8/22/2010


El paisaje de la teoría de cuerdas Bousso, Raphael y Polchinski, Joseph



La teoría de cuerdas predice que el universo ocupa al azar un "valle" de entre una colección casi infinita de hondonadas en un inmenso paisaje de posibilidades.


Según la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, la gravedad equivale a la geometría del espacio y el tiempo, combinados en el espacio tiempo. Cualquier cuerpo dotado de masa deja una huella en la conformación de éste, según una ecuación formulada por Einstein en 1915. La masa de la Tierra, por ejemplo, hace que el tiempo transcurra un poco más deprisa para una manzana en lo alto de un árbol que para un físico que trabaje a su sombra. Cuando la manzana cae, en realidad responde a esa alteración del tiempo. La curvatura del espacio tiempo mantiene a la Tierra en órbita alrededor del Sol y aleja cada vez más a las galaxias remotas. Esta bella y sorprendente idea ha sido confirmada por numerosos experimentos de gran precisión.


Visto lo acertado que fue reemplazar la fuerza gravitatoria con la dinámica del espacio y del tiempo, ¿por qué no buscar una explicación geométrica para las demás fuerzas de la naturaleza, e incluso para el repertorio de partículas elementales? En esa búsqueda se empeñó Einstein gran parte de su vida. Le atrajeron en particular los trabajos del alemán Theodor Kaluza y del sueco Oskar Klein; mientras la gravedad refleja la forma de las cuatro dimensiones espaciotemporales que nos resultan familiares, el electromagnetismo, sostenían, resulta de la geometría de una quinta dimensión adicional demasiado sutil para que se vea directamente (al menos hasta ahora). La pesquisa de Einstein en pro de una teoría unificada con frecuencia se tilda de fracaso. Más bien, fue un intento prematuro: había que comprender primero las fuerzas nucleares y el papel crucial de la teoría cuántica de campos en la formulación de la física, conocimientos que no se alcanzaron hasta el decenio de 1970.


Geometría no conmutativa y espacio tiempo cuántico Fernández Barbón, J.


Resultados recientes de la teoría de cuerdas sugieren los primeros modelos de la estructura cuántica del espacio y el tiempo matemáticamente consistentes.


Curiosamente, la primera teoría relativista de la historia data de 1864, cuando James Clerk Maxwell escribió sus famosas ecuaciones del electromagnetismo. En la teoría de Maxwell la luz se interpreta como una onda del campo electromagnético. Lo sorprendente es que la velocidad de propagación de estas ondas es una constante, independiente del estado de movimiento del observador. Por supuesto, esta predicción se halla en contradicción directa con la mecánica newtoniana, según la cual la velocidad de cualquier cosa que recibamos será mayor si nos acercamos a la fuente, y menor si nos alejamos de ésta. Se comprende así por qué la paulatina verificación experimental de la teoría de Maxwell acabó conduciendo a una profunda crisis teórica.


En esencia, lo que hizo Einstein en 1905 fue resolver el dilema a favor de Maxwell mediante la construcción de una mecánica que fuera compatible con el extraño comportamiento de la luz. Queda entonces claro que la velocidad de la luz es un límite: si la velocidad de la luz, c, es siempre la misma, no parece posible "perseguir" un rayo de luz, y mucho menos "adelantarlo". En realidad, tales situaciones son imposibles porque en la teoría de Einstein la inercia de un objeto (su resistencia a la aceleración) aumenta con la velocidad, haciéndose infinita cuando alcanza la velocidad de la luz. Es decir, hace falta una energía infinita para dar alcance a un rayo de luz.


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