La búsqueda de la verdadera naturaleza del universo ha sido un tema fascinante para los seres humanos a lo largo de la historia. A medida que hemos avanzado en nuestro conocimiento, hemos creado cuentos para describir el mundo y los hemos puesto a prueba para determinar qué es válido y qué no lo es. Sin embargo, a medida que aprendemos más, los cuentos se vuelven más complicados y extraños, como es el caso de la teoría de cuerdas.
La teoría
La teoría de cuerdas es un famoso y controvertido cuento sobre la naturaleza de todo. Sin embargo, a menudo se malinterpreta y resulta difícil entender de qué se trata realmente. En este artículo, exploraremos cómo surgió la teoría de cuerdas, si es correcta o simplemente una idea que deberíamos descartar, y cómo nos ayuda a comprender la verdadera naturaleza del universo.
En nuestra búsqueda por comprender la realidad, hemos observado de cerca y nos hemos maravillado de los fabulosos paisajes en el polvo, los zoológicos de criaturas bizarras y las complejas proteínas-robot. Todo esto se origina a partir de estructuras de moléculas compuestas por átomos, que pensábamos eran la capa final de la realidad. Sin embargo, descubrimos que existen partículas aún más pequeñas: las partículas elementales.
El problema con estas partículas es que son tan pequeñas que no se pueden observar directamente. Para ver algo, necesitamos luz, una onda electromagnética que golpea la superficie del objeto y refleja la información que nuestros ojos captan para crear una imagen. Sin embargo, las partículas elementales son tan diminutas que las ondas electromagnéticas que utilizamos para verlas son demasiado grandes para interactuar con ellas. Intentamos solucionar este problema creando ondas electromagnéticas con una longitud de onda más corta, pero esto conlleva más energía y altera las partículas al tocarlas. Por lo tanto, es imposible medir con precisión las partículas elementales debido al principio de incertidumbre de Heisenberg.
¿Cómo podemos llevar a cabo investigaciones científicas con estas partículas?
Los científicos han recurrido a la ficción matemática de la partícula punto, que considera que cada partícula es un punto en el espacio. Esta idea ha permitido a los físicos definir y calcular las interacciones de las partículas, lo que ha llevado al desarrollo de la teoría cuántica de campos. Esta teoría ha resuelto muchos problemas y ha sido la base del modelo estándar de la física de partículas. Se han comprobado algunas propiedades cuánticas de los electrones con un margen de error extremadamente pequeño, lo que demuestra la utilidad de tratar las partículas como puntos en el espacio.
La teoría cuántica de campos ha avanzado la ciencia y ha dado lugar a numerosas tecnologías que utilizamos en nuestra vida diaria. Sin embargo, existe un gran problema: la gravedad. Según la Relatividad general de Einstein, la gravedad no es una fuerza como las demás, sino una teoría geométrica que describe el espacio-tiempo con precisión. Pero la gravedad no encaja en el cuento de la física cuántica, ya que no hay un modo preciso de medir las cosas en el mundo cuántico.
Los físicos han intentado agregar la gravedad a la historia inventando una nueva partícula, pero las matemáticas no funcionan. Si pudiéramos unir la gravedad con la física cuántica y el modelo estándar, tendríamos la teoría del todo, que nos daría una comprensión completa de la naturaleza del universo. Por eso, los científicos han ideado un nuevo cuento: la teoría de cuerdas.
¿Cómo tocar la melodía del universo con una cuerda de diez dimensiones?
La teoría de cuerdas es elegante en su descripción de las partículas elementales como distintos modos de vibración de una cuerda. Al igual que una cuerda de violín puede generar diferentes notas, una cuerda en la teoría de cuerdas puede producir diferentes partículas, incluyendo la gravedad. Esta teoría prometía unificar todas las fuerzas fundamentales del universo y se convirtió rápidamente en una posible teoría del todo.
Sin embargo, la teoría de cuerdas presenta un problema: requiere diez dimensiones para funcionar, mientras que nuestro universo solo tiene tres dimensiones espaciales y una temporal. Los teóricos han intentado resolver este problema realizando cálculos en universos modelo con diez dimensiones y luego tratando de eliminar las seis dimensiones adicionales para describir nuestro universo. Hasta ahora, nadie ha logrado tener éxito en este intento y ninguna de las predicciones de la teoría de cuerdas ha sido probada experimentalmente.
Algunos argumentan que la teoría de cuerdas no revela la verdadera naturaleza de nuestro universo y que es inútil, ya que la ciencia se basa en experimentos y predicciones. Sin embargo, otros sostienen que la teoría de cuerdas sigue siendo útil porque se basa en matemáticas que funcionan. Aunque las partículas no son puntos en el espacio, tratarlas como si lo fueran nos brinda una buena imagen del universo. Al igual que los planos de una canoa pueden ayudarnos a construir un buque, la teoría de cuerdas puede ayudarnos a comprender aspectos de la gravedad cuántica y a desarrollar modelos matemáticos.
