¿SE PODRÁ FORMULAR UNA TEORÍA CUÁNTICA DE LA GRAVEDAD?
La relatividad general y la mecánica cuántica son, probablemente, los dos mayores logros de la física del siglo XX. Pero, como dice Juan Martín Maldacena, físico argentino del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, “no se llevan bien”. Nadie sabía cómo encajar ambos fenómenos hasta que a mediados de los años 80 se produjo una gran revolución: entró en juego la archi-popularizada teoría de cuerdas, y los físicos teóricos se convencieron de que habían dado con la llamada teoría del todo.
En 1968, el italiano Gabriele Veneziano ya dio los primeros pasos en este sentido cuando intentó explicar el comportamiento de las partículas subatómicas bajo la fuerza fuerte. Su planteamiento no llamó mucho la atención, pero entre 1984 y 1985 se descubrió que era consistente para describir las cuatro fuerzas de la naturaleza como el producto de unos objetos unidimensionales, las cuerdas. Por entonces había cinco teorías con formulaciones diferentes que abordaban este tema. En 1995, se demostró que todas ellas no eran más que distintos aspectos de una sola, a la que se bautizó como teoría M. En esencia, es como si estuviéramos ante un puzle del que solo tuviéramos cinco piezas, no supié- ramos dónde están las otras o cuál es su aspecto completo.
En 1997, Maldacena formuló una conjetura, hoy famosa, que dio forma al principio holográfico de Gerard ’t Hooft y Leonard Susskind: toda la información contenida en un volumen del espacio se puede representar con una teoría que vive en la superficie de ese volumen. Dicho de otro modo, podemos saber lo que ocurre en el interior de una habitación a partir de una teoría que solo tenga en cuenta lo que sucede en las paredes. Maldacena construyó el primer ejemplo explícito de este principio que, según se cree, es una característica de la gravedad cuántica. Con ello, se convirtió en uno de los físicos mejor pagados del momento.
Según la teoría de cuerdas, el universo está hecho de hebras de energía inimaginablemente pequeñas.
Cada partícula subatómica nacería de uno de los modos de vibración de una única cuerda. Lo que la ha hecho tan atractiva para muchos físicos es que su existencia permitiría solventar la incompatibilidad que existe entre la relatividad general y la mecánica cuántica. Sin embargo, presenta algunos importantes problemas de difícil solución; entre ellos, que predice que vivimos en un mundo de diez dimensiones, nueve espaciales y una temporal. Para justificar que no veamos seis de ellas –nuestro universo observable tiene tres espaciales y una temporal– postulan que se encuentran enroscadas sobre sí mismas. Por eso, estos investigadores aseguran que el cosmos que podemos captar es una hoja o brana de cuatro dimensiones embebida en un universo de diez.
A pesar de la sequía de ideas que asola la teoría de cuerdas desde finales del siglo XX, algunos aún creen que permitirá encontrar una teoría completa de la gravedad que funcione tanto a escala de galaxias como del núcleo atómico. El problema es que estamos ante
una fuerza esquiva cuya existencia plantea tres preguntas incómodas de las que desconocemos la respuesta: ¿por qué solo es atractiva? –la gravedad es la única de la cuatro fuerzas elementales que no es también repulsiva–; ¿por qué no se puede apantallar? –al contrario que sucede con el resto, no podemos construir un dispositivo que la elimine del entorno–; y, por último, ¿por qué es tan débil?
La única respuesta a estos enigmas es asumir que realmente vivimos en un universo decadimensional: la gravedad sería la única fuerza que se reparte por todas ellas, y por eso solo vemos una pequeña fracción de la misma. Entonces, ¿es la teoría de cuerdas la respuesta a los misterios de la física? Hace veinte años se vendía como la panacea, pero hoy cada vez son menos los que lo creen.