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Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Sencillo parece, pero nada más lejos. Tanto la física, como la química, como la filosofía se encargan de este concepto, y eso no nos puede llevar a nada bueno, al menos a nada sencillo.

En física se llama materia a cualquier tipo de entidad física que es parte del universo observable, tiene energía asociada, es capaz de interaccionar, es decir, es medible y tiene una localización espaciotemporal compatible con las leyes de la física. Es decir, la idea de materia no puede ser nada fijo, sino que evoluciona para ajustarse a los campos nuevos de la realidad que la ciencia va descubriendo y creando. O sea, que la respuesta a la pregunta qué es materia depende del momento histórico en que se haga. Claro que sucede exactamente igualito en la filosofía.

En filosofía, si el contexto histórico temporal no fuera suficiente, hay que añadirle que se trata de un concepto dinámico que depende del sistema dentro del que se defina, incluso en sistemas contemporáneos, coetáneos y coexistentes. Podríamos definir materia como los constituyentes de una realidad  que puede ser percibida por diversos sujetos. Es decir la materia constituiría la realidad objetiva.

Ya va pareciendo menos sencillo. Ni siquiera el concepto deja muy claro a qué nos referimos…y a qué no.

Nuestra noción de materia tiene que ser compatible con el pluralismo hílico constatable en la realidad. Recordad que el hilemorfismo Aristotélico  proponía que todos los cuerpos estaban constituidos por dos principios esenciales: la materia y la forma. La idea de materia es un concepto crítico más que un concepto genérico abstracto y universal, hay que aterrizarlo. Y para ello nada mejor que obtenerlo como resultado de una confrontación con las distintas materialidades concretas. Lo primero que se descubre en esta confrontación es precisamente la inconmensurabilidad mutua de dichas materialidades concretas. Es decir, se obtiene una visión materialista de la realidad. El mundo es material y existe objetivamente, independientemente de la conciencia. La conciencia y el pensamiento se desarrollan a partir de un nivel superior de organización de la materia, en un proceso de reflejo de la realidad objetiva.

Una postura en cambio, que niegue el carácter material a entidades como el espacio, el tiempo o el vacío, que forman parte de nuestra realidad,  se encuentra ante el problema de caer en un agnosticismo al no definirse, o decir que dichas entidades son espirituales. Por ello el rechazo de una posición materialista nos lleva al agnosticismo o al espiritualismo, posturas realmente incómodas desde un punto de vista ontológico y mucho más desde un punto de vista científico.

Podemos pensar, como Ferrater,  que la realidad es el mundo material, con rasgos que permiten el autoensamblaje de algunos de sus componentes para formar organismos; muchos de los cuales se comportan socialmente y fruto de ello se originan, en algunos casos, productos culturales que determinan la racionalidad y en último extremo (posiblemente inalcanzable) la universalidad de la conducta y del conocimiento. Podemos aplicar, como hizo Bunge, una ontología de carácter materialista que integra una concepción materialista de la vida, una teoría materialista de la mente y una concepción materialista de la cultura. Y además, todo ente material es cambiable.

El materialismo no es una filosofía única, sino una familia de ontologías que tienen en común la tesis de que cuanto existe realmente es material. La materia es el conjunto de todos los objetos materiales o entes. La materia para Bunge es un conjunto, un objeto abstracto. La realidad es idéntica con la materia, los únicos objetos reales son los materiales.

Lo que trata Bunge  es de consensuar el materialismo con el racionalismo, y ponerse por tanto en contra de filósofos como Popper que mantienen actitudes espiritualistas. Según Popper el materialismo reduciría todo lo relacionado con el psiquismo y la cultura al mundo de los objetos físicos, y con esto se opondría al evolucionismo emergentista que admite la independencia relativa entre  psiquismo y cultura respecto a los objetos físicos.

Gustavo Bueno, en su materialismo filosófico da un paso más, negando la existencia de substancias espirituales, pero admite la existencia de seres incorpóreos. Y pone un ejemplo para que lo entendamos: la relación real (no mental) de la distancia que existe entre dos botellas de agua que están encima de una mesa es tan real como esas dos botellas corpóreas; esa distancia es material incorpórea, y nada tiene de espiritual. Para romper el círculo vicioso (sustancia espiritual es la sustancia no material, y sustancia material es la no espiritual) el materialismo filosófico introduce la idea de la vida, definiendo la sustancia espiritual como «sustancia viviente incorpórea». El materialismo en general (así reinterpretado frente a variantes groseras) y el materialismo filosófico en particular, «niega la existencia y posibilidad de sustancias vivientes incorpóreas».

