Nota: Este artículo es una traducción libre de un interesante artículo de la revista "The Guardian": www.theguardian.com/science/2006/oct/08/research.highereducation. Como digo es una traducción libre por lo que no pretendo que sea exacta sino que se entienda bien. He añadido además notas propias entre medias que he diferenciado del texto original metiéndolas entre corchetes [así que todo lo que veáis entre corchetes es una observación mía ;)].
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Durante décadas, los físicos han estado seguros de que podrían explicar el universo en un puñado de ecuaciones complejas: ahora muchos están empezando a temer que han sido conducidos por un callejón sin salida.
La idea más ambiciosa jamás esbozada por los científicos ha sufrido un revés notable. Se ha descartado como un callejón sin salida teórico que ha desperdiciado la vida académica de cientos de los hombres y mujeres más inteligentes del mundo.
Esta alarmante acusación ha sido hecha por físicos frustrados, incluidos varios ganadores del Premio Nobel, que dicen que la teoría de cuerdas, que busca delinear la estructura completa del universo en unas pocas breves ecuaciones, es un callejón sin salida intelectual.
Dos nuevos libros publicados en América cuestionan su base. Lejos de proporcionar a la humanidad las respuestas al misterio del cosmos, la teoría es falsa, afirman.
Como recientemente ha dicho un reconocido científico: "La injustificada defensa de la teoría de cuerdas está literalmente dañando a la ciencia".
Sin embargo, los defensores de la teoría de cuerdas, que también incluyen a varios ganadores del Premio Nobel, han denunciado las críticas y han defendido sólidamente su campo. Ya han conducido a muchos avances importantes en matemáticas y física, dicen.
Pero lo que está claro es que, de repente, la teoría de cuerdas se ha convertido una fuente de frustración y preocupación para los propios científicos, aunque los orígenes de la idea son lo suficientemente inocuos y pueden rastrearse a los primeros (y desesperados) intentos de los físicos por salir de un callejón sin salida intelectual en el que llevamos más de 40 años atascados.
El siglo pasado, los físicos crearon la mecánica cuántica [su modelo matemático] para explicar cómo se comportan las cosas muy pequeñas, átomos y electrones, mientras que Einstein produjo su teoría de la relatividad general para explicar el comportamiento de objetos enormes como las galaxias.
Ambas teorías funcionan bien, pero son incompatibles. La física cuántica no puede explicar las cosas muy masivas y la relatividad general no puede aplicarse a lo muy pequeño. En comparación, los biólogos tienen en este sentido a la teoría de la selección natural de Darwin para explicar los seres vivos, grandes y pequeños, desde las ballenas hasta las bacterias. Sin embargo, como decimos, los físicos no tienen un código unificado. Una perspectiva que molestó tanto por ejemplo al mismísimo Einstein que se pasó los últimos 20 años de su vida buscando infructuosamente una teoría que lo pudiese unificar todo.
Luego, en los años ochenta [una vez que el actual modelo estándar de partículas estuvo ya más que establecido y finiquitado], un grupo de científicos creó lo que se conoce como la teoría de cuerdas [un modelo matemático con el que se pretendía lograr dar respuesta fenomenológica a todo lo que el modelo estándar dejaba fuera]. La materia no está formada por pequeñas entidades similares a puntos, como neutrones o quarks, afirmaban, sino por hilos de energía increíblemente pequeños que vibran. De este modo, una cuerda que vibra de una cierta manera representa a lo que entendemos por electrón, mientras que otra cuerda que vibra de manera diferente se corresponde por ejemplo al quark up. Y remarcablemente, de entre todas estas cuerdas habría una muy especial que representaría con su vibración al portador de la fuerza de gravedad: el gravitón.
"Se puede pensar al universo como una sinfonía o una canción, ya que ambas están compuestas por notas producidas por cuerdas que vibran de manera particular", dijo el profesor Michael Green, de la Universidad de Cambridge.
Suena sin duda muy interesante. Pero desafortunadamente, para hacer que sus ecuaciones funcionen, los científicos tuvieron que agregar otras seis dimensiones al universo: cuatro [tres espaciales y una temporal] no eran suficientes. Sin embargo, no podemos ver estas dimensiones extras porque están tan estrechamente compactificadas que son invisibles, se argumentó. Para el público en general, por supuesto, todo esto es algo desconcertante [por decirlo con suavidad].
