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