Las teorías científicas, las doctrinas filosóficas o los poemas no son para Bunge objetos materiales, no tienen existencia autónoma separada de sus creadores y usuarios. Para Martínez en cambio, dichos productos culturales tienen una cierta existencia independiente de los usuarios y de los actos concretos en que se actualizan en sus mentes, acercándose más en este punto a Bueno y Popper que a Bunge.

El materialismo puede entenderse como una doctrina ontológica y óntica a la vez, y como  una postura metodológica.

  • Como doctrina óntica es una conjetura acerca de la realidad que considera a ésta como la manifestación múltiple de una única substancia material de carácter energético. En este contexto la idea de materia está más directamente referida a nociones físicas como energía, dinamismo…las cuerdas en último extremo.
  • Como doctrina ontológica parte de una noción crítica y trascendental de la materia, obtenida a partir de un regreso destructor de las peculiaridades de las materialidades concretas: objetos físicos, actividades psíquicas, productos mentales y culturales, como condición de posibilidad de dichas materialidades concretas. La noción ontológica de materia no se toma del mundo, sino que surge a partir de la destrucción dialéctica de las categorías mundanas.
  • Desde el punto de vista metodológico es un compromiso para no aceptar ningún tipo de explicación trascendente de los fenómenos, intentando agotar las explicaciones inmanentes de los mismos y dejando abiertas las cuestiones que no pueden recibir, por ahora, explicaciones de este tipo.

El materialismo es una postura ontológica solidaria y compatible con la ciencia moderna, cosa que no le sucede a las explicaciones de tipo espiritualista, y además es más arriesgada y potente que las posturas escépticas. Es solidario de un humanismo práctico, que no teórico, a nivel ético y político, y es la única base posible sobre la que fijar el interés emancipatorio de la humanidad. Es la base de una ética humanista y emancipatoria entendida como la técnica de despliegue máximo de las potencialidades contenidas en nuestro cuerpo y en nuestra mente en dirección a una conjunción creativa y solidaria con los demás hombres en la creación de multitudos (cuerpos políticos) capaces de autoliberación y autodespliegue enriquecedor de las propias potencialidades. Espinosa y Nietzsche son las bases de este materialismo ontológico que se desarrolla en una ética y una política emancipatoria basadas en el poder, aún ignorado, de los cuerpos humanos y de sus composiciones políticas en sociedades que afirman su potestad y su poder como autoliberación.

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Y sólo nos falta Casco Oscuro y Shaft para tener la blacksplotation al completo. Pero no, no voy a hablar de darbrader ni del lado oscuro de la fuerza aunque vayan a juego.
Voy a hablar de algo de lo que no sabemos a ciencia cierta o incierta si existe. De algo que no podemos medir directamente. De algo que es hipotético y que se cree que existe porque se puede inferir su existencia a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, esa que no es oscura. Nunca he estado tan cerca de algo tan intangible, pero tranquilos que tampoco voy a hablar de Dios, ni de dogmas de fe.

La materia oscura es algo que necesitan los modelos científicos que forman parte del paradigma actual para que les cuadren sus cositas de paradigma.Tiene que estar ahí, porque si no, no se entiende lo que pasa. También podría no estar y resulta que lo que utilizamos para averiguar lo que pasa no es lo que verdaderamente explica lo que pasa. Torres más grandes han caido y desde hombros de gigantes aún mas altos, que se lo digan a Newton.

A ver, tampoco es tan drástico, la mayoría de las cosas que se supone que andan por el universo no pueden verse a simple vista, mismamente un agujero negro, que como su nombre indica es negro y se confunde con el fondo del cosmos. Vaaaaale que se traga la luz y por eso no se ve, ¡hay que ser puntilloso pardiez!.

