{"id":21887,"date":"2018-09-21T03:50:33","date_gmt":"2018-09-21T02:50:33","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=21887"},"modified":"2018-09-21T03:50:33","modified_gmt":"2018-09-21T02:50:33","slug":"%c2%bfla-teoria-cuantica-y-la-gravedad-dentro-de-las-cuerdas-11","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2018\/09\/21\/%c2%bfla-teoria-cuantica-y-la-gravedad-dentro-de-las-cuerdas-11\/","title":{"rendered":"\u00bfLa teor\u00eda cu\u00e1ntica y la Gravedad, dentro de las cuerdas"},"content":{"rendered":"
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\u00a0\u00a0Todo se degrada con el paso del Tiempo<\/a><\/h2>\n<\/div>\n
Sobre la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica<\/a><\/div>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 S\u00ed, a veces la F\u00edsica, parece un Carnaval. Imaginamos universos que\u2026 \u00bfser\u00e1n posibles?<\/p>\n

Las teor\u00edas de cuerdas [TC’s] no son una invenci\u00f3n nueva, ni mucho menos. La primera TC se invent\u00f3 a finales de los a\u00f1os sesenta del siglo XX en un intento para encontrar una teor\u00eda para describir la interacci\u00f3n fuerte. La idea medular consist\u00eda en que part\u00edculas como el\u00a0prot\u00f3n<\/a><\/a>\u00a0y el\u00a0neutr\u00f3n<\/a><\/a>\u00a0pod\u00edan ser consideradas como ondas de \u00abnotas de una cuerda de viol\u00edn\u00bb. La interacci\u00f3n fuerte entre las part\u00edculas corresponder\u00eda a fragmentos de cuerda que se extender\u00edan entre peque\u00f1os pedacitos de cuerda, como las telas que forman algunos simp\u00e1ticos insectos. Para que esta teor\u00eda proporcionase el valor observado para la interacci\u00f3n fuerte entre part\u00edculas, las cuerdas tendr\u00edan que ser semejantes a las de un viol\u00edn, pero con una tensi\u00f3n de alrededor de unas diez toneladas.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

La primera expresi\u00f3n de las TC\u2019s fue desarrollada por J\u00f6el Scherk, de Par\u00eds, y John Schwuarz, del Instituto de Tecnolog\u00eda de California, quienes en el a\u00f1o 1974 publicaron un art\u00edculo en el que demostraban que la TC pod\u00eda describir la fuerza gravitatoria, pero s\u00f3lo si la tensi\u00f3n en la cuerda se tensiometrara alrededor de un trill\u00f3n de toneladas m\u00e9tricas. Las predicciones de la teor\u00eda de cuerdas ser\u00edan las mismas que las de la\u00a0relatividad<\/a><\/a>\u00a0general a escala de longitudes normales, pero diferir\u00edan a distancias muy peque\u00f1as, menores que una trillon\u00e9sima de un cm. Claro est\u00e1, que en esos a\u00f1os, no recibieron mucha atenci\u00f3n por su trabajo.<\/p>\n

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Ahora se buscan indicios de la teor\u00eda de cuerdas en los grandes aceleradores de part\u00edculas donde parece que algunos indicios nos dicen que se va por el buen camino, sin embargo, nuestros aceleradores m\u00e1s potentes necesitar\u00edan multiplicar por un n\u00famero muy elevado su potencia para poder, comprobar la existencia de las cuerda situadas a una distancia de 10-35\u00a0<\/sup>m, lugar al que nos ser\u00e1 imposible llegar en muchas generaciones. Sin embargo, en las pruebas que podemos llevar a cabo en la actualidad, aparecen indicios de una part\u00edcula de\u00a0esp\u00edn<\/a><\/a>\u00a02 que todos asocian con el esquivo Gravit\u00f3n, y, tal indicio, nos lleva a pensar que, en la teor\u00eda de supercuerdas<\/a>, est\u00e1 impl\u00edcita una Teor\u00eda Cu\u00e1ntica de la Gravedad.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

