El Universo Elegante

Hace poco que he terminado de leer el libro "Historia del Tiempo: del Big Bang a los Agujeros Negros", de Stephen Hawking. Se trata de un libro interesante en el que, contando las cosas de manera cualitativa, se explican cada una de las cuatro fuerzas que gobiernan el universo (electromagnética, gravitatoria, la fuerza nuclear débil y la interacción nuclear fuerte). Hawking habla de las cuatro fuerzas y los esfuerzos que se intentan hacer, incluso desde los últimos años de vida de Einstein, en encontrar una teoría unificada que agrupe y explique esas cuatro fuerzas fundamentales, ya que hoy por hoy utilizamos dos teorías diferentes para explicarlas: la teoría de la relatividad general, de Albert Einstein, que explica las cosas a nivel macroscópico, y la teoría cuántica de Niels Bohr, ampliada posteriormente por Schrdinger, Heisengerg y Dirac, que explica el mundo microscópico.

Aunque del conjunto de ambas somos capaces de derivar las leyes físicas y químicas que conocemos y su solidez ha sido confirmada por miles y miles de experimentos y observaciones, lo cierto es que no consiguen explicar por completo el funcionamiento de las cuatro fuerzas fundamentales ni hay manera de hacerlas encajar como un todo, puesto que utilizan dos modelos radicalmente diferentes del universo y las matemáticas que las describen son también diferentes.

Hasta ahora, por lo menos hasta donde he podido leer, no ha habido éxito en la búsqueda de esta teoría del todo. En los últimos años, se ha profundizado en una teoría denominada de las supercuerdas, como candidata a obtener la ansiada teoría del todo. Esta teoría es extremadamente complicada, y de hecho uno de sus problemas fundamentales es que aunque las ecuaciones que la componen parecen estar perfectamente definidas, no somos capaces de resolverlas con las herramientas matemáticas actuales, algo similar a lo que le ocurrió a Newton con la ley de la gravitación universal, ya que tras formularla tardó como veinte años en desarrollar la rama de las matemáticas conocida hoy en día como cálculo que finalmente le permitió resolver las ecuaciones en cuestión. La teoría de las supercuerdas, básicamente, consiste en que los objetos básicos que componen el universo no son partículas que ocupan un único punto del espacio, sino objetos que poseen una longitud pero ninguna otra dimensión más, similares a trozos infinitamente delgados de cuerda (de ahí su nombre). Por ello, a diferencia de una partícula, que ocupa un punto del espacio en cada instante de tiempo, una cuerda por el contrario, ocupará una línea del espacio. De esta manera, lo que anteriormente se consideraban partículas en la teoría de cuerdas se describen ahora como ondas viajando por una cuerda. El único problema que presentan estas teorías de cuerdas, sin embargo, es que sólo son consistentes si el espacio tiempo tiene o diez o veintiséis dimensiones, en vez de las cuatro usuales. La sugerencia que se da para salvar este escollo es la de pensar que las dimensiones extra que necesita esta teoría están curvadas en un espacio muy pequeño (una billonésima de una billonésima de una billonésima de centímetro). Eso es tan pequeño que por eso no lo notaríamos de manera que sólo podemos apreciar una dimensión temporal y tres dimensiones espaciales. Es como pensar en la superficie de una naranja. Mirada desde muy cerca está totalmente curvada y arrugada, pero mirada a distancia no se le ven las protuberancias y parece que es lisa. Lo mismo ocurriría con el espacio-tiempo: a escala muy pequeña tendría diez dimensiones y estaría muy curvado, pero a escalas mayores no se ven ni la curvatura ni las dimensiones extra. Sin embargo, aún no se está seguro de que con esta teoría se puedan solventar todas las singularidades (por ejemplo el Big Bang) que se predicen en la teoría de la relatividad, aunque se piensa que es posible que puedan cancelarse todos los infinitos que se obtienen de manera matemática.

Ya digo que este libro intenta explicar todo de manera cualitativa (sólo aparece una única fórmula en su libro, la famosa E =mc2), pero sí es necesario tener frescos algunos conocimientos de física y química básicos, ya que de lo contrario, se hará bastante duro algunos de los capítulos explicados. En contraposición a este libro, salió "The Elegant Universe" de Brian Greene, el cuál aún no he terminado de leer, pero que aquellos que sí lo han hecho dicen que es más cercano al lector no iniciado que el libro de Hawking. Un documental basado en su libro realizado por la televisión americana parece confirmarlo. Al menos yo he estado echándole un vistazo a algunas partes, y parece tener más forma que contenido. Aún así lo recomiendo.

El documental se llama igual que el libro, The Elegant Universe, y podéis encontrarlo aquí.

http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html

En él se intenta explicar lo que he comentado arriba, en términos muy asequibles para cualquiera, sin olvidar tampoco las opiniones contrarias, por ejemplo de aquellos que discrepan sobre la teoría de las supercuerdas. El documental consta de tres capítulos de una hora disponibles en formato QuickTime y RealVideo.

Espero que lo disfrutéis. Ciencia_