El estatus científico de la cosmología

El estatus científico de la cosmología
La consideración de la cosmología como disciplina científica enfrenta problemas muy graves. La dificultad para observar las condiciones iniciales, la imposibilidad de someter el universo a experimentación y, especialmente, el carácter único del objeto de estudio, hacen que su estatus como ciencia esté sometido a una intensa discusión.
   La cosmología es una disciplina peculiar desde el momento que posee una característica que no comparte con ninguna otra ciencia, el carácter único de su objeto de estudio, que además es inaccesible a la experimentación. Mientras las ciencias experimentales tratan de formular leyes generales, la cosmología limita su estudio a un objeto único. Podemos investigar diferentes facetas del universo, pero todos los programas tendrán en común la misma entidad bajo estudio: el universo que conocemos. Esta singularidad imprime un carácter excepcional a la cosmología.
   El cosmólogo George Ellis ha apuntado algunas consecuencias que se siguen necesariamente de la aceptación del universo como instancia única. Ni se puede crear de nuevo el universo con las mismas condiciones o con otras para ver qué ocurriría al modificar las condiciones iniciales, ni se pueden hacer comparaciones con otros universos, ni se pueden establecer leyes de conjunto que puedan aplicarse a la clase de todos los universos [1]. Considerar ley de la naturaleza a un enunciado que solo puede ser aplicado a un único objeto es algo bastante discutible, dado que el establecimiento de una relación causal que se pretende universal no puede estar basada en la observación de un objeto singular.
   El paradigma newtoniano nos permite extraer leyes generales gracias a que modificando las condiciones iniciales, podemos observar qué aspectos de la evolución de un fenómeno son universales y cuáles dependen de forma contingente de la elección del estado inicial [2]. Pero este método, que se ha mostrado tan exitoso cuando ha sido aplicado a parcelas restringidas del universo, puede ser puesto en entredicho cuando pretendemos aplicarlo al universo en su totalidad, dado que en este caso tratamos con un sistema que tiene una historia única al que no podemos realizar modificaciones en sus condiciones iniciales. Es al menos cuestionable, por tanto, que podamos extraer conclusiones sustanciales acerca de qué es universal y qué es particular. Efectivamente, el hecho de su singularidad nos impide contrastar nuestras hipótesis con otros universos, siendo imposible realizar estudios comparativos, ni mediante observación, porque por definición solo hay un único universo, ni mediante experimentación, porque no podemos realizar experimentos con el universo como un todo.
   Esta realidad, unido a que uno de los objetivos básicos en el estudio del cosmos es descubrir su evolución a lo largo del tiempo, le dota de cierto grado de ciencia histórica, haciéndose difícil discernir el carácter necesario de las leyes que lo gobiernan. Salvando su alto grado de matematización y el carácter físico de sus descripciones, quizás nos estemos enfrentando a una disciplina ideográfica, más que a una ciencia de carácter nomotético [3].
   Nuestra ignorancia sobre el universo aumenta al ritmo que lo hacen sus distancias y su lejanía en el tiempo. Y en este caso hablamos de magnitudes realmente grandes. Además, uno de los principios en que se basa la cosmología es aceptar que las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein pueden ser aplicadas independientemente del lugar en que nos situemos, de las distancias y del tamaño de las estructura objeto de estudio, un principio que en más de una ocasión ha sido sometido a discusión. La escala tan vasta del universo hace muy restrictiva nuestra capacidad de observación del conjunto, dado que sólo podemos explorar el universo desde un lugar y un tiempo concretos, el que nos corresponde por nuestra ubicación espacial y temporal. A ello se une, dado que la totalidad del universo es mayor que el universo observable, la imposibilidad de estudiar el universo más allá del horizonte de sucesos cosmológico, debido a las limitaciones impuestas por la velocidad de la luz y la expansión acelerada del universo. Tampoco podemos acceder al estudio por observación de los instantes iniciales, dado que en esos momentos la radiación aún no se había desacoplado de la materia y el universo no era transparente.
   Estas limitaciones epistemológicas llevan a que a menudo haya que establecer hipótesis teóricas basadas en desarrollos matemáticos que no se prestan a una inmediata verificación empírica. La dificultad estriba en aceptar unas hipótesis que están basadas en un andamiaje matemático admirable, pero que carecen de corroboración experimental. No se debe olvidar que la consistencia lógico-matemática es algo necesario en cualquier teoría científica, pero que en ningún caso puede ser condición suficiente. De ahí que sean numerosos los filósofos y científicos que exigen a ese tipo de teorías predicciones que puedan refutarse empíricamente.
   Algunos filósofos popperianos se han manifestado críticos con el carácter científico de la cosmología física, por su carencia de verificación experimental y su carácter de enunciados no falsables. En esta línea se manifestaba G. J. Whitrow, quien ponía en duda su condición de ciencia, argumentando que el carácter peculiar del universo como objeto de estudio la llevaría a permanecer siempre en la frontera entre ciencia y filosofía. También T. Rothman y G. Ellis atacaban algunos aspectos epistemológicos excesivamente especulativos de la teoría, advirtiendo del riesgo de que la cosmología se convirtiese en algo más parecido a la metafísica que a la propia física. Y con respecto a su naturaleza genuinamente matemática, S. W. Carey manifestaba que «los matemáticos sueñan inocuas y sofisticadas fantasías, y los nuevos cosmólogos las compran como si fuera un terreno real» [4]. H. Dingle etiquetaba a la cosmología contemporánea como exótica, arrogante y presa de una confianza acrítica en las matemáticas, y M. Disney afirma que descansa sobre una base de datos muy pequeña y que sufre muchas dificultades como ciencia, si es que lo es.
   En la misma línea, el cosmólogo alemán H. Goenner denomina a muchas de las teorías aventuradas para explicar el origen, estructura y evolución del cosmos como cosmología fantasía y ciencia especulativa, al haber quebrado con los presupuestos fundamentales del método científico. En su artículo What kind of science is cosmology? escribe: «las partes especulativas [de la cosmología], que necesariamente implican la teorización física, son dominantes; solamente que ellas están comenzando a ser vinculadas a corroboraciones empíricas o todavía esperan a ser probadas en el futuro» [5].
   Pero no todas las opiniones son contrarias. Einstein, como científico antiinductivista, manifestaba que la elaboración de complicadas ecuaciones no puede partir de la observación empírica, por extensa que ésta sea, y que una teoría puede ser verificada por la experiencia, pero no hay camino posible de la experiencia empírica a la construcción teórica. En este sentido, argumentaba que el proceso inductivo era la base de la construcción de leyes generales, pero que una vez una ciencia sobrepasaba su estadio primitivo, la intuición y el pensamiento deductivo se tornaban imprescindibles para construir los grandes sistemas conceptuales. Para Einstein, el científico teórico se ve obligado a guiarse por consideraciones puramente matemáticas, porque la experiencia es insuficiente para conducirle a las regiones más elevadas de la abstracción [6]. Considerando necesaria la experiencia para el desarrollo de la física, no dejaba de considerar la matemática como guía imprescindible de la física teórica.