De todas formas la teoría de cuerdas demostró ser alentadoramente efectiva a nivel teórico para explicar lo muy pequeño y lo increíblemente grande, y así comenzó a dominar el estudio de la física fundamental en las universidades de todo el mundo [en la década de los 80 del siglo anterior]. Según los protagonistas de aquel entonces, pronto sería posible describir el cosmos en unas simples ecuaciones que podrían caber en una camiseta.
Pero a medida que pasaron los años, los científicos no produjeron una sola observación práctica para apoyar la teoría. Un problema, dijeron [y dicen], era [y es] que la energía necesaria para romper la materia y estudiar su esencia interior como cuerda es tan colosal que requeriría máquinas lo suficientemente grandes para cubrir el planeta entero [otros son menos cautos y hablan de que haría falta en realidad un acelerador de partículas del tamaño del sistema solar].
Pero además de estos problemas [de soporte experimental], los cálculos más recientes [los últimos modelos matemáticos] han producido una sorprendente predicción dentro de la teoría de cuerdas: es posible que existan un número casi infinito de universos diferentes, algunos de los cuales serían similares al nuestro y otros que serían muy diferentes.
Y es en este punto donde comenzó la clara decadencia del modelo. Una teoría no comprobable [es decir, que escapa experimentalmente de nuestra capacidad actual y futura] que habla de universos paralelos invisibles y de un espacio-tiempo de 11 dimensiones [Las 11 dimensiones de la teoría más actual son: las 3 del espacio tradicional, 1 temporal, y 6 adicionales compactificadas e invisibles (de momento)...más 1 que las engloba a todas formando "membranas"] ha demostrado ser demasiado para algunos físicos. 'Cuasi-teología posmoderna' la llaman los disidentes más moderados; mientras que es denominada directamente 'falsa' y 'sin sentido' por entre los menos indulgentes.
"Lejos de una maravillosa esperanza tecnológica para un futuro mejor, la teoría de cuerdas es la consecuencia trágica de un sistema de creencias obsoleto", dijo Robert Laughlin de la Universidad de Stanford, ganador del Premio Nobel de física de 1998.
Para una teoría que pretende explicar toda la estructura del universo, tal ataque de alto nivel es muy serio. Laughlin tampoco está solo: por ejemplo, Peter Woit, de la Universidad de Columbia, y Lee Smolin, del Perimeter Institute de Canadá, acaban de publicar libros que atacan muy seriamente la teoría de cuerdas.
"Demasiada gente ha estado exagerando ideas muy especulativas", dijo Woit, autor de "Not Even Wrong", la semana pasada. 'La teoría de cuerdas no ha producido nada'.
Este punto fue respaldado por Smolin, cuyo libro se llama "El problema con la física". Los científicos han vertido todas sus energías en un enfoque teórico que está demostrando ser estéril, dijo. "Es como si todos los investigadores médicos en el mundo hubieran decidido que solo había una forma de combatir el cáncer y se hubieran concentrado en esta línea de ataque a expensas de todas las demás vías", dijo. "Entonces se encuentra que el enfoque no funciona y los científicos descubren que han perdido 20 años. Ese es el paralelismo con la teoría de cuerdas.
Una parte del problema, dicen los críticos, es que en los años ochenta los profesores alentaron a casi todos los jóvenes físicos con talento a estudiar la teoría de cuerdas debido a su inmensa promesa. Ahora son jefes de departamento de mediana edad que han comprometido sus vidas a dicho modelo y que no pueden aceptar a estas alturas que todo sea un camino sin salida.
No es sorprendente pues que tales acusaciones sean rechazadas por los teóricos de cuerdas. Una teoría de todo no puede ser creada de la noche a la mañana, argumentan. Es como quejarse del sonido que hace un violín sin terminar. "La teoría de cuerdas está en el camino correcto", dice por ejemplo David Gross, de la Universidad de California, Santa Bárbara, otro ganador del premio Nobel. "Pero este camino es bastante largo. Se requieren más avances".
