Siempre ocurre lo mismo, podemos tener un genio delante de nuestras narices y no saber verlo.  Jacob Bronowski escribió:

“El genio de hombres como Newton y Einstein reside en que saben hacer preguntas inocentes y transparentes que resultan tener respuestas revolucionarias.”

Einstein era un hombre que podía plantear cuestiones tremendamente simples, como por ejemplo: “¿Qué aspecto tendría un rayo de luz si uno pudiera alcanzarlo?

Así de “sencillas” o de complicadas pueden ser las cosas, solo se trata de quién responda la pregunta.

¿Cuántos con mejor o peor fortuna han tratado de explicar lo que es el tiempo?

Lo vemos o sentimos pasar ante nuestros ojos, transcurre incesante, nos trae el día y la noche una y otra vez, pasan los años con el transcurso del tiempo ¿Pero qué es?

¡Hay tantas cosas que no sabemos explicar que si lo pensamos, terminamos profundamente frustrados!

Ya se ha contado muchas veces (también yo) que, en 1.905, disponiendo de mucho tiempo libre en la oficina de Patentes, Einstein analizó cuidadosamente las ecuaciones de campo de Maxwell, le añadió algunos ingredientes de Lorentz y Poincaré y fue llevado a postular el principio de relatividad especial: la velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas de referencia en movimiento uniforme.  El principio de apariencia inocente es uno de los mayores logros de la mente humana.  Algunos han dicho que, junto con la Ley de gravitación de Newton, se sitúa como una de las más grandes creaciones científicas de todos los tiempos.  ¿Quién soy yo para rebatirlo?

Muchos han sido los aspectos interesantes deducidos a partir de la teoría relativista especial, y, el que más ha llamado siempre mi atención es aquel que nos dice que el tiempo es la cuarta dimensión y que las leyes de la Naturaleza se simplifican y unifican en dimensiones más altas.

[?]

Un simple comentario sobre los Aceleradores de Partículas nos lleva a percatarnos de lo que, en realidad, allí se busca:

1. La exploración directa de nuevas regiones de energía en busca de nuevos fenómenos.
2. El estudio de alta precisión de las propiedades de las partículas elementales y de las fuerzas    fundamentales ya establecidas.

Estas dos líneas de actuación son en buena medida complementarias y, como ha demostrado la experimentación en LEP, las medidas de precisión a una determinada energía permiten vislumbrar que clase de fenómenos aparecerán a más altas energías y anticipar las regiones de interés.

LEP ha anticipado con claridad que el Bosón de Higgs del Modelo Estándar es una partícula ligera, de masa probablemente inferior a 250 GeV. También ha sugerido la escala de   -1 TeV como umbral muy probable para la puesta de manifiesto de una nueva fenomenología que podría incluir partículas supersimétricas, tecnicolar, dimensiones extras o supergravedad a bajas energías, entre otras fascinantes propuestas de Nueva Física.

La exploración directa de esta región de energía y la posibilidad de realizar medidas de precisión es la razón de ser del LHC, la gran instalación científica que está a punto de dar la sorpresa tan largamente esperada. La prueba hace poco realizada, sólo es una comprobación más de las decenas de miles que ya se han llevado a cabo por ordenador y ahora se hizo sobre el terreno.

El Colisionador LHC va a permitir estudiar colisiones protón-protón a 14 TeV en el centro de masas e interacciones plomo-plomo a 1300 TeV en el centro de masas. Existe firme convicción de que el LHC establecerá la naturaleza de la observada rotura de la simetría electrodébil  (el mecanismo de Higgs frente a otras alternativas), dilucidará la posible existencia de partículas supersimétricas -o de otro tipo- así como de nuevas interacciones, pondrá de manifiesto el desconfinamiento de los quarks y la transición de fase hadrones-plasma de quarks y gluones y ayudará a profundizar en el conocimiento de los sabores pesados (quarks botton y top) y en procesos mediados por  violaciones de la simetría CP.

