Universos paralelos

En un principio, la teoría de cuerdas consideraba que en el universo existían diez dimensiones . Nueve para que puedan vibrar (espacio) y una más para el tiempo. Pero algo no estaba bien en las ecuaciones, aparecieron 5 teorías para describir la misma cosa y esto no funcionaba.

Entonces apareció la teoría M al rescate y agregó una dimensión más, ahora el universo presentaba 11 dimensiones.
Esta nueva dimensión es la que permite que las cuerdas se estiren para formar membranas.

A diferencia de las cuerdas que tienen 2 dimensiones (1 a lo largo y otra alrededor), las membranas podrían tener tres o más dimensiones y, de contar con la energía suficiente, una de ellas podría alcanzar un tamaño gigantesco, puede que tan grande como nuestro universo.
Es lo que se llama una “brana”.


Branas o universos paralelos
El concepto de “brana” es revolucionario y muy interesante ya que permite una posibilidad sorprendente: nuestro universo podría estar contenido dentro de una brana que podría colindar con otras branas en un espacio mucho mayor al que los físicos llaman “bulk”, el grueso.
Las otras branas serían, de hecho, universos paralelos.

Nuestro universo no solo sería uno entre tantos, y ya hay pruebas que sustentan esto, sino uno más de otras muchas variantes.

En otros universos las constantes y leyes de la física podrían ser muy diferentes. En unos quizá la materia no podría formarse, en otros podría estar diluida, quizás en otros haya vida...
Estos universos existirían en las dimensiones adicionales de la teoría M, unas dimensiones que nos rodean. Hay quien llega a asegurar que están a nuestro lado, a menos de un milímetro de distancia. Pero si eso es cierto, ¿por qué no las podemos ver ni tocar?

Si nuestros átomos y partículas están encerrados en nuestra brana, por más que haya una brana en otra dimensión del espacio, no podríamos tocarla precisamente porque nuestros átomos y partículas no pueden salir de nuestra brana. Si este concepto es cierto, podría ayudar a solucionar uno de los grandes misterios de la ciencia moderna: la gravedad.

Los universos paralelos y la gravedad

La gravedad es muchísimo más débil que las otras fuerzas de la naturaleza; de hecho es 10 (elevado)38, o sea, 1 seguido de 38 ceros, menos fuerte que el electromagnetismo.

Esto desconcierta y al mismo tiempo da pie para que aparezcan teorías que en un principio parecen mas una intuición o una imaginación que un hecho científico, aunque de a poco se van acercando.
En realidad, la gravedad sería igual de fuerte que las otras fuerzas fundamentales aunque por algún motivo no podemos percibirlo. Podría ser que la gravedad esté “diluida” entre todas las branas y sea la única de las cuatro fuerzas que las atraviesa a todas.
Mientras toda la fuerza del electromagnetismo queda contenida en nuestra brana, la gravedad la abandona haciendo parecer que su fuerza es menor de la que es. Así, sólo percibimos la parte de la fuerza de la gravedad correspondiente a nuestra brana.

¿Y que es lo que hace que la gravedad sea diferente de las otras fuerzas?

La respuesta estaría en la forma de las cuerdas.

Durante años, siempre se pensó en las cuerdas como bandas cerradas. Pero con la teoría M, se cree que todo lo que nos rodea, la materia y la luz, se compone de cuerdas abiertas.
Los extremos de cada una de estas cuerdas estarían sujetos a nuestra brana tridimensional.

Pero las cuerdas cerradas también existirían y una de sus variedades sería la responsable de la partícula de la gravedad: el gravitón.
Al ser un círculo cerrado, no tiene extremos fijos en nuestra brana y por lo tanto es libre de escapar a otras branas. De esta manera, su fuerza queda diluida y parece más débil que las otras tres fuerzas.
Esto sugiere una posibilidad intrigante.
Como estamos “ciegos” a las otras branas porque nuestros átomos y partículas no pueden escapar, podríamos llegar a saber algo de esas otras branas por medio de la gravedad.

Antes del big bang
No sabemos si los universos paralelos pueden influir sobre nosotros, pero el concepto de branas ha dado lugar a una idea muy polémica. Hay quienes afirman que los universos paralelos han desempeñado un papel esencial en nuestra historia, de hecho, los responsabilizan de nuestra existencia.
El concepto de las branas paralelas que se mueven en dimensiones adicionales podría cambiar el rumbo de la física y de nuestra percepción del mundo y de nosotros mismos.

Algunos científicos creen que el origen del big bang podría estar en el movimiento de estas branas paralelas, que se mueven, ondulándose como olas. En algún momento, estas podrían chocar entre sí y la enorme energía de ese choque sería la que originó el big bang y nuestro universo.

De hecho, se cree que esos choques pueden haberse dados muchas veces en el pasado y vuelvan a suceder nuevamente en el futuro.

Esta descripción brinda una solución al problema de la singularidad y responde a la pregunta fundamental: ¿que había antes del big-bang? y, ¿qué es lo que "explotó" o se expandió?

