Lawrence Krauss,
Quintessence: the Mistery of Missing Mass in the Universe
[«Quintaesencia: el misterio de la masa perdida en el universo»]
Basic Books. 16×24 cm. 356 páginas. ISBN-13 : 978-0465037414
Lawrence Krauss, un distinguido físico que ha realizado aportaciones destacadas en el campo de la física cuántica, ofrece en esta obra una visión completa de uno de los asuntos más importantes tanto en física de partículas elementales como en astrofísica: la materia oscura. El libro es riguroso y profundo y toca un tema de importancia capital, a la vez que interdisciplinar y muy actual. No se trata, sin embargo, de un libro para todos los públicos: la naturaleza de las explicaciones y el estilo general de la obra lo hacen adecuado para personas con formación científica previa o con un gran interés por la divulgación avanzada.
Contenido y título
El universo de la física moderna es un lugar muy extraño. Cuanto más miran hacia arriba quienes se dedican a la astronomía, más se sorprenden de las cosas que ven… y de las que no ven. En efecto, uno de los misterios más persistentes en astronomía moderna consiste en que en el universo parece haber muchísima más masa de la que se llega a detectar con telescopios. Podríamos imaginarnos la sorpresa de alguien que ve una madeja de lana de tamaño normal y al intentar moverla descubre que pesa no 200 gramos, como parecería a primera vista, sino más de veinte quilos. ¿De qué está hecha esa madeja que, por más que se mire y se toque parece de lana normal? ¿De qué sustancia extraña está empapada esa lana, sustancia que no se ve ni se nota al tacto pero que pesa diez veces más que la lana misma? Así están las cosas en astronomía: contemplamos un universo de estrellas y galaxias, pero muchos indicios (movimiento de estrellas y galaxias, mecanismos de formación, etc.) indican que ahí fuera hay algo más, que el universo está hecho en un 90 %, o tal vez más, de una materia oscura sobre la que sabemos muy poco, aparte de que tiene que existir.
A la vez, la física cuántica, la física de lo muy pequeño, predice varias especies más o menos exóticas de partículas elementales que, caso de ser reales, interaccionarían muy poco con la materia normal. Tales partículas exóticas aparecen en el marco de diferentes teorías modernas más o menos especulativas. No se sabe aún si existen y, si así fuera, cuál sería su abundancia. Sin embargo, varias de ellas (axiones, monopolos magnéticos y las denominadas partículas masivas débilmente interactivas) aparecen como buenos candidatos a conformar la materia oscura de la astronomía. La materia normal, desde las galaxias a nuestros propios cuerpos, podría estar empapada (literalmente) de una cantidad inmensa de partículas minúsculas y casi indetectables.
Nos encontramos ante uno de los casos más bonitos de relación estrecha entre las físicas del macrocosmos y del microcosmos. El libro de Krauss se dedica en exclusiva a todo este asunto: la materia oscura cosmológica y su posible naturaleza cuántica.
Quintessence comienza con un capítulo histórico bastante interesante sobre la evolución de las ideas filosóficas acerca de la esencia última del universo. Dedica una atención especial a las ideas de los griegos, empezando por la propuesta de Tales de Mileto del agua como principio universal y pasando por el inefable apeiron de Anaximandro, hasta llegar a Aristóteles y su idea de que el mundo consta de cuatro elementos, mientras que los cielos están formados de una quinta sustancia especial, cristalina y perfecta, la quintaesencia que da título a la obra de Krauss. El capítulo histórico prosigue describiendo conceptos filosóficos relevantes para el asunto que trata, hasta llegar a nuestros días con el éter universal y la teoría de la relatividad.
Luego Krauss entra en materia y dedica una parte del libro a exponer el problema, y otra a las posibles soluciones. El problema es en buena medida astronómico, como ya he dicho, y Krauss explica con rigor todos los motivos que llevan a pensar que debe existir la materia oscura, la masa que falta en el universo. Por el camino se detallan bastantes conceptos fundamentales de astrofísica moderna, desde evolución estelar hasta cosmología observacional, todos ellos muy actuales y solo algunos comentados en otras obras. En capítulos posteriores se describe el estado actual de la física de lo muy pequeño, la física cuántica, a la vez que se muestra por qué esta ciencia predice partículas elementales nuevas y exóticas . Luego se aclara cómo estas partículas podrían resolver el misterio de la materia oscura y se exponen los esfuerzos actuales por detectarlas de manera experimental. Se dedica cierto espacio a una idea sorprendente: tal vez la «materia» que falta no se halle en forma de partículas elementales, sino que consista en alguna forma de «energía del vacío», una propuesta que a Krauss le parece fascinante. En su opinión, esta energía de vacío merecería el nombre de quintaesencia con todo rigor, caso de demostrarse su validez.
Calidad, nivel y público
No ahorraré elogios a este libro. Trata un tema central de la ciencia moderna. Lo hace además con el rigor y la corrección de un profesional que ha investigado activamente en la vanguardia de este campo. Se trata de un asunto que aúna la física de lo muy grande con la de lo muy pequeño, y conjuga las dos ramas de la física más apasionantes del cambio de siglo: astronomía y teoría cuántica. Su lectura me ha fascinado y he aprendido mucho con ella.
Sin embargo, hay que advertir sobre el nivel de esta obra. Inserto un ejemplo del tipo de explicaciones frecuentes en Quintessence:
La propuesta de Peccei-Quinn consistía en sugerir un mecanismo dinámico mediante el cual aquellos efectos que normalmente aseguran la violación T en cromodinámica cuántica conspiraran para minimizar tal violación. Como la interacción débil entre cuarks imponía dificultades potenciales para mantener la simetría CP en la interacción fuerte, sugirieron vincular de algún modo las simetrías de ambas interacciones para que un solo mecanismo dinámico resolviera en principio este problema. Para ello, propusieron extender la simetría presente en las ecuaciones que gobiernan la interacción débil. (Pág. 248)
Por supuesto, no todo el libro es así, pero algunos capítulos mantienen ese tono de principio a fin. Para seguir los argumentos en su totalidad hace falta una gran retentiva (o disponer de conocimientos anteriores). La exposición del material es correcta y ordenada, pero carente de recursos narrativos o literarios, lo cual hace que cueste mantener la atención en todo momento. En dos palabras, no es un libro para leer en el metro.
No he leído libros anteriores de Krauss, como el que parece más conocido de ellos, Physics of Star Trek, y por tanto ignoro a qué público suele dirigir su producción divulgativa, pero Quintessence no parece adecuado para un público general. Eso sí: por su temática, actualidad, calidad y rigor me parece muy conveniente para quienes cursen estudios universitarios (sobre todo de física, química, matemáticas o ciencias en general) y para el colectivo aficionado a la divulgación científica avanzada. De hecho, la versión anterior de este libro, titulada The Fifth Essence, vio la luz en castellano dentro de una colección destinada a este tipo de público (La quinta esencia, Alianza Editorial, colección Alianza Universidad, número 728, año 1992). Si la versión antigua encontró mercado, a la edición revisada no debiera faltarle.
En conclusión, Quintessence me parece un trabajo excelente y riguroso de divulgación científica avanzada, apto para lectores iniciados o muy interesados, que trata asuntos muy importantes y actuales y que conjuga el misterio de lo muy grande (astronomía, origen del universo) con el de lo muy pequeño (física cuántica y de partículas elementales).
La editorial Laetoli publicó en 2012 La física de Star Trek (ISBN 978-84-92422-56-2), pero Quintessence, en la edición reseñada, no se ha vertido al castellano.
