1.3: Las leyes de la naturaleza

A lo largo de los siglos, los científicos han extraído diversas leyes científicas de innumerables observaciones, hipótesis y experimentos. Estas leyes científicas son, en cierto sentido, las “reglas” del juego que juega la naturaleza. Un descubrimiento notable sobre la naturaleza —uno que subyace a todo lo que leerás en este texto— es que las mismas leyes se aplican en todas partes del universo. Las reglas que determinan el movimiento de las estrellas tan lejos que tu ojo no puede verlas son las mismas leyes que determinan el arco de una pelota de béisbol después de que un bateador la haya golpeado fuera del parque.

Obsérvese que sin la existencia de tales leyes universales, no podríamos avanzar mucho en astronomía. Si cada bolsillo del universo tuviera reglas diferentes, tendríamos pocas posibilidades de interpretar lo que sucedió en otros “barrios”. Pero, la consistencia de las leyes de la naturaleza nos da un enorme poder para entender objetos lejanos sin viajar a ellos y aprender las leyes locales. De la misma manera, si cada región de un país tuviera leyes completamente diferentes, sería muy difícil llevar a cabo el comercio o incluso entender el comportamiento de las personas en esas diferentes regiones. Un conjunto consistente de leyes, sin embargo, nos permite aplicar lo que aprendemos o practicamos en un estado a cualquier otro estado.

Esto no quiere decir que nuestros modelos científicos y leyes actuales no puedan cambiar. Nuevos experimentos y observaciones pueden conducir a nuevos modelos más sofisticados, modelos que pueden incluir nuevos fenómenos y leyes sobre su comportamiento. La teoría general de la relatividad propuesta por Albert Einstein es un ejemplo perfecto de tal transformación que tuvo lugar hace aproximadamente un siglo; nos llevó a predecir, y eventualmente a observar, una extraña nueva clase de objetos que los astrónomos llaman agujeros negros. Solo el paciente proceso de observar la naturaleza cada vez más cuidadosa y precisamente puede demostrar la validez de estos nuevos modelos científicos.

Un problema importante en la descripción de modelos científicos tiene que ver con las limitaciones del lenguaje. Cuando tratamos de describir fenómenos complejos en términos cotidianos, las propias palabras pueden no ser adecuadas para hacer el trabajo. Por ejemplo, es posible que hayas escuchado la estructura del átomo comparada con un sistema solar en miniatura. Si bien algunos aspectos de nuestro modelo moderno del átomo sí nos recuerdan a las órbitas planetarias, muchos otros de sus aspectos son fundamentalmente diferentes.

Este problema es la razón por la que los científicos suelen preferir describir sus modelos usando ecuaciones en lugar de palabras. En este libro, que está diseñado para introducir el campo de la astronomía, utilizamos principalmente palabras para discutir lo que los científicos han aprendido. Evitamos las matemáticas complejas, pero si este curso despierta tu interés y vas en la ciencia, cada vez más de tus estudios involucrarán el lenguaje preciso de las matemáticas.