En este segundo artículo, Advayacitta explora un paralelo importante entre la Teoría de la Relatividad y la doctrina de śunyata.

Mi primer artículo de Apramada sobre Budismo y Física terminó mencionando la contradicción entre la doctrina budista de śunyata y la creencia de Isaac Newton en los fenómenos que tienen cantidades 'absolutas'. Esta creencia está implícita en la física clásica que se deriva de las 'leyes del movimiento' de Newton. Por lo tanto, existe una contradicción entre la física clásica y la doctrina budista. Este artículo explora cómo, en contraste, la nueva física que surgió en el siglo XX tiene paralelismos interesantes con la doctrina budista.

La doctrina de śunyata significa que ningún fenómeno tiene una existencia intrínseca o 'absoluta', sin relación con nada más. Así que las partículas fundamentales, y los átomos y moléculas hechos de ellas, no tienen ninguna existencia intrínseca separada. De manera similar, cualquier cantidad física, como la distancia entre dos cosas en el espacio o el tiempo entre dos eventos, no puede recibir valores absolutos. Por el contrario, Newton creía que existen fenómenos como distancias absolutas, posiciones absolutas en el espacio, velocidades absolutas y tiempos absolutos.

A principios del siglo XX surgieron dos teorías vitales de la física moderna. Ambos contradicen a Newton y, al hacerlo, se asemejan mucho a la doctrina de śunyata . La primera es la teoría de la relatividad, que se explorará aquí. El segundo es la mecánica cuántica, tema de un próximo artículo.

Poco más de doscientos años después de la publicación de los Principios de Newton, un joven físico escribió un artículo titulado "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento"[1].  El físico Albert Einstein anuló las ideas newtonianas sobre cantidades 'absolutas' y, al hacerlo, lideró una revolución en la física.

Einstein desarrolló lo que se conoció como la 'teoría especial de la relatividad' después de reflexionar sobre las implicaciones de las fórmulas del siglo XIX para el electromagnetismo, denominadas ecuaciones de Maxwell. Entre otras cosas, estas ecuaciones dan una idea de cómo las ondas electromagnéticas, incluidas las ondas de luz, se propagan por el espacio.

Una onda de luz se compone de campos eléctricos y magnéticos pulsantes e interconectados. Es importante destacar que las ecuaciones de Maxwell muestran que, en cualquier punto específico del espacio, en un momento específico, la intensidad de cualquiera de los campos depende de la tasa de cambio, con respecto al tiempo, de la intensidad del otro campo en ese mismo punto del espacio. Por lo tanto, la existencia de un campo eléctrico distinto de cero en ese punto dado depende de la existencia de una tasa de cambio distinta de cero en el campo magnético en ese punto, y viceversa [2].

Pero, ¿existe tal cosa como un punto específico o absoluto en el espacio? Relacionada con esta pregunta está la existencia especulada del 'reposo absoluto': ¿puede considerarse que un objeto en el espacio tiene una 'velocidad absoluta' cero? detenido en el mismo punto absoluto en el espacio? Además, ¿existe una velocidad 'absoluta' del movimiento de un objeto a través del espacio, como el movimiento de la Tierra? ¿O solo se puede medir el 'movimiento relativo' de un objeto, su velocidad en relación con un 'marco de referencia' específico hecho de otros objetos físicos?

Las ecuaciones de Maxwell parecen basarse en las nociones de puntos absolutos en el espacio y velocidades absolutas. El artículo de Einstein comienza señalando que, en contraste con esta dependencia implícita de las cantidades absolutas, lo importante es el movimiento relativo. El ejemplo que usa Einstein es la interacción entre un conductor metálico (es decir, un metal a través del cual puede fluir la electricidad) y un imán. Señala que si se considera que el imán se está moviendo y el conductor en reposo, entonces las ecuaciones de Maxwell implican un proceso, pero si el conductor se está moviendo y el imán en reposo, implica un proceso diferente. Por lo tanto, hay una asimetría. Sin embargo, el resultado final de cada proceso, predicho por esas ecuaciones, es exactamente el mismo: la producción de una corriente eléctrica en el conductor.

