Durante toda la historia de la ciencia se han seguido caminos equivocados. Esto nos ha llevado a ver las cosas desde otro punto de vista, teniendo en ocasiones un resultado esclarecedor. De esta manera, a partir de problemas que parecían no tener solución han nacido las teorías físicas más increíbles, aportándonos una respuesta consistente al problema.

En el siglo XIX tuvimos el primero de los rompecabezas, que finalmente fue resuelto, cómo no, por Albert Einstein. Básicamente consiste en la contradicción que se daba entre las leyes del movimiento de Newton y las leyes del electromagnetismo de Maxwell. El conflicto tenía lugar a la hora de describir las propiedades del movimiento de la luz. Según Newton, si aceleráramos lo suficiente un cuerpo, este podría llegar a alcanzar y emparejarse con un rayo de luz emitido. Sin embargo, Maxwell nos dice que esto es imposible. Tuvo que ser Einstein, el que con su teoría de la relatividad especial puso paz al asunto. Dejar de ver el espacio y el tiempo como conceptos absolutos e invariables, y empezar a incluirlos en un todo de cuatro dimensiones, siendo a su vez estos relativos al estado de movimiento del observador, fueron las claves.

Pero no cantemos victoria, pues una vez la teoría de Einstein vio la luz, inmediatamente surgía un nuevo e intricado problema. Según la teoría de la relatividad, ya ningún objeto, perturbación o influencia de ningún tipo, es decir, nada, podía superar la velocidad de la luz. Esto por supuesto incluye a la gravedad. Y es aquí donde radica el problema. La tan querida y útil teoría de la gravitación universal de Newton habla precisamente de influencias que se transmiten instantáneamente. De nuevo la guerra. Y fue una vez más Einstein, quien ofreciéndonos un nuevo concepto de la gravedad en su teoría de la relatividad general, movió ficha y ganó la partida al misterio. El espacio y el tiempo, además de ser maleables en función del estado de movimiento del observador, pueden curvarse ante la presencia de energía y materia, transmitiendo así la conocida gravedad. Ya no constituyen un escenario inanimado donde suceden los hechos, sino que pasan a formar parte de la acción siendo protagonistas de la misma.  

Y de nuevo la cadena solución-problema, con la nueva descripción de la gravedad de Einstein, que por primera vez iba más allá de explicar cómo se comportaba la gravedad y nos mostraba qué era en su esencia, aparecieron más cuestiones sin respuesta aparente.

El nuevo conflicto viene de la incompatibilidad entre la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica. La primera es capaz de explicar muy gratamente lo que sucede en nuestro Universo a la escala de lo grande, y la mecánica cuántica es igual de precisa cuando se trata de cosas microscópicas. Sin embargo, cuando tenemos la necesidad de poner ambas teorías en común, por ejemplo con distintas cuestiones relacionadas con los agujeros negros, obtenemos resultados desconcertantes y carentes de sentido. ¿Cómo puede ser esto si el Universo que describen ambas teorías físicas es el mismo? ¿Por qué no podemos pasar de una a otra sin mayores complicaciones?

Este es el denominado problema central de la física moderna, pues pone en contraposición a sus dos grandes pilares, a sus dos grandes teorías físicas. Y uno de los principales candidatos para aportar una solución es la llamada teoría de cuerdas, o como también dicen, la teoría del todo. Diez dimensiones, cuerdas vibrantes que forman la materia, gravitones, multiversos, etc. Son algunos de los novedosos conceptos que postula esta teoría. También destacan en la búsqueda de una teoría unificada, la teoría de la supergravedad, donde se combina la supersimetría con la relatividad general, y la teoría de la gravedad cuántica de bucles, que explica un espacio-tiempo cuantizado.

Ya veremos que nos depara el futuro.

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2 thoughts on “Las tres encrucijadas”

  1. De hecho, creo que el propio Newton dejó escrito que la idea de una interacción que parece producirse instantáneamente y a distancias infinitas le parecía imposible de aceptar. Einstein solucionó el problema en su relatividad general, pero… Todavía falta por encajar la gravedad como interacción entre partículas en el modelo estándar de la Física de partículas. Quién sabe cuánto queda aún por desvelar acerca de la gravitación: la fuerza fundamental que desde hace más tiempo conocemos (y con diferencia), pero la que sigue suponiendo un mayor misterio para los físicos hoy en día, al menos cuando hablamos del mundo cuántico.
    ¿No es emocionante?

    (Btw, all hail LQG)

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  2. Exactamente, lo has descrito a la perfección, parece que no sabemos dónde meter a nuestra amiga la gravedad. Aún con la teoría de la relatividad general de Einstein que nos muestra un concepto tan revolucionario como preciso en la escala de lo grande, todavía no sabemos nada acerca de la misma. Las teorías en la física cuántica para incorporar esta fuerza fundamental se hacen casi abrumadoras para algo que fue descubierto hace ya mucho tiempo por el más grande Newton.

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