Esta teoría tiene todavía una serie de incongruencias matemáticas y por eso no es plenamente aceptada, y pese a que es revolucionaria y muy convincente, incluso hay quienes dicen que está adelantada para nuestra época, no se puede demostrar empíricamente por la cantidad de energía que se requiere para poder ver una cuerda.

Así que la ciencia busca la manera de comprobar la teoría. Una de ellas es encontrando un gravitón en un acelerador de partículas.

Sólo dos aceleradores podrían hacerlo: el Fermilab en los EUA y el Large Hadron Collider (LHC) que el CERN (http://www.cern.ch/) construyó en Suiza.

Según lo previsto por la teoría M, el gravitón escaparía a otra dimensión y el mayor logro sería obtener una imagen del gravitón en el momento de la fuga.

Otra de las máximas prioridades de ambos laboratorios, que compiten por adelantarse a los descubrimientos, es encontrar una propiedad descripta por la teoría de cuerdas que se llama “supersimetría”. Lo que predice la teoría es que todas las partículas subatómicas deben tener un equivalente mucho más pesado, una compañera que se denomina "partícula s" o "supercompañera".

Hasta ahora, nadie ha visto las partículas supersimétricas porque, al ser más pesadas que sus compañeras, requieren más energía para producir una colisión que las haga visibles. Los colisionadores disponibles no tienen la suficiente energía como para lograr esto.

Y entonces nacen otras preguntas: ¿Es posible responder de manera objetiva y "científica" a las cuestiones fundamentales concernientes a nuestros orígenes? ¿Es que es posible para el sujeto describir el objeto sin "subjetividad"?

Por un lado da la sensación que la ciencia y la física van muy "lejos" en sus avances, y por otro, la comprensión y el lenguaje matemático se vuelven cada vez más complicados y alejados de la realidad humana.

¿Y la conciencia, que papel juega en todo esto?

La ciencia, la deja de lado, ya que no es un fenómeno de laboratorio, y no puede ser reducida a logaritmos ni comprobaciones "objetivas".

El universo es también conciencia. La conciencia universal. Evoluciona y cambia. Se crea y se modela todo el tiempo a sí mismo. Crea mundos, crea vida, nos creó a nosotros...

Por eso, la búsqueda también tiene un lado de no-búsqueda, es decir, de simple contemplación, de observación, de no-acción.

Sujeto y objeto en unidad.

Podemos observar una nube, con la mente libre de conceptos. Incluso con la imaginación (buscar formas, etc). Podemos volvernos "uno" con la nube, sin escribir ni emitir siquiera un solo concepto o formulación.

Y, ¿quien tiene verdaderamente la "experiencia" de la nube, el que la observa y se vuelve "uno" con ella o el que se pasa todo el día estudiando física, meteorología, haciendo cálculos, y se vuelve especialista en nubes?.

Corremos el riesgo de parecernos al burro, tirado siempre por la zanahoria, y extraviarnos en el camino, frustrados y agotados, sin resolver lo más importante y además perdiéndonos el espectáculo.

Por eso se habla de ciencia y espiritualidad, porque está demostrado que la ciencia sola no alcanza para hacer una descripción completa y profunda del universo ni se nosotros mismos. Pero la visión "objetiva" de la ciencia nos permite ir todavía más lejos, nos hace más inteligentes y brinda un armazón teórico y concreto que evita la charlataneria.

Sujeto y objeto en unidad.

Continúa

Un universo que vibra

La teoría de cuerdas propone que el universo está fundamentalmente compuesto por objetos unidimensionales que son similares a una cuerda (string).
Estas cuerdas serían tan pequeñas que incluso en la microscópica escala de las partículas subatómicas parecerían como puntos.

En la teoría de cuerdas cada partícula es creada de alguna forma por diferentes patrones de vibración de las cuerdas.

Durante mucho tiempo los físicos han operado dentro de un mismo paradigma, sosteniendo que las partículas fundamentales, como el electrón , el neutrón o el protón, son como puntos, de 0 dimensiones. Según la teoría de cuerdas esta suposición es incorrecta.
La diferencia entre trabajar con objetos, partículas en este caso, de o dimensiones y cuerdas (de 1 dimensión) que se pueden estirar, enrrollar y además vibrar; es que estas causan problemas con la causalidad y violaciones de la ley de la relatividad especial que dice que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, entonces los cálculos vuelan por los aires.

El desarrollo de la teoría de cuerdas surgió principalmente por un problema importante que ha existido en la física durante casi 100 años.

El inconveniente es que la relatividad general, la teoría desarrollada por Albert Einstein que explica el comportamiento de la materia en escalas muy grandes o cosmológicas, es irreconciliable, no funciona con la mecánica cuántica y el modelo estándar, que explican el universo a escala subatómica, es decir, el universo relativista y el universo cuántico no pueden ser descriptos por las mismas leyes ni ecuaciones.

También existen otros problemas con el modelo estándar: tiene unos 20 parámetros libres que deben ser ajustados a mano, y tiene un gran número de partículas que declara fundamentales (además para cada partícula existen tres copias organizadas en generaciones, que sólo se diferencian entre sí en la masa).

