La teoría de cuerdas es un intento de unir los dos pilares de la física del siglo XX: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Albert Einstein, con un marco general que puede explicar toda la realidad física. Intenta hacerlo postulando que las partículas son en realidad entidades unidimensionales en forma de cuerdas cuyas vibraciones determinan las propiedades de las partículas, como su masa y carga.
Esta idea contraintuitiva se desarrolló por primera vez en los años sesenta y setenta, cuando las cadenas se usaron para modelar datos que salían de colisionadores subatómicos en Europa, según un sitio web sobre teoría de cuerdas creado por la Universidad de Oxford y la British Royal Society. Las cadenas proporcionaron una forma matemática elegante de describir la fuerza fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales en el universo, que mantiene unidos los núcleos atómicos.
El tema permaneció marginal durante muchos años, hasta la "revolución de la teoría de cuerdas" en 1984, cuando los teóricos Michael Green y John Schwarz produjeron ecuaciones que mostraban cómo las cuerdas evitaban ciertas inconsistencias que plagaban modelos que describían partículas como objetos puntuales, según la Universidad de Cambridge
Pero esta primera floración dejó a los investigadores con cinco teorías diferentes que explicaban cómo las cadenas unidimensionales oscilaban en una realidad de 10 dimensiones. Se produjo una segunda revolución en 1995, cuando los físicos mostraron que estas ideas diferentes estaban relacionadas y podían combinarse con otra teoría llamada supergravedad, que funcionaba en 11 dimensiones. Ese enfoque generó la encarnación actual de la teoría de cuerdas.
Desvelando misterios
La teoría de cuerdas es uno de los métodos propuestos para producir una teoría de todo, un modelo que describe todas las partículas y fuerzas conocidas y que reemplazaría al Modelo Estándar de física, que puede explicar todo excepto la gravedad. Muchos científicos creen en la teoría de cuerdas debido a su belleza matemática. Las ecuaciones de la teoría de cuerdas se describen como elegantes, y sus descripciones del mundo físico se consideran extremadamente satisfactorias.
La teoría explica la gravedad a través de una cuerda vibratoria particular cuyas propiedades corresponden a la del hipotético gravitón, una partícula mecánica cuántica que llevaría la fuerza gravitacional. Que la teoría requiera extrañamente 11 dimensiones para funcionar, en lugar de las tres del espacio y una del tiempo que normalmente experimentamos, no ha disuadido a los físicos que lo defienden. Simplemente han descrito cómo todas las dimensiones adicionales están acurrucadas en un espacio extremadamente pequeño, del orden de 10 ^ -33 centímetros, que es lo suficientemente pequeño como para que normalmente no podamos detectarlas, según la NASA.
Los investigadores han utilizado la teoría de cuerdas para tratar de responder preguntas fundamentales sobre el universo, como lo que sucede dentro de un agujero negro, o para simular procesos cósmicos como el Big Bang. Algunos científicos incluso han intentado utilizar la teoría de cuerdas para controlar la energía oscura, la fuerza misteriosa que acelera la expansión del espacio y el tiempo.
Una búsqueda interminable
Pero la teoría de cuerdas últimamente ha sido objeto de mayor escrutinio. La mayoría de sus predicciones no son comprobables con la tecnología actual, y muchos investigadores se han preguntado si se están hundiendo en una madriguera de conejos interminable. En 2011, los físicos se reunieron en el Museo Americano de Historia Natural para el 11º Debate anual Isaac Asimov Memorial, para discutir si tenía sentido recurrir a la teoría de cuerdas como una descripción viable de la realidad.
"¿Estás persiguiendo a un fantasma, o la colección de ti es demasiado estúpida para resolver esto?" bromeó Neil deGrasse Tyson, director del Planetario Hayden del museo, quien señaló que el progreso en la teoría de cuerdas había sido irregular en los años anteriores.
Los desafíos más recientes para la teoría de cuerdas provienen del propio marco, que predice la existencia de un número potencialmente enorme de universos únicos, hasta 10 ^ 500 (ese es el número 1 seguido de 500 ceros). Este paisaje multiverso parecía proporcionar suficientes posibilidades que, si los investigadores los exploraran, se encontrarían con uno que correspondía a nuestra propia versión de la realidad. Pero en 2018, un artículo influyente sugirió que ninguno de estos innumerables universos hipotéticos se parecía a nuestro cosmos; específicamente, cada uno carecía de una descripción de la energía oscura tal como la entendemos actualmente.
"Los teóricos de cuerdas proponen una cantidad aparentemente interminable de construcciones matemáticas que no tienen relación conocida con la observación", dijo Sabine Hossenfelder, física del Instituto de Estudios Avanzados de Frankfurt en Alemania, que ha sido crítica de la teoría de cuerdas, dijo previamente a Live Science.
Otros investigadores sostienen que la teoría de cuerdas algún día arrojará resultados. Escribiendo en la revista Physics Today, el físico Gordon Kane de la Universidad de Michigan sugirió que con las actualizaciones que se están llevando a cabo actualmente, el Gran Colisionador de Hadrones podría arrojar evidencia de la teoría de cuerdas en el futuro cercano. Pero el destino final de la teoría es, aún, desconocido.
