Teoría M y universos paralelos.

Para empezar vamos a recapitular hasta la situación a donde nos habían llevado las cuerdas.

Nos encontrábamos con una Teoría del Todo que prometía unificar todas las partículas del Universo, tanto las portadoras de fuerza (fotones, gluones...) como las responsables de la materia (quarks, electrones...) 

a un solo elemento constituyente: la cuerda, filamentos unidimensionales que mediante su vibración producen todas las partículas mencionadas. 

Además esta teoría requería una ampliación de dimensiones hasta llegar a diez, las tres dimensiones espaciales familiares y nuestra dimensión temporal a la que se le añadían seis dimensiones extra tan pequeñas, tan arrolladas que no las percibíamos pero de vital importancia puesto que el tamaño mínimo de las cuerdas las permitía moverse en estas dimensiones.

El problema, y la sorpresa, con que nos encontramos los físicos fue que al desarrollar la Teoría de cuerdas (la teoría que unificaba todas las fuerzas conocidas) hallamos no una Teoría del Todo sino cinco, sí, sí, cinco. 

Es decir, en el intento de unificar todo en una sola teoría se encuentran con cinco soluciones.

 ¡Menuda unificación! Habíamos desarrollado cinco Teorías de cuerdas.

 Los nombres de estas cinco teorías, a modo de curiosidad, son: Tipo I, Tipo IIA, Tipo IIB, Heterótica O

 y Heterótica E.

Podemos decir, resumiendo bastante, que así estaban las cosas hasta el congreso de cuerdas "Strings 1995" donde Edward Witten pronuncia un memorable discurso en el que anuncia que hay una solución para el aparente conflicto de las cinco Teorías del Todo. Hasta ese momento los físicos habían descubierto que las cinco teorías estaban de alguna manera relacionadas, es decir, a la hora de trabajar con las ecuaciones de las teorías habían descubierto que cuando la cosa se complicaba demasiado haciendo  uso de, por ejemplo, la Teoría de cuerdas tipo IIA la cosa se simplificaba usando la tipo IIB

. La solución revolucionaria de Witten fue proponer que las cinco teorías no son realmente cinco teorías independientes sino cinco puntos de vista de una misma teoría, distintas formas de enfocar lo mismo, puntos de vista distintos. Estábamos contemplando lo mismo desde diferentes ángulos, así cuando usábamos una "teoría" realmente lo que estábamos haciendo era elegir un punto de vista más conveniente en ese momento y después otro más útil en otra ocasión. 

Las 5 Teorías de cuerdas serían distintos puntos de vista de lo mismo.

Se iniciaba así lo que se ha denominado la "segunda revolución de las supercuerdas". 

Pero no todo era tan sencillo, Witten también anunció que hacía falta una dimensión espacial más, con lo que llegaríamos a once. Llegados a este punto podría parecer que una dimensión más no supone mucho problema una vez que hemos aceptado dar cabida a seis dimensiones nuevas, pero esta nueva dimensión trae consigo espectaculares consecuencias (aún más), que enseguida pasaremos a detallar pero antes veamos como todo esto nos conduce a la teoría M.

Edward Witten propuso unificar estos cinco puntos de vista de la Teoría de cuerdas y unirlos a la Supergravedad en 11 dimensiones (no entraré en detalles para no liar) en una sola llamada Teoría M.

Teoría M: Las 5 Teorías de cuerdas más la supergravedad en 11 dimensiones.

¿Qué significa la M? 

Nadie lo sabe o mejor dicho todo el mundo cree saberlo. 

Se han propuesto numerosos nombres, casi tantos como físicos existen: M de magia, misterio, membrana (este último con mucho sentido como veremos), matriz y un largo etcétera hasta llegar a cosas como Madness (locura) o por rizar el rizo cosas tales como que la M es una W dada la vuelta de Witten.

Sin duda lo más importante son las consecuencias nuevas que nos trae una dimensión adicional.

Hasta ahora tratábamos con cuerdas (filamentos unidimensionales) pero la Teoría M nos trae un nuevo concepto, la brana, que sería la forma genérica de referirnos a membranas, pudiendo tener diferentes dimensiones. Tenemos branas de una sola dimensión (las cuerdas), de dos dimensiones (serían como láminas), de tres dimensiones y así sucesivamente. Estas branas reciben el nombre genérico de P-branas donde P representa el número de dimensiones. También nos podemos referir a ellas como 1-brana (unibrana), 3-brana (tribrana) etc...

Al contrario que las seis dimensiones adicionales ultrapequeñas de la Teoría de cuerdas esta nueva dimensión sería de una entidad mayor a las tres dimensiones familiares. 

