Más allá de la Teoría de Cuerdas

Una nueva entrada sobre la teoría de cuerdas en La leyenda de Darwan. Algunos dirán que estoy obsesionado con esta teoría. No es así; estoy obsesionado con la pérdida de recursos humanos y técnicos cuando de ciencia se trata. Y la teoría de cuerdas es la mayor falacia que hemos visto en ciencia desde el origen de los tiempos. Pero algunos se resisten a abandonar esta teoría, e incluso se atreven a negar hechos probados para poder seguir dando soporte a ideas totalmente superadas. Y eso, creo, debe explicarse y aclararse.

El caso es que estaba la otra tarde realizando un trabajo que requería toda mi atención y concentración, cuando escuché a lo lejos una televisión, en la que estaban emitiendo un capítulo de «The Big Bang Theory». En el mismo, Sheldon Cooper, el alocado físico teórico, decía que estaba decepcionado con la teoría de cuerdas. Pensé en ello, y en escribir algo sobre el tema. Así que saqué el disco del FIFA del lector de discos, apagué la Playstation, y me puse a escribir este artículo. De todas formas iba perdiendo 2-0, así que tampoco fue tan grave.

Yo estoy de acuerdo con Sheldon Cooper y su frustración con la teoría de cuerdas. Personalmente llevo treinta años decepcionado con la teoría de cuerdas y sus postulados. Por lo que creo que nunca es tarde para reaccionar ante un desastre como una teoría que durante cincuenta años ha viajado de un punto muerto a un punto vacío. Incluyendo la llamada «primera revolución de las cuerdas» en los ochenta, y la «segunda revolución de las cuerdas» de los noventa, con el desarrollo de la Teoría M y la idea de las branas cósmicas, esas gigantescas estructuras bidimensionales que van chocando con los universos, como un conductor novel se va chocando con las columnas de su garaje.

Abrí el Google para buscar información reciente sobre la teoría de cuerdas. Filtré para que solo aparecieran datos del último mes. Y surgió un vídeo de Youtube muy interesante. Ese vídeo, que he colocado al final de esta entrada, y que recomiendo por su gran valor didáctico, me inspiró para escribir esta entrada.

Antes que nada, dejemos clara una cosa sobre la ciencia. Dice así:

«Cualquier teoría en ciencia que sea no falsable debe ser considerada inmediatamente como pseudociencia».

No falsable significa que no podemos verificar la autenticidad de sus postulados. Es importante remarcar que esos postulados deben ser físicamente alcanzables, aunque ello lleve tiempo. Por ejemplo, el bosón de Higgs fue previsto por la Teoría Estándar en 1964. Sin embargo, no fue hasta 2012 cuando se pudo verificar su existencia.

Pero siempre se supo que se podría verificar, o no, la existencia del bosón de Higgs. Solo se requería un acelerador de partículas con la energía suficiente para alcanzar las temperaturas, energías, y densidad suficientes para que apareciera el bosón de Higgs, si este existía. Eso se consiguió con el acelerador LHC de Ginebra. Sí, el mismo que destruirá la Tierra con un agujero negro.

Con la teoría de cuerdas las cosas no funcionan así. Las cuerdas operan en lo que se conoce como longitud de Planck, que es la longitud más corta por debajo de la cual se espera que no se pueda considerar la geometría del universo de forma cuantificable. Esto no significa que no haya longitudes menores, significa que tocamos el límite de la estructura del universo tal como lo conocemos, y que se basa en los postulados de la mencionada Teoría Estándar. Comparativamente con el LHC, haría falta un acelerador del tamaño de la galaxia para poder generar las energías necesarias para poder visualizar  el universo a la escala de Planck. Es obviamente impracticable.

El segundo gran problema de la teoría de cuerdas es el de las dimensiones físicas y la dimensión temporal (x, y, z, t) que hemos visto y usado en las transformaciones de Lorentz, y que fueron la base de la relatividad especial. Primero teníamos veintiséis dimensiones, y taquiones, que son partículas hiperlumínicas de masa imaginaria. También conocidas como partículas exóticas, estas partículas no pueden existir según la física actual, aunque se sigue hablando mucho de ellas, sobre todo en ciencia ficción, donde los escritores de este género las usan para diversas explicaciones. Pero son inexistentes, y presumiblemente lo serán siempre. Luego, la teoría de cuerdas inicial partía de algo imposible, con veintiséis dimensiones imposibles, y partículas imposibles, para poder no demostrar nada, y explicar aspectos del universo que no son falsables. Con todas estas premisas, el hecho de que la teoría de cuerdas siguiera adelante era y es un misterio que jamás podrá ser explicado ni en un millón de años.

Pero no fue suficiente. En los noventa había cinco teoría de cuerdas, que por fin se redujeron a una. El truco fue entender que las cinco teorías de cuerdas eran límites de una teoría mayor, que fue llamada M, sin que nadie sepa exactamente qué significa la M.

El caso es que los taquiones fueron eliminados en esa nueva teoría M. Y no solo eso, la teoría pasó de veintiséis dimensiones a diez dimensiones. Y luego, como no terminaba de encajar todo, se le añadió una dimensión más, con un resultado de once. Señor, señora: ¿Su teoría de cuerdas no encaja del todo en su modelo matemático? ¡No se preocupe! ¡Añada dimensiones extra hasta que todo cuadre perfectamente!

Poner y quitar dimensiones en un modelo matemático hasta que encaje todo, es como hacer un puzzle, e ir comprando nuevos puzzles hasta tener una sola teoría formada por mil puzzles distintos. El puzzle puede ser curioso en su composición, pero su resultado será una completa imagen absurda que no dirá nada. Y si dice algo por casualidad, no tendrá ningún parecido con la realidad.