Los motivos que tuvo la comunidad cient\u00edfica, entonces, para no brindarle la suficiente atenci\u00f3n al trabajo de Scherk y Schwuarz, es que, en esos a\u00f1os, se consideraba m\u00e1s viable para describir a la interacci\u00f3n fuerte a la teor\u00eda basada en los\u00a0quarks<\/a>\u00a0y los\u00a0gluones<\/a><\/a>, que parec\u00eda ajustarse mucho mejor a las observaciones. Desafortunadamente, Scherk muri\u00f3 en circunstancias tr\u00e1gicas (padec\u00eda diabetes y sufri\u00f3 un coma mientras se encontraba solo en su estudio). As\u00ed, Schwuarz se qued\u00f3 solo, en la defensa de la teor\u00eda de cuerdas, pero ahora con un valor tensiom\u00e9trico de las cuerdas mucho m\u00e1s elevado.<\/p>\n

Pero con los\u00a0quarks<\/a>,\u00a0gluones<\/a><\/a>\u00a0y tambi\u00e9n los\u00a0leptones<\/a><\/a>, en la consecuci\u00f3n que se buscaba, los f\u00edsicos entraron en un cuello de botella. Los\u00a0quarks<\/a>\u00a0resultaron muy numerosos y los\u00a0leptones<\/a><\/a>\u00a0mantuvieron su n\u00famero e independencia existencial, con lo cual seguimos con un n\u00famero sustancialmente alto de part\u00edculas elementales (60), lo que hace que la pregunta \u00bfson estos los objetos m\u00e1s b\u00e1sicos?<\/p>\n

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Si esos sesenta objetos fuesen los m\u00e1s b\u00e1sicos, entonces tambi\u00e9n aflora otra pregunta \u00bfpor qu\u00e9 son como son y por qu\u00e9 son tantos? Los f\u00edsicos quisieran poder decir \u00absalen de esto\u00bb, o \u00absalen de esto y aquello\u00bb, mencionar dos principios bien fundamentales y ojal\u00e1 sea tan simples que puedan ser explicados a un ni\u00f1o. La respuesta \u00abporque Dios lo quiso as\u00ed\u00bb posiblemente a muchos les cause \u00ablipotimia\u00bb,\u00a0 ya que esa respuesta nos lleva a reconocer nuestra ignorancia y, adem\u00e1s, la respuesta que esperamos no pertenece al \u00e1mbito de la religi\u00f3n. Por ahora, \u00bfcu\u00e1l es la \u00faltima respuesta que puede dar la ciencia?<\/p>\n

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“En la teor\u00eda de Kaluza-Klein<\/a> original a una entidad geom\u00e9trica de dimensi\u00f3n\u00a0d<\/em>\u00a0convencionales se les asocia una entidad de dimensionalidad\u00a0d<\/em>+1: Un “punto” de espacio-tiempo de cuatro dimensiones es una curva cerrada (d<\/em>\u00a0= 1), y la trayectoria (d<\/em>=1) de dos part\u00edculas que colisionan puede estudiarse sobre dos tubos que se unen (d<\/em>=2).”<\/p>\n<\/div>\n

“La\u00a0teor\u00eda de Kaluza-Klein<\/a><\/strong>\u00a0es una generalizaci\u00f3n de la\u00a0teor\u00eda de la relatividad<\/a> general<\/a>. Fue propuesta por\u00a0Theodor Kaluza<\/a>(1919), y refinada por\u00a0Oskar Klein<\/a>\u00a0(1926), y trata de unificar la\u00a0gravitaci\u00f3n<\/a>\u00a0y el\u00a0electromagnetismo<\/a>, usando un modelo geom\u00e9trico en un\u00a0espacio-tiempo<\/a>\u00a0de\u00a0cinco dimensiones<\/a>.”<\/p>\n<\/blockquote>\n