Y nosotros viviríamos en un universo que sería una 3-brana moviéndose en una dimensión mayor, al igual que un rectángulo o cualquier otra figura bidimensional puede moverse por una superficie bidimensional (un folio, por ejemplo),  pero no puede "percibir" una tercera dimensión donde ese mismo folio puede moverse, por eso no percibiríamos esa nueva dimensión.

 Es decir poblaríamos un universo tridimensional que se movería en una dimensión mayor. 

Además el nuestro sería solo uno de los muchos universos que existirían, todos ellos moviéndose en esta nueva dimensión. Todos estos universos podrían estar tremendamente cerca sin que llegáramos a percibirlos.

 Un símil tremendamente visual es el siguiente, el cual hemos de agradecérselo al gran físico y divulgador Breen Green: cada uno de estos universos sería como una rebanada de pan de un gran paquete que contendría todos estos universos individuales, que formarían un Multiverso.

Universos paralelos.

Nuestro universo, lo que hasta ahora representa para nosotros el Todo, pasaría a ser uno de tantos, y probablemente sin posibilidad de contacto con el resto ya que nada podría escapar de cada uno de los universos. No obstante hay quién sugiere que existiría una posibilidad de que "algo" escapara.

 Vamos a verlo, cuando hablamos de las cuerdas, no mencioné que estas podían ser abiertas o cerradas, en el sentido físico de la palabra, es decir, una cuerda con dos extremos (abierta), como un trozo de hilo o bien sin extremos (cerrada) como una goma elástica por ejemplo. 

Pues bien, todas las partículas estarían formadas por cuerdas abiertas cuyos dos extremos estarían unidos, ligados a cada universo en cuestión, no pudiendo escapar por ello.

 Pero, siempre hay un pero, las partículas hipotéticas denominadas gravitones estarían formadas por cuerdas cerradas, que al no estar unidas por sus extremos al universo pueden escapar de este, según algunos físicos esto explicaría porque la fuerza gravitatoria es una fuerza mucho más débil (con diferencia)

 que el resto de fuerzas de la naturaleza.

Otra de las consecuencias de estos universos paralelos puede tener implicaciones directas en el Big-Bang. 

Se ha sugerido que la gran explosión que dio origen a nuestro universo pudo deberse a un choque entre universos, podemos imaginarlo del siguiente modo.

 Dos universos se mantienen muy cerca pero sin que lleguen a tocarse del mismo modo que dos hojas de papel enfrentadas, pero en algún momento una protuberancia de un folio toca a la otra y se produce un choque que podría explicar la gran explosión inicial de nuestro universo.

 Obviamente según esta teoría este hecho se habría producido muchas veces en el pasado y ha de seguir en el futuro, creando infinitos universos.

Como veis, si la Teoría de cuerdas nos abre un mundo nuevo ante nuestros ojos, la Teoría M con su nueva dimensión nos lleva hasta lugares que parecían exclusivos de la ciencia ficción: universos paralelos, universos en colisión, Big-Bangs sucesivos...etc. 

Material que parecía reservado para los escritores de más prolífica imaginación y que a día de hoy la ciencia solicita para si. No olvidemos, no obstante, que la Teoría de cuerdas está pendiente de confirmación experimental, como dijimos en su momento, al igual que ocurre con la Teoría M, pero parecen ser las grandes promesas en cuanto a Teorías del Todo se refieren.

Una reflexión que me gusta hacer es pensar como desde hace siglos hemos ido perdiendo nuestro lugar privilegiado en el mundo, en un momento dado vimos como nuestro planeta no era sino uno más del sistema solar y que girábamos alrededor del Sol y no este en torno a nosotros mientras permanecíamos inmóviles
 (gracias Copérnico y Galileo). 

Posteriormente descubrimos que el sistema solar no lo era todo y después que la Vía Láctea (nuestra galaxia) lejos de ser el universo total era una de las millones de galaxias en el Universo, por no decir que nuestra situación en ella tampoco es muy privilegiada. Y ahora la Teoría M nos invita a pensar que lo que concebíamos como 

El Universo puede que sea uno de tantos y tantos millones de universos y por supuesto el nuestro no tiene por que ser mejor que otros, excepto por la presencia de vida, aunque esto último teniendo en cuenta que la Teoría M propone infinitos universos sería algo que ha tenido que ocurrir en muchos otros universos (o incluso dentro del nuestro también). 

Es decir, que no somos el centro de nada ni ocupamos un lugar especial, no obstante desde nuestro modesto rincón, desde nuestro punto azul pálido (gracias Carl Sagan) hemos sido capaces de ir desentrañando incógnitas e irle robando "sus" ecuaciones a la naturaleza en un intento de comprender cada vez más y más acerca del cosmos.

Algunos dirán que queda mucho por saber, es cierto, pero eso lejos de ser algo malo es tremendamente positivo, ¡qué aburrida sería la vida si no!