Michio Kaku La ecuación de Dios
El problema más evidente es que, a pesar de las
favorecedoras alabanzas publicadas acerca de la belleza y la complejidad de
esta teoría (teoría de cuerdas), no tenemos pruebas sólidas y comprobables. En
su momento, se esperaba que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus
siglas en inglés), en las afueras de Ginebra, el mayor acelerador de partículas
de la historia, aportara pruebas concluyentes de la teoría última, pero de
momento se nos sigue escapando. El LHC pudo hallar el bosón de Higgs (o
«partícula de Dios»), pero este no era más que una minúscula parte de la teoría
última. Aunque se han hecho ambiciosas propuestas para tener un sucesor aún más
potente que el LHC, no hay garantía de que estas costosas máquinas vayan a
conseguir nada en absoluto. Nadie sabe con certeza la energía que se necesita
para encontrar las partículas subatómicas necesarias que verifiquen la teoría.
Pero, quizá, la más importante de las críticas a la teoría de cuerdas es que
esta predice un multiverso de universos. Einstein dijo una vez que la pregunta
fundamental era: ¿tuvo Dios elección al crear el universo? ¿Es el universo
único? La teoría de cuerdas en sí es única, pero probablemente tenga un número
infinito de soluciones. Los físicos llaman a esto el «problema del paisaje», el
hecho de que nuestro universo sea solo uno en un océano de otros igualmente
válidos. Entonces, entre todas las posibilidades, ¿cuál es el nuestro? ¿Por qué
vivimos en este y no en otro? ¿Cuál es, así pues, el poder predictivo de la
teoría de cuerdas? ¿Es una teoría del todo o una teoría de cualquier cosa?
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 5
En la actualidad, la teoría de cuerdas constituye la base de
buena parte de la investigación que llevan a cabo los principales laboratorios
del mundo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 6
Isaac Newton es quizá el mayor científico que haya vivido
jamás.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 10
La ley de la gravitación de Newton es también destacable por
su simetría, de modo que la ecuación sigue siendo la misma si efectuamos una
rotación. Imaginemos una esfera que rodee la Tierra; la fuerza gravitatoria es
idéntica en todas partes. De hecho, ese es el motivo de que nuestro planeta sea
esférico y no de cualquier otra forma: porque la gravedad a comprimido la
Tierra de manera uniforme. Por eso no vemos nunca estrellas cúbicas ni planetas
piramidales (los asteroides pequeños tienen a menudo formas irregulares porque
en ellos la fuerza gravitatoria es demasiado débil para comprimirlos con
uniformidad).
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 12
Cuando (Urbain Le Verrier) enseño las leyes de Newton a
prometedores estudiantes de ingeniería, trato de hacer hincapié en que no se
trata solo de áridas y aburridas ecuaciones, sino que aquellas han cambiado el
curso de la civilización moderna, creando la riqueza y la prosperidad que vemos
a nuestro alrededor. A veces incluso mostramos a nuestros estudiantes el
catastrófico desplome del puente de Tacoma Narrows, en el estado de Washington,
en 1940, que se grabó en una película, como un impactante ejemplo de lo que
sucede cuando aplicamos mal las leyes de Newton.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 14
Actualmente, todas las fuerzas conocidas del universo se
expresan en el lenguaje de los campos que Faraday introdujo por primera vez.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 18
Ernest Rutherford lo declaró (a Faraday) «el mayor
descubridor científico de todos los tiempos».
