La teoría de cuerdas

Actualmente, la teoría de cuerdas es la candidata más prometedora para tener una teoría unificada, es decir, una teoría capaz de describir todos los fenómenos ocurridos en la naturaleza debidos a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción fuerte y débil.

Durante años, muchos físicos han soñado con tener una teoría del todo, ésta se ha negado principalmente porque la gravedad es la que se ha resistido a expresarse en forma cuántica, algo que se conoce como gravedad cuántica. Existen teorías que han unificado algunas fuerzas, como por ejemplo la teoría electrodébil o, más aún, el modelo estándar (una teoría cuántica de campos) el cual sí describe los fenómenos con resultados aceptables, pero con la excepción notable de la gravedad.

Según las investigaciones actuales en la física teórica, no es recomendable trabajar con la idea de partícula puntual para lograr unificar a la fuerza gravitatoria con las otras tres; cuando se hace esto, se llega a algunas inconsistencias internas dentro de la teoría. Para solucionar esto, se ha introducido la idea de considerar a las partículas ya no puntuales, sino más bien como objetos unidimensionales: semejantes a cuerdas, según la vibración de tales cuerdas (que se hipotetizan como cerradas o como abiertas) se observarán tales o cuales partículas. En este panorama estamos hablando en un mundo donde las energías son muy altas, del orden de la energía de Planck.

Esta idea está permitiendo explicar la gravedad en forma cuántica, junto con las otras fuerzas, y está dando todo un gran campo de investigación dentro de la física teórica, y también en matemática. La teoría de supercuerdas está fundamentada en 11 dimensiones (tiempo, las 3 del espacio, 6 adicionales resabiadas o «compactadas» y una que las va englobando formando «membranas» de las cuales se podría escapar parte de la gravedad de ellas en forma de «gravitones«). Es una teoría supersimétrica, no ha contradicho ninguna de las teorías físicas existentes, y mejor aún, tiene en su interior a las cuatro fuerzas fundamentales, lo que significa tener una teoría unificada. Sin embargo, no ha hecho una predicción concreta, debido a que tiene un número muy grande de soluciones y todavía no se entiende en gran detalle la dinámica de la misma, pero sí se tienen excelentes postdicciones: la gravedad y el modelo estándar.

La teoría de supercuerdas es algo actual, en sus principios (mediados de los años ochenta) aparecieron unas cinco teorías de cuerdas, las cuales después fueron identificadas como límites particulares de una sola teoría: la teoría de supercuerdas, también conocida como Teoría M.

Por último, mencionaremos que los diversos límites de la Teoría M contienen no sólo cuerdas, sino además una variedad de objetos no perturbativos, extendidos en varias dimensiones, que se llama colectivamente branas. Hasta aquí, es sólo una breve explicación de lo que es la teoría de supercuerdas, una teoría que busca la unificación en la física.

Algunos científicos creen que esta teoría es capaz de unificar las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza conocidas:

• Fuerza gravitatoria
• Electromagnetismo
• Fuerza nuclear fuerte (mantiene unido el núcleo atómico)
• Fuerza nuclear débil (relacionada con la radiación)