2005-03-09

El universo y las cuerdas

Como instrumentista de viento que soy, no puedo menos que sentir un poco de enojo al ver como las cuerdas se consolidan como teoría del todo, pero como físico teórico (o proyecto de ello) me entusiasma un rato.

Y ahora viene la explicación (agarrense que esto promete ser movidito).

El universo, a escala de lo más pequeño, viene descrito por la cuántica, que no es más que una teoría llena de números, cálculos, funciones de onda, y demás que nos viene a decir, basicamente que "el universo es inquieto". Entendámonos, las partículas pequeñitas, que lo forman todo, no son en realidad partículas como esas migajas de pan o esos granitos de arena, sino que son una cosa mucho más rara, puesto que no podemos saber su posición y su velocidad a la vez. Esto es así y no hay más vuelta de hoja. Por poner una pequeña analogía, es como si fueran claustrofóbicas, si queremos determinar su posición, tenemos que delimitar donde se encuentran metiéndolas en una caja, de tal suerte que solo podemos saber que están dentro de la caja, pero no en que parte de la caja. Así, si queremos saber mejor donde están exactamente, tendremos que hacer la caja más pequeña, pero como ya hemos dicho, la partícula es claustrofóbica, y a espacios pequeños, se pone nerviosa y empieza a temblar, y tiembla más cuanto más pequeña es la caja. Esto de que tiemble, se traduce como que cambia su velocidad de una lado para otro con mucha rapidez, de manera que cuanto mas pequeña sea la caja (y más localizada tengamos a la partícula), peor sabremos cual es su velocidad.

Esto sucede así para todas las partículas, lo que hace que el universo a escala microscópica (o mejor decir "escala cuántica") sea completamente caótico, como espuma en un caldero, con sus burbujas y su constante ebullición y movimiento.

Clic aquí para saber más sobre cuerdas.


Esta imagen del tejido del universo es completamente opuesta a la que tenemos de él, como algo liso, como en esos mallados que representan el espacio, plano y sin cosas raras. Sin embargo, la teoría que mejor explica el universo a gran escala, en cuestión de planetas, galaxias, cúmulos y cosas aún más grandes es la Relatividad (100 años de ella por estas fechas), y necesita de este espacio plano, o cuasi-plano para desarrollarse como teoría.

El hecho de que ambas teorías, que funcionan tan bien por separado, no se puedan unir en un marco común, es la gran cruz de la física teórica moderna, porque no se pueden explicar entonces todas las cosas con una sola teoría, que sería lo bonito y lo que se está consiguiendo hasta ahora.

Podríamos por otro lado, conformarnos con tener dos teorías, si funciona ¿cuál es el problema?. El problema es que necesitamos la mezcla de ambas para algunas situaciones, como por ejemplo el origen del universo, cuando todo estaba concentrado en un punto, porque es ahí donde tenemos que usar la Relatividad para explicar la gravitación y el universo, mezclada con la cuántica para explicar lo pequeño del problema.

Pero no hay que desesperar. Existen intentos para conseguir esta unificación, entre los cuales el que más polémica levanta "la teoría de cuerdas". Esta teoría lo que dice es que las partículas no son como puntitos (salvando las distancias), sino más bien como pequeñísimas cuerdas que vibra como las cuerdas de un violín, y todas las cuerdas son iguales, pero al igual que en el violín, donde cada manera de vibrar de la cuerda da una nota distinta, cada manera de vibrar de estas minicuerdas da una partícula distinta. La teoría trabaja con cuerdas abiertas (como una comba) y con cuerdas cerradas (como una goma del pelo), pero resulta, que aun así, no hay manera de que la cosa encaje en lo que conocemos. ¿Cómo adaptamos la teoría de cuerdas a nuestro universo entonces? (y cuidado que aquí viene parte de la polémica) pues nada más y nada menos que introduciendo dimensiones extra. El espacio que conocemos de toda la vida tiene 4 dimensiones (arriba-abajo, alante-atras, izquierda-derecha, futuro-pasado), pero para que las cuerdas puedan existir, deben estar en un espacio de 10 u 11 dimensiones, donde se supone, que las que nosotros no vemos, están muy muy muy curvadas, de tal manera que en cada punto de nuestro espacio tetradimensional, existiría un pequeñísimo bucle de 6 dimensiones que si fueramos tan pequeños como una cuerda, podríamos recorrer, pero como somos infinitamente más grandes, ni nos enteramos de que están ahí.

Una cuestión importante en todo este asunto, es el tamaño. Cuanto más metida está una cosa en la estructura de la materia, cuanto más pequeño es, más energía se necesita para ver su estructura. Como suponemos que las cuerdas son lo más pequeño de lo más, necestiaremos muchísima energía para ver como son, y no solo eso, necesitaremos muchísima energía solo para ver si son reales o son una paja mental de los teóricos, y ahí está la gracia, porque todavía no tenemos aceleradores de partículas que nos proporcionen esa energía. Conclusión, no hay pruebas experimentales de que esta teoría sea correcta, lo cual es un gran punto en contra de una teoría física.

Pero eso era antes, porque parece ser que tenemos una posible prueba de que la teoría de cuerdas va por buen camino. Las cuerdas, que en principio nacieron como las cosas mas pequeñas que lo forman todo, han adquirido numerosas formas según se ha ido desarrollando la teoría, pasaron de ser unidimensionales a ser bidimensionales (membranas) y luego a ser de dimension n (n-branas). Pero además, en el origen del universo, y gracias a la gran cantidad de energía que debió haber allí, se pudieron formar supercuerdas, que serían como las pequeñas pero enooooooormes, gigantescos objetos cósmicos que cruzan el espacio interestelar. La forma del espacio tiempo alrededor de estos objetos, no sería la usual, sino que adquiriría propiedades reconocibles, y eso es lo que creen haber descubierto un grupo de investigadores del Observatorio Astronómico de Capodimonte en Nápoles y del Instituto Astronómico Sternberg en Moscú. Se tratan de dos galaxias gemelas separadas apenas un pelo en el cielo nocturno. La explicación que dan a la existencia de estas galaxias tan parecidas es que son la misma, pero una supercuerda que está entre esa galaxia y la Tierra hace que la vamos doble (por motivos que no pienso explicar aquí). Este efecto se consigue también mediante otros procedimentos, como lentes gravitacionales, pero las características no son las mismas.

Sea como sea, mucha gente se mantiene excéptica al respecto y no es para menos, pues de confirmarse sería un gran paso en la física teórica.

Todo esto está un poco mejor explicado en esta página. Yo solo espero no haber aburrido.

1 Comentarios:

At 2:11 p. m., Blogger sanatox said...

no entendi nada :D. aun asi parecen ser cosas interesantes. te sigo leyendo acerca del tema.

Chau.

 

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