HUMOR CIENTÍFICO

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lunes, 24 de noviembre de 2014

LA TEORÍA DEL TODO (III)

   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.

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