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 18
Cuando era niño y leí acerca de esto, me pregunté por qué
solo podíamos ver un fragmento tan pequeño del espectro electromagnético. «Qué
desperdicio», pensé. Pero la razón, ahora me doy cuenta de ello, es que la
longitud de una onda electromagnética es más o menos el tamaño de la antena que
la produce. De ahí que su teléfono móvil mida unos pocos centímetros, porque
ese es el tamaño de la antena que tiene, que es, aproximadamente, la longitud
de las ondas electromagnéticas que emite. De forma parecida, el tamaño de una
célula de su retina es más o menos el de la longitud de onda de los colores que
puede ver. De ahí que solo podamos ver colores cuya longitud de onda sea del
tamaño de nuestras células. Todos los demás colores del espectro
electromagnético nos son invisibles porque sus longitudes de onda son demasiado
grandes o demasiado pequeñas para las células de nuestra retina. Así, si estas
fueran del tamaño de una casa, quizá podríamos ver el torbellino de ondas de
radio y de microondas a nuestro alrededor. Asimismo, si las células de nuestros
ojos tuvieran el tamaño de átomos, quizá podríamos ver los rayos X.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 23
La clave para entender el universo es la unificación. Para
la relatividad, fue la unificación del espacio, el tiempo, la materia y la
energía.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 29
… belleza es la simetría.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 29
Aunque Einstein demostró que el espacio, el tiempo, la
materia y la energía eran parte de una simetría tetradimensional mayor, sus
ecuaciones sufrían de una laguna evidente: no decían nada de la gravedad ni de
las aceleraciones. Einstein no estaba satisfecho. Tenía la intención de
generalizar su teoría inicial, a la que llamó «relatividad especial», para
incluir la gravedad y los movimientos acelerados, creando así una teoría
general de la relatividad más sólida. Sin embargo, su colega físico Max Planck
le previno contra la dificultad de crear una teoría que combinase la
relatividad y la gravedad: «Como viejo amigo tuyo, debo aconsejarte que no lo
hagas. Porque, en primer lugar, no lo lograrás. E incluso si lo haces, nadie te
creerá». Pero entonces añadió: «Si lo consigues, te llamarán el nuevo Copérnico»
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 31
Einstein hizo la brillante observación de que la atracción
gravitatoria era, en realidad, una ilusión. Los objetos no se mueven porque la
gravedad o la fuerza centrífuga tiren de ellos, sino porque los empuja la
curvatura del espacio a su alrededor. Vale la pena repetirlo: la gravedad no
tira; es el espacio el que empuja.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 34
Shakespeare dijo una vez que el mundo entero es un
escenario, y nosotros somos actores que entramos y salimos de él. Esta era la
imagen adoptada por Newton. El mundo es estático, y nosotros nos movemos en
esta superficie plana obedeciendo las leyes que él propuso. Pero Einstein
desechó esta imagen. El escenario, dijo, está curvado y deformado. Si camina
sobre él, no puede hacerlo en línea recta; es empujado constantemente porque el
suelo bajo sus pies está curvado, y se tambalea como un borracho. La atracción
gravitatoria es una ilusión. Por ejemplo, quizá ahora esté sentado en una
silla, leyendo este libro. Por lo general, diría que la gravedad tira de usted
hacia el asiento, y por eso no sale volando hacia el espacio. Pero Einstein
diría que está sentado en la silla porque la Tierra deforma la masa de espacio
sobre su cabeza, y esa deformación le empuja hacia el suelo. Imagine que coloca
una bola de lanzamiento de peso en un gran colchón. Esta hundirá el colchón y
lo deformará. Si tira una canica, esta se moverá formando una línea curva. De
hecho, dará vueltas alrededor de la bola. Un observador a distancia podría
decir que hay una fuerza invisible que tira de la canica y la obliga a describir
una órbita. Pero, mirando de cerca, se ve que no hay ninguna fuerza invisible.
La canica no se mueve en línea recta porque el colchón está curvado, lo que
hace que la trayectoria más recta sea una elipse.