Tales ejemplos llevaron a Einstein a conjeturar que “no sólo los fenómenos de la mecánica sino también los de la electrodinámica no tienen propiedades que correspondan al concepto de reposo absoluto”. Continuó: “Más bien, las mismas leyes de la electrodinámica y la óptica serán válidas para todos los sistemas de coordenadas en los que se mantengan las ecuaciones de la mecánica… Elevaremos esta conjetura (cuyo contenido en lo sucesivo se denominará 'el principio de la relatividad') al estado de un postulado…”.

Luego, Einstein pasó a explorar lo que significa considerar que dos eventos están sucediendo al mismo tiempo. Entendió que hablar del 'mismo tiempo' en dos lugares diferentes no es sencillo. ¿Cómo se dice la hora? Se necesita un reloj cercano, junto con la capacidad de leer la hora en él. Esto depende de mirar el reloj, con la luz proveniente de la esfera del reloj hacia los ojos. Pero, ¿cómo se sabe qué es exactamente la misma hora en otro lugar?

Supongamos que hay un reloj en otro lugar. ¿Cómo sabe uno que ese reloj marca la misma hora, o incluso marca la misma velocidad, que el reloj de al lado? Al reflexionar sobre estas preguntas, Einstein descubrió que hablar sobre el "mismo tiempo" en diferentes lugares implica hacer suposiciones sobre la constancia de la velocidad de la luz. Después de todo, uno tiene que poder ver ambos relojes; en otras palabras, la luz tiene que venir de ambos a donde esté uno. Einstein pensó en esto y lo trabajó matemáticamente. Descubrió que uno tiene que hacer una suposición específica acerca de que la luz tarda el mismo tiempo en viajar en direcciones opuestas entre los dos lugares, para poder considerar que los relojes están sincronizados. Esto condujo a su segundo postulado. Por lo tanto:

Sus matemáticas luego lo llevaron a respuestas que contradicen las ideas de Newton sobre el tiempo y el espacio absolutos. Así, Einstein descubrió que la velocidad a la que pasa el tiempo depende del 'marco de referencia' que se esté usando. Las personas que usan diferentes marcos de referencia experimentarán el flujo del tiempo de manera diferente. También descubrió que la distancia entre dos lugares también depende del marco de referencia que se use, y que lo mismo ocurre con otras cantidades físicas, como la velocidad de un objeto.

Por ejemplo, imagine un grupo de astronautas que viajan al espacio alejándose de la Tierra a una velocidad de nueve décimas de la velocidad de la luz. Imagine que los astronautas en la nave espacial tienen un reloj con ellos, y que los miembros del control de la misión, aquí en la Tierra, también tienen un reloj, y que hay un enlace de video entre el control de la misión y los astronautas.

Los astronautas se alejan del control de la misión a nueve décimas de la velocidad de la luz. Los miembros del control de la misión miran y ven lo que sucede en la nave espacial, y lo que ven es que todos los astronautas parecen estar hablando, caminando y haciendo las cosas un poco más despacio que los de la Tierra. Y ven que el reloj de los astronautas va más lento que el reloj del control de la misión.

Mientras tanto, los astronautas en la nave espacial están haciendo exactamente lo mismo, mirando el enlace de video en el reloj del control de la misión. Ahora, uno podría pensar que debido a que el control de la misión está viendo que el reloj de los astronautas va más lento, entonces los astronautas deben mirar el control de la misión y ver que su reloj va más rápido.

Pero ese no es el caso. Los astronautas miran el reloj del control de la misión y ven que va más lento que el de ellos, y que las personas en el control de la misión se retrasan.

Esto parece extraño, si no completamente contradictorio. ¿Es este resultado meramente un efecto aparente o ilusorio? ¿Son las velocidades reales de los relojes diferentes de las observadas? Las ecuaciones y la teoría de Einstein dan un 'no' inequívoco a estas preguntas: no es un efecto aparente, ni una especie de ilusión. Es real. Para aquellos en el control de la misión, en el marco de referencia aquí en la Tierra, el reloj de los astronautas realmente va más lento. En el marco de referencia de los astronautas, los relojes en la Tierra realmente van más lentos. La implicación es que no hay un tiempo absoluto, ni una tasa absoluta de flujo de tiempo. La velocidad a la que pasa el tiempo depende del marco de referencia de cada uno.