Referencias
[1] Ellis, G. (1999). Before the beginning: emerging questions and uncertainties. Astrophysics and Space Science, vol. 269, pp. 691-718.
[2] Smolin, L. (2012). A Perspective on the Landscape Problem. Foundations of Physics, vol. 43, no. 1, pp. 21-45.
[3] Son ciencias nomotéticas aquellas que buscan estudiar procesos causales e invariables sometidos a leyes lógicas, como la Física, la Química o la Biología. Son ciencia ideográficas las dedicadas a la explicación de las particularidades individuales y únicas de los objetos de estudio.
[4] Kragh, H. (2008). Historia de la cosmología. De los mitos al universo inflacionario. Barcelona: Crítica, p. 400.
[5] Goenner, H (2010). What kind of science is cosmology? Annalen der Physik vol. 522, no. 6, pp. 389-418.
[6] Rivadulla, A. (2011). Albert Einstein y la filosofía actual de la ciencia. En G. Guerrero Pino (Ed.), Einstein. Científico y filósofo, pp. 365-381. Universidad del Valle: Cali.

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4 comentarios en “El estatus científico de la cosmología

  1. considerando que en todo el universo conocido existen estrellas , agujeros negros y toda la gama de objetos y fenómenos que nos revelan su naturaleza con su comportamiento a la distancia , es decir sus movimientos y emisiones bariónicas y bosónicas . que más se puede pedir?

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  2. el hecho que se pueda descubrir la naturaleza de la materia oscura u otro fenòmeno desconocido aun , es para sumar a lo ya descubierto , y no para derribar lo establecido , o piensas tu que un cambio de paradigma podrìa echarlo todo por tierra? aunque me inclino que para explicar fenòmenos donde la matemàtica no puede ; quizà la respuesta pueda venir de otra forma no matemàtica que aun no conocemos …. es muy interesante la forma como abordas estos temas que resulta mas fàcil de comprender para los legos como yo en estas complejas materias .

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