(…)
Sustituyamos ahora la canica por la Tierra, la bola por el
Sol y el colchón por el espacio-tiempo. Veremos entonces que la Tierra gira
alrededor del Sol porque este ha deformado el espacio a su alrededor, y el
espacio por el que se desplaza la Tierra no es plano. Imaginemos también unas
hormigas que se mueven sobre una hoja de papel arrugada. No pueden moverse en
línea recta. Puede que sientan una fuerza que tira de ellas continuamente, pero
nosotros, que miramos las hormigas desde arriba, vemos que no hay ninguna
fuerza en absoluto. Esta es la idea que surge de lo que Einstein llamó
«relatividad general»: el espacio-tiempo se deforma por masas pesadas, lo que
provoca la ilusión de la fuerza gravitatoria. Esto quiere decir que la
relatividad general es mucho más sólida y simétrica que la especial, ya que
describe la gravedad, que afecta a todo lo que hay en el espacio-tiempo. La
relatividad especial, por otra parte, solo funcionaba para objetos que se
movían en el espacio-tiempo suavemente y en línea recta. Pero, en nuestro
universo, casi todo está acelerando; desde los coches de carreras hasta los
helicópteros, pasando por los cohetes, todo está acelerando. La relatividad
general funciona para aceleraciones que cambian continuamente en todos los
puntos del espacio-tiempo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 34-35
Einstein recibiría el Premio Nobel en 1921. Pronto se
convirtió en una de las figuras más reconocidas del mundo, más incluso que la
mayoría de las estrellas de cine y de los políticos (en 1933, asistió con
Charlie Chaplin al estreno de una película. Al verse asediados por los coleccionistas
de autógrafos, Einstein le preguntó a Chaplin: «¿Qué significa todo esto?», a
lo que este respondió: «Nada, absolutamente nada». Luego prosiguió: «A mí me
aclaman porque todo el mundo me entiende. A usted, porque no le entiende
nadie»).
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 37
Pensemos en el transistor, quizá el invento más fundamental
del último siglo. Dio paso a la revolución de la información, al proporcionar
una inmensa red de sistemas de telecomunicaciones, los ordenadores e internet.
Un transistor es básicamente una puerta que controla el flujo de electrones.
Piense en una válvula: con una pequeña, podemos controlar el flujo de agua en
una tubería. De la misma forma, un transistor es como una minúscula válvula
electrónica que permite controlar, con una reducida cantidad de electricidad,
un flujo mucho mayor de electrones en un cable. Así, una tenue señal se puede
amplificar.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 64
En uno de los artículos más importantes publicados en el
siglo XX, Watson y Crick pudieron utilizar la mecánica cuántica para
descodificar la estructura entera de la molécula de ADN. Fue una obra maestra.
Demostraron de forma concluyente que el proceso fundamental de los seres vivos
—la reproducción— se podía duplicar a nivel molecular. La vida estaba
codificada en el ADN de cada célula. Ese fue el avance que hizo posible
alcanzar el Santo Grial de la biología, el Proyecto Genoma Humano, que nos ha
dado una descripción completa, átomo por átomo, del ADN de una persona. Como
había predicho Charles Darwin en el siglo anterior, ahora era posible construir
el árbol genealógico de la vida en la Tierra, en el que cada ser vivo o fósil
era miembro de una de las ramas. Y todo aquello era producto de la mecánica
cuántica. Así, la unificación de las leyes de la mecánica cuántica no solo
revelaba los secretos del universo, sino que también unificaba el árbol de la
vida.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 66
En los medios de comunicación de masas, los físicos son
invariablemente presentados como científicos locos (como Doc Brown, de Regreso
al futuro) o empollones socialmente inadaptados (como en la serie The Big Bang
Theory). Sin embargo, en realidad, los físicos tienen todas las formas, colores
y tipos de personalidad. Feynman era impertinente y extravagante, el alma de la
fiesta, y siempre estaba narrando desvergonzadas historias sobre sus
escandalosas hazañas en un tosco acento de clase obrera. (Una vez, durante la
Segunda Guerra Mundial, forzó la caja fuerte que contenía los secretos de la
bomba atómica en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Dentro dejó una
críptica nota. Cuando los funcionarios la encontraron, al día siguiente, la
alarma y el pánico se hicieron presa del laboratorio más secreto de la nación).
