La teoría de cuerdas: el punto de vista de los escépticos

Incluso ahora, con la crítica en aumento, no parece que el estudio de la teoría de cuerdas ha bajado. Para entender por qué los físicos continúan estudiando la teoría de cuerdas, y por qué otros físicos creen que no está cumpliendo con lo prometido, aquí es un breve recuento de las tendencias generales en la historia de la teoría de cuerdas, centrándose esta vez en sus deficiencias.

Video: Teoría de Cuerdas 03: Bienvenidos a la 11a dimension. (Documental)

La teoría de cuerdas se inició en 1968 como una teoría (llamado el modelo de resonancia dual) para predecir las interacciones de los hadrones (protones y neutrones), pero fracasó en eso. En lugar de este modelo, la cromodinámica cuántica, que dice que los hadrones estaban compuestas de quarks unidos por gluones, demostraron ser el modelo correcto.

Análisis de la primera versión de la teoría de cuerdas demostró que podía ser visto como muy diminutas cuerdas vibrantes. De hecho, esta teoría de cuerdas bosónico tenía varios defectos: no podrían existir fermiones y la teoría contenía 25 dimensiones espaciales, taquiones, y demasiadas partículas sin masa.

Estos problemas se “fija” con la adición de la supersimetría, que transformó la teoría de cuerdas bosonic en la teoría de supercuerdas. La teoría de supercuerdas aún contenía nueve dimensiones espaciales, sin embargo, por lo que la mayoría de los físicos todavía creía que no tenía realidad física.

Esta nueva versión de la teoría de cuerdas se demostró que contienen una partícula sin masa, spin-2 que podría ser el gravitón. Ahora, en lugar de una teoría de las interacciones de hadrones, la teoría de cuerdas era una teoría de la gravedad cuántica. Pero la mayoría de los físicos estaban explorando otras teorías de la gravedad cuántica y la teoría de cuerdas languidecieron durante toda la década de 1970.

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La primera revolución de supercuerdas tuvo lugar a mediados de la década de 1980, cuando los físicos mostraron formas de construir la teoría de cuerdas que hacen todas las anomalías desaparecen. En otras palabras, la teoría de cuerdas ha demostrado ser consistente. Además, los físicos encontraron la manera de compactar las seis dimensiones espaciales adicionales doblando hacia arriba en formas complejas que eran tan pequeños que no se observarían.

El aumento en los trabajos sobre la teoría de cuerdas tenía grandes resultados. De hecho, los resultados fueron muy buenos, porque los físicos descubrieron cinco variaciones diferentes de la teoría de cuerdas, cada una de las cuales predijeron diferentes fenómenos en el universo y ninguno de los cuales corresponden precisamente nuestra propia.

En 1995, Edward Witten propone que las cinco versiones de la teoría de cuerdas eran diferentes aproximaciones de baja energía de una sola teoría, llamada teoría-M. Esta nueva teoría contenía diez dimensiones espaciales y objetos extraños llamados branas, que tenían más dimensiones que las cuerdas.

Un éxito importante de la teoría de cuerdas fue que se utilizó para construir una descripción de agujeros negros, que calculan la entropía correctamente, de acuerdo con las predicciones Hawking-Bekenstein para la termodinámica de agujeros negros. Esta descripción se aplica únicamente a determinados tipos de agujeros negros simplificados, aunque hubo algunos indicios de que el trabajo podría extenderse a los agujeros negros más generales.

Un problema para la teoría de cuerdas surgió en 1998, cuando los astrofísicos mostraron que el universo se estaba expandiendo. En otras palabras, la constante cosmológica del universo es positiva, pero todo el trabajo en la teoría de cuerdas había asumido una constante cosmológica negativa. (La constante cosmológica positiva se refiere comúnmente a la energía como oscuro.)

En 2003, se encontró un método para construir la teoría de cuerdas en un universo que tenía la energía oscura, pero había un problema importante con que: Un gran número de teorías de cuerdas distintas fuera posible. Algunas estimaciones han sido tanto como 10⁵⁰⁰ maneras distintas para formular la teoría, que es tan absurdamente grande que puede ser tratada como si fuera básicamente infinito.

Como respuesta a estos hallazgos, el físico Leonard Susskind propuso la aplicación del principio antrópico como un medio para explicar por qué nuestro universo tenía las propiedades que lo hizo, dado el número increíblemente grande de posibles configuraciones, que Susskind llama el paisaje.

Esto nos lleva a la situación actual de la teoría de cuerdas, a grandes rasgos. Usted probablemente puede ver algunas grietas en la armadura de la teoría de cuerdas, donde las críticas parecen resonar particularmente fuerte.