¿La solución está en las cuerdas? I. Un poco de historia.

La Teoría de cuerdas ha sido, desde los años 60, el último intento de explicar el funcionamiento del Universo en su totalidad mediante una única ecuación, la cual explicaría de forma matemática todas las leyes del Universo. Es decir, dar con la Teoría del Todo que tanto obsesionó a Einstein y que nunca llegó a desentrañar (al menos así quiso él que fuera, pero esa es otra historia. Ya hablaremos en otro momento sobre sus llamados años oscuros…)

Concepto básico: Todo en nuestro universo está compuesto por un solo ingrediente: unos minúsculos hilos de energía llamados cuerdas. Las diferentes vibraciones de estos hilos de energía originan cada uno de los componentes de la naturaleza.

Pero hagamos un poco de historia para llegar a comprender las implicaciones de la Teoría de cuerdas. Para ello, nos basaremos en una serie documental que explica estos fenómenos de una manera altamente didáctica y amena , El Universo elegante. Presentado por Brian Greene, uno de los mayores defensores de esta teoría, en la primera parte, ”El sueño de Einstein”, se expone la situación en que se encontraba la Física en los años previos a la aparición de las primeras ideas sobre cuerdas:

-Einstein desarrolló la idea de que las tres dimensiones espaciales se unen con el tiempo, cuarta dimensión, en una especie de tejido “espacio-temporal”, algo así como una cama elástica sobre la que se asientan todos los cuerpos del Universo, y que se deforma por la masa de los mismos.

-Teoría de la relatividad general: Einstein demostró que la fuerza de la gravedad no es, así, una simple atracción de un cuerpo sobre otro, como había establecido Newton. La gravedad es, en realidad, la deformación del tejido espacio-tiempo en pliegues y curvaturas a causa del peso de los cuerpos. Si un cuerpo deforma el espacio-tiempo a su alrededor, los cuerpos de menor masa se moverán en torno a aquél sobre la curvatura provocada en el tejido.

Se propone unificar las dos grandes fuerzas del Universo conocidas entonces, gravedad y electromagnetismo, en una única fuerza. Comenzaba así la búsqueda de una Teoría del Todo, pero…En los años 20, se descubre que el átomo no es la partícula elemental. Aparecen los protones, neutrones y electrones. Nace la mecánica cuántica para describir el universo sub-atómico, cuyo funcionamiento se basa en el azar y en la predicción de posibilidades, no de certezas. Einstein no lo puede aceptar, (“Dios no juega a los dados”), pero los experimentos cuánticos no fallaban y la mecánica cuántica era capaz de explicar el funcionamiento del mundo sub-atómico. En el universo sub-atómico, no se podían establecer certezas, sino predecir las posibilidades de que se dieran unos acontecimientos u otros.

En 1930, se descubren dos fuerzas más: la fuerza nuclear fuerte, que mantiene unido el núcleo del átomo (protones y neutrones); y la fuerza nuclear débil, que permite que los neutrones se conviertan en protones, emitiendo radiación en dicho proceso.

En 1945, se muestra al mundo la bomba atómica. Los científicos habían sido capaces de liberar la fuerza nuclear fuerte, “despegando” protones y neutrones, es decir, dividiendo el átomo y mostrando la energía destructiva que se libera de ello. La fuerza nuclear débil es la responsable de la radiactividad emitida.

Pero nadie podía encontrar el lugar de la fuerza de la gravedad dentro de la mecánica cuántica. Por su parte, Einstein seguía buscando la manera de unificar gravedad y electromagnetismo, voluntariamente ajeno a las teorías cuánticas.

En los años 50, muerto Einstein, la búsqueda de la Teoría del Todo decayó, y la física quedó dividida en dos: Teoría de la relatividad, que explica el Universo en su magnitud, a partir de la gravedad, como ordenado y predecible; y física cuántica, que lo explica más allá del átomo, mediante las fuerzas electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, como desordenado e impredecible. Pero cuerpos mayores y cuerpos minúsculos forman parte de un mismo Universo que parece funcionar de manera totalmente diferente según el tamaño de los cuerpos estudiados. Para la física, no puede haber dos teorías contrapuestas que expliquen un mismo Universo, cada una a su manera.

Fuente: 

El universo elegante. “La teoría de cuerdas” (2003)

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