Física de lo imposible (41 page)

Algunos físicos han llevado esta idea aun más lejos, hasta los mismos límites de la ciencia ficción, al preguntar si la inteligencia puede haber echado una mano en el diseño de nuestro universo.

En la imagen de Guth/Fahri una civilización avanzada puede crear un universo bebé, pero las constantes físicas (por ejemplo, la masa del electrón y del protón y las intensidades de las cuatro fuerzas) son las mismas. Pero ¿qué pasa si una civilización avanzada pudiera crear universos bebés que difieren ligeramente en sus constantes fundamentales? Entonces los universos bebés serían capaces de evolucionar con el tiempo, y cada generación de universos bebés sería ligeramente diferente de la generación anterior.

Si consideramos que las constantes fundamentales son el «ADN» de un universo, eso significa que la vida inteligente podría ser capaz de crear universos con ADN ligeramente diferente. Con el tiempo, los universos evolucionarían, y los universos que proliferaran serían aquellos que tuvieran el mejor «ADN» que permitiera que floreciera la vida inteligente. El físico Edward Harrison, basándose en una idea previa de Lee Smolin, ha propuesto una «selección natural» entre universos. Los universos que dominan el multiverso son precisamente los que tienen el mejor ADN, el que es compatible con crear civilizaciones avanzadas que, a su vez, crean más universos bebés. «Supervivencia de los más adaptados» es simplemente supervivencia de los universos que son más proclives a producir civilizaciones avanzadas.

Si esta imagen es correcta, explicaría por qué las constantes fundamentales del universo están «finamente ajustadas» para permitir la vida. Significa sencillamente que los universos con las deseables constantes fundamentales compatibles con la vida son los que proliferan en el universo.

(Aunque esta idea de «evolución de universos» es atractiva porque podría explicar el problema del principio antrópico, la dificultad reside en que no puede ponerse a prueba y no se puede refutar. Tendremos que esperar hasta tener una teoría del todo completa antes de poder dar sentido a esta teoría).

Actualmente, nuestra tecnología es demasiado primitiva para revelar la presencia de estos universos paralelos. Por lo tanto, todo esto se clasificaría como una imposibilidad de clase II —imposible hoy, pero que no viola las leyes de la física—. En una escala de miles a millones de años, estas especulaciones podrían convertirse en la base de una tecnología para una civilización tipo III.

Una teoría pasa por cuatro etapas antes de ser aceptada:
I. esto es un sinsentido sin ningún valor;
II. es interesante, pero perversa;
III. esto es cierto, pero no tiene ninguna importancia;
IV. yo siempre lo dije.

J.B.S. H
ALDANE
, 1963

En la clásica novela de Isaac Asimov
Los propios dioses
, un oscuro químico del año 2070 topa accidentalmente con el mayor descubrimiento de todos los tiempos, la bomba de electrones, que produce energía limitada sin coste alguno. El impacto es inmediato y profundo. Es aclamado como el mayor científico de todos los tiempos por satisfacer la insaciable necesidad de energía por parte de la civilización. «Era el Santa Claus y la lámpara de Aladino del mundo entero», escribía Asimov. Funda una compañía que pronto se convierte en una de las corporaciones más ricas del planeta y deja fuera de juego a las industrias del petróleo, el gas, el carbón y la energía nuclear.
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El mundo es inundado con energía gratuita y la civilización se emborracha con este nuevo poder. Mientras todos celebran este gran logro, un físico solitario se siente incómodo. «¿De dónde sale toda esta energía gratuita?», se pregunta. Finalmente descubre el secreto. La energía gratuita tiene en realidad un terrible precio: proviene de un agujero en el espacio que conecta nuestro universo con un universo paralelo, y el súbito aflujo de energía en nuestro universo está iniciando una reacción en cadena que con el tiempo destruirá estrellas y galaxias, convertirá el Sol en una supernova y destruirá a la Tierra con él.

Desde que existe la historia escrita, el Santo Grial de inventores y científicos, pero también de charlatanes y artistas del fraude, ha sido la legendaria «máquina de movimiento perpetuo», un dispositivo que puede funcionar indefinidamente sin pérdida de energía. Una versión aun mejor es un dispositivo que crea
más
energía de la que consume, tal como la bomba de electrones, que crea energía gratuita e ilimitada.

En los próximos años, a medida que nuestro mundo industrializado agote poco a poco el petróleo barato, habrá una enorme presión para encontrar nuevas y abundantes fuentes de energía limpia. El aumento del precio del gas, la caída de la producción, el aumento de la contaminación, los cambios atmosféricos, etc., todo ello alimenta un renovado e intenso interés por la energía.

