Crítica a la teoría de cuerdas
Según la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, la gravedad surge de la geometría del espacio y el tiempo, que se combinan para formar el espaciotiempo. Cualquier cuerpo masivo deja una huella en la forma del espaciotiempo, regida por una ecuación que Einstein formuló en 1915. La masa de la Tierra, por ejemplo, hace que el tiempo transcurra ligeramente más rápido para una manzana situada cerca de la copa de un árbol que para un físico que trabaja a su sombra. Cuando la manzana cae, en realidad está respondiendo a esta deformación del tiempo. La curvatura del espaciotiempo mantiene la Tierra en su órbita alrededor del Sol y aleja cada vez más las galaxias. Esta sorprendente y bella idea ha sido confirmada por numerosos experimentos de precisión.
Dado el éxito de la sustitución de la fuerza gravitatoria por la dinámica del espacio y el tiempo, ¿por qué no buscar una explicación geométrica para las demás fuerzas de la naturaleza e incluso para el espectro de las partículas elementales? De hecho, esta búsqueda ocupó a Einstein durante gran parte de su vida. Se sintió especialmente atraído por los trabajos del alemán Theodor Kaluza y el sueco Oskar Klein, que proponían que, mientras que la gravedad refleja la forma de las cuatro dimensiones familiares del espaciotiempo, el electromagnetismo surge de la geometría de una quinta dimensión adicional que es demasiado pequeña para verla directamente (al menos hasta ahora). La búsqueda de Einstein de una teoría unificada suele recordarse como un fracaso. De hecho, fue prematura: los físicos primero tuvieron que comprender las fuerzas nucleares y el papel crucial de la teoría cuántica de campos en la descripción de la física, comprensión que no se logró hasta los años setenta.
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El Centro Wolf de Humanidades se une al departamento de Historia del Arte y al Programa de Educación, Cultura y Sociedad de Penn GSE para presentar una proyección de la película “Town Destroyer”, que se centra en la controversia en torno a la representación de George Washington en los murales de la época de la Gran Depresión pintados por Victor Arnautoff. A continuación tendrá lugar un debate con los directores de la película, Alan Snitow y Deborah Kauffman.
Preguntas y respuestas con los físicos teóricos Mirjam Cvetic, Ling Lin y Muyang Liu sobre qué es la teoría de cuerdas y cómo su reciente descubrimiento de un “cuatrillón de soluciones” podría cambiar el curso de este campo.
La teoría general de la relatividad de Albert Einstein proporcionó a los físicos tanto una mejor comprensión de la gravedad como nuevas preguntas sin respuesta. Aunque fue innovadora, no fue capaz de describir la gravedad como una teoría cuántica consistente, o una que describiera con éxito todas las fuerzas de la naturaleza. A día de hoy, el sueño de Einstein de unir la gravedad con el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil en un único marco aún no se ha hecho realidad.
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Para comprender las ideas y los objetivos de la teoría de cuerdas, es útil echar la vista atrás y ver cómo se ha desarrollado la física desde la época de Newton hasta nuestros días. Una idea crucial que ha guiado la física desde los tiempos de Newton es la de la unificación: el intento de explicar fenómenos aparentemente diferentes mediante un único concepto global.
concepto global. Quizá el primer ejemplo de ello lo dio el propio Newton, que en su obra Principia Mathematicae, de 1687, explicó que el movimiento de los planetas en el sistema solar, el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y la fuerza que nos sujeta a la Tierra forman parte de lo mismo: la fuerza de la gravedad. Hoy en día damos esto por sentado, pero antes de Newton la conexión entre
El matemático escocés James Clerk Maxwell realizó el siguiente descubrimiento unificador unos 180 años después de Newton. Maxwell demostró que la electrostática y el magnetismo, fenómenos en absoluto similares a primera vista, son sólo aspectos diferentes de una única cosa llamada electromagnetismo. En el proceso Maxwell
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Los detalles de la gravedad a escala cuántica no suelen ser algo que los físicos sepan cuantificar, pero el trío atacó el problema utilizando un enfoque que últimamente ha estado acumulando éxitos en otras áreas de la física. Se llama bootstrap.
Deducir nuevos hechos sobre el mundo averiguando lo que es compatible con los hechos conocidos es la versión científica de “levantarse por las propias botas”. Con este método, el trío descubrió una sorprendente coincidencia: El número obtenido coincidía con la predicción de la teoría de cuerdas. La teoría de cuerdas, principal candidata a teoría fundamental de la gravedad y de todo lo demás, sostiene que todas las partículas elementales son, de cerca, bucles y cuerdas vibrantes.
Algunos interpretan el resultado como un nuevo tipo de prueba para la teoría de cuerdas, un marco que carece incluso de perspectivas de confirmación experimental, debido a la minuciosidad puntual de las cuerdas postuladas.
“La esperanza es poder demostrar la inevitabilidad de la teoría de cuerdas utilizando estos métodos [bootstrap]”, afirma David Simmons-Duffin, físico teórico del Instituto de Tecnología de California. “Y creo que éste es un gran primer paso hacia eso”.