Ya esto en si es complicado, y por otra parte, debido a que no puede ser reconciliada con la relatividad general, carece de una descripción de la gravedad, la más corriente de las cuatro fuerzas fundamentales. Con lo cual el modelo no es completo. Aún así es el aceptado "oficialmente", ganador del premio Nobel, etc.

Usar objetos 1-dimensionales en lugar de partículas puntuales resuelve muchos de estos problemas.

El número de parámetros libres de la teoría cae de 20 a 1 (un parámetro que corresponde solo al tamaño de las cuerdas), y se espera que los detalles de la teoría expliquen por qué existen las tres familias de partículas.

Aún más importante, encontraron que la teoría de cuerdas contiene gravitones de forma necesaria, es decir, la partícula portadora de la fuerza de gravedad.

Todo esto es un poco complicado, falta todavía un lenguaje matemático que exprese correctamente lo que describe la teoría. Por eso algunos científicos se resisten todavía a aceptarla, argumentan que no es comprobable aún y por lo tanto no es verdadera ciencia.

Creo que lo más limitado del pensamiento "científico" es esa especie de vanidad de creer que pueden explicarlo todo en una hoja de papel llena de cálculos abstractos o en un acelerador de partículas, fotografiando trazas de partículas efímeras, y si no entra en su modelo, entonces no existe.

Igual, hay un montón de partículas "hipotéticas" como el bosón de Higgs, que existen matemáticamente pero no se pueden crear en los colicionadores de partículas todavía, pese a los intentos y las inversiones (ver LHC). Siga participando...

Volviéndo a las cuerdas.

Lo interesante de esta teoría es que puede unir la relatividad general con la mecánica cuántica y para eso sugiere además, que el universo se compone de múltiples dimensiones.

Nuestra percepción ordinaria del mundo es en 4 dimensiones.

Estamos familiarizados con la altura, la anchura y la longitud: las tres dimensiones del espacio. Arriba-abajo, delante-detrás y los costados y 1 dimensión más para el tiempo.

La teoría de cuerdas apoya la posibilidad de 10 dimensiones, aunque las 6 restantes no las podemos detectar directamente.

Es posible que las 6 dimensiones extra sean extremadamente pequeñas y curvadas. Por ejemplo, si se mira a un tubo desde una gran distancia, parece ser una línea (1-dimensional). Una inspección más cercana del tubo revela 2 dimensiones: una a lo largo del tubo (la que vimos desde lejos) y una alrededor del tubo. Por tanto, el tubo es realmente una superficie bidimensional a pesar del hecho que parece ser una línea desde lejos.

Estas «cuerdas» vibran en múltiples dimensiones (de ahí las 10 dimensiones), y en función de la forma en que vibran, podrían ser percibidas en el espacio de tres dimensiones como materia, luz, o gravedad.

Es la vibración de la «cuerda» la que determina su apariencia de materia o energía, y toda forma de materia o energía es el resultado de la vibración de las cuerdas.

Pero la bella teoría, no tardó en encontrarse con un problema: tras una versión inicial de ecuaciones que la sustentaba, fueron descubiertas otras ecuaciones, igualmente coherentes.

Hay cinco grandes teorías de cuerdas, todas basadas en un universo de 10 dimensiones, y todas parecen ser correctas.

Esto no estaba bién, los científicos no podían con la aparente contradicción de cinco conjuntos de ecuaciones para describir el mismo fenómeno, es demasiado, porque, ¿si una es la correcta, que universo describen las otras?, se preguntaban.

A mediados de los años 90, Edward Witten, un físico del Instituto de Estudios Avanzados y otros importantes investigadores consideran que las cinco diferentes versiones de la teoría de las cuerdas podría describir lo mismo visto desde diferentes perspectivas.

Se propuso la unificación en una teoría llamada «Teoría M», en que la «M» no está específicamente definido, pero se entiende como «membranas».

La teoría M agrupó todas las teorías de cuerdas o supercuerdas, al afirmar que las cuerdas son realmente «anillos» 1-dimensionales de una «membrana» 2-dimensional que vibra en el espacio 11-dimensional. Para que esta "membrana" pueda vibrar, necesita de 1 dimensión extra, por eso esta nueva forma de teoría de cuerdas, la teoría M, describe un universo de 11 dimensiones.

La Teoría M no está completa; sin embargo, puede aplicarse a muchas situaciones.

La teoría del electromagnetismo también se encontraba en el mismo estado a mediados del siglo XIX; había teorías separadas para el magnetismo y la electricidad y, aunque eran conocidas por estar relacionadas, la relación exacta no se clarificó hasta que James Clerk Maxwell publicó sus ecuaciones en su trabajo de 1864, Una Teoría Dinámica del Campo Electromagnético.

A medida que vayamos evolucionando y mejorando la comprensión, irá cambiando la forma de expresar y transmitir esos conocimientos, y el lenguaje matemático no escapa a este hecho.

Los nuevos descubrimientos crean nuevos modelos o paradigmas. Y es la busqueda de esta verdad, de este conocimiento, lo que nos hace "más" inteligentes y nos empuja a nuevas búsquedas y más descubrimientos.