lunes, 3 de agosto de 2009

Cuerdas, nudos y viajes en el tiempo

En el blog de FrikiFaraday, en esta entrada, se hablaba de viajes en el tiempo, y de si el tiempo era lineal.

Yo comentaba que, según la teoría de cuerdas, habría hasta doce dimensiones (metedura de pata mía, según la teoría M son 11), y que el tiempo no es lineal ni mucho menos, y me ofrecí a dar más datos.

Pilistruski comentó que seria interesante preparar una entrada sobre el tema, y en eso estamos. Disculpad por el retraso. Allá va:
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Si vamos al principio de esta historia, Sir Isaac Newton estaba holgazaneando y le cayó una manzana. Debió ser grande, porque el golpe que le produjo en la cabeza tuvo sus consecuencias. Nadie sabe si el golpe le dejó algún tipo de secuela. Lo que sí que se sabe es que a partir de ese trastazo comenzó a llegar a conclusiones a las que no hubiera llegado de no producirse el aterrizaje de la manzana. A partir de eso, publicó la teoría de la gravitación universal. Esa teoría encajaba perfectamente en todo lo que somos capaces de ver, excepto en el movimiento de mercurio.

Como esa teoría servía para el día a día nadie se cuestionó que la teoría podía estar equivocada o incompleta. Y entonces llegó Einstein:
La tierra está a 8 minutos-luz del sol. Es decir, que el sol que vemos ahora es el que existía hace 8 minutos. Partimos de la base de que nada se puede mover más rápido que la velocidad de la luz.

Pues bien, imaginemos que el sol de golpe desaparece. Seguiríamos viendo su luz durante 8 minutos después de que el sol desapareciese… pero claro, si el sol desaparece, la tierra se iría a hacer puñetas porque el sol dejaría de ejercer la fuerza de la gravedad sobre la tierra. Pero entonces… la fuerza de la gravedad es más rápida que la luz???

Lo explican aqui.

Total, que tirando de la madeja llegamos a que Einstein desarrolla la teoría de la relatividad, en la que encaja el tema de Mercurio y todo lo que conocemos, a escala macro.

A escala micro existe la mecánica cuántica, que explica como funciona la mecánica atómica, y las diferentes partículas que componen esos átomos y como se comportan. Las dos teorías, tanto la de Einstein como la mecánica cuántica funcionan en sus respectivos campos, pero presentan un problema irresoluble: Si una es cierta, la otra es falsa, es decir, son incompatibles. Además la teoría de Einstein se queda en el big bang, donde se supone que la densidad es infinita, y donde no se puede aplicar dicha teoría, considerando ese instante una singularidad.

Ahí es donde entran dos teorías, la teoría de cuerdas y la teoría de la gravedad cuántica de bucles. Ambas son teorías que intentan explicar todo, a nivel macro y a nivel micro. Ninguna de las dos están demostradas de forma experimental, aunque a nivel matemático y en el papel encajan. Esto me hace especial gracia porque leí en uno de esos foros ultracatólicos a un elemento que intentaba comparar la existencia de Dios con la teoría de cuerdas. El día que alguien consiga que Dios sea explicado mediante fórmulas matemáticas, ese día es posible que me haga creyente. Mientras tanto, quizás deberían dejar de decir tonterías.

Como decía, esas dos teorías encajan en el papel, y ambas tienen sus partidarios y detractores. La cantidad de partidarios de la teoría de cuerdas respecto de la de bucles es de 10 a uno.

¿De que va cada una? La Gravedad Cuántica de Bucles es una teoría que pretende unificar la relatividad con la mecánica quántica. Defiende que el espacio no es suave y continuo sino que consta de trozos indivisibles de 10 elevado a -35 metros de diámetro. La Gravedad Cuántica de Bucles define el espacio-tiempo como una red de enlaces abstractos que conecta estos volúmenes de espacio, más que como nodos enlazados en un mapa de ruta aérea.

Esos trozos indivisibles serían los preones. Tendrían longitud y anchura (aunque muy pequeña, claro), y en función de cómo estén situados darían origen a los nutrinos (electrones y antielectrones), positrones, fotones y bosones. (ver AQUI y AQUI)

Las pegas que tiene, entre otras, es que no se ha corroborado experimentalmente, al igual que la de cuerdas, y para su demostración matemática parte de premisas base no demostradas, que de no ser ciertas, irían al traste con toda la teoría: (ver AQUI)

Asume que las ecuaciones de Einstein son válidas en un entorno de pequeñas partículas (no demostrado, e incluso algunos afirman que no es presumible). Asume también que hay cuatro dimensiones (las 3 que podemos ver y el tiempo). Pero lo más peligroso es que asume que al existir una teoría de relatividad general, deberá haber una teoría similar adaptada a nivel de cuantos.

Eso en cuanto a bucles. En cuanto a cuerdas:

La teoría de cuerdas básicamente afirma que todas las partículas son en realidad expresiones de un objeto básico unidimensional extendido llamado "cuerda" o "filamento". De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino una cuerda minúscula que vibra en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. (ver AQUI)

Esta teoría contó con varias variantes que fueron unificadas en la teoría M, que sostiene que existen once dimensiones. Asumir esa premisa implicaría que existen muchos universos paralelos y que al final la teoría del doctor Seuss no era tan disparatada. Incluso hay quien afirma que nuestro universo podría no ser más que una membrana tridimensional en otro gran universo con más dimensiones, y que el big bang no fue más que un “rozamiento” entre membranas.

Su pega principal es que no realiza ninguna suposición previa, con lo que no se puede demostrar a nivel práctico. Bueno, eso no es del todo cierto. Parece ser que existe un fenómeno físico descrito por la teoría de cuerdas, por lo que de alguna forma podría demostrar su veracidad. Es otro tocho que está en inglés y que no voy a traducir aquí hoy (ya llevo bastante tocho). Enlace AQUI.

Otra crítica es que es una teoría que se ha ido ampliando a medida que han ido surgiendo las críticas y los problemas, por lo que de alguna forma no es consistente.

Hago notar que una de las cosas que más me gustan de la teoría de cuerdas es que sirve para todo, no hay excepciones. Podeis observar que tanto la teoría de Newton, como la teoría de Einstein tienen sus casos particulares, singularidades y excepciones. A la teoría de bucles le ocurre algo parecido.

En la teoría de cuerdas no existe eso. Sirve, en teoría, para todo, sin excepciones.

Y al final, ¿Cómo habíamos llegado aquí? Ah, sí, los viajes en el tiempo. Hay un vídeo muy interesante que intenta explicar como encajan las dimensiones “extra”, entre ellas el tiempo y sus viajes.

Se entiende bastante bien, aunque esté en inglés. Si lo veis y lo entendeis os va a encantar. Enlace AQUI.

La verdad es que no se si me he explicado. Son conceptos difíciles de explicar y aún más de entender. Existen muchas corrientes y muchas opiniones. De todas formas espero haber arrojado un poco de luz sobre el tema, y de paso también he aprovechado para aprender algo.

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