\"Resultado<\/p>\n

El cuello de botella incentiv\u00f3 a que se encendiera una luz de esperanza. En 1984 el inter\u00e9s por las cuerdas resucit\u00f3 de repente. Se desempolvaron las ideas de Kaluza y Klein, como las que estaban inconclusas de Scherk y Schwuarz. Hasta entonces, no se hab\u00edan hecho progresos sustanciales para explicar los tipos de part\u00edculas elementales que observamos, ni tampoco se hab\u00eda logrado establecer que la supergravedad era finita.<\/p>\n

El ser humano \u2013en funci\u00f3n de su naturaleza\u2013 cuando se imagina algo muy peque\u00f1o, piensa en un puntito de forma esf\u00e9rica. Los f\u00edsicos tambi\u00e9n son seres de este planeta y, para ellos, las part\u00edculas elementales son como puntitos en el espacio, puntos matem\u00e1ticos, sin extensi\u00f3n. Son sesenta misteriosos puntos y la teor\u00eda que los describe es una teor\u00eda de puntos matem\u00e1ticos. La idea que sugieren las TC\u2019s es remplazar esos puntos por objetos extensos, pero no como peque\u00f1as esferas sino m\u00e1s bien como cuerdas. Mientras los puntos no tienen forma ni estructura, las cuerdas tienen longitud y forma, extremos libres como una coma \u201c,\u201d (cuerda abierta), o cerradas sobre s\u00ed misma como un peque\u00f1o circulo. Si el punto es como una esfera inerte de la punta de un min\u00fasculo el\u00e1stico, la cuerda es el el\u00e1stico estirado y con \u00e9l se pueden hacer c\u00edrculos y toda clase de figuras. Est\u00e1 lleno de posibilidades.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

Muchas son las im\u00e1genes que se han elaborado para representar las cuerdas y, como nadie ha visto nunca ninguna, cualquiera de ellas vale para el objetivo de una simple explicaci\u00f3n y, las cuerdas que se han imaginado han tomado las m\u00e1s pintorescas conformaciones para que, en cada caso, se adapten al modelo que se expone.<\/p>\n

diferencia entre un punto y una coma. Seg\u00fan la teor\u00eda de cuerdas importa, y mucho. Por su extensi\u00f3n, a diferencia del punto, la cuerda puede vibrar. Y hacerlo de muchas maneras, cada modo de vibraci\u00f3n representando una part\u00edcula diferente. As\u00ed, una misma cuerda puede dar origen al\u00a0electr\u00f3n<\/a>, al\u00a0fot\u00f3n<\/a>, al\u00a0gravit\u00f3n<\/a><\/a>, al\u00a0neutrino<\/a>\u00a0y a todas las dem\u00e1s part\u00edculas, seg\u00fan c\u00f3mo vibre. Por ello, la hemos comparado con la cuerda de un viol\u00edn, o de una guitarra, si se quiere.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

Al dividir la cuerda en dos, tres, cuatro, cinco, o m\u00e1s partes iguales, se generan las notas de la escala musical que conocemos, o t\u00e9cnicamente, los arm\u00f3nicos de la cuerda. En general, el sonido de una cuerda de guitarra o de piano es una mezcla de arm\u00f3nicos. Seg\u00fan la mezcla, la calidad (timbre) del sonido. Si distinguimos el tono de estos instrumentos, es por la \u00abreceta\u00bb de la mezcla en cada caso, por las diferentes proporciones con que cada arm\u00f3nico entra en el sonido producido. Pero, tambi\u00e9n es posible hacer que una buena cuerda vibre en uno de esos arm\u00f3nicos en particular, para lo cual hay que tocarla con mucho cuidado. Los concertistas lo saben, y en algunas obras como los conciertos para viol\u00edn y orquesta, usan este recurso de \u00abarm\u00f3nicos\u00bb. As\u00ed, la naturaleza, con su gran sabidur\u00eda y cuidado para hacer las cosas, producir\u00eda\u00a0electrones<\/a>,\u00a0fotones<\/a><\/a>,\u00a0gravitones<\/a><\/a>, haciendo vibrar su materia m\u00e1s elemental, esa \u00fanica y vers\u00e1til cuerda, en las diversas (infinitas) formas que la cuerda permite.<\/p>\n

