Teoría de cuerdas

La teoría de cuerdas aspira explicarlo todo. Revisemos su postulado

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Disertando sobre el universo, concibe que las partículas subatómicas no son puntos sin dimensión, como las define el modelo estándar, sino cuerdas de una dimensión.

La teoría de cuerdas aspira explicarlo todo.

En concordancia con uno de los sueños de la física.

Se trata de encontrar un cuerpo de ideas que explique desde la formación de los átomos hasta el comportamiento de los astros.

Inclusive, que defina el origen del universo.

Es decir, una sola teoría del todo.

La teoría de cuerdas, corroboramos, promete tener la respuesta.

La teoría de cuerdas: Historia de ideas

Ya Isaac Newton fue capaz de describir con sus matemáticas el movimiento de atracción de los objetos con masa, se trate de estrellas o de manzanas.

Más adelante, Albert Einstein explicó cómo el fenómeno de la gravedad sucede debido a la deformación del espacio-tiempo.

Además, pudo clarificar el comportamiento de objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz.

Esto era algo que quedaba fuera del alcance de las leyes de Newton.

Mientras, científicos como Max Planck, Niels Bohr o Erwin Schrödinger, entre otros, crearon la mecánica cuántica, que describe el comportamiento de las partículas más pequeñas que el átomo.

Estas son regidas más por cálculos probabilísticos que por las leyes deterministas de la mecánica clçasica.

En el átomo operan fuerzas como la fuerte, que mantiene unidos protones y neutrones en el núcleo, y la fuerza débil, que es responsable de que ciertas partículas se conviertan en otras.

La mecánica cuántica también puede explicar la fuerza electromagnética.

Así, por un lado tenemos la mecánica cuántica que dilucida tres de las cuatro fuerzas fundamentales, y por el otro la teoría de la relatividad que explica la gravedad.

La teoría de cuerdas

La teoría de cuerdas: Grandes dificultades

Einstein trabajó en una teoría que unificara las cuatro fuerzas, pero nunca lo logró.

La dificultad era grande: en esencia, una teoría del todo debía explicar de que está hecho todo cuanto existe en el universo y por qué es asì.

Esta pregunta ya se la formulaban filósofos como Demócrito allá por el siglo IV antes de nuestra era.

Pensó en que si partes algo en dos y luego una de esas partes la vuelves a cortar y así muchísimas veces, debería llegar un momento en el cual encontrarías un objeto que ya no se pudiera dividir.

Llamó a ese objeto hipotético «átomo», es decir, «no cortable».

John Dalton, hasta 1804, descubrió que estas «pelotitas indivisibles» sí existían.

Y Bohr expuso que no se trataba de pelotitas indivisibles sino que estaban formadas de partículas más pequeñas.

Esas partículas son los protones, neutrones y electrones

La teoría de cuerdas

La teoría de cuerda: Partículas subatómicas

¿De qué estás hechas estas partículas subatómicas?

El modelo estándar nos dice que están hechas de otras partículas elementales: leptones y quarks, También de bosones.

Aunque este modelo es constante con los experimentos, ha dejado varias cuestiones sin resolver.

Por ejemplo, ¿Por qué las fuerzas tienen varios parámetros arbitrarios, llamados constantes, y no otros?

Y sobre todo, ¿de dónde sale la gravedad?

Es en este contexto que surge la teoría de cuerdas.

Consiste en cinco enfoques diferentes.

Mas, básicamente, postula que las partículas subatómicas no son puntos sin dimensión como las concibe el modelo estándar, sino cuerdas de una dimensión.

¿Su medida? La longitud de Planck: la distancia más pequeña posible.

Sucede que estas cuerdas vibran y se mueven siguiendo diferentes frecuencias y patrones determinados por el espacio multidimensional en el cual se mueven.

La manera en la que vibran determina qué tipo de partícula forman, así como la vibración de una cuerda de guitarra define qué nota se escucha.

La teoría de cuerdas

¿Espacio multidimensional?

Para ser matemáticamente coherente, esta teoría requiere que las cuerdas se muevan en diez dimensiones diferentes.

Pero, si el espacio-tiempo tiene cuatro dimensiones, ¿de dónde salen las otras seis?

Una explicación es que esas «dimensiones extra» son microscópicas: están de alguna manera enrolladas y escondidas en la escala más pequeña posible.

Las cuerdas existirían en este espacio multidimensional llamado «Espacio de Calabi-Yau».

De ser reales estas dimensiones extra, explicaría por qué observamos que ciertas partículas aparecen o desaparecen sin que sepamos de dónde vienen o a dónde van.

Las cuerdas estarían hechas de energía pura.

Por lo tanto, la materia está hecha de energía, lo que es consistente con la ecuación relativista de que la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.

Complejidades

Ciertas cuerdas que estuvieran cerradas serían los «gravitones», las partículas referidas a la gravedad.

Pero esta parte de la teoría aún es muy problemática.

Otra parte compleja de la teoría de cuerdas es que, de ser cierta, describe a nuestro universo y sus leyes, pero también millones de otras leyes y constantes que no existen.

Los que la propugnan afirman que se trata de leyes y constantes de otros universos.

Es más: eso podría indicar que el nuestro surgió de la colisión de otros universos o de la división de un universo en dos.

La teoría de cuerdas todavía es muy discutida entre los científicos, pero de ser acertada tendría una magnifica implicación.

Si todo lo que existe es producto de cuerdas que vibran en diferentes tonos, cada objeto y cada ser, metafóricamente, constituiría una melodía.

Y el universo entero sería como una sinfonía.

Tomado de CuriosaMente, Wikipedia, BBC News Mundo.

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