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¿Qué Es la Teoría de Cuerdas?



Detente. Mira a tu alrededor. Todas las cosas, visibles o no, están hechas de partículas tan pequeñas que muchos encuentran su tamaño difícil de comprender. Lejos de nuestras experiencias cotidianas, se mueven a velocidades rápidas y sólo se pueden observar con la tecnología más poderosa conocida por la ciencia.

Son átomos.

La mayoría de las personas por lo menos han oído hablar de los átomos, y muchos saben que están hechos de un núcleo que contiene protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga). Rodeando al núcleo está la nube de electrones, que contiene electrones cargados negativamente. Sin embargo, estas partículas subatómicas no son los constituyentes más pequeños de la materia.

Por ejemplo, los protones y los neutrones están hechos de partículas conocidas como quarks. Si nos acercáramos a diseccionar estas pequeñas partículas, que componen toda la materia en nuestro Universo, muchos creen que eventualmente llegaríamos a algo sorprendente, tal vez incluso encantadoramente familiar: una cuerda.


Diagrama de un átomo de litio, que ilustra con claridad el núcleo de un átomo. (Wikimedia Commons)

Esta es la idea fundamental de la Teoría de las Supercuerdas (“Teoría de Cuerdas” para abreviar) – que los electrones y los quarks que componen toda la materia en nuestro Universo no son objetos de dimensión cero, sino que son cuerdas de una sola dimensión. Estas cadenas oscilan, dando a las partículas antes mencionadas su carga, masa, espín, y sabor. Así como las diferentes vibraciones de una cuerda de guitarra producen diferentes frecuencias de tono, diferentes oscilaciones de supercuerdas producen diversas calidades para las partículas subatómicas.

Bajo la visión poética de la Teoría de Cuerdas se encuentra el uso de las matemáticas más avanzadas del mundo. Aquellos que desean seguir estudiando la Teoría de Cuerdas deben primero estudiar cálculo (simple y multivariable), geometría analítica, trigonometría, ecuaciones diferenciales parciales, probabilidad y estadística, y la lista sigue creciendo. A pesar de la complejidad, la Teoría de Cuerdas ha demostrado ser matemáticamente consistente cuando se prueba. Debido a esta coherencia, la Teoría de Cuerdas es un competidor principal en la Teoría del Todo o Teoría M-una teoría largamente buscada por Albert Einstein- que busca explicar todos los fenómenos físicos conocidos en el Universo y podría predecir el resultado de todos los experimentos que podrían ser llevados a cabo en la teoría. Si la Teoría de Cuerdas demuestra ser precisa, vamos a ser capaces de explicar todos los fenómenos físicos conocidos en nuestro Universo-desde la generación de las partículas subatómicas más pequeñas a los eventos que tienen lugar en el abisal de los agujeros negros.

Junto a la explicación que la Teoría de Cuerdas da sobre la generación de las partículas subatómicas hay otra idea que a menudo se encuentra en las novelas de ciencia ficción: el concepto de dimensiones extra. La idea puede parecer una locura al principio, al igual que muchas teorías científicas en sus primeros años, pero las matemáticas detrás de estas otras dimensiones han demostrado ser ciertas hasta el momento. Vivimos en un Universo de tres dimensiones (cuatro si incluimos la dimensión del tiempo). Sin embargo, la Teoría de Cuerdas propone que hay un total de diez dimensiones diferentes (11 en total, incluyendo el tiempo). Como inverosímil que pueda parecer en un primer momento, las pruebas matemáticas que se han realizado muestran que esto es cierto. Si este no fuera el caso, la Teoría de Cuerdas habría sido abandonada hace mucho tiempo, es necesario para la idea de un universo multidimensional que la Teoría de Cuerdas sea precisa. Otra cosa que la Teoría de Cuerdas hace es predecir la gravedad. En otras teorías, la gravedad es algo “dado”.



La Teoría de Cuerdas puede parecer complicada, lo que es esperable en una teoría que intenta describir todos los sucesos físicos conocidos en nuestro Universo. Sin embargo, hay quienes se esfuerzan por llevar la Teoría de Cuerdas a aquellos que no son necesariamente los más letrados científicamente o matemáticamente inclinados. Los físicos Michio Kaku, co-creador de la Teoría de Campos de Cuerdas, y Brian Greene (autor de “El Universo Elegante”) son los dos principales físicos teóricos que participan en el desarrollo de la Teoría de Cuerdas. Ambos son divulgadores de la ciencia, y tienen el objetivo de describir la Teoría de Cuerdas en términos más simples para aquellos que deseen comprender el funcionamiento interno de nuestro Universo; sin tener que soportar los años (y el precio) de escolaridad requeridos para realizar las matemáticas detrás de la teoría.

Kaku y Greene hacen más que simplemente explicar los caminos de la Teoría de Cuerdas, junto con otras complejidades de nuestro mundo. Nos muestran una hermosa lección que se puede aplicar a todos los aspectos de la vida. No importa cuán desalentadora pueda ser una situación, no importa cuán absolutamente compleja sea una idea, casi siempre se puede viajar al núcleo para encontrar una solución muy simple. Y a veces, si uno mira lo suficientemente profundo, la solución puede ser tan simple y tan elegante como una cuerda.


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