Nada era demasiado poco ortodoxo o demasiado estrafalario para Feynman; para
satisfacer su curiosidad, una vez se encerró en una cámara hiperbárica para ver
si podía vivir una experiencia extracorpórea. Gell-Mann, en cambio, era todo lo
opuesto: siempre caballeroso, meticuloso en sus palabras y en sus modales. Sus
pasatiempos favoritos eran observar pájaros, coleccionar antigüedades, la
lingüística y la arqueología, no contar historias divertidas. Sin embargo, aun
siendo tan diferentes de carácter, ambos tenían la misma motivación, la misma
determinación, que les ayudó a penetrar en los misterios de la teoría cuántica.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 70
EL BOSÓN DE HIGGS: LA PARTÍCULA DE DIOS
De manera que, poco a poco, de este caos estaba surgiendo
una nueva teoría, el «modelo estándar». La confusión que rodeaba al torbellino
de partículas subatómicas se estaba aclarando. El campo de Yang-Mills (llamado
«gluon») mantenía unidos a los quarks en el neutrón y el protón, y otro campo
de Yang-Mills (llamado «partículas W y Z») describía la interacción entre
electrones y neutrinos.
Pero lo que impedía la aceptación definitiva del modelo
estándar era la falta de la última pieza del rompecabezas de partículas, el
llamado «bosón de Higgs» o «partícula de Dios». La simetría no era suficiente:
se necesitaba una forma de romper esa simetría, porque el universo a nuestro
alrededor no es simétrico por completo.
Cuando contemplamos hoy el cosmos, vemos las cuatro fuerzas
actuando independientemente unas de otras. La gravedad, la luz y las fuerzas
nucleares no parecen, a simple vista, tener nada en común. No obstante, si
retrocedemos en el tiempo, todas ellas empiezan a converger, dejando quizá una
única fuerza en el instante de la creación.
Se empezó a desarrollar una nueva imagen que utilizaba la
física de partículas para explicar el mayor de los misterios de la cosmología,
el nacimiento del universo. De repente, dos disciplinas muy distintas, la
mecánica cuántica y la relatividad general, empezaron poco a poco a convertirse
en una sola.
Según esta nueva imagen, en el mismo momento del Big Bang,
las cuatro fuerzas eran una única superfuerza que obedecía a la simetría
maestra. Esta podía rotar todas las partículas del universo entre ellas. La
ecuación que gobernaba la superfuerza era la ecuación de Dios, y su simetría
era la misma que se le había estado escapando a Einstein y a los demás físicos
desde entonces.
Después del Big Bang, el universo se fue enfriando a medida
que se expandía, y las distintas fuerzas y simetrías empezaron a dividirse,
dejando las fragmentadas simetrías de las fuerzas débil y fuerte del actual
modelo estándar. Este proceso se denomina «rotura de la simetría», e implica
que necesitamos un mecanismo que pueda descodificar precisamente esta simetría
original, que nos lleva al modelo estándar. Y ahí es donde entra el bosón de
Higgs.
Para hacerse una imagen de todo esto, piense en una presa.
El agua del pantano también tiene una simetría: si se hace rotar, sigue
teniendo básicamente el mismo aspecto. Todos sabemos por experiencia que el
agua se desplaza pendiente abajo. La causa es que, de acuerdo con Newton, esta
siempre busca un estado de energía menor. Si la presa se rompiese, el agua se
precipitaría pendiente abajo hacia un estado de energía menor. Así, el agua que
hay dentro de la presa está en un estado de energía mayor. Los físicos llaman a
ese estado «falso vacío», porque es inestable hasta que la presa se rompe y el
agua llega al verdadero vacío, esto es, el estado de energía más bajo, en el
valle. Cuando esto ocurre, la simetría original desaparece, pero el agua ha
llegado a su verdadero estado fundamental.
Encontramos este efecto también al analizar agua que está
empezando a hervir. Justo antes de que llegue a ebullición, el agua está en un
estado de falso vacío. Es inestable, pero simétrica; es decir, el agua se puede
rotar y tendrá el mismo aspecto. Pero, con el tiempo, se forman pequeñas
burbujas, cada una de las cuales está en un estado de energía más bajo que el
agua circundante. Cada burbuja empieza a expandirse, hasta que un número
suficiente de ellas se combina y el agua rompe a hervir.
Según este escenario, el universo estaba, al principio, en
un estado completamente simétrico. Todas las partículas subatómicas formaban
parte de la misma simetría, y todas tenían masa cero. Esto permitía
intercambiarlas, pero la ecuación seguía siendo la misma. Sin embargo, debido a
una razón desconocida, esa situación era inestable; era un estado de falso
vacío. El campo necesario para cambiar al vacío verdadero (aunque roto) es el
campo de Higgs. Al igual que el campo eléctrico de Faraday, que impregna todos
los rincones del espacio, el campo de Higgs también llena la totalidad del
espacio-tiempo.
