(En esta entrada voy a hablar de los transfinitos, o los números después del infinito. Pregunta... ¿Cuántos infinitos hay? Pues infinitos).
No es un tema fácil de entender, pero a mis alumnos de bachillerato, o quizás de un grupo alto de la ESO que responda, me gusta lanzarle la base de los diferentes infinitos, porque los hay, y que entiendan la diferencia entre el número de los números racionales y los reales. Creo que ellos hablan de explotarles la cabeza... puede ser, pero si al bueno de George Cantor no le explotó (aunque estuvo cerca)...
No se preocupe, la entrada creo que va a ser muy fácil de entender, y voy a acabar demostrando, creo que con los mismos razonamientos que Cantor, que hay al menos dos infinitos distintos. Es más, voy a dar unas ideas matemáticas de razonar, si quiere llámelo trucos, que siempre vienen bien al estudiante de carreras (perdón, grados) técnicos.
Antes de nada, quiero dejar claro la diferencia entre número cardinal y número ordinal. Ambos son números y como tales sirven para contar, pero mientras los números cardinales hacen referencia a la cantidad, por ejemplo 4 niños, 5 sombrillas, los números ordinales se centran en la posición que ocupan los números, al orden en definitiva; el cuarto niño, la quinta sombrilla. Y por ejemplo usted no diría: En la carrera quedé 6 (sino sexto), o voy a la pastelería a comprar el cuarto pastel (sino 4 pasteles). Aunque puede haber situaciones en las que no esté mal hablar de números cardinales en vez de ordinales o viceversa, la distinción está clara:
- Números cardinales: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, etc.
- Números ordinales: 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º, etc.
Dicho esto, comencemos con varias ideas muy sencillas de entender.
1- Hay números después del infinito
La primera en la frente. Efectivamente hay números después del infinito. Le pongo un ejemplo bastante instructivo.
De Chiclana a San Fernando hay un sendero que cruza un Parque Natural. Ambas ciudades están separadas $10 km$ (esto es cierto, lo que viene seguramente no). Supongamos que el sendero es perfectamente recto, y nos situamos en Chiclana en una bicicleta que se va a mover justamente a $10 \,km/h$. Ni mas ni menos va a ir a esa velocidad durante todo el camino, por lo que justamente en una hora va a recorrer esos $10\,km$ y va a llegar a San Fernando.
Además del ciclista, tenemos una mosca, pero no una mosca cualquiera, sino a una de la especie drosophila tancaprichosacomoincansabilis, que se mueve siempre a una velocidad constante de $20\,km/h$ y que posee la increíble facultad de girar 180º y darse la vuelta en un tiempo exactamente igual a cero, siguiendo siempre a la misma velocidad.
En un primer momento la mosca y el ciclista están juntos, y ambos comienzan a moverse de Chiclana a San Fernando (meta), el ciclista a sus $10\,km/h$, la mosca al doble de velocidad. Como la mosca va al doble de velocidad, va dejando al ciclista atrás, y cuando ésta llega a San Fernando, el ciclista está justamente a mitad de camino. Al llegar la mosca a San Fernando, se da la vuelta instantáneamente (en tiempo cero) en busca del ciclista. Como el ciclista no había llegado aún y estaba a cierta distancia de la meta, y como la mosca va más rápido, la mosca se encuentra con el ciclista antes de que éste llegue a la meta. Llega a su altura y vuelve a darse la vuelta instantáneamente en busca de la meta, siempre va más rápido y vuelve a dejar al ciclista atrás, llegando a la meta antes que el ciclista. Al llegar a la meta vuelve a darse la vuelta instantáneamente, ya digo que la mosca es de la especie drosophila tancaprichosacomoincansabilis, vuelve a buscar al ciclista, lo encuentra, se da la vuelta, se dirige a la meta, vuelve a buscar al ciclista y así una y otra vez.
- Como el espacio siempre se puede dividir en trozos más pequeños (esto es importante), en un momento dado, por cerca que estén ambos de la meta, el ciclista y la mosca no habrán llegado aún a la meta, por lo que podremos dividir ese espacio en trozos más pequeños, la mosca llegará de nuevo a la meta antes que el ciclista, se dará la vuelta mientras el ciclista aún no ha llegado, y volverán a encontrarse antes de que éste llegue a la meta, a cierta distancia de la meta menor que la anterior. Este proceso se va a repetir infinitas veces, aunque cada vez con iteraciones más cortas.
- Por ello, la pobre mosca va a dar infinitas vueltas. Cada vez va avanzar menos metros porque la distancia entre ciclista y destino es menor (le pongo de ejercicio calcular la distancia total que va recorrer la mosca; la daré al final de la entrada), eso sí, cada vez tendrá que darse la vuelta con más frecuencia al no haber mucha distancia entre el inicio del nuevo trayecto (ciclista) y el final (la meta que no cambia), pero como decía anteriormente, al ser el espacio una medida siempre divisible, este proceso de dividir el poco espacio que quede por recorrer y hacer dos nuevos trayectos para encontrarse a cierta distancia (algo menor, sí) del final, se repite infinitas veces (Sí, esto recuerda mucho a las paradojas de Zenón, en particular la de la flecha)
- Sé que me repito, pero este es un punto principal. La mosca, como un Sísifo moderno, va a estar condenada a dar infinitos giros, cada vez en menos tiempo.
- Pero, y aquí está la clave, la bicicleta va a una velocidad constante, por lo que al cabo justo de una hora llega a su destino, quedando liberada la mosca de su castigo. Y la pregunta es: Al cabo de una hora justa, en el momento en el que la bici llega a su destino ¿Cuántos giros dio la mosca? Dijimos que infinitos, y es correcto. Al cabo de una hora, en el momento que el ciclista llegue a la meta, la mosca ha dado infinitos giros, y a partir de ahí, cuando la mosca se vaya a donde quiera y haga otro giro habrá hecho $\infty+1$, cuando vuelva a girar será $\infty+2$, $\infty+3$, etc.
Sin duda es un ejemplo extraño; aún nadie ha visto una drosophila tancaprichosacomoincansabilis (y eso que es grande y que en la Bahía de Cádiz he visto cosas raras), pero nos da la idea de que efectivamente puede haber números tras el infinito.
Lamento haberle derrumbado su idea del infinito como algo inalcanzable. De todos modos no tema, el infinito efectivamente es inalcanzable (eso sí, le animo a seguir leyendo para seguir derribando mitos).
Pero $\infty$ es una idea poderosa, mientras $\infty\!+\!3$ es decir de alguna forma "pues no eras para tanto". Por ello, al hablar de matemática transinfinita, o números tras el infinito, los matemáticos no decimos $\infty +3$, sino que a este infinito, el primero de ellos (spoiler), lo llamamos $\omega$, y en su lugar escribimos $\omega\!+\!3$, de forma que salvamos un poco el prestigio de $\infty$. Por cierto, estos números son ordinales.
Le propongo calcular la distancia recorrida en total por la mosca en esa hora tras esos infinitos giros. Al final de la entrada, en el apéndice 9.1, daré la solución. Es más sencillo de lo que parece.
Creo que, encontremos o no a drosophila tancaprichosacomoincansabilis, es razonable asumir que puede haber números tras el infinito. Si está dispuesto, hablaré un poco más de ellos




















