Un poquito de FISICA actualizada

 Un poquito de FISICA actualizada

1-El mayor desafío de la Física moderna consiste en explicar por qué las leyes que gobiernan la realidad macroscópica (la de los objetos formados por múltiples partículas, como mesas, personas, o estrellas) no funcionan cuando se aplican al mundo subatómico de las partículas individuales, que parecen seguir otras leyes completamente diferentes.

La teoría de cuerdas es un modelo de física teórica que asume que las partículas materiales, aparentemente puntuales son en realidad «estados vibracionales» de un objeto extendido más básico llamado «cuerda» o «filamento». De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto", sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de tres dimensiones. A nivel «subatómico» se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo.

 

2-La Teoría de Cuerdas parece ser capaz de agrupar en un único cuerpo teórico a todas las fuerzas de la naturaleza para poder describir completamente el mundo físico, desde las partículas más pequeñas hasta las estructuras más grandes del Universo. Era todo un sueño para los físicos: un único cuerpo de leyes capaz de explicar la realidad desde lo más pequeño a lo más grande.

3-El pasado mes de Junio, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y del Instituto de Tecnología de California, capitaneados por el físico teórico Cumrun Vafa, publicaría un artículo cuyas conclusiones daban un golpe a la Teoría de Cuerdas. De hecho, decía el estudio, que “esa teoría es fundamentalmente incompatible" con la energía oscura, y como resulta que solo con la energía oscura podemos explicar la expansión acelerada del Universo, la Teoría de Cuerdas tenía que estar equivocada. 

4-El destino de la controvertida teoría parecía sellado, hasta que Timm Wrase se dio cuenta de que algo extraño sucedía con el artículo de Harvard, ya que sus conclusiones parecían ser incompatibles con la existencia del bosón de Higgs (descubierto en 2012 por los físicos del CERN, en Suiza). Timm Wrase y col. de las universidades de Columbia en Nueva York y de Heilderberg en Alemania, publicaron sus cálculos en un artículo en Physical Reviews y este originaría las actuales interminables discusiones sobre la Teoría de Cuerdas y la energía oscura.  A menudo, se ha dicho que la Teoría de Cuerdas puede ofrecer una gran cantidad de resultados matemáticos abstractos pero muy pocas predicciones susceptibles de ser comprobadas experimentalmente. Pero esa situación ha cambiado, y recientemente la comunidad de físicos que apoyan la teoría discuten ahora sobre una cuestión que está íntimamente relacionada con los experimentos cósmicos que miden la expansión del Universo. Como se sabe, el Universo se expande, es decir, cada vez se hace más grande. Pero no solo crece constantemente, sino que su expansión, se está acelerando, de forma que crece cada vez más deprisa. Este hallazgo les valió, en 2011, el Premio Nobel de Física a los investigadores Brian Schmidt y Adam Riess.

Sabemos, que esa expansión acelerada solo puede explicarse suponiendo que existe una forma adicional de energía que previamente era desconocida y que hoy se conoce como "energía oscura", idea que viene del mismísimo Albert Einstein, que la agregó en forma de una "constante cosmológica" a su teoría de la Relatividad.  Einsten no hizo eso para explicar un Universo en expansión, sino todo lo contrario, pues para él, el Universo era estático y se encontraba en un perfecto equilibrio. Cuando en 1929 Edwin Hubble demostró sin lugar a dudas que en realidad el Universo se está expandiendo, Einstein calificó la modificación de sus ecuaciones como el mayor error de toda su vida. Los años posteriores, sin embargo, demostraron que Einstein tenía razón incluso cuando se equivocaba, y tras el descubrimiento de la expansión acelerada del cosmos, su constante cosmológica fue reintroducida como "energía oscura" en los modelos cosmológicos actuales.

"Durante mucho tiempo -asegura Timm Wrase- pensamos que una energía oscura como esa podría acomodarse muy bien en la Teoría de Cuerdas"; ( la teoría predice la existencia de una serie de partículas adicionales que pueden describirse como campos que tienen un estado de energía mínima). "En la Teoría de Cuerdas -prosigue Wrase- existen campos que podrían explicar la energía oscura -localmente, estarían en un estado mínimo de energía, pero aun así su energía tendría un valor superior a cero-. Esos campos serían la fuente de la llamada energía oscura y con ella podríamos explicar la expansión acelerada del Universo".

Así cuando la Teoría de Cuerdas parecía estar cobrando nuevas fuerzas, el pasado 25 de Junio, Cumrun Vafa, de la Universidad de Harvard (uno de los teóricos de cuerdas más renombrados del mundo), sugeriría que tales campos de energía positiva "en forma de cuenco" no son posibles en la Teoría de Cuerdas, y sería Timm Wrase quien rápidamente captó las implicaciones de esta afirmación: "Si eso fuera cierto -dijo el físico- la expansión acelerada del Universo, tal y como la hemos imaginado hasta ahora, no sería posible. La expansión acelerada tendría que ser descrita por un campo con propiedades bastante diferentes, como un plano inclinado en el que una bola rueda cuesta abajo, perdiendo energía potencial". En ese caso, la cantidad de energía oscura en el universo cambiaría con el tiempo, y la expansión acelerada del universo podría algún día llegar a detenerse. La gravedad podría entonces volver a juntar todo el material y comprimirlo en un punto, similar al Big Bang.

Pero esta no es toda la historia. "La conjetura de Cumrun Vafa, que prohibe ciertos tipos de campos, también prohibiría cosas que ya sabemos que existen". Cosas como el campo de Higgs, (hallazgo hizo merecedores a Peter Higgs y a François Englert del Nobel de Física en 2013) que también tiene propiedades que deberían estar prohibidas en la conjetura de Vafa. Sin pérdida de tiempo, en Julio de este año, apenas un mes después de la publicación de Vafa, Wrase hizo públicas sus conclusiones en ArXiv.org y ahora su trabajo, ha sido publicado en Physical Reviews. 

"Esta controversia es algo bueno para la Teoría de Cuerdas - asegura Timm Wrase- De repente, muchas personas tienen ideas completamente nuevas en las que nadie había pensado antes". Wrase y su equipo investigan ahora qué campos en concreto están permitidos en la Teoría de Cuerdas y en qué puntos violan la conjetura de Vafa. Ellos piensan que: "Tal vez eso nos lleve a nuevas y emocionantes ideas sobre la naturaleza de la energía oscura, y eso sería un gran éxito".

 

Maracaibo, 27 de octubre 2018