Pistas que nos da la materia oscura para hacerse notar, toda sutil ella:
Las estrellas en algunas galaxias espirales giran a toa leche. Según las leyes de la mecánica de Newton, la velocidad de una estrella a lo largo de su órbita depende de la masa de la galaxia contenida dentro de la órbita de la estrella. Sin embargo la masa visible es mucho menor que lo esperado ¿Dónde está la masa que falta?
Las galaxias en el universo normalmente se agrupan en cúmulos que para hacer piña necesitan de la fuerza de atracción gravitacional producida por una gran cantidad de masa. La masa requerida no se observa. ¿Dónde está la masa que falta?
El gran petardazo origen de nuestro cosmos generó un eco que a día de hoy sigue resonando en nuestros oídos telescópicos. Una radiación de fondo que sigue esparciéndose por el universo infinito y más allá y que fluctúa. Cuando analizamos su fluctuación ésta nos indica que debe existir más materia en el universo de lo que observamos a simple vista. ¿Dónde está la materia que falta?

Podemos plantear dos alternativas extremas, o no nos falta materia y no nos estamos enterando de cómo funcionan las cosas estas del universo, o la materia que nos falta nos la inventamos. Vamos a llamarla materia oscura, que es más discreta, porque lo de asumir nuestra ignorancia supina e incapacidad infinita no es propio del sapiens sapiens requetesapiens.

Por tanto, la materia oscura está hecha de partículas que no participan en interacciones electromagnéticas ni en ninguna de las dos interacciones nucleares, ni las fuertes ni las débiles, y sólo se ven afectadas por la cuarta fuerza fundamental, la gravedad, o por su propio peso. Son partículas WIMP, ‘partículas masivas de interacción débil’.

Los argumentos que apuestan por la existencia de la materia oscura se recogen en la llamada teoría inflacionista. Nada que ver con el IPC y la cesta de la compra. Se supone que con esta teoría explicamos el origen del universo, antes no había nada y de una semilla to densa, to pequeña y to caliente, en cuestión de cero coma revienta y crea el espacio-tiempo y separa las cuatro fuerzas de la naturaleza…ffffff….a mí se me atraganta un poco, pero esta teoría es el alma mater de todas las grandes teorías unificadoras. Se necesita que el universo arranque, y con una fuerza inflacionaria arranca estupendamente.

La materia de andar por casa es la materia bariónica, que es la que está formada por bariones y leptones. Un barión está formado por 3 quarks (también conocidos como hadrones). Protones y neutrones por ejemplo son bariones. Según los que saben, la materia bariónica no llega al 5% del total. El resto es materia oscura y fundamentalmente energía oscura. Ojo, no confundirlas, ambas forman la mayor parte de la masa del universo, pero la materia oscura es materia, y la energía oscura es un campo que llena todo el espacio.  La energía oscura produce una presión negativa que incrementa la aceleración de la expansión del universo. Hubble se podía haber dedicado a la horticultura. Es decir, la energía oscura produce una fuerza gravitacional repulsiva, ahí lo llevas.

Dos posibles formas de la energía oscura son la constante cosmológica y la quintaesencia (no, no es coña), la primera estática y la segunda dinámica. Para distinguir entre ambas se necesitan mediciones muy precisas de la expansión del universo, para ver si la velocidad de expansión cambia con el tiempo.  Están en ello.
La constante cosmológica fue, según sus propias palabras, la gran pifia de Einstein, claro que por aquellas Hubble se debía estar dedicando a la horticultura porque todavía no se había enterado de que el espacio se estaba haciendo un lifting perpetuo.  Pero los cuánticos bros. la reutilizaron porque les venía bien, ya que predecían una densidad de energía de vacío que se podía comportar, a todos los efectos, como una constante cosmológica efectiva. Mira que bien. La constante cosmológica parece entonces que proviene de la energía del vacio, que es una energía que hay por ahí aunque no haya nada mas, ni siquiera materia bariónica o no.

La quintaesencia es una generalización de la constante cosmológica. La densidad de energía de vacío, asociada a la constante cosmológica, por su propia naturaleza, no cambia con el tiempo y está uniformemente distribuida en el espacio. Pero si suponemos que existe un campo que produce una densidad de energía que varía con el tiempo y que no tiene porqué estar uniformemente distribuida, obtenemos la quintaesencia. El nombre está muy bien escogido, porque ya los presocráticos cuando lo inventaron hacía referencia a algo de lo que nadie tenía ni idea. Justo como ahora.

Con tanta oscuridad e indeterminación e incertidumbre e inconsistencia, se me ha puesto un horror vacui  que a ver quién me lo quita…

Los ladrillos del universo

Publicado: 7 junio, 2011 en Ciencia
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Cuando se habla de antimateria muy pocos tienen en mente a Demócrito de Abdera…o a Dirac, dos grandes precursores sin cuya sapiencia no habría sido posible llegar a este concepto tan antinatural.