Tampoco es correcto argumentar que la teoría es errónea porque no hace predicciones demostrables o desechables, dijo Sanjaye Ramgoolam, de Queen Mary, Universidad de Londres. "Hay varias formas en que podríamos probar, o refutar, la teoría de cuerdas. Por ejemplo, el nuevo Gran Colisionador de Hadrones de Europa bien puede ser lo suficientemente poderoso como para proporcionar evidencia que sugiere que estamos en el camino correcto " [Huelga decir que esta predicción ha resultado fallida y el LHC no ha logrado nada en este sentido. Muchos pensaban incluso, siguiendo las propuestas más actuales de la Teoría M, que las dimensiones extras (e incluso las propias p-branas) serían lo suficientemente grandes para ser detectadas empíricamente por este multimillonario acelerador. Craso error: überhaupt nichts]
Y en cuanto a la idea de que los teóricos de cuerdas tienen sus cabezas atrapadas en la arena y se niegan a ver la verdad, esto es firmemente rechazado por físicos como Green [el cual es, paradójicamente, un claro ejemplo de físico que ha dedicado toda su vida académica a esta teoría]: 'Todos los científicos están entusiasmados con las nuevas ideas. Por eso somos científicos. Pero cuando se trata de una teoría unificada, no ha habido nuevas ideas. No hay alternativa a la teoría de cuerdas. Es el único espectáculo en la ciudad, y el universo".
[Muy interesante esta última cita de Green: "...cuando se trata de una teoría unificada, no ha habido nuevas ideas. No hay alternativa a la teoría de cuerdas". Esto viene a cuadrar perfectamente con todo lo que dije hace unos días en un artículo que escribí también por aquí y que denominé: "Malas noticias para el futuro de la física teórica". Repito de nuevo la conclusión a la que que allí llegamos: "...puede sonar pesimista, pero si la cosa continúa de este modo, es muy probable que la física teórica (confirmada con respaldo experimental) quede atascada tal y como la conocemos ahora mismo durante siglos...o incluso milenios. De hecho, ya llevamos casi 40 años sin ningún nuevo aporte (siendo el famoso Higgs el último soporte experimental a una idea de finales de los años 60 del pasado siglo)."]
Una breve guía de iniciación para entender lo que dice la teoría de cuerdas:
· La materia [una partícula] se compone de una encadenación infinitesimalmente pequeña de energía en vibración. [Esta encadenación se pensó originalmente como analogía de una pequeña cuerda vibrando, y de ahí vino el nombre inicial de la teoría]
· Diferentes vibraciones producen diferentes partículas, como el quark y el electrón.
· Vivimos en un universo de 11 dimensiones [las 3 del espacio tradicional, 1 temporal, y 6 adicionales compactificadas e invisibles (de momento)...más 1 dimensión que las engloba a todas formando membranas. Esta dimensión adicional de la Teoría M me recuerda por cierto a aquello del anillo único del que nos hablaba en su novela Tolkien:"Un Anillo para gobernarlos a todos. Un Anillo para encontrarlos, un Anillo para atraerlos a todos y atarlos en las tinieblas". Pues aquí tenemos algo similar, una dimensión extra matemáticamente "sacada de la manga" que sirve precisamente para atar a todas las cuerdas (previamente había 5 modelos matemáticos -5 teorías de cuerdas- que competían entre sí hasta que la Teoría M las unificó al añadir esta dimensión)].
· Existe casi una infinidad de formas en que estas dimensiones extras (invisibles) se pueden compactificar (como esferas, como cuadrados, como triángulos, con forma de Estrella de David,..., y así hasta 10^500 -un diez seguido de 500 ceros- alternativas) , siendo cada alternativa una propuesta de universo con propiedades distintas. Es decir, que según sea el modo en que se enrollen y se compactifiquen entre sí estas dimensiones adicionales, así será la forma espacial por las que podrán las cuerdas [las p-branas en realidad] moverse y vibrar, dando como resultados distintas propiedades físicas para dichas partículas. De este modo podemos imaginar cientos de miles de trillones de universos (landscape) con partículas y leyes muy distintas a las que nosotros vemos en nuestro mundo. Y cada uno de estos universos es tan probable como el nuestro, por lo que para eliminar el asombro de la casualidad se echa mano del principio antrópico y se afirma que vivimos dentro de un multiverso donde todos estos universos alternativos conviven de algún modo junto al nuestro. [Realmente es innegable que la física teórica se encuentra en una etapa tan extraña y desesperada que las últimas propuestas recuerdan cada vez más a las tradicionales historietas religiosas y místicas]
· Los defensores dicen que es la única esperanza que tenemos de producir una teoría unificada de todo, el santo grial que eludió al mismísimo Einstein [pues si esta propuesta es lo mejor que tenemos quizás sea hora de dejar un poco de lado la incuestionabilidad matemática y volver de nuevo al estudio de la filosofía clásica porque incluso los presocráticos decían cosas con más sentido lógico...o quizás sea más correcto decir que proponían el mismo sinsentido pero de manera menos enfangada y críptica].