La Teoría Especial de la Relatividad también implica que los patrones matemáticos de condicionalidad (patrones de pratitya samutpada) entre objetos físicos son diferentes de los que se derivan de las 'leyes de movimiento' de Newton. Todavía se expresan en ecuaciones matemáticas que incluyen las cantidades medidas en un marco de referencia dado. Pero esas ecuaciones, y los patrones algebraicos que poseen colectivamente las cantidades, son diferentes a los de la física newtoniana clásica.

En la Teoría Especial de la Relatividad, Einstein buscaba marcos de referencia que viajaban a velocidades constantes entre sí. Estos se llaman 'marcos inerciales'. Si las personas están ubicadas en diferentes marcos inerciales y miden algo, entonces obtendrán resultados diferentes y todos estarán en lo correcto. Todos esos resultados difieren porque no hay valores absolutos para las cantidades de espacio y tiempo, velocidad o cantidades físicas que se derivan de ellos.

En otras palabras, fenómenos como el tiempo, la distancia y la velocidad no tienen una existencia intrínseca o una naturaleza propia independiente, para usar la terminología budista. Su existencia depende de la relación entre el marco de referencia de la persona que los mide y las cosas físicas que están tratando de medir. No solemos pensar sobre la naturaleza de la realidad física de esta manera. Sin embargo, curiosamente, la falta de cantidades 'absolutas' es un paralelo cercano con el concepto budista de la falta de existencia fija inherente.

Einstein también pasó a desarrollar la Teoría General de la Relatividad, en la que quedó aún más claro que en diferentes marcos de referencia (no solo marcos inerciales), los valores de lo que uno mide son diferentes. (La Teoría General también incluía otros conceptos fascinantes que no exploraré en este artículo, ya que eso nos alejaría del tema presente).

Es importante comprender que la 'dependencia del marco' de los valores de las cantidades, es decir, que las cantidades son realmente diferentes para diferentes marcos de referencia, está lógicamente relacionada con lo que Einstein llamó el 'principio de la relatividad'. Este principio es que las 'leyes físicas' son las mismas para todos. Entonces, las matemáticas de cómo uno escribe las leyes físicas se aplican a todos. Esto significa que existe la misma verdad física general en diferentes marcos de referencia. Sin embargo, las medidas que todos obtienen son diferentes y todos tienen razón. En realidad, el 'principio de la relatividad' tiene un nombre un tanto engañoso, ya que es una teoría de que hay verdades, es decir, verdades que son las mismas para todos, expresadas en ecuaciones matemáticas sobre el movimiento de los objetos. Estas verdades generales van junto con la "dependencia del marco" de las cantidades medidas, cantidades cuyas interrelaciones se expresan en esas fórmulas matemáticas generalmente verdaderas.

Esto tiende a desafiar nuestra forma habitual de pensar sobre el mundo; que debe haber una distancia específica entre dos cosas, por ejemplo, que la distancia entre usted y un objeto cercano es de dos metros. Bueno, eso puede ser cierto en su marco de referencia aquí en la Tierra, pero si alguien viajara en esa nave espacial a unas nueve décimas partes de la velocidad de la luz, mediría esa distancia y encontraría que era algo menos de dos metros. Si estuvieran viajando incluso más rápido que eso, incluso más cerca de la velocidad de la luz, podrían encontrar que esa distancia es de un centímetro, y eso sería igualmente cierto.

Por lo tanto, no hay valor inherente a la cantidad que es 'la' distancia entre dos objetos. De acuerdo con la Teoría de la Relatividad, esto es cierto para cualquier cantidad física. Se podría decir que, en el marco de reposo apropiado, las cantidades tienen valores específicos, pero eso es en el marco de reposo. En otros marcos de referencia, los valores de esas cantidades no son los mismos. Estas son diferencias reales, no solo aparentes.

Nuestra forma habitual de pensar sobre el mundo es que los fenómenos tienen una existencia intrínseca; que una silla, por ejemplo, tiene una existencia inherente, ya sea que la estemos observando o midiendo o no, sin importar la velocidad a la que vayamos. Además, esa existencia intrínseca implica que tiene atributos intrínsecos que están allí como aspectos de la silla, y como este es un objeto físico, podemos medirlos y especificar su longitud intrínseca y su altura intrínseca, y así sucesivamente. Pero la teoría de la relatividad nos dice que este no es el caso.

