La teoría de cuerdas: el punto de vista del escéptico

Incluso ahora, con la crítica en aumento, no parece que el estudio de la teoría de cuerdas ha bajado. Para entender por qué los físicos continúan estudiando la teoría de cuerdas, y por qué otros físicos creen que no está cumpliendo con lo prometido, aquí es un breve recuento de las tendencias generales en la historia de la teoría de cuerdas, centrándose esta vez en sus deficiencias.

La teoría de cuerdas se inició en 1968 como una teoría (llamado el modelo de resonancia dual) para predecir las interacciones de hadrones (protones y neutrones), pero falló en eso. En lugar de este modelo, la cromodinámica cuántica, que dijo que los hadrones estaban compuestos de quarks unidos por gluones, resultó ser el modelo correcto.

Análisis de la primera versión de la teoría de cuerdas demostró que podía ser visto como cadenas muy pequeñas de vibración. De hecho, esta teoría de cuerdas bosónico tenía varios defectos: no podrían existir fermiones y la teoría contenía 25 dimensiones espaciales, los taquiones, y demasiadas partículas sin masa.

Estos problemas eran " fija " con la adición de la supersimetría, que transformó la teoría de cuerdas bosónico en la teoría de las supercuerdas. La teoría de supercuerdas aún contenía nueve dimensiones espaciales, aunque, por lo que la mayoría de los físicos todavía creía que no tenía la realidad física.

Esta nueva versión de la teoría de cuerdas ha demostrado para contener una partícula sin masa, spin-2 que podría ser el gravitón. Ahora, en lugar de una teoría de las interacciones de hadrones, la teoría de cuerdas era una teoría de la gravedad cuántica. Pero la mayoría de los físicos estaban explorando otras teorías de la gravedad cuántica y la teoría de cuerdas languidecieron durante toda la década de 1970.

La primera revolución de supercuerdas tuvo lugar a mediados de la década de 1980, cuando los físicos mostraron formas de construir la teoría de cuerdas que hacen todas las anomalías desaparecen. En otras palabras, la teoría de cuerdas ha demostrado ser consistente. Además, los físicos encontraron la manera de compactar las seis dimensiones espaciales adicionales por encrespa para arriba en formas complejas que eran tan pequeños que no se observarían.

El aumento de los trabajos sobre la teoría de cuerdas tuvo grandes resultados. De hecho, los resultados fueron muy buenos, porque los físicos descubrieron cinco variaciones distintas de la teoría de cuerdas, cada una de las cuales predicen diferentes fenómenos en el universo y ninguno de los cuales, precisamente, emparejado nuestra.

En 1995, Edward Witten propuso que las cinco versiones de la teoría de cuerdas eran diferentes aproximaciones de baja energía de una sola teoría, llamada teoría-M. Esta nueva teoría contenía dimensiones de diez espaciales y objetos extraños llamados branas, que tenían más dimensiones que las cadenas.

Un gran éxito de la teoría de cuerdas es que se utilizó para construir una descripción de los agujeros negros, que calculan la entropía correctamente, de acuerdo con las predicciones de Hawking-Bekenstein de termodinámica de los agujeros negros. Esta descripción se aplicaba sólo a determinados tipos de agujeros negros simplificados, aunque hubo algunos indicios de que el trabajo podría extenderse a los agujeros negros más generales.

Un problema para la teoría de cuerdas surgió en 1998, cuando los astrofísicos mostraron que el universo se estaba expandiendo. En otras palabras, la constante cosmológica del universo es positivo, pero todo el trabajo en la teoría de cuerdas había asumido una constante cosmológica negativa. (La constante cosmológica positiva se refiere comúnmente a la energía como oscuro.)

En 2003, un método fue encontrado para construir la teoría de cuerdas en un universo que tenía la energía oscura, pero había un gran problema con él: Un gran número de teorías de cuerdas diferentes fuera posible. Algunas estimaciones han sido tanto como 10⁵⁰⁰ maneras distintas para formular la teoría, que es tan absurdamente grande que puede ser tratado como si fuera básicamente el infinito.

Como respuesta a estos hallazgos, el físico Leonard Susskind propuso la aplicación del principio antrópico como medio de explicar por qué nuestro universo tenía las propiedades que ha hecho, dado el muy gran número de configuraciones posibles, que Susskind llama el paisaje.

Esto nos lleva a la situación actual de la teoría de cuerdas, a grandes rasgos. Usted probablemente puede ver algunas grietas en la armadura de la teoría de cuerdas, donde las críticas parecen resonar particularmente fuerte.