Sin embargo, por algún motivo, la simetría del campo de
Higgs se empezó a romper.
Minúsculas burbujas empezaron a formarse en su interior.
Fuera de ellas, todas las partículas siguieron siendo simétricas y sin masa,
pero, dentro, algunas partículas la adquirieron. A medida que se desplegaba el
Big Bang, la burbuja de nuestro universo se expandió rápidamente, las
partículas empezaron a adquirir masas distintas y la simetría original se
rompió. En última instancia, todo el universo existe en el nuevo estado de
vacío dentro de una gigantesca burbuja.
Así, en la década de 1970, el arduo trabajo de muchísimos
físicos empezó a dar sus frutos. Después de decenios deambulando sin rumbo,
comenzaron a encajar todas las piezas del rompecabezas. Se dieron cuenta de
que, con la fusión de las tres teorías (que representaban las fuerzas fuerte,
débil y electromagnética), podrían escribir un conjunto de ecuaciones que
coincidiesen con los resultados observados en el laboratorio.
La clave consistía en crear una simetría maestra combinando
tres simetrías menores distintas. La primera describía la fuerza nuclear
fuerte, que intercambia tres quarks entre sí. La segunda describía la fuerza débil,
que intercambia electrones y neutrinos. Y la tercera describía el campo
original de Maxwell. Esta teoría última resultaba un tanto forzada, pero era
difícil darle la espalda al éxito.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 74
Aunque el modelo estándar representaba nuestro mejor intento
de entender el mundo subatómico, había numerosas, y flagrantes, lagunas. En
primer lugar, este modelo no mencionaba
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 77
LA TEORÍA DE CASI TODO
Sorprendentemente, el modelo estándar podía predecir con
precisión las propiedades de la materia desde una fracción de segundo después
del Big Bang.
Aunque el modelo estándar representaba nuestro mejor intento
de entender el mundo subatómico, había numerosas, y flagrantes, lagunas. En
primer lugar, este modelo no mencionaba la gravedad, lo cual se trataba de un
inmenso problema, teniendo en cuenta que esta es la fuerza que controla el
comportamiento del universo a gran escala. Y, cada vez que los físicos
intentaban incorporarla al modelo estándar, eran incapaces de resolver las
ecuaciones. Las correcciones cuánticas que provocaba la gravedad no solo no
eran pequeñas, sino que resultaban ser infinitas, como en el caso de la QED y
las partículas de Yang-Mills. Así, el modelo estándar no puede arrojar luz en
algunos de los más pertinaces secretos del universo, como, por ejemplo, qué
sucedió antes del Big Bang o qué hay en el interior de un agujero negro (más
tarde volveremos a estas importantes cuestiones).
En segundo lugar, el modelo estándar se creó uniendo a mano
las teorías que describían las diversas fuerzas, de manera que la teoría
resultante era como un mosaico (un físico lo comparó con juntar un
ornitorrinco, un oso hormiguero y una ballena y declarar que aquella era la más
elegante de las criaturas de la naturaleza. Al animal resultante, se decía,
solo podía quererlo su propia madre).
En tercer lugar, el modelo estándar tenía una serie de
parámetros indeterminados (como las masas de los quarks y la intensidad de las
interacciones). De hecho, había que asignar a dedo unas veinte constantes, sin
entender en absoluto de dónde venían o qué representaban.
