La cosmología sin la filosofía es una nave sin timón

¿Qué pasa con los que critican la filosofía en astrofísica y cosmología? Desde que Stephen Hawking afirmara “la filosofía ha muerto” hasta el largo capítulo de Steven Weinberg “Contra la Filosofía” en “El sueño de la teoría final: la búsqueda de las leyes fundamentales de la naturaleza” (1992), muchos físicos y astrofísicos piensan que la filosofía está en desuso, o al menos, que es inútil para la ciencia.

Sin embargo, en su libro “El gran diseño”, Hawking y Leonard Mlodinow proponen una aproximación a la investigación científica llamada “realismo dependiente del modelo” (una visión de la investigación científica que se centra en el papel de los modelos científicos, N. de la R.), mientras que Weinberg habla en su libro de positivismo lógico y de metafísica.

Si nada de esto tiene sentido,  ¿por qué Hawking y Weinberg, y Neil deGrasse Tyson, Lawrence Krauss y otros anti-filósofos, participan frecuentemente en el discurso filosófico?

A pesar de lo que lo que puedan pensar los que desprestigian a la filosofía, todas las áreas de la ciencia presentan preguntas que no pueden ser respondidas por la propia ciencia. Siempre que los científicos examinan el mejor camino para comprobar una teoría, o se preguntan cómo los modelos científicos se relacionan con la realidad, hacen filosofía y por tanto filosofan. La cosmología, que estudia la totalidad de la existencia, está llena también de enigmas y de posiciones filosóficas.

De hecho, hay una concepción filosófica en el corazón mismo de la cosmología. El principio cosmológico establece, a grandes rasgos, que el Universo es homogéneo (se ve lo mismo en todas las ubicaciones) e isótropo (se ve lo mismo en todas las direcciones). Por ejemplo, la vista de un barco en mitad de un océano sería isotrópica, pero cuando ve tierra, ya no ve lo mismo en todas las direcciones y por tanto deja de serlo. La superficie del océano es homogénea hasta que está cerca de la orilla.

El principio cosmológico es fundamental para entender cómo evolucionó el Universo, expandiéndose desde un plasma uniforme y caliente y enfriándose para formar la intrincada red cósmica que ahora podemos ver a través de nuestros telescopios. Para asumir la homogeneidad y la isotropía en todas partes, primero debemos meditar sobre las pequeñas diferencias entre objetos insignificantes, como planetas o incluso galaxias. El principio cosmológico es por tanto estadístico: es verdadero sólo si se aplica a escalas suficientemente grandes.

Tal vez no

Pero también puede no ser verdad. El Universo no necesita ser homogéneo; la Teoría de la gravedad de Albert Einstein funciona bien si se considera que el universo no es homogéneo, y la gravedad es la causa de que las estructuras (materia) se distancien con el tiempo, aumentando las pequeñas diferencias iniciales. (Si estas diferencias iniciales provienen de las "fluctuaciones cuánticas" de las partículas virtuales que entran y salen de la existencia, o alguna otra teoría más "extraña", es una cuestión que todavía no está resuelta).

De esta manera, los científicos se han quedado en un estado de aceptación titubeante. El principio cosmológico es fundamental para la descripción de la evolución del universo, pero hasta ahora no hemos podido demostrar que sea cierto, por tanto queda en hipótesis.

Los intentos de comprobar si el universo es homogéneo (o en qué escala lo es) han dado lugar a resultados modestos. Pero la cosmología isotrópica sí ha sido observada: la radiación cósmica de microondas o radiación de fondo, emitida desde cualquier parte del universo unos miles de años después del Big Bang, es isotrópica a razón de 1/100.000. Análogamente, nuestro barco en el océano podría ver pequeñas diferencias, como pequeñas olas picudas, pero la vista es en gran parte isotrópica ya que realmente sólo se observa océano a su alrededor.

Entonces, es posible obtener  isotropía sin necesidad de homogeneidad. Para un observador situado en el centro de una distribución esférica de la materia, las cosas se ven iguales en todas las direcciones, pero dicha distribución no necesita ser homogénea. Sin embargo, muchos cosmólogos se contentan con creer que la homogeneidad  en cierta escala existe, ya sea comprobada o no, porque con la ayuda de un principio filosófico no empírico, la homogeneidad se desprende lógicamente de la isotropía.

