Esta imagen ilustra un efecto de lente gravitacional debido a la distorsión del espacio por masa. Este… es una predicción donde la teoría de la relatividad de Einstein dio la respuesta correcta donde la de Newton no lo hizo. Pero incluso con esto, es imposible «probar» que Einstein tiene razón.
NASA, ESA y Johan Richard (Caltech, EE. UU.); Agradecimientos: Davide de Martin & James Long (ESA / Hubble)
Han oído hablar de nuestras más grandes teorías científicas: la teoría de la evolución, la teoría del Big Bang, la teoría de la gravedad. También han oído hablar del concepto de una prueba, y de las afirmaciones de que ciertas piezas de evidencia prueban la validez de estas teorías. Los fósiles, la herencia genética y el ADN prueban la teoría de la evolución. La expansión del Universo del Hubble, la evolución de estrellas, galaxias y elementos pesados, y la existencia del fondo cósmico de microondas prueban la teoría del Big Bang. Y los objetos que caen, los relojes GPS, el movimiento planetario y la desviación de la luz estelar prueban la teoría de la gravedad.
Excepto que es una completa mentira. Si bien proporcionan una evidencia muy sólida para esas teorías, no son pruebas. De hecho, cuando se trata de ciencia, probar algo es imposible.
En teoría, las diferentes propiedades de la gran mancha roja de Júpiter, distintas del resto de la… atmósfera, podría estar relacionada con diferencias térmicas que vienen de abajo. Incluso si la evidencia llega para apoyar esta idea, no constituirá una prueba científica.
Arte de Karen Teramura, UH IfA con James O’Donoghue y Luke Moore
La realidad es un lugar complicado. Todo lo que tenemos que guiarnos, desde un punto de vista empírico, son las cantidades que podemos medir y observar. Incluso en eso, esas cantidades son tan buenas como las herramientas y el equipo que usamos para hacer esas observaciones y mediciones. Las distancias y tamaños son tan buenos como los bastones de medición a los que tiene acceso; las mediciones de brillo son tan buenas como su capacidad para contar y cuantificar fotones; incluso el tiempo en sí solo se conoce, así como el reloj que tiene para medir su paso. No importa lo buenas que sean nuestras mediciones y observaciones, hay un límite para lo buenas que sean.
Un reloj de luz, formado por un fotón que rebota entre dos espejos, definirá el tiempo para un observador…. Incluso la teoría de la relatividad especial, con toda la evidencia experimental para ella, nunca puede ser probada.
John D. Norton
Tampoco podemos observar o medir todo. Incluso si el Universo no estuviera sujeto a las reglas cuánticas fundamentales que lo gobiernan, junto con toda su incertidumbre inherente, no sería posible medir cada estado de cada partícula bajo cada condición todo el tiempo. En algún momento, tenemos que extrapolar. Esto es increíblemente poderoso e increíblemente útil, pero también es increíblemente limitante.
La curvatura del espacio significa que los relojes que están más profundos en un pozo gravitacional and y por lo tanto, en… espacio más severamente curvado run corre a un ritmo diferente que los de una porción de espacio menos curvada y menos superficial. Aunque nuestras predicciones para los satélites GPS funcionan extraordinariamente bien, incluso esto no puede «probar» que la Relatividad General sea correcta.
NASA
Para llegar a un modelo capaz de predecir lo que sucederá bajo una variedad de condiciones, necesitamos entender algunas cosas.
- Lo que somos capaces de medir y con qué precisión.
- Lo que se ha medido hasta ahora, en condiciones iniciales específicas.
- Qué leyes tienen para estos fenómenos, es decir, qué relaciones observadas existen entre cantidades específicas.
- Y cuáles son los límites para las cosas que conocemos actualmente.
Si entiendes estas cosas, tienes los ingredientes adecuados para formular una teoría científica: un marco para explicar lo que ya sabemos que sucede, así como para predecir lo que sucederá en circunstancias nuevas y no probadas.
Si miras más y más lejos, también miras más y más hacia el pasado. El más lejano… podemos ver que atrás en el tiempo es de 13,8 mil millones de años: nuestra estimación para la edad del Universo. Es la extrapolación a los primeros tiempos lo que llevó a la idea del Big Bang. Si bien todo lo que observamos es consistente con el marco del Big Bang, no es algo que pueda probarse.
NASA / STScI / A. Felid
Nuestras mejores teorías, como la mencionada teoría de la evolución, la teoría del Big Bang y la Relatividad General de Einstein, cubren todas estas bases. Tienen un marco cuantitativo subyacente, que nos permite predecir lo que sucederá en una variedad de situaciones, y luego salir y probar esas predicciones empíricamente. Hasta ahora, estas teorías han demostrado ser eminentemente válidas. Donde sus predicciones pueden ser descritas por expresiones matemáticas, podemos decir no solo lo que debería suceder,sino por cuánto. Para estas teorías en particular, entre muchas otras, las mediciones y observaciones que se han realizado para probar estas teorías han sido sumamente exitosas.
Pero tan validado como es, y tan poderoso como es para falsificar alternativas, es completamente imposible probar nada en la ciencia.