Es difícil comprender las implicaciones de esto. Lo interesante de estudiar física moderna es que la gente puede hacer matemáticas, o al menos algunas personas pueden hacer matemáticas. Pero incluso las personas que pueden hacer eso no necesariamente entienden las implicaciones filosóficas de las matemáticas que están usando [3] .En consecuencia, es interesante considerar, con respecto a la relatividad, las implicaciones para los supuestos ordinarios de uno. Una suposición podría ser que hay una distancia específica entre uno mismo y una ventana cercana, o que uno tiene una altura específica. La teoría de la relatividad muestra que no es tan simple como eso.

También es necesario enfatizar que, en un marco de referencia dado, existen valores específicos de cantidades. En otras palabras, es objetivamente cierto que, en un marco de referencia dado, un objeto en realidad tiene una longitud específica, por ejemplo. Esta cantidad no es solo una creencia que la gente tiene. No es simplemente una cuestión de opinión ni una ilusión. Las personas también podrían medirlo incorrectamente, y si afirmaran que tiene una longitud diferente (en ese marco de referencia), estarían equivocados. Por lo tanto, es esencial, por ejemplo, que los ingenieros realicen las mediciones correctamente; de lo contrario, sus estructuras y máquinas podrían funcionar mal y fallar.

Sin embargo, ese valor de la longitud solo es correcto en ese marco de referencia. En otros marcos de referencia, es cierto que tiene diferentes longitudes. No hay longitud intrínseca, sin relación con ningún marco de referencia.

En la teoría de la relatividad, sin embargo, todavía hay supuestos. Esas suposiciones son que en cualquier marco de referencia específico, todavía existe una cantidad, ya sea que la estés midiendo o no. Por ejemplo, tal suposición sería que mido seis pies de altura, y si nadie me mira o me mide, todavía tengo seis pies de altura en mi marco de referencia. (Yo podría tener un metro de altura en otro marco de referencia.) Esta suposición parece muy razonable.

Por lo tanto, todavía hay una suposición en la teoría de la relatividad de que los valores de las cantidades existen, incluso cuando uno no los está midiendo, y que de alguna manera tienen cierta independencia del proceso de medición. Ahora bien, ¿es eso cierto del mundo físico en general? ¿Es cierto, por ejemplo, con respecto a las 'partículas fundamentales' que componen nuestros cuerpos y el mundo que nos rodea: los electrones, protones y similares? ¿Esas cosas tienen atributos a los que uno puede encontrar valores específicos? ¿Existen sin medirlos?

Considere un electrón. Si uno no lo mira, no lo mide de alguna manera, ¿tiene una ubicación específica en el espacio, al menos en su propio marco de referencia? ¿Tiene una velocidad específica? La física clásica diría definitivamente que sí, e incluso la teoría de la relatividad implica que, en un marco de referencia dado, definitivamente tiene cantidades específicas y definitivamente existe en un lugar específico en un momento dado, con una velocidad definida.

Lo interesante es que otra rama de la física moderna, la Mecánica Cuántica, deja bastante claro que las partículas como los electrones no tienen una existencia intrínseca cuando no se las mide (o al menos cuando no interactúan con otras partículas).

Exploraré esto en mi próximo artículo sobre el budismo y la física.

notas al pie

1. A.Einstein; 'Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento'; 1905, traducido en 'El año milagroso de Einstein'; J. Stachel, editor; Princeton, 1998
2. Las ecuaciones de Maxwell implican que las ondas de luz no pueden ser 'ondas estacionarias', es decir, ondas que en cualquier punto del espacio permanecen iguales. Si no hay tasa de cambio de ninguno de los campos en ningún punto dado, como en una 'onda estacionaria', entonces el valor de cada campo es cero. Entonces, si uno estuviera viajando a la velocidad de la luz al lado de la onda de luz, entonces en el marco de referencia de uno, parecería ser una onda estacionaria. Pero entonces eso significaría que no existe.
3. R. Feynman; 'QED, La extraña historia de la luz y la materia'; Penguin, 1985, p9: '¿Por qué te vas a quedar sentado aquí todo este tiempo, cuando no podrás entender lo que voy a decir? Mi tarea es convencerte de que no te apartes porque no lo entiendes. Verás, mis alumnos de física tampoco lo entienden. Eso es porque no lo entiendo.

 

Fuente original: Advayacitta - https://apramada.org/articles/einsteins-theory-of-relativity-and-sunyata/