Principio copernicano

Esto se conoce como el principio copernicano, que establece que no hay observadores privilegiados, que no ocupamos un lugar especial en el universo y que su centro es un lugar muy especial. Según este principio, el universo debe ser isotrópico desde todos los puntos y no solo desde el nuestro, pero para que esto sea cierto, el universo debe ser necesariamente homogéneo. Si cada barco obtiene una vista que parece ser isotrópica, no debe haber tierra para que las cosas se vean diferentes, y por tanto el océano debe ser el mismo en cada ubicación. 

El principio copernicano ha sido tan aceptado en cosmología que muchos científicos lo confunden con el principio cosmológico, o simplemente lo toman como un hecho, incluso en los libros de texto.  Para ser justos, el principio cosmológico puede verse como una versión más general del copernicano, ya que, en un universo homogéneo e isótropo, no hay observadores privilegiados ni lugares especiales en ninguna parte.

Sin embargo, el principio cosmológico puede probarse explícitamente, mientras que el principio copernicano adopta una creencia de cómo es el Universo, sin recurrir a datos empíricos. También es una noción claramente moderna: durante la mayor parte de la historia humana, la gente no tuvo problemas para creer que la Tierra era el centro de todas las cosas.

La importancia de estas posiciones en la cosmología es sólo una de las formas en las que la disciplina se apoya en argumentos filosóficos. Al igual que la astronomía, que estudia los objetos celestes, la cosmología sólo puede poner a prueba sus teorías mediante la observación, en lugar de la experimentación.

No podemos ejecutar experimentos en el Universo como un todo, del mismo modo que no podemos hacer explotar una estrella en un laboratorio (incluso si pudiéramos explotar una estrella en un laboratorio, uno podría tomar la posición filosófica de que no deberíamos).

Pero mientras los astrónomos están construyendo telescopios para observar millones de galaxias o un billón de estrellas, sólo hay un Universo (o, si quieres, sólo un multiverso). Además, llevamos un punto de ventaja, ya que podemos observar sólo un volumen limitado (aunque muy grande) del Universo. Estas limitaciones significan que las elecciones filosóficas siempre jugarán un papel en la construcción y prueba de las teorías cosmológicas.

Coboración beneficiosa

Además de las cuestiones de método, el contenido de la cosmología plantea preguntas filosóficas sobre la naturaleza de la existencia. La cosmología trata con los comienzos, de la manera más fundamental posible. ¿Comenzó el Universo en la singularidad inicial del Big Bang? ¿El tiempo mismo? (¿Y esa pregunta tiene sentido?) ¿O las singularidades (puntos de infinito localizado, como los agujeros negros) significan un problema con nuestras teorías?

Tal vez deberíamos preferir las cosmologías cíclicas, en las cuales el Big Bang fue precedido por la desaparición de un universo pasado, del cual nació nuestro propio Universo. Y si no es posible reproducir las condiciones del Universo temprano, si estas altas energías son inaccesibles a cualquier acelerador de partículas concebible que podamos construir, ¿cómo podemos abordar estos rompecabezas?

No es necesariamente trabajo del cosmólogo meditar o responder a tales preguntas, del mismo modo que no es tarea de un filósofo de la ciencia crear una "teoría del todo". Pero los cosmólogos podrían beneficiarse de una colaboración de sus compañeros de viaje filosóficos.

Con tantos científicos atascados en teorías como el falsacionismo de Popper (según el cual contrastar una teoría significa intentar refutarla mediante un contraejemplo, N. de la R.), y mientras los físicos de partículas y los cosmólogos caminan en fangosos razonamientos antrópicos acerca de los multiversos, podríamos ciertamente necesitar algo de ayuda.

El creciente número de iniciativas filosóficas surgidas de la cosmología podría ser una señal de que las perspectivas están mejorando, a pesar de los que la odian. El ejemplo del principio cosmológico nos recuerda que la cosmología está llena de elecciones filosóficas, ya sea siendo conscientes de ellas o no.

 
(*) Bridget Falck es investigadora en el Instituto de Astrofísica Teórica de la Universidad de Oslo en Noruega. Este artículo se publicó originalmente en EON. Se reproduce con autorización. (Traducción del inglés: Samuel Morales).

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