Una prueba matemática de que la derivada de es igual a la derivada de f(x) menos las… derivada de g (x). En ciencia, incluso las pruebas matemáticas son menos del 100% ciertas, ya que no es 100% seguro que las reglas matemáticas se apliquen a su sistema físico.
Paul Dawkins / Universidad Lamar
En la ciencia, en su mejor momento, el proceso es muy similar, pero con una advertencia: nunca se sabe cuándo sus postulados, reglas o pasos lógicos dejarán de describir el Universo de repente. Nunca se sabe cuándo sus suposiciones de repente se volverán inválidas. Y nunca se sabe si las reglas que aplicó con éxito para las situaciones A, B y C se aplicarán con éxito para la situación D.
No es simplemente que las galaxias se están alejando de nosotros lo que causa un corrimiento al rojo, sino que el… el espacio entre nosotros y la galaxia desplaza al rojo la luz en su viaje desde ese punto distante hasta nuestros ojos. Por supuesto, esto se basa en una suposición cuya validez no tenemos forma de probar. Si está mal, también pueden estar todas las conclusiones que sacamos de esto.
Larry McNish de RASC Calgary Center
Es un salto de fe asumir que lo hará, y aunque estos son a menudo buenos saltos de fe, no se puede probar que estos saltos siempre son válidos. Si las leyes de la naturaleza cambian con el tiempo, o se comportan de manera diferente bajo diferentes condiciones, o en diferentes direcciones o ubicaciones, o no son aplicables al sistema con el que está tratando, sus predicciones serán erróneas. Y es por eso que todo lo que hacemos en ciencia, sin importar lo bien que se pruebe, siempre es preliminar.
El modelo estándar Lagrangian es una ecuación única que encapsula las partículas y las interacciones de… el Modelo Estándar. Tiene cinco partes independientes: los gluones (1), los bosones débiles (2), cómo interactúa la materia con la fuerza débil y el campo de Higgs (3), las partículas fantasmas que restan las redundancias del campo de Higgs (4), y los fantasmas de Fadeev-Popov, que afectan las redundancias de interacción débil (5). Las masas de neutrinos no están incluidas. Además, esto es solo lo que sabemos hasta ahora; puede que no sea el Lagrangiano completo que describe 3 de las 4 fuerzas fundamentales.
Thomas Gutiérrez, que insiste en que hay un ‘error de signo’ en esta ecuación
Incluso en la física teórica, la más matemática de todas las ciencias, nuestras «pruebas» no están en un terreno completamente sólido. Si las suposiciones que hacemos sobre la teoría física subyacente (o su estructura matemática) ya no se aplican, si nos salimos del rango de validez de la teoría, «probaremos» algo que resulta no ser cierto. Si alguien te dice que una teoría científica ha sido probada, debes preguntar qué quieren decir con eso. Normalmente, quieren decir «se han convencido a sí mismos de que esto es cierto», o tienen evidencia abrumadora de que una idea específica es válida en un rango específico. Pero nada en la ciencia puede ser probado de verdad. Siempre está sujeto a revisión.
En el modelo estándar, se predice que el momento dipolar eléctrico del neutrón será un factor de diez… mil millones más grandes de lo que muestran nuestros límites de observación. La única explicación es que de alguna manera, algo más allá del Modelo Estándar está protegiendo esta simetría CP. Podemos demostrar muchas cosas en la ciencia, pero demostrar que la PC se conserva en las interacciones fuertes nunca se puede hacer.
trabajo de dominio público de Andreas Knecht
Esto no significa que sea imposible saber nada en absoluto. Por el contrario, en muchos sentidos, el conocimiento científico es el conocimiento más» real » que podemos obtener sobre el mundo. Pero en la ciencia, nada se prueba más allá de una sombra de duda. Como dijo el propio Einstein una vez:
El teórico científico no debe ser envidiado. Porque la naturaleza, o más precisamente el experimento, es un juez inexorable y poco amistoso de su trabajo. Nunca dice «Sí» a una teoría. En los casos más favorables dice «Tal vez», y en la gran mayoría de los casos simplemente «No.»Si un experimento está de acuerdo con una teoría, significa para esta última «Tal vez», y si no está de acuerdo, significa «No».»Probablemente cada teoría algún día experimentará su «No», la mayoría de las teorías, poco después de la concepción.
La idea de unificación sostiene que las tres fuerzas del Modelo Estándar, y tal vez incluso la gravedad… a energías superiores, están unificados en un solo marco. Esta idea es poderosa, ha llevado a una gran cantidad de investigación, pero es una conjetura completamente no probada. Sin embargo, muchos físicos están convencidos de que este es un enfoque importante para comprender la naturaleza.
© ABCC Australia 2015 www.new-physics.com
Así que no intentes probar cosas; trata de convencerte a ti mismo. Y sé tu propio crítico más duro y tu propio mayor escéptico. Toda teoría científica fallará algún día, y cuando lo haga, eso anunciará una nueva era de investigación y descubrimiento científicos. Y de todas las teorías científicas que se nos han ocurrido, las mejores tienen éxito durante la mayor cantidad de tiempo y en los mayores rangos posibles. En cierto sentido, es mejor que una prueba: es la descripción más correcta del mundo físico que la humanidad jamás haya imaginado.