El futuro de la Física pende de un hilo… Bueno, de una cuerda, para ser exactos.
La Física está llena de teorías locas y poco entendidas, pero son pocas las que cumplen con ello y son tan conocidas como la teoría de cuerdas.
Estas “cuerdas” a las cuales alude el nombre de la teoría son los más pequeños trozos de energía que existen en el universo. Esto es, absolutamente TODO está hecho de ellas: la pantalla en la que lees esto, la luz que sale de la misma, los impulsos enviados por tus neuronas para que proceses esta información; hasta tu entrada para ese tono de Halloween que cuesta lo mismo que una semana de trabajo con salario mínimo. Todo está hecho de pequeñas cuerdas.
Sin embargo, las cuerdas no son lo que comúnmente llamamos de ese modo. Al menos no del todo. El nombre que tienen les fue dado porque vibran (como las cuerdas de una guitarra) y existen en una dimensión.
Recreación artística de la creación de la teoría de cuerdas.
La idea de las cuerdas no surgió de la nada. Todo comenzó cuando se observó que la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica no se llevaban muy bien. Las ecuaciones de una no funcionaban en conjunto con la otra. Esto se debe a que las dos teorías interpretan el mundo de una forma fundamentalmente distinta. Mientras la mecánica cuántica postula que el espacio simplemente existe (como normalmente lo vemos nosotros), la relatividad propone que el espacio es como un tejido que puede ser manipulado por grandes campos gravitacionales o altas cantidades de energía.
Pero, ambas teorías describen el universo de forma muy precisa (con un 0.0000000000002% de error), por lo que es muy probable que no estén del todo equivocadas. Es por ello que, en los años 60 y 70, se empezó a desarrollar una teoría que uniese las dos previas: la teoría de las cuerdas.
La idea de que los bloques que conforman el universo tienen forma de cuerdas nace de la antigua noción de que las partículas más pequeñas debían ser solo puntos. Sin embargo, como las matemáticas no funcionaban con ellos, algunos físicos se preguntaron “¿qué es lo más simple que NO es un punto?”. Así, llegaron a la conclusión de que se trata de una línea, la cual solo tiene dos variables: su tensión y su frecuencia de vibración. Esta línea es la dichosa cuerda de la teoría.
Dependiendo de las frecuencias a las cuales oscilen las cuerdas, producirán distintas partículas, como las diferentes frecuencias en una cuerda de guitarra producen distintos tonos.
Ahora deberías estar preguntándote si las matemáticas funcionan con estas cuerditas. Y me alegra que lo hagas, pues no tendría sentido seguir con esta teoría si no lo hicieran. Los modelos matemáticos funcionan perfectamente con las cuerdas como pieza fundamental del universo… salvo por el pequeñísimo detalle de que se necesitan 26 dimensiones.
Wait. Alto, ancho, profundidad, ¿tiempo? ¿y…? ¡Nos faltan 22 dimensiones!
Sí, eso podría complicar las cosas.
Lo bueno es que, después de juntar la teoría de las cuerdas con la supersimetría, se redujo la cantidad de dimensiones necesarias a solo 10. Pero esto causó una separación en la interpretación de esta teoría de supercuerdas (cuerdas con supersimetría), ya que la supersimetría se puede implementar de cinco modos en el modelo de cuerdas. Es por ello que, en 1995, se desarrolló la teoría M, la cual integra las cinco interpretaciones en un mismo modelo y añade una dimensión extra que engloba a las otras 10, formando una “membrana”. Eso nos lleva a un total de [tambores, por favor] 11 dimensiones.
La grandiosa teoría M logró unir las distintas interpretaciones de la teoría de cuerdas en una gran, sexy teoría.
Ya sé, todavía tenemos seis dimensiones (más la dimensión membrana) que no conocemos. Es aquí donde tienes que usar tu imaginación. Quizá existen dimensiones que funcionan a tan pequeña escala que no las podemos detectar —como cuando vemos una soga a la distancia y parece una línea de una dimensión, pero tiene tres— o puede que sean tan masivas que no las sentimos —como una bacteria en una placa de Petri, que solo se mueve en dos dimensiones, cuando existe en tres— o tal vez las dimensiones funcionan a nuestra escala, pero nuestros sentidos no han desarrollado las capacidades necesarias para revelarlas. En suma, es posible que existan más dimensiones que las cuatro a las que estamos acostumbrados, pero no tenemos idea.
Muy bien, si sigues leyendo esto, te podrías estar preguntando qué se puede hacer con esta teoría, de ser comprobada. Pues, la verdad es que no estamos totalmente seguros. Cuando se comprobó que toda la materia estaba compuesta por átomos, nadie se imaginaba que se desarrollaría la bomba atómica. Pero hay algunas interpretaciones de la teoría de cuerdas que vale la pena mencionar.
Ya que puede que existan dimensiones sobre la nuestra, si nos moviéramos a través de una de ellas, podríamos llegar a un universo distinto. Es como si pusiéramos dos hormigas en dos papeles distintos, con un papel encima del otro, pero separados. Para la hormiga de abajo, el papel de arriba no existe en la práctica, pues está fuera de sus dos dimensiones de movimiento. Pero, si pudiera moverse hacia arriba, podría llegar al otro papel y tendría otro plano en el cual moverse: una dimensión paralela.
Por otro lado, el principio holográfico nos dice que lo que percibimos como tres dimensiones son solo dos y, como este principio se aplica para toda teoría de la gravedad en el espacio (como lo es la teoría de cuerdas), nuestro universo puede tener menos dimensiones espaciales de las que creemos. Puede que suene contradictorio con el hecho de que necesitamos más dimensiones para que la teoría funcione, pero las matemáticas siguen funcionando.
Es posible que nunca se pueda comprobar empíricamente la teoría de cuerdas, pero sus matemáticas funcionan de forma tan hermosa que debe hacerlo.
Por último, debido a que no existe un mecanismo por el cual la teoría determine consistentemente ciertos parámetros que son necesarios para aplicarla a la realidad, ciertos físicos creen que el universo existe porque nosotros existimos. Esto es, la realidad como tal no existe, solo hay ondas de probabilidad que nunca colapsan (AKA, siempre son probabilidades, sin ser algo concreto) hasta que una conciencia las observa. Aunque sea una postura algo radical, es creciente el número de científicos que optan por creer en ella.
Así que, ahí lo tienen. La tan famosa teoría de cuerdas nos explica qué pasa en el universo si es que tiene 11 dimensiones, y postula que hay dimensiones que no podemos observar; que hay menos dimensiones que las que creemos ver; y que el universo no existe hasta que lo observamos.
Es por estas incoherencias que me enamoré de la Física.