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Una part\u00edcula ocupa un punto del espacio en todo momento. As\u00ed, su historia puede representarse mediante una l\u00ednea en el espaciotiempo que se le conoce como \u00abl\u00ednea del mundo\u00bb. Por su parte, una cuerda ocupa una l\u00ednea en el espacio, en cada instante de tiempo. Por tanto, su historia en el espaciotiempo es una superficie bidimensional llamada la \u00abhoja del mundo\u00bb. Cualquier punto en una hoja del mundo puede ser descrito mediante dos n\u00fameros: uno especificando el tiempo y el otro la posici\u00f3n del punto sobre la cuerda. Por otra parte, la hoja del mundo es una cuerda abierta como una cinta; sus bordes representan los caminos a trav\u00e9s del espaciotiempo (flecha roja) de los extremos o comas de la cuerda (figura 12.05.03.02). La hoja del mundo de una cuerda cerrada es un cilindro o tubo (figura 12.05.03.03); una rebanada transversal del tubo es un c\u00edrculo, que representa la posici\u00f3n de la cuerda en un momento del tiempo.<\/p>\n

No cabe duda que, de ser ciertas las TC\u2019s, el cuello de botella queda bastante simplificado. Pasar de sesenta objetos elementales a una sola coma o circulito es un progreso notable. Entonces, \u00bfpor qu\u00e9 seguir hablando de\u00a0electrones<\/a>,\u00a0fotones<\/a><\/a>,\u00a0quarks<\/a>, y las dem\u00e1s?<\/p>\n

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Que aparentemente las cosas se simplifican con las TC\u2019s, no hay duda, pero desafortunadamente en f\u00edsica las cosas no siempre son como parecen. Para que una teor\u00eda sea adoptada como la mejor, debe pasar varias pruebas. No basta con que simplifique los esquemas y sea bella. La teor\u00eda de las cuerdas est\u00e1 \u2013se puede decir\u2013 en pa\u00f1ales y ha venido mostrado distintas facetas permeables. Surgen problemas, y se la deja de lado; se solucionan los problemas y una avalancha de trabajos resucitan la esperanza. En sus menos de treinta a\u00f1os de vida, este vaiv\u00e9n ha ocurrido m\u00e1s de una vez.<\/p>\n

Uno de los problemas que m\u00e1s afecta a la cuerda est\u00e1 ligado con su diminuto tama\u00f1o. Mientras m\u00e1s peque\u00f1o algo, m\u00e1s dif\u00edcil de ver. Es una situaci\u00f3n que se agudiza en la medida que se han ido corrigiendo sus permeabilidades. En sus versiones m\u00e1s recientes, que se llaman supercuerdas, son tan superpeque\u00f1as que las esperanzas de ubicarlas a trav\u00e9s de un experimento son muy remotas. Sin experimentos no podemos comprobar sus predicciones ni saber si son correctas o no. Exagerando, es como una teor\u00eda que afirmara que los angelitos del cielo tienen alitas. \u00bfQui\u00e9n la considerar\u00eda seriamente?<\/p>\n