Los resultados de estas investigaciones tendrán influencias en campos estrechamente relacionados con la Física de Partículas como son la Astrofísica y la Cosmología y seguramente ayudarán a desentrañar el misterio de la materia oscura y de la propia existencia de la materia bariónica (asimetría materia-antimateria).

En definitiva, con el LHC se inicia el asalto, tal vez definitivo, a algunas de las cuestiones y desafíos intelectuales más fundamentales en investigación básica. Pero, como muy bien apuntan Vicente y Adolfo, aquí no se acaba esto, y, seguramente, cuando tengamos los resultados, será un gran salto en el conocimiento pero…otro punto de partida hacia lo que está por venir.

[?]

Mirando al cielo estrellado, o desde la orilla, la inmensidad del océano que se pierde en el horizonte, nos podríamos sentir insignificantes.  Sin embargo, no es así como debemos mirarlo.  He dicho alguna vez que, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, y, esa afirmación nos dá la respuesta.  Formamos parte de algo muy grande:  El Universo.

Estamos en un punto, o en un nivel de sabiduría aceptable pero insuficiente, es mucho el camino que nos queda por recorrer y, como dice Freund, la energía necesaria para explorar la décima dimensión es mil billones de veces mayor que la energía  que puede producirse en nuestros mayores colisionadores de átomos.  La empresa resulta difícil para seres que, como nosotros, apenas tenemos medios seguros para escapar del débil campo gravitatorio del planeta Tierra.

Energías del tal calibre, que sepamos, solo han estado disponibles en el instante de la creación del Universo, en su nacimiento, en eso que llamamos Big Bang.  Solamente allí estuvo presente la energía del Hiperespacio de diez dimensiones y, por eso se suele decir que, cuando se logre la teoría de cuerdas sabemos y podremos desvelar el secreto del origen del Universo.

A los físicos teóricos siempre los resultó provechoso introducir dimensiones más altas para fisgar libremente en secretos celosamente escondidos.

Según esa nueva teoría, antes del Big Bang nuestro cosmos era realmente n universo perfecto de diez dimensiones, decadimensional, un mundo en el que el viaje interdimensional era posible.  Sin embargo, ese mundo decadimensional era intestable, y eventualmente se “rompió” en dos, dando lugar a dos universos separados: un universo de cuatro y otro universo de seis dimensiones.

El Universo en el que vivimos nació en ese cataclismo cósmico. Nuestro Universo tetradimensional se expandió de forma explosiva, mientras que nuestro universo gemelo hexadimensional se contrajo violentamente hasta que se redujo a un tamaño casi infinitesimal.

Eso podría explicar el origen del Big Bang, y, si la teoría es correcta, demuestra que la rápida expansión del Universo fue simple consecuencia de un cataclismo cósmico mucho mayor, la ruptura de los propios espacio y tiempo.  La energía que impulsa la expansión observada del Universo se halla entonces en el colpaso del espacio y el tiempo de diez dimensiones.  Según la teoría, las estrellas y las Galaxias distantes están alejándose de nosotras a velocidades astronómicas debido al colapso original del espacio y el tiempo de diez dimensiones.

Esta teoría predice que nuestro Universo sigue teniendo un gemelo enano, un universo compañero que se ha enrollado en una pequeña bola de seis dimensiones (en la escala de Planck) mi. pequeña para ser observada.

Ese Universo hexadimensional, lejos de ser un apéndice inútil de nuestro mundo, podría ser en última instancia, nuestra salvación.

[?]

Para ver cómo dimensiones más altas simplifican las leyes de la Naturaleza, recordemos que un objeto tiene longitud, anchura y altura.  Puesto que tenemos libertad para girar un objeto 90º, podemos transformar su longitud en anchura y su anchura en altura.   Mediante una simple rotación, podemos intercambiar cualquiera de las tres dimensiones espaciales.

Ahora bien, si el tiempo es la cuarta dimensión, entonces es posible hacer “rotaciones” que convierten el espacio en tiempo y el tiempo en espacio.  Estas rotaciones tetradimensionales son precisamente las distorsiones del espacio y del tiempo exigidas por la relatividad especial.

