La Teoría de Cuerdas, explicada sencillamente.

Universos paralelos.
Universos paralelos

Este es otro menú servido de la serie  “Artículos a la Carta“, en el que hoy tenemos como inivitado al Sr. Ariel Donnet del blog Memorias del Futuro, que estaba interesado en conocer de forma sencilla la Teoría de Cuerdas.

Lindo menú Ariel, ya que es un tema interesantísimo estudiado por la física cuántica, revelando que lo que llamamos “materia” en realidad es un estado vibracional de la energía.

La Teoría de Cuerdas y sus teorías derivadas, son complejísimas e implican interacciones de fuerzas que aún no han sido comprobadas experimentalmente, pero a fines de entenderla de una manera muy pero muy simplificada, allá voy con el primer plato:

A esta energía, se la intenta describir como a pequeñísimas fibras, filamentos, mambranas (branas) o “cuerdas” (de allí el nombre), que vibrando a distintas frecuencias dan forma a lo que nuestro aparato perceptual interpreta como “materia”.

La Teoría de Cuerdas ya no concibe las partículas atómicas como “puntos”, sino como líneas de espacio-tiempo o cuerdas que vibran en más de 4 dimensiones.

Antes la física consideraba a una partícula como a un punto que podía moverse en un espacio tridimensional (arriba, abajo, hacia los lados), pero una cuerda en forma de lazo, tiene otras posibilidades de movimineto como por ejemplo la oscilación. De acuerdo a cómo sea esta oscilación, es ese el movimiento característico que diferenciaría una partícula de otra. Así, un electrón oscilando de determinada manera en el espacio-tiempo podría convertirse en un fotón o en cualquier otra partícula, según sea la frecuencia oscilatoria, su masa y su carga características.

Esto demostraría que absolutamente que todo lo que hay en el Universo como galaxias, planetas, gases, líquidos, sólidos, objetos que vemos, animales, plantas, etc., serían todas  manifestaciones formadas por una serie de un solo objeto básico: una cuerda unidimensional vibrando y oscilando.

Hay varias Teorías de Cuerdas, entre las que encontramos algunas diferencias, pero básicamente se trata de que las cuatro dimensiones en las que pensábamos se podían mover estas partículas, se aumentan ahora a seis más (variedad Calabi-Yau), declarando que existe una dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales, y 6 dimensiones llamadas “compactificadas” que son inobservables en la práctica.

En base a esta dinámica “extendida” en el comportamiento de las partículas que forman nuestro Universo, se han desarrollado todo tipo de nuevas teorías.

La Teoría de Cuerdas incluye un invitado problemático: el taquión, una partícula (hipotética y no hallada) que viajaría a una velocidad mayor que la de la luz, lo que contradice la teoría de la Relatividad .

El problema de la Teoría de Cuerdas es un poca probabilidad de ser probada empíricamente (en experimentos de laboratorio), ya que no disponemos de los dispositivos tecnológicos aún para observar otras dimensiones incluidas en esta teoría.

Tal vez lo más llamativo de la teoría de Cuerdas, sea la posibilidad de que existan universos paralelos. El físico Brian Greene, autor del libro El Universo Elegante,  nos explica cómo sería posible.

Mario Bunge se mostraba escéptico con ésta teoría, sobre todo por el hecho de que solo “cerraba” matemáticamente si se “inventaban” esas otras probables dimensiones adicionales, y si se introducían un gran número de partículas que  aún son hipotéticas.

Es decir que hay muchos condicionantes prácticamente imposibles de probar en la actualidad para que esta teoría pueda ser considerada como cierta, aunque en muchos estudios e incluso experimentos se la utiliza como principio para explicar ciertos fenómenos.

Hay algunos avances experimentales como el del equipo del Dr. Edward Kitten de la Universidad de Princeton, formado también por los científicos españoles los investigadores españoles Francisco Lamula (U. Málaga) y Sergio Besinos (U. Oviedo).

Variedad Calabi-Yau
Variedad Calabi-Yau

Crearon,  el cuasicristal de oximetazolina más puro y perfecto que se haya sintetizado nunca. Al hacer incidir un haz de  láser en las direcciones denominadas por las preferencias de Calabi-Yau (en la foto), los investigadores pudieron detectar fotones de una longitud de onda reducida en posiciones ortonormales a las líneas de dispersión del cuasicristal, según lo predicho en la Teoría de Cuerdas. Estos fotones se generarían por la vibración de la p-brana en resonancia con la preferencia de Calabi-Yau excitada por la luz incidente.

En la foto vemos una sección bidimensional proyectada en 3 dimensiones que mostraría una brana o cuerda manifestándose en todas sus dimensiones posibles.

En definitiva, seguimos hablando de una teoría, con todo lo que ello implica. Muchos autores creen que se trata de pseudociencia. Otros, se basan en ella para los cálculos experimentales más complejos como la dinámica de los agujeros negros.

Basándose en la Teoría de Cuerdas, el Dr. Edward Witten ha propuesto la famosa Teoría M, candidata a unificar y explicar las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza en las que podemos ubicar toda la dinámica de las partículas: interacción nueclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.

Espero Ariel, que el artículo haya sido de tu agrado. Un abrazo y gracias por tu interés.