El Universo Elegante – La Teoria de Cuerdas: La clave está en la cuerda


El gran problema de la ciencia moderna desde mediados del siglo XX ha sido cómo dar coherencia a las dos grandes teorías vigentes y absolutamente opuestas entre sí que explican el Universo: Relatividad, que describe los objetos más grandes del mismo, y Mecánica cuántica, que explica el mundo sub-atómico.

Si se realiza una regresión en la historia de nuestro Universo, aproximándonos paulatinamente al momento del Big Bang, es decir, si recreásemos un proceso de implosión donde el tamaño se contrae, las distancias se acortan y aumenta la temperatura, llegaríamos a un punto donde las influencias de ambas teorías se encontrarían una frente a la otra, provocando la gran debacle. Sería como tener dos códigos de circulación completamente diferentes para un mismo territorio. Es indispensable, por lo tanto, crear un código común.

Mientras que la Relatividad explica el funcionamiento de la gravedad, la mecánica cuántica ha dado coherencia a las fuerzas electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte, pero no ha encontrado sitio para la fuerza de la gravedad. Se necesita una ecuación que explique  ambas caras de un mismo universo, una teoría del Todo, y eso es lo que han perseguido y creído encontrar los defensores de la Teoría de cuerdas en su innovadora visión de los elementos esenciales del universo como hilos de energía, no como partículas.

Unas ecuaciones de Euler, uno de los grandes matemáticos del s. XVIII, fueron el punto de partida para el nacimiento de la Teoría de cuerdas.

En 1968, Gabriele Veneziano, un físico italiano, se encontró con que aquella fórmula, que hasta entonces se había considerado una curiosidad matemática, describía la fuerza nuclear fuerte descubierta unos decenios atrás.

Posteriormente, el estadounidense Leonard Susskind pudo ir más allá y descubrió que la ecuación de Euler hacía referencia a una “partícula” vibrante que se comportaba como un hilo elástico que se estiraba, se contraía y ondeaba.

Durante años, la Teoría de cuerdas no avanzó, debido a que sufría muchas anomalías matemáticas que impedían su concordancia.

Había, además, dos grandes problemas con que se encontraron los científicos al abordar este modelo:

-Exigía la existencia de una partícula sin masa, el taquion, indetectable en cualquier experimento.
-Hacía falta la existencia de ¡diez dimensiones!.

En 1973, John Schwarz descubrió que la partícula sin masa no era otra que el gravitón, que describía por fin la fuerza de la gravedad en el terreno cuántico.

En 1984, Schwarz y Michael Green resolvieron todas las anomalías matemáticas, bautizando su hallazgo como Teoría de Todo. De esta manera, se pudo afirmar que, frente al modelo estándar, que habla de los quarks como partículas básicas, estos constan, a su vez, de unos elementos aún más pequeños, las cuerdas que ya hemos definido.

El Universo se puede describir, así, como una “sinfonía” donde cada vibración de aquellos hilos origina un componente diferente.

Con la descripción del mundo cuántico mediante partículas, las incesantes interacciones de las mismas originaba ese mundo inestable y desequilibrado al que hemos hecho referencia. Al transformar dichas partículas en cuerdas, el mundo sub-atómico mantenía la vibración de que hacía gala en los experimentos, pero ya no había inestabilidad, sino una superficie más tranquila formada por hilos vibratorios donde la fuerza de la gravedad también encontraría su sitio.

Lo que hace “extravagante” todo esto es que, como ya mencionamos, la Teoría de cuerdas supone la existencia de dimensiones adicionales a las cuatro que conocemos. Estas dimensiones son las que hacen que cada cuerda vibre de un modo diferente para originar todas las constantes de la Naturaleza (la ciencia estima una veintena de estas constantes).

Para colmo, con el tiempo surgieron cinco variantes de la Teoría, cada una de las cuales implicaba diferentes formas de cuerdas y un número distinto de dimensiones. El gran problema era que todas ellas eran igual de válidas. Por lo tanto, una de ellas describiría nuestro universo. Y entonces, ¿qué “otros” universos describían las cuatro restantes?

Debido a la imposibilidad de realizar experimentos a dichos niveles, el mundo científico ha solido considerar la Teoría de cuerdas como una rama más cercana al pensamiento filosófico que a la Física.

(Con respecto a esto último, el pasado septiembre, unos investigadores del Imperial College de Londres afirmaron poder realizar la primera prueba de laboratorio de la Teoría de cuerdas, al haber sido capaces de usarla para predecir el proceso de entrelazamiento cuántico, fenómeno que sí es experimentable).

“EL UNIVERSO ELEGANTE”: un gran documental científico sobre la Teoría de las Supercuerdas. Una visión científica del Universo más allá de todo lo imaginable.

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