Taquiones: visión desde la relatividad general de Einstein

Hace un tiempo descubrí el canal de Youtube IFT (Instituto de Física Teórica), el cual me parece tremendamente interesante, por cuanto en el mismo se detallan aspectos de la física explicados de forma sencilla y amena, para todos los públicos. No se hacen concesiones a la especulación, sino que se dan los datos y los hechos de forma clara y directa, como siempre he creído debe tratarse la ciencia.

He visto varios, que imparten diferentes personas expertas en la materia, sean ya doctores o doctorandos, y quisiera ir comentando algunos de esos vídeos en este blog. El primero que voy a comentar es el último que he visto, que me ha parecido como siempre magnífico, sobre el controvertido tema de los taquiones, hipotéticas partículas hiperlumínicas. La explicación que dan es brillante, solo me gustaría añadir algún elemento adicional curioso. Y tiene que ver con la métrica de Alcubierre.

La métrica de Alcubierre, una extensión de la relatividad general de Einstein desarrollada en los noventa por el físico mexicano Miguel Alcubierre en su disertación, permitiría el viaje a velocidades mayores que la de la luz, en un sistema que se conoce popularmente como motor warp, del cual hablé hace un tiempo. El problema de esta teoría es que requiere materia exótica, y, concretamente, materia de masa negativa. La masa negativa, tal como se explica en el vídeo, se basa en cantidades imaginarias, y no es previsible, de momento, ninguna posibilidad de que pueda existir materia de esa naturaleza.

Pero, tal como se indica también en el vídeo, la relatividad general, y la métrica de Alcubierre, son ambas teorías clásicas, que no tienen en cuenta los efectos cuánticos de los hipotéticos taquiones. Comentaremos ese aspecto en la próxima entrada dedicada a este tema.

¿Significa todo esto que nos tenemos que conformar con viajar siempre a velocidades inferiores a la de la luz? No. Existe una posibilidad, que está basada en la reciente confirmación de las ondas gravitatorias, y que comenté en su momento en este enlace, un tema sobre el que abundaré en el futuro. Pero atención: es tremendamente especulativo. En el instituto son muy serios con los modelos matemáticos. Pero eso no quita que no podamos soñar. Pero se trata de eso: soñar.

Los taquiones, finalmente, eran necesarios en las primeras versiones de la teoría de cuerdas, cuando la misma disponía de 26 dimensiones. En esos tiempos, hablamos de los años ochenta del siglo XX, los modelos matemáticos no solo incluían esas 26 dimensiones, sino que derivaban los taquiones como partículas necesarias para explicar la naturaleza del universo. Posteriores versiones de la teoría de cuerdas bajó el valor de las dimensiones a 10, y luego a 11, y descartó los taquiones, en una teoría final llamada M, que incluía un concepto llamado d-branas, y que era una suma de las cinco teorías de cuerda parciales que hasta entonces habían existido. Sugiero leer «Los problemas de la física en el siglo XXI» del doctor en física teórica Lee Smolin, un libro apasionante sobre esta materia.

Por lo demás, animo a los amantes de la ciencia suscribirse a este canal, realmente merece la pena.