Esta preocupación es aprovechada hoy por inventores que prometen entregar cantidades ilimitadas de energía libre y tratan de vender sus inventos por cientos de millones. Periódicamente surgen numerosos inventores heterodoxos que son recibidos con afirmaciones sensacionales en los medios financieros y aclamados como los próximos Edison.

La popularidad de la máquina de movimiento perpetuo es amplia. En un episodio de
Los Simpson
titulado «El PTA se dispersa», Lisa construye su propia máquina de movimiento perpetuo durante una huelga de profesores. Esto impulsa a Homer a declarar seriamente: «Lisa, deja eso... en esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica».

En los juegos de ordenador
Los Sims
,
Xenosaga Episodes I and II
y
Ultima VI: The False Prophet
, así como en el programa de Nickelodeon
Invasor Zim
, las máquinas de movimiento perpetuo tienen un papel destacado en los argumentos.

Pero si la energía es tan preciosa, entonces ¿cuál es exactamente la probabilidad de crear máquinas de movimiento perpetuo? ¿Realmente son imposibles estos aparatos, o su creación requeriría una revisión de las leyes de la física?

La energía es vital para la civilización. De hecho, toda la historia de la humanidad puede verse a través de la lente de la energía. Durante el 99,9 por ciento de la existencia humana las sociedades primitivas fueron nómadas y llevaban una precaria vida de recolección y caza en busca de alimento. La vida era brutal y corta. La energía disponible era de un quinto de caballo de potencia —la potencia de nuestros propios músculos—. Los análisis de los huesos de nuestros antepasados muestran pruebas de enormes deterioros, a causa del impresionante esfuerzo por la supervivencia diaria. La esperanza de vida era de menos de veinte años.

Pero tras el final de la última época glacial hace unos 10.000 años, el ser humano descubrió la agricultura y empezó a domesticar animales, especialmente el caballo, lo que poco a poco aumentó su producción de energía hasta uno o dos caballos de potencia. Esto puso en marcha la primera gran revolución en la historia de la humanidad. Con el caballo o el buey, un hombre tenía energía suficiente para arar un campo entero por sí solo, viajar decenas de kilómetros en un día o mover cientos de kilos de grano o roca de un lugar a otro. Por primera vez en la historia, las familias tenían un excedente de energía, y el resultado fue la fundación de las primeras ciudades. Un exceso de energía significaba que la sociedad podía ofrecer apoyo a una clase de artesanos, arquitectos, constructores y escribas, y así pudo florecer la civilización antigua. Pronto, de las junglas y del desierto surgieron grandes ciudades e imperios. La esperanza de vida llegó a unos treinta años.

Mucho más tarde, hace unos trescientos años, tuvo lugar la segunda gran revolución en la historia. Con la llegada de las máquinas de vapor, la energía disponible para una persona ascendió a decenas de caballos de potencia. Con el dominio del poder de las locomotoras de vapor, era posible cruzar continentes enteros en unos días. Las máquinas podían arar grandes campos, transportar a cientos de pasajeros a miles de kilómetros, y permitían construir ciudades enormes. La esperanza de vida hacia 1900 se había elevado hasta casi los cincuenta años en Estados Unidos.

Hoy estamos inmersos en la tercera gran revolución en la historia. Debido a la explosión demográfica y a nuestro voraz apetito de electricidad y potencia, nuestras necesidades de energía se han disparado y nuestro suministro está llegando al límite. La energía disponible por individuo se mide ahora en miles de caballos de potencia. No es sorprendente que esta demanda haya suscitado el interés por conseguir mayores fuentes de energía, incluidas las máquinas de movimiento perpetuo.

La búsqueda de máquinas de movimiento perpetuo es antigua. El primer intento registrado de construir una máquina de movimiento perpetuo se remonta al siglo vm en Baviera. Fue un prototipo para los cientos de variantes que se propusieron en los mil años siguientes; se basaba en una serie de pequeños imanes unidos a una rueda, como una noria. La rueda estaba colocada por encima de un imán mucho mayor situado en el suelo. Se suponía que a medida que cada imán de la rueda pasaba sobre el imán estacionario, era primero atraído y luego repelido por el imán más grande, lo que empujaba así a la rueda y creaba un movimiento perpetuo.

Otro ingenioso diseño fue ideado en 1150 por el filósofo indio Bhaskara, que propuso una rueda que daría vueltas continuamente si se añadía un peso en el borde; el peso desequilibraría a la rueda y la haría girar. El peso haría un trabajo mientras la rueda hacía una revolución, y luego volvería a su posición original. Iterando esto una y otra vez, Bhaskara afirmaba que él podía extraer trabajo ilimitado de forma gratuita.

Los diseños bávaro y de Bhaskara para máquinas de movimiento perpetuo y sus numerosas variantes comparten el mismo principio: algún tipo de rueda que puede dar una vuelta sin adición de energía y producir trabajo útil en el proceso. (Un examen cuidadoso de estas ingeniosas máquinas suele poner de manifiesto que realmente se pierde energía en cada ciclo, o que no puede extraerse trabajo utilizable).