El tal Demócrito vivió allá por el 450 aC, la época dorada de la Grecia Clásica y pasó a la historia porque fue el primer infeliz al que se le ocurrió pensar que la materia estaba compuesta de pequeñas partículas indivisibles a las que denominó átomo que significa básicamente eso, individible. Pues va a ser que no, porque el átomo indivisible lo que se dice indivisible no es.

Pronto, unos 20 siglos despues,  aparecieron electrones peregrinando entorno al núcleo duro formado por protones y neutrones. La ciencia es lo que tiene, que cambia de paradigma como el molusco bivalvo de caperuza, no necesariamente roja.

A principios del siglo XX hubo un tal Dirac, que además de tener una delta muy famosa, también tuvo una idea tan peregrina que ni siquiera se atrevió a defender. A este señor se le ocurre pensar que toda partícula tiene su antipartícula, y por aquellas el LSD no estaba inventado. Es decir partículas con exactamente las mismas propiedades excepto la carga, que es opuesta, lo que viene siendo un roto pa un descosío…o sea que al electrón le debía tocar en suerte un anti-electrón. Cuando años despues se encontraron a un tal positrón Dirac no daba crédito, tenía razón. Eso fue el acabose, las partículas y antipartículas a partir de ese momento empezaron a aparecer como setas. Quien sea capaz de nombrarlas todas que venga aquí y postee. Total que mas o menos cuando yo nací, se pusieron medio de acuerdo y se generó lo que se llama MEFP, que manía con los acrónimos: Modelo Estándar de la Física de Partículas, que básicamente nos dice qué partículas y qué fuerzas hay en la naturaleza, y cuales son sus propiedades. El electrón resulta que sí es una partícula elemental, es decir, mas o menos indivisible aunque aniquilable, lo que viene siendo un ladridllo. Pero neutrón y protón en realidad están compuestos por varios ladrillos, no son tan elementales como parecían. En total son 12 los ladrillos básicos que componen el universo y 4 las fuerzas con las que pueden interactuar entre ellos. Todo esto por supuesto hasta que en Ginebra nos den una sorpresa abriendo un agujero de gusano que mande este universo a una realidad alternativa…que al final seguro que no es tan alternativo sino bastante comercial.

Para que el MEFP termine de cuadrar algo mas, se postula la existencia de una nueva partícula que es lo que están tratando de encontrar en el famoso acelerador de hadrones, lo que viene siendo el famoso Bosón de Higgs que algún día entrevistarán en prime time y nos desvelará los secretos del universo.

Volviendo a los ladrillos, si seguimos pensando que son 12, ya que el amigo de Higgs todavía no ha dado señales de vida, aunque deje sentir su presencia, los dividimos básicamente en dos grupos. El grupo de los quarks o hadrones y el grupo de los leptones…esto es como los tigres y leones…todos quieren ser los campeones.

Partículas y fuerzas del universoEn este currado ejem  dibujito podeis ver un detalle de la clasificación, por aquello que una imagen vale mas que mil palabras. Creo que podría contarlo con menos de 1000. Los nombres no tienen desperdicio, extraño y encanto son mis favoritos.

El gravitón en verdad es mejor que no exista, porque es una partícula incompatible con muchas de las cosas que sabemos de la relatividad general. El gravitón sería una partícula hipotética en la que no muchos físicos creen.

El modelo funcionar funciona bastante bien, excepto con la gravedad, que es lo que tiene, si no es por ella es por su propio peso. Pero bueno, la teoría de cuerdas puede que sea la respuesta a este sin vivir que se trae la gravedad con la cuántica. Mal y pronto la teoría de cuerdas postula que las partículas no son esferas pequeñicas…puntitos diminutos, sino lacitos chiquititos. El mundo está petado de lacitos, sí, esa es la idea. Una esfera sólo puede girar, pero una cuerdita puede oscilar de diferentes maneras, Los 12 ladrillos en realidad son 12 formas de oscilar de la misma cuerda en cuestión. Este tipo de teorías y otras varias hacen pensar que el  MEFP sea parte de una colección mayor de partículas llamada supersimetría. Pero ese es otro tema para otro momento.