No tan difícil de explicar 3#: la teoría de cuerdas

En mi ultimo post de "no tan difícil de explicar" hablé brevemente sobre uno de los problemas en la física, la falta de una teoría que una las 4 fuerzas en el universo. Actualmente la física está al revés, sabemos como funcionan las fuerzas por separado, pero no sabemos como unirlas. Velo de esta manera, es como si acabaras de dar a luz a cuatrillizos, son hermosos y los amas pero, no sabes quien es el padre.

Uno de los candidatos se llama teoría de cuerdas y, si has visto The Big Bang Theory, probablemente la has escuchado antes.

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Primero tienes que saber qué dice el Modelo Estándar, dice que hay 12 "bloques de construcción" para el universo: seis quarks y seis leptones. Junto con esto están los 4 tipos de "cemento": la gravedad, el electromagnetismo, la fuerzas nucleares débil y fuerte.

La gravedad, aún siendo la más popular y la que puedes ver fácilmente en tu día a día, al menos que estes leyendo esto mientras flotas, es la que más dolores de cabeza le da a los físicos teóricos. Sabemos que hace que cosas atraigan a otras cosas y eso es todo.

Los fotones están con el electromagnetismo, los gluones están felizmente casados con la fuerza nuclear fuerte, y los bosones W y Z tienen algún tipo de relación pologamica con la fuerza nuclear débil que nadie juzga. El problema viene con la gravedad que sigue soltera desde que... Bueno, desde que sabemos que existe.

Aquí entra la teoría de cuerdas a salvar el día. Esta propone que cada partícula elemental es solo el resultado de "cuerdas" extremadamente pequeñas que vibran, así concibiendo lo que conocemos como partículas elementales. En español, imagina un episodio de Scooby-Doo donde los fotones, electrones y todas las partículas elementales, son cuerdas con disfraces muy elaborados.

Oscila de una manera, y vemos un electrón, oscila de otra y podemos ver un fotón o un quark extraño. Una vez que ves todo como cuerdas oscilantes, es bastante fácil aceptar que hay un tipo de oscilación que crea un gravitón. Boom: el misterio de la gravedad está resuelto, todos vayan a casa que se acabo el show... ¿o no?

No es tan sencillo. Hay muchas piedras en el camino para esta teoría.

Primero que nada, no sirve de mucho si no se puede ver en practica. Las supuestas cuerdas de las cuales esta formado el universo nadie las ha visto, nunca. Imagina que yo te dijera que hay pequeños Oompa Loompa que comen chocolate y defecan electrones y fotones, podrás decir que estoy loco, pero yo te podría decir que son tan pequeños que no los puedes ver. Teoría de cuerdas 101.

Puede que hayas odio hablar sobre el colisionador de partículas, puede que pienses que es algo complicado, y tendrías razón, si lo es. Pero en resumidas cuentas, hace lo que dice su nombre, toma partículas y hace que colisionen entre ellas.

El colisionador de partículas es la versión científica de "pégale hasta que funcione". Es nuestra manera de observar estos diminutos "bloques" de los que llevamos hablando desde hace unos párrafos. Consiste de acelerar partículas a una velocidad muy cercana a la de la luz (99.9%) y hacer que choquen. Imagina el choque entre 2 carros, luego del impacto es más fácil ver de que estaban constituidos a partir de las piezas que se desprendieron. Actualmente lo que desprenden son partículas elementales.

Si leíste mi post anterior, sabrás que no contamos con uno lo suficientemente potente como para poner en practica la teoría de cuerdas. Para utilizar este mismo método, necesitaríamos un colisionador más grande que el sistema solar ya que necesitamos que desprendan las "cuerdas" que son millones de veces más pequeñas que las partículas que actualmente observamos.

Y otro gran problema está en la propia teoría, ¡la matemática detrás de esto necesita 11 dimensiones para poder empezar a funcionar! ¡11!

"Juan, ¿pero cómo que 11 dimensiones? ¡Solo existen 4!"

Bueno, la explicación más común es la "compactación", es la idea de que las otras dimensiones se pliegan de una manera que nos impide percibirlas. Imagina mirar un trozo de papel directamente desde un lado que te hace ver solo una línea, no es que el papel tenga sola una dimensión, solo lo estas viendo mal. Pero eso también tiene un pequeño inconveniente: ¡Es el mismo problema anterior!, todos podemos imaginar alguna loca teoría acerca de como funciona el universo -pregúntale a la cienciología- pero sin pruebas concretas son solo eso, teoría.

Con la carencia de fuerte evidencia que apoye esto, ¿qué la diferencia de una religión?

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Fuentes:

Hice una lista de reproducción de los vídeos que me ayudaron a entender esta locura. Se que la mayoría son en ingles pero puedes usar los subtitulos.

• The Standard Model
• What Are Gravitons?
• What is String Theory? #1
• What is String Theory? #2
• How many string theories are there?
• The Strange Second Life of String Theory

Imagenes:

• 1
• Giphy