La llegada del Renacimiento aceleró las propuestas de máquinas de movimiento perpetuo. En 1635 se concedió la primera patente para una máquina de movimiento perpetuo. En 1712 Johann Bessler había analizado unos trescientos modelos diferentes y propuso un diseño propio. (Según la leyenda, su doncella reveló más tarde que su máquina era un fraude). Incluso el gran pintor y científico del Renacimiento Leonardo da Vinci se interesó en las máquinas de movimiento perpetuo. Aunque las criticaba en público, comparándolas con la búsqueda infructuosa de la piedra filosofal, en sus cuadernos de notas privados hacía bocetos ingeniosos de máquinas de movimiento perpetuo autopropulsadas, incluidas una bomba centrífuga y un gato utilizado para rotar una broqueta de asar sobre un fuego.

En 1775 se estaban proponiendo tantos diseños que la Real Academia de Ciencias de París anunció que «ya no aceptaba ni estudiaba propuestas concernientes a movimiento perpetuo».

Arthur Ord-Hume, un historiador de las máquinas de movimiento perpetuo, ha escrito sobre la incansable dedicación de estos inventores, con todos los elementos en contra, comparándolos a los antiguos alquimistas. Pero, señalaba, «incluso el alquimista... sabía cuándo estaba batido».

El incentivo para producir una máquina de movimiento perpetuo era tan grande que las estafas se convirtieron en algo habitual. En 1813 Charles Redheffer exhibió una máquina en Nueva York que sorprendió a la audiencia al producir energía ilimitada sin ningún coste. (Pero cuando Robert Fulton examinó la máquina cuidadosamente, encontró una cinta oculta que impulsaba a la máquina. Este cable estaba conectado a su vez a un hombre que daba vueltas en secreto a una manivela en el ático).

También científicos e ingenieros se entusiasmaron con las máquinas de movimiento perpetuo. En 1870 los editores de
Scientific American
fueron engañados por una máquina construida por E.P Willis. La revista publicó una historia con el título sensacionalista «El mayor descubrimiento hecho jamás». Solo posteriormente los investigadores descubrieron que había fuentes ocultas de energía para la máquina de movimiento perpetuo de Willis.

En 1872 John Ernst Worren Kelly perpetró el timo más sensacional y lucrativo de su tiempo, con el que estafó a inversores que habían aportado casi 5 millones de dólares, una espléndida suma para finales del siglo XIX. Su máquina de movimiento perpetuo se basaba en diapasones resonantes que, afirmaba él, repiqueteaban en el éter. Kelly, un hombre sin formación científica, invitaba a inversores privados a su casa, donde les sorprendía con su motor-vacuo-hidro-neumático-pulsante que funcionaba a gran velocidad sin ninguna fuente de alimentación externa. Sorprendidos por esta máquina autopropulsada, ávidos inversores acudieron en bandadas a meter dinero en sus arcas.

Posteriormente, algunos inversores desilusionados le acusaron de fraude, y de hecho pasó algún tiempo en la cárcel, pero cuando murió era un hombre adinerado. Tras su muerte, los investigadores encontraron el ingenioso secreto de su máquina. Cuando su casa fue demolida se encontraron tubos ocultos en el suelo y en las paredes de los cimientos, que secretamente enviaban aire comprimido a sus máquinas. Estos tubos eran a su vez alimentados por un molino.

Incluso la Marina y el presidente de Estados Unidos fueron engañados con una máquina semejante. En 1881 John Gamgee inventó una máquina de amoniaco líquido. La evaporación del amoniaco frío crearía gases expansivos que podrían mover un pistón, e impulsar así máquinas utilizando solo el calor de los océanos. La Marina estaba tan fascinada por la idea de extraer energía ilimitada de los océanos que aprobó el aparato e incluso hizo una demostración ante el presidente James Garfield. El problema era que el vapor no volvía a condensarse en líquido de la forma apropiada, y con ello el ciclo no podía completarse.

Se han presentado tantas propuestas de una máquina de movimiento perpetuo a la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (USPTO), que esta se niega a conceder una patente para dicho aparato a menos que se presente un modelo operativo. En algunas raras circunstancias, cuando los examinadores de la patente no pueden encontrar nada obviamente erróneo con un modelo, se concede una patente. La USPTO estipula: «Con la excepción de casos que implican movimiento perpetuo, normalmente la Oficina no exige un modelo para demostrar la operatividad de un aparato». (Esta clausula ha permitido que inventores poco escrupulosos persuadieran a inversores ingenuos para financiar sus inventos, con el argumento de que la USPTO había reconocido oficialmente su máquina).