En otras palabras, espacio y tiempo se mezclan de una forma esencial, gobernada por la relatividad.  El significado del tiempo como la cuarta dimensión es que pueden hacerse relaciones entre el tiempo y el espacio de una forma matemáticamente precisa.  A partir de entonces, deben ser tratados como dos aspectos de la misma magnitud: el espacio-tiempo.

Así han quedado unificadas las leyes de la Naturaleza al pasar de tres a cuatro dimensiones.

La discusión de la unificación de las leyes de la Naturaleza fue más bien abstracta, y lo habría seguido siendo si Einstein no hubiese dado el siguiente paso decisivo.  Él comprendió que si el espacio y el tiempo pueden unificarse en una sola entidad, llamada espaciotiempo, entonces quizá la materia y la energía pueden unirse también en una relación dialéctica.  Si las reglas pueden contraerse y los relojes pueden frenarse, razonó, entonces cualquier cosa que midamos con regla y relojes también debe cambiar.

Sin embargo, casi todo en el laboratorio de un físico se mide con regla y relojes. Esto significa que los físicos tendrán que recalibrar todas las magnitudes del laboratorio que una vez dieron por hecho que eran constantes.

En concreto, la energía es una cantidad que depende de cómo midamos las distancias y los intervalos de tiempo.  Un automóvil de prueba que choca a gran velocidad contra una pared de ladrillos tiene obviamente energía.  No obstante, si el veloz automóvil se aproxima a la velocidad de la luz, sus propiedades se distorsionan.  Se contrae como un acordeón y los relojes en su interior se frenan.

Lo que es más importante, Einstein descubrió que la masa del automóvil también aumenta cuando reacelera. Pero  ¿de dónde procede este exceso de masa?  Y él concluyó que procedía de la energía.

Esto tuvo consecuencias perturbadoras.  Dos de los grandes descubrimientos de la física del siglo XIX fueron la conversación de la masa y la conservación de la energía; es decir, la masa total y la energía total de un sistema cerrado, tomadas por separado, no cambian.  Por ejemplo, si el coche veloz choca contra el muro de ladrillos, la energía del automóvil no desaparece, sino que se convierte en energía sonora del choque, energía cinética de los fragmentos de ladrillo que vuelan por los aires, energía calorífica, y así sucesivamente.  La energía total (y la masa total) antes y después del choque es la misma.

[?]

Lo que da al Universo su carácter distintivo y lo hace singular, distinto a otros que podría, nuestra imaginación, inventar, son Las Constantes de la Naturaleza.

Estos números misteriosos, a la vez que dejan al descubierto nuestros conocimientos, también dejan al desnudo nuestra enorme ignorancia sobre el Universo que nos acoge.  Pues, las medimos con una precisión cada vez mayor y modelamos nuestros patrones fundamentales de masa y tiempo alrededor de su invariancia, no podemos explicar sus valores.

Nunca nadie ha explicado el valor numérico de ninguna de las constantes de la Naturaleza. ¿Os acordáis del 137? Ese número puro, adimensional que guarda los secretos del electrón (e) de la luz (c) y del cuanto de acción (h).

Hemos descubierto otras nuevas, hemos relacionado las viejas y hemos entendido su papel crucial para hacer que las cosas sean como son, pero la razón de sus valores sigue siendo un secreto profundamente escondido.

Buscar esos secretos profundamente ocultos, implica que, necesitamos desentrañar la teoría más profunda de todas y la más fundamental de las leyes de la Naturaleza: Definir si las constantes que las definen están determinadas y conformadas por alguna consistencia lógica superior o si, por el contrario, sigue existiendo un papel para el azar.

Si estudiamos atenta y profundamente las constantes de la Naturaleza, nos encontramos con una situación muy peculiar.  Mientras parece que ciertas constantes estuvieran fijadas, otras tienen espacio para ser distintas de las que son y algunas no parecen afectadas por ninguna otra cosa del o en el Universo.

¿ Llegaron estos valores al azar?

¿ Podrían ser realmente distintos?

¿Cuán diferentes podrían ser para seguir albergando la existencia de seres vivos en el Universo?

[?]