\"\"\"Resultado<\/p>\n

La propia base conceptual de la teor\u00eda comporta problemas. Uno de ellos, es el gran n\u00famero de dimensiones que se usan para formularla. En algunos casos se habla de 26 o, en el mejor, de 10 dimensiones para una cuerdita: espacio (son 3), tiempo (1) y otras seis (o 22) m\u00e1s, que parecen estar enroscadas e invisibles para nosotros. Por qu\u00e9 aparecieron estas dimensiones adicionales a las cuatro que nos son familiares y por qu\u00e9 se atrofiaron en alg\u00fan momento, no lo sabemos. Tambi\u00e9n, la teor\u00eda tiene decenas de miles de alternativas aparentemente posibles que no sabemos si son reales, si corresponden a miles de posibles universos distintos, o si s\u00f3lo hay una realmente posible. Algunas de estas versiones predicen la existencia de 496 fuerzones, part\u00edculas como el\u00a0fot\u00f3n<\/a>, que transmiten la fuerza entre 16 diferentes tipos de carga como la carga el\u00e9ctrica. Afirmaciones como \u00e9stas, no comprobables por la imposibilidad de hacer experimentos, plagan la teor\u00eda de cuerdas. Quienes alguna vez intentaron trabajar matem\u00e1ticamente en las cuerdas, muchas veces deben haber pensado de que lo que estaban calculando m\u00e1s se asemejaba a juegos de ejercicios que la consecuci\u00f3n de una base matem\u00e1tica te\u00f3rica tras objetivo de dar un paso trascendental en el conocimiento de la naturaleza. Ahora, los que tienen puesta su fe en ella suelen afirmar que se trata de una teor\u00eda que se desfas\u00f3 de la natural evoluci\u00f3n de la f\u00edsica, que su hallazgo fue un accidente, y no existe a\u00fan el desarrollo matem\u00e1tico para formularla adecuadamente.<\/p>\n

En las teor\u00edas de cuerdas, lo que anteriormente se consideraba part\u00edculas, se describe ahora como ondas viajando por las cuerdas, como las notas musicales que emiten las cuerdas vibrantes de un viol\u00edn. La emisi\u00f3n o absorci\u00f3n de una part\u00edcula por otra corresponde a la divisi\u00f3n o reuni\u00f3n de cuerdas.<\/p>\n

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“Al principio se vio como un gran \u00e9xito, pero pronto esta \u201creunificaci\u00f3n\u201d, no tan exacta, empez\u00f3 a dar fallos entre los f\u00edsicos que trabajaban en las \u201cgrandes teor\u00edas unificadas\u201d. Como puede verse en la gr\u00e1fica que representa las intensidades de las fuerzas b\u00e1sicas respecto a la energ\u00eda expresada en GeV (en la figura se representa en el eje horizontal los exponentes de las potencias de diez), las gr\u00e1ficas no llegan a coincidir en un punto como era de esperar aunque la \u201ctendencia\u201d si se apreciaba unificadora.”<\/strong><\/div>\n<\/blockquote>\n

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La Teor\u00eda de cuerdas trata de incorporar la Gravedad a las otras tres fuerzas y completar as\u00ed el panorama actual de la F\u00edsica de Part\u00edculas en el Modelo Est\u00e1ndar en el que s\u00f3lo est\u00e1n inclu\u00eddas estas tres interacciones de arriba, la Gravedad queda fuera por surgir infinitos no renormalizables que, desaparecen en la Teor\u00eda de supercuerdas de 26 dimenssiones de espacio tiempo para los Bosones y de 10 y 11 dimensiones de espacio tiempo para los Fermiones.<\/p>\n

El trabajo que aqu\u00ed hemos leido lo he obtenido de fuentes diversas y, como tantos otros, nos dice m\u00e1s o menos lo que todos. La realidad de la Teor\u00eda de supercuerdas est\u00e1 en que no podemos llegar a ese l\u00edmite necesario de los 10-35<\/sup>\u00a0m, donde supuestamente, est\u00e1 instalada la cuerda, y, como llegar a esa distancia nos exige una energ\u00eda de 1019\u00a0<\/sup>GeV con la que no podemos ni so\u00f1ar. Seguir\u00e1n, por mucho tiempo, las especulaciones y cada cual, tendr\u00e1 su idea, su propia teor\u00eda, toda vez que, ninguna de ellas podr\u00e1 ser verificadas y mientras eso sea as\u00ed (que lo es), todas las teor\u00edas tendr\u00e1n la posibilidad de ser refrendadas\u2026alg\u00fan d\u00eda.<\/p>\n

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