Los físicos teóricos coquetean con la idea de unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica desde hace algo más de un siglo. Prácticamente desde el mismo instante en el que ambas ramas de la física vieron la luz a principios del siglo XX. Muy a grandes rasgos la relatividad general describe los fenómenos gravitatorios como el resultado de la interacción de los objetos con masa y el continuo espacio-tiempo. Sin embargo, la mecánica cuántica estudia el comportamiento de la naturaleza en la escala de las partículas subatómicas.
Reconciliar la descripción de lo muy grande y lo muy pequeño no es nada fácil. De hecho, si no fuese tan difícil los físicos teóricos probablemente ya habrían conseguido su propósito. Al fin y al cabo muchos de ellos llevan décadas intentándolo. La estrategia por la que han optado hasta ahora la mayor parte de los físicos teóricos a la hora de intentar reconciliar la relatividad general y la teoría cuántica defiende la necesidad de modificar la teoría elaborada por Albert Einstein para conseguir que «encaje» en la teoría cuántica.
De hecho, esto es lo que persiguen las dos teorías cuánticas de la gravedad más respaldadas actualmente: la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles. El problema es que ninguna de las dos ha conseguido demostrar de forma fehaciente si es correcta, a pesar de que ambas han logrado algunos éxitos notables. En este ámbito también es importante que no pasemos por alto la teoría poscuántica de la gravedad clásica de Oppenheim, que a grandes rasgos propone modificar la teoría cuántica de manera que sea capaz de convivir con la relatividad general respetando los mecanismos que dirimen la interacción entre los objetos con masa y el continuo espacio-tiempo.
La teoría de la gravedad difusa también busca su oportunidad
Un grupo de físicos liderado por el doctor George Zoupanos, de la Universidad Politécnica Nacional de Atenas (Grecia), ha publicado un interesantísimo artículo científico en Wiley en el que propone una hipótesis alternativa a las teorías en las que hemos indagado en el párrafo anterior. A priori podríamos concluir que la convivencia de varias teorías que todavía no han sido corroboradas expresa que los físicos en realidad no saben cómo atajar este desafío, pero nada más lejos de la realidad. Es una buena noticia que sigan teniendo ideas originales para intentar superar el que sin duda es el mayor reto que plantea la física moderna. Probablemente algún día tendrán éxito.
Según Zoupanos y su equipo el espacio-tiempo es discreto y tiene una geometría muy diferente de la que describe la teoría de Einstein
Vamos con la teoría de Zoupanos y sus colegas. Lo que proponen, a grandes rasgos, es que el espacio-tiempo no es continuo, como defiende la relatividad general, sino discreto. Y, además, su geometría es muy diferente de la que describe la teoría de Einstein. Las implicaciones de esta aproximación son muy profundas y desembocan en el concepto de gravedad difusa, que explica por qué los efectos de la gravedad se distribuyen de una manera uniforme en un espacio determinado, y no se concentran en un único punto. No obstante, esta idea requiere incrementar el número de dimensiones espaciales del espacio-tiempo.
Entender los principios sobre los que se sustenta la teoría de la gravedad difusa es complejo, por lo que no los abordaremos en este artículo. Por supuesto, si os sentís cómodos con la física os sugiero que leáis el interesantísimo texto de estos físicos. En cualquier caso, hay algo más que no debemos pasar por alto. Y es que, como explica Mateo León en su artículo, la teoría de Zoupanos puede potencialmente describir la gravedad cuántica, pero no incorpora las demás fuerzas fundamentales, como el electromagnetismo, la interacción nuclear fuerte o la fuerza débil.
Esta carencia es precisamente la que ha llevado a estos físicos a plantear la necesidad de añadir dimensiones espaciales extra al espacio-tiempo. Los físicos probablemente todavía están lejos de unificar la relatividad general y la mecánica cuántica, pero las propuestas como las que han hecho Jonathan Oppenheim o George Zoupanos y sus equipos son un soplo de aire fresco que nos invita a seguir indagando en los misterios del universo pertrechados con las herramientas que nos entrega la ciencia. Quién sabe, quizá dentro de unos pocos años llegue la confirmación experimental de la teoría de la gravedad difusa. O de cualquier otra. De ser así os lo contaremos desde aquí.
Imagen | inqnet/A. Mueller (Caltech) vía SMC
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