Hay una anécdota curiosa sobre esto: el doctor Brian Greene, uno de los padres de la teoría de cuerdas, lo explica en su libro «El universo elegante». Cuando estaban convencidos de que había que explicar la naturaleza real de la teoría de cuerdas, se organizó lo que claramente era una huida hacia delante. Como la teoría de cuerdas podía generar una enorme cantidad de resultados posibles , los llamados multiversos, en base a las once dimensiones y las cuerdas implicadas, Greene pidió a sus alumnos ayudantes que calculasen el número de universos posibles que podrían calcularse usando la teoría de cuerdas. Los alumnos le llamaron con un valor. A Greene no le pareció suficiente. Entonces los alumnos calcularon más. Greene todavía no estaba conforme. Finalmente, los alumnos le dijeron: «10 a la 500» (un diez seguido de 500 ceros como universos posibles, una cifra inmensamente superior a la de átomos de este universo). Greene sonrió y dijo: «ahora sí».

¿Cómo? ¿Amigo Greene, ha regresado usted a la Tierra ya? ¿Qué le dice que ese valor es el bueno y los anteriores no lo eran? ¿Intuición? ¿Una premonición? ¿Algún extraterrestre simpático con tecnología mucho más avanzada se lo pasó por transmisión mental?

Ya me imagino la conversación de los alumnos de Greene aquella tarde, cuando  quería un valor enorme para explicar los multiversos de la teoría de cuerdas:

—Oye John, el doctor Greene dice que quiere más universos posibles en la teoría de cuerdas.
—Lo sé Sandy, pero he quedado con Mary para cenar, y se nos han acabado las posibilidades matemáticas. —Entonces intervino Jennifer:
—¿Y si le decimos «diez a la quinientos»? —John la miró extrañado, y preguntó:
—¿Y en qué te has basado para esa cifra, Jennifer? —Ella alzó los hombros, y contestó:
—No sé. Me ha parecido una cifra bonita. ¿Qué os parece? ¿Le llamo?

John y Sandy se miraron, sonrieron, asintieron a la vez, y Jennifer llamó al doctor Greene. Colgó, y dijo sonriente:
—¡Hecho! ¡Ya está contento! ¡Vamos a cenar! ¡Paga la universidad!

En fin, no sé si la historia fue así exactamente. Pero podría escribir un relato con eso. De humor claro.

Recuerdo ese momento, el de diez a la quinientos, especialmente cuando estaba leyendo el libro de Brian Greene, donde explica ese proceso. Yo pensé que estaba leyendo ciencia ficción, pero busqué en la contraportada y decía que el libro era de ciencia, sin ficción. Luego leí el libro del doctor en física teórica Lee Smolin «Los problemas de la física en el siglo XXI» y respiré tranquilo. Por fin alguien no había perdido el sentido de la realidad en el mundo de la física teórica.

La gravedad cuántica de bucles es una teoría alternativa a la de cuerdas. Es básicamente una extensión de la relatividad general de Einstein que incluye el concepto de gravedad cuántica. El propio Smolin es uno de sus padres. Y Smolin sabe que es una teoría incompleta, inacabada. Pero sabe que es un camino, y quizás una nueva generación de físicos podría tomar algunas ideas de la gravedad cuántica de bucles para dar un nuevo paso hacia una teoría del todo. Pero, por lo que respecta a la teoría de cuerdas, ¿hay algo de la misma que se pueda salvar?

Eso nos lleva al vídeo que he descubierto recientemente, donde se explica, de forma sencilla pero con claridad, que es probable que, de la teoría de cuerdas, poco o nada pueda salvarse. Pero lo que me ha encendido de verdad es lo siguiente que se explica en el vídeo. Lo resumo en el siguiente párrafo:

La energía oscura, también conocida como energía del vacío, y responsable de la aceleración del universo, forma parte de aproximadamente el 68-70% del contenido total del universo. No se sabe lo que es, hay diversas ideas, pero se deriva su existencia por cómo actúa: como una fuerza gravitatoria repulsiva, que acelera poco a poco el total del universo. Y lo importante, lo que clama a los dioses, es que haya teóricos de cuerdas que, como dicha teoría no prevé, ni puede explicar, la energía oscura, concluyen que, simplemente, no existe. Y que los resultados, altamente verificados, de la expansión acelerada, deben explicarse según los datos actuales de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas.

Dicho de una forma rápida: se constata la energía oscura. La energía oscura no encaja en la teoría de cuerdas. Conclusión: la energía oscura no existe. Y no sienten el más mínimo temblor ni preocupación por algo así. Es realmente impresionante.

Es importante, es fundamental, que la teoría de cuerdas deje paso a una nueva teoría. Que todos esos recursos desperdiciados en una teoría no falsable se abandone, y se comience de cero con una nueva teoría.

Para ello, la teoría deberá ser falsable, y dejar de jugar con las matemáticas para crear modelos físico-matemáticos muy elaborados, que son increíblemente complejos, y que no tienen ninguna relación con la realidad. Entonces se podrá decir que se ha dado el paso hacia la siguiente teoría que pueda ser un camino para unificar la relatividad general y la Teoría Estándar. No será fácil; pero será un paso en la dirección correcta. Y no perderemos otros cincuenta años en elucubraciones y pseudociencias. Todo un logro para este fallido siglo XXI.

Les dejo con el vídeo. Corto, pero altamente recomendable.