APRO / Manuel Michelone
La física moderna, la de las partículas elementales, se basa en trabajos muy importantes usando herramientas como los colisionadores, los cuales son aparatos extremadamente costosos, que ponen a las subpartículas del universo a moverse a altísimas velocidades, midiendo eventualmente sus choques y observando qué ocurre cuando precisamente, colisionan.
Hay un modelo, llamado “modelo estándar”, que ha tenido un gran éxito y es, probablemente, la mejor teoría de cómo la Naturaleza funciona. La capacidad predictiva de este modelo lo hace la forma más conocida de explicar un sinfín de fenómenos subnucleares.
Sin embargo, tiene un feo problema, no ha podido unificar las fuerzas de la Naturaleza, de las que se saben cuatro: la fuerza electromagnética, la nuclear fuerte y débil y la fuerza de gravedad. Esta última es el problema y se ha trabajado enormemente para incluirla en el modelo estándar, pero sin éxito.
Hay muchas explicaciones por las cuales la gravedad se resiste a ser parte de este modelo tan usado en la mecánica cuántica. Aparentemente hay quien define a la gravedad no como una fuerza, sino como una deformación del espacio-tiempo, lo que hace que la veamos como una fuerza, porque se comporta así, pero las propiedades de la misma ya entonces no son como las que esperábamos.
Pensemos, por ejemplo, en dos personas que están en el centro del Polo Norte y toman caminos contrarios. Si caminan hacia abajo en el globo terrestre, eventualmente se encontrarán en el centro del Polo Sur, pero los caminantes se sorprenderán un poco y podrían pensar que una fuerza los atrajo de nuevo. Puede verse entonces que aquí hay un problema sobre cómo interpretamos el fenómeno observado.
Pues bien, para lidiar con el problema de la unificación de fuerzas, nació una curiosa teoría, la llamada “teoría de cuerdas”, la cual es una serie de hipótesis científicas y modelos fundamentales de física teórica que asumen que las partículas subatómicas, aparentemente puntuales, son en realidad “estados vibracionales” de un objeto extendido más básico llamado “cuerda” o “filamento”.
Así, entonces, con este criterio, un electrón no sería una partícula, sino una cuerda infinitamente pequeña que estaría vibrando de alguna manera específica. Un protón sería entonces otra cuerda con otro modo vibracional. De esta manera, cada partícula elemental que reconocemos es en realidad una cuerda vibrante de una forma muy particular.
La teoría de cuerdas se debe a Jöel Scherk y John Henry Schwarz, que en 1974 publicaron un artículo en el que mostraban que una teoría basada en objetos unidimensionales o “cuerdas” en lugar de partículas puntuales podía describir la fuerza gravitatoria. Sus ideas, sin embargo, no tuvieron eco en la comunidad científica. Fue hasta 1984, la primera revolución de la teoría de cuerdas, que llegó a una nueva formulación llamada teoría de Kaluza-Klein, que se basa en dos temas fundamentales:
Los objetos básicos de la teoría no serían partículas puntuales, sino objetos unidimensionales extendidos (en las cinco teorías de supercuerdas convencionales estos objetos eran unidimensionales o “cuerdas”; actualmente en la teoría-M se admiten también de dimensión superior o “p-branas”). Esto renormaliza algunos infinitos de los cálculos perturbativos.
El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de cuatro dimensiones, sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensiones convencionales se añaden seis dimensiones compactadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tanto, convencionalmente en la teoría de cuerdas existe una dimensión temporal, tres dimensiones espaciales ordinarias y seis dimensiones compactadas e inobservables en la práctica.
Los problemas para que la teoría sea aceptada es que, por el momento, no hay una sola predicción de la teoría de cuerdas que se pueda cotejar contra algún experimento. Sin embargo, sus defensores indican que pudiese llegar a convertirse en una de las teorías físicas más predictivas, capaz de explicar algunas de las propiedades más fundamentales de la naturaleza en términos geométricos. Los problemas de predicción se deberían a que el modelo no es falsable, y por tanto, no es científico.
Dicho de otra manera: o bien a que “la teoría de las supercuerdas es tan ambiciosa que sólo puede ser del todo correcta o del todo equivocada. El único problema es que sus matemáticas son tan nuevas y tan difíciles que durante varias décadas no sabremos cuáles son”. D. Gross, premio Nobel de física por su trabajo en el modelo estándar, se convirtió en un formidable luchador de la teoría de cuerdas, pero recientemente ha dicho: “No sabemos de qué estamos hablando”.
Así que, por el momento, la teoría de cuerdas cae en lo que el doctor Fernando Magaña, de la Facultad de Ciencias, me dijese alguna vez (aunque él hablaba de los monopolos magnéticos): “es física de duendes”.
