En las dos entregas precedentes se
explicaba que la ciencia ha llegado a la conclusión de que todas las leyes de
la naturaleza que conocemos se pueden deducir a partir de tres conjuntos
pequeños de leyes: el modelo estándar (que describe las partículas que forman
los átomos y las fuerzas entre ellas), la teoría de la relatividad de Einstein
(que describe la gravedad) y el modelo inflacionario del big bang (que explica
la evolución del universo a partir del big bang).
La agrupación de las tres teorías en una
sola es el actual sueño de la Física: la Teoría del Todo.
Desgraciadamente el asunto no es sencillo,
porque el modelo estándar usa una descripción del mundo subatómico y sus
fuerzas basadas en la mecánica cuántica y las otras dos no lo hacen. La
mecánica cuántica introduce el concepto de azar y probabilidad como algo propio
de la realidad y este aspecto no aparece por ningún lugar en las otras dos
teorías, que no usan los conceptos propios (y tan exitosos) de la mecánica
cuántica.
Actualmente hay dos teorías que compiten por ser el embrión del que
saldrá la teoría del todo.
La mecánica cuántica de lazos o bucles, introduce la idea de que a una
escala extraordinariamente pequeña, la llamada escala de planck, el espacio no
es continuo sino que hay pequeñas celdas de volumen. Podemos pasar de un
volumen de espacio al siguiente volumen de espacio pero no hay regiones de
espacio mas pequeños o intermedios. Es como si el espacio estuviera distribuido
en forma de cubos muy pequeños superpuestos unos al lado de los otros. Así las
partículas no pueden ocupar cualquier espacio sino que deben tener un número
entero de veces el volumen del cubo mas pequeño, pero no valores intermedios.
En física se dice que el volumen está cuantizado.
La cuantificación asi descrita del volumen permite tratar a la gravedad
como un efecto de la geometría del espacio, pero (y esto es lo importante)
sujeta a las condiciones que impone la mecánica cuántica.
La segunda teoría en discordia es la teoría de supercuerdas. La teoría
parte de la base de que una partícula con masa no puede ser considerada como un
punto (como hacen el modelo estándar) ya
que éste no tiene volumen alguno. Se considera que existen una serie de objetos
matemáticos que son como cuerdas en un espacio. La forma que tienen estos
objetos en este espacio es lo que hace que aparezca a nuestros ojos como una
determinada partícula. Se trata de una descripción muy matemática, en la que
parece que la realidad es una concreción física de una idea matemática.
A pesar de que la teoría de supercuerdas es muy difícil de comprender,
pues implica un espacio de tres dimensiones de longitud que podemos ver, una
dimensión que es el tiempo y seis (o incluso mas) dimensiones espaciales (de
longitud) que son tan increíblemente pequeñas que no somos capaces de
distinguirlas; es la teoría mas popular entre los físicos.
¿Cual de las dos es la correcta?, o incluso ¿hay alguna de ellas correcta?.
Para saberlo debemos exigir que la teoría correcta haga predicciones correctas
sobre la realidad que observamos. Por desgracia todavía no disponemos de
experimentos diseñados que nos permitan
comprobar si estas teorías son válidas. Las dos pretenden explicar los
fenómenos ya conocidos, pero esto no es algo meritorio a estas alturas de la
partida: si queremos una teoría del todo, ésta debe ser compatible con lo que
ella sabemos. Nunca tendríamos en consideración una teoría del todo que no
estuviese de acuerdo con el modelo estándar (por ejemplo).
Necesitamos nuevos experimentos que den cuenta de predicciones nuevas de
cada teoría.
Pero el problema se presenta apasionante: la teoría de supercuerdas
supone la existencia de múltiples universos, con diferentes propiedades de la
física.
¿Superará de nuevo la naturaleza la mas fiera imaginación de la mente
humana?. Espero poder disfrutar de los próximos capítulos.