jueves, 11 de diciembre de 2008

La elegancia de las supercuerdas

Oí hablar por primera vez de las supercuerdas en la radio, y por aquí y por allá, pero desde luego donde mas aprendí sobre el tema es cuando cayó en mis manos el libro de Brian Greene, "Un Universo Elegante", confieso que no entere ni de la mitad de lo que allí explicaba, pero fue la base para buscar información sobre el tema de la física cuántica y la Teoría del Todo. La fascinación que sentimos por estos temas proviene de lo mas profundo del ser humano, la explicación el mundo. En este empeño el método científico se ha demostrado la mejor herramienta frente a las supersticiones religiosas, pero con las supercuerdas hemos llegado al limite del conocimiento, pues toda la teoría solo es demostrable, de momento, por unas matemáticas demasiado sofisticadas.
Brian Greene y la productora NOVA ha creado una serie de tres documentales, de una hora cada uno, donde exponen de forma clara, asequible y amena esta teoría. Los vídeos están en Youtube en ingles y en español subidos por iaunaStella, y como es solo se pueden subir de 10 en 10 minutos cada capítulo son cinco vídeos. Yo los pondré aquí ordenados y con un resumen de su contenido al final. Serán las tres horas mejor aprovechadas de tu vida.

EL UNIVERSO ELEGANTE

Capítulo Primero: " El sueño de Einstein"











En este primer capítulo se esboza la teoría de cuerdas, basada en que los componentes últimos del universo, partículas atómicas y fuerzas, son una especie de cuerdas o hilos que vibran de diferente forma según formen los diversos componentes del universo.
Fue Einstein que tras el éxito de su celebrada Teoría de la Relatividad y la explicación última que que dio a el funcionamiento de la gravedad como distorsión del espacio-tiempo, se embarco en el ambicioso proyecto de unificar la fuerza de la gravedad con la otra fuerza conocida de su tiempo, el electromagnetismo. Sus esfuerzos fueron en vano, dada la gran diferencia que hay entre ambas fuerzas, y que aun se complico mas al desarrollarse la mecánica cuántica. Una nueva física imbuida de la incertidumbre y el azar que nunca llego a comprender.
Con la mecánica cuántica aparecieron dos nuevas fuerzas de la naturaleza, la nuclear fuerte que mantiene los protones y neutrones confinados en el núcleo atómico, y que su liberación produce la bomba atómica, y la nuclear débil confinada a los quarks del interior del átomo.
El fracaso de Einstein mantuvo la física desunida en dos ramas contradictorias, la de la Relatividad y la Cuántica, totalmente incompatibles pero ambas presentes en la naturaleza, sobre todo en los fenómenos conocidos como Agujeros Negros, y también en el Big Bang.
La teoría de cuerdas pretende la unificación de la física, véase el siguiente capítulo.

LA CLAVE ESTÁ EN LA CUERDA











La teoría de la relatividad y la mecánica cuántica explicaban el mundo conocido pero no eran compatibles. Se suponía que el momento inicial del Big Bang ambas teorías deberían de casar de alguna forma. Y la única teoría que ofrece hoy en día una explicación plausible es la teoría de cuerdas unificando las cuatro fuerzas del universo, la gravedad, el electromagnetismo, la nuclera debil y la nuclear fuerte. 
En este cápitulo se narra los inicios de la teoría de cuerda. Desde que Gabriele Veneziano buscando una ecuación para la fuerza nuclear debil, adapto una antigua ecuación de Euler. El estudio de dicha ecuación permitio a Leonard Susskind elaborar la primera pero incompleta teoria cuerdas, pero llena de anomalias. No sería hasta 1984 en que John Schwarz y Michael Green consiguieran eliminar dichas anomalias y presentar la primera teoria de cuerdas, la tan buscada teoria del todo.
En dicha teoría se expone que el universo, la materia y todo lo que lo compone, esta constituido por unas diminutas e indetectables cuerdas o hilos que vibran de diferente manera para formar las diferentes partículas y fuerzas. Dichas cuerdas estan inmersas en seis dimensiones adicionales a las cuatro conocidas por nosotros.
Esta teoría si bien lo explica todo, tiene el inconveniente de que no es demostrable por experimento alguno, además que al principio aparecienron cinco teorias de cuerdas todas validas pero incompatibles entre ellas. Este es el tema del capítulo siguiente.

BINEVENIDO A LA 11ª DIMENSIÓN













En este último capitulo del magnifico documental de Brian Greene, nos adentramos en el asombroso mundo de la teoría de cuerdas, donde no solo son posibles los agujeros de gusano que rasgarían el tejido de la materia sin muchas asombrosas cosas mas.
Como decíamos la teoría de cuerdas atrajo a numerosos investigadores y debido a su gran versatilidad pronto aparecieron cinco teorías sobre las mismas, todas validas pero todas diferentes.
Un problema que resolvió matemáticamente Edward Witten en 1995. Según él, las cinco teorías son válidas, son cinco enfoques sobre un misma realidad. Realidad que el mismo complico aun mas creando la teoría M.
Esta teoría M, presupone que lo que los científicos teóricos suponían cuerdas son mas bien menbranas, o branas. Pero además añade al menos una dimensión mas, una de estas membranas sería el mismo universo que no sería único sino uno mas en un "block" de universos paralelos.
Dentro de esta teoría se explicaría el Big Bang como un choque entre membranas paralelas. Y explicaría la gravedad como una cuerda especial cerrada no adherida a la membrana que constituye nuestro universo. La gravedad atravesaría varios universos con diferente fuerza en cada uno de ellos.
Estas teorías no están probadas pero se preparan experimentos para este fin tanto en el Fermilab como en el novísimo LHC.
Lo que el futuro nos deparará resulta inimaginable.

3 comentarios:

Unknown dijo...

Gracias por tomarte tu tiempo para "unificar" los videos

Pedro Estudillo dijo...

Buen trabajo, Jesús. Es un tema que me apasiona, no dejaré de ver los videos. Gracias.
Un abrazo.

Mónica dijo...

Hola Jesús este tema me encanta. Obviamente tendré que mirar todos los videos. Por ahora vi solo dos. Muy interesante el tema
bss. y gracias por avisarme de esta información.

nos vemo.s