modelo de Bohr, los átomos absorben o emiten cantidades fijas de energía cuando sus electrones saltan de unas órbitas a otras.

Todas estas investigaciones condujeron a la formulación de dos nuevos principios fundamentales de la física contemporánea:

• El principio de complementariedad de Bohr sostiene que los objetos cuánticos, como los electrones o los fotones, unas veces actúan como ondas y otras como partículas, pero nunca lo hacen de las dos formas de manera simultánea. Según Bohr, los percibimos de un modo u otro dependiendo del método de medida que empleemos. Esto implica admitir que la observación física puede modificar lo observado.
• El principio de incertidumbre del físico alemán Werner Heisenberg establece que no es posible conocer con precisión y de modo simultáneo la posición y la velocidad de una partícula subatómica.

La Teoría del Caos

La teoría del caos fue propuesta por Edward Lorenz. Sostiene que un pequeño cambio en las condiciones iniciales de cualquier sistema físico es capaz de ocasionar grandes diferencias en el resultado que pueda producir dicho sistema físico. Esta tesis se conoce como efecto mariposa. Una consecuencia de ello es que nuestras predicciones únicamente serán válidas si se realizan a muy corto plazo.

Por su parte, el científico ruso Ilya Prigogine fue aún más lejos al afirmar que ciertos sistemas de la naturaleza son capaces de generar fenómenos completamente nuevos.

La Teoría del Big Bang

La teoría del Big Bang sostiene que el universo no es una realidad estática, sino que se expande de forma ininterrumpida. Es decir, el universo tuvo un comienzo en el tiempo y es dinámico, puesto que está en continua transformación. Admitir la expansión del universo significa que, retrocediendo en el tiempo, hubo un momento en el que toda la materia de la que está formado estuvo concentrada en un punto de una densidad inimaginable. A partir de ese momento, se inició la expansión del universo.

El propio nombre de esta teoría no parece adecuado porque se refiere al momento originario del universo, pero no nos explica ese momento, sino lo que vino después. En realidad, ese instante inicial no pudo consistir en una explosión porque, para que se produzca una explosión, es necesario que haya aire que transmita las vibraciones.

Cuestión de la Existencia de Dios

• Teísmo: afirma la existencia de un Dios personal, sobrenatural y trascendente.
• Deísmo: sostiene la existencia de Dios como principio y causa del universo, pero niega que la razón humana pueda ir más allá de esta noción general.
• Panteísmo: identifica a Dios con la naturaleza. Niega su carácter trascendente.
• Agnosticismo: no niega la existencia de Dios ni tampoco la afirma.
• Ateísmo: niega la existencia de Dios y de todo ser sobrenatural.

Los Paradigmas Científicos

Un paradigma científico es el marco teórico general que los científicos utilizan como referencia en su trabajo de investigación.

Todo paradigma incluye estos elementos:

• Una cosmovisión: una concepción general de la realidad.
• Un conjunto de leyes y teorías muy generales sobre el ámbito de la realidad de la que se ocupa.
• Una descripción general de los problemas que hay que resolver dentro del ámbito del paradigma.
• Una enumeración y una descripción del instrumental que el científico puede emplear en sus investigaciones.

Cuando en una ciencia particular toda la comunidad científica adopta un determinado paradigma, se abre un período específico denominado ciencia normal, en el que los investigadores trabajan dentro del marco del paradigma aceptado.

El objetivo que persiguen los científicos es desarrollar todas las posibilidades de comprensión de la realidad. Aparecen anomalías, hechos que no encajan con lo establecido por el paradigma o predicciones que no se cumplen. La acumulación de anomalías sin resolver provoca que algunos científicos sospechen que hay un problema de fondo. Entramos en una nueva etapa en el desarrollo de la ciencia: una revolución científica. Hay dos paradigmas tratando de ofrecer una explicación a un mismo tipo de hechos; deberán posicionarse a favor o en contra de cada uno de los dos paradigmas rivales. Mostrarán las deficiencias del paradigma rival. Finalmente, uno de los dos paradigmas se impondrá y se iniciará un nuevo período de ciencia normal.