En cuarto lugar, en el modelo estándar no había una sola
copia, sino tres copias idénticas, o generaciones, de los quarks, gluones,
electrones y neutrinos (así que, en total, hay treinta y seis quarks, con tres
colores, tres generaciones, junto con sus correspondientes antipartículas, y
veinte parámetros libres). A los físicos les resultaba difícil creer que algo
tan burdo y difícil de manejar pudiese ser la teoría fundamental del universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 77
A pesar de sus éxitos en un nivel práctico, es obvio para
todos que el modelo estándar no es más que el calentamiento para la teoría
definitiva, aún por llegar.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 79
El horizonte de sucesos es el punto de no retorno: lo que
cae dentro de él no vuelve a salir nunca.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 84
Cuando una estrella gigante, de diez a cincuenta veces más
masiva que nuestro sol, consume todo su combustible nuclear termina por
explotar en forma de supernova. Si el vestigio de la explosión es una estrella
comprimida por la gravedad hasta su horizonte de sucesos, esta puede colapsar
en un agujero negro. (Nuestro sol no es lo bastante masivo para sufrir una
explosión de supernova, y su horizonte de sucesos tiene un diámetro de unos
seis kilómetros. No hay ningún proceso natural conocido que pueda comprimirlo
hasta los tres kilómetros, de manera que no se convertirá en un agujero negro).
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 85
Los físicos han descubierto que hay al menos dos tipos de
agujeros negros. El primero es el remanente de una estrella gigante, como hemos
descrito. El segundo se halla en el centro de las galaxias. Estos pueden ser
millones o incluso miles de millones de veces más masivos que nuestro Sol. De
hecho, muchos astrónomos creen que en el centro de todas las galaxias hay un
agujero negro.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 85
En mecánica cuántica, todo es incierto. Un agujero negro
parece del más puro negro porque lo absorbe absolutamente todo. Pero el negro
perfecto infringía el principio de incertidumbre. Incluso el negro debía ser
incierto.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 87
Cuanto más leía sobre agujeros negros, más pensaba que algo
fallaba. Empezó a sospechar que la idea tradicional —la de que nada puede
escapar de un agujero negro— no respetaba la teoría cuántica. En mecánica
cuántica, todo es incierto. Un agujero negro parece del más puro negro porque
lo absorbe absolutamente todo. Pero el negro perfecto infringía el principio de
incertidumbre. Incluso el negro debía ser incierto. Llegó a la revolucionaria
conclusión de que, por fuerza, los agujeros negros han de emitir un débil
resplandor de radiación cuántica. A continuación, Hawking demostró que la
radiación emitida por un agujero negro era, en verdad, una forma de radiación
de cuerpo negro. Lo calculó al comprender que el vacío no era solo el estado de
la nada, sino que en realidad bullía de actividad cuántica. En la teoría
cuántica, incluso la nada se halla en un constante estado de agitada
incertidumbre, donde electrones y antielectrones podrían saltar del vacío de
repente, colisionar y volver a desaparecer en el vacío. Así que la nada es, de
hecho, un hervidero de actividad cuántica. Luego, Hawking comprendió que, si el
campo gravitatorio era lo bastante intenso, las parejas de electrón y
antielectrón se podían crear del mismo vacío, generando lo que se denominan
«partículas virtuales». Si uno de los dos miembros cayese en el agujero negro y
el otro escapase, crearía lo que ahora se denomina «radiación de Hawking». La
energía para crear este par de partículas procede de la energía contenida en el
campo gravitatorio del agujero negro. La segunda partícula deja el agujero
negro para siempre, con lo cual el contenido neto de materia y energía del
agujero negro y su campo gravitatorio ha disminuido. Esto es lo que se conoce
como «evaporación» del agujero negro, y describe el destino último de todos
ellos: emitir poco a poco radiación de Hawking durante billones de años hasta
agotar toda su radiación y morir en una furiosa explosión. Así, hasta los
agujeros negros tienen una duración finita. Dentro de muchos billones de años,
las estrellas del universo habrán agotado todo su combustible nuclear y se
apagarán. Solo los agujeros negros sobrevivirán en esa lúgubre era. Pero, en
última instancia, incluso estos se evaporarán, sin dejar más rastro que una
multitud de partículas subatómicas a la deriva.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 87
Según la mecánica cuántica, la información nunca se pierde.
Incluso si quemamos un libro, es posible reconstruirlo por entero, con el
tedioso análisis de las moléculas del papel quemado.
El mismo Hawking se hizo otra pregunta: ¿qué sucede si se
tira un libro a un agujero negro? La información de ese libro ¿se pierde para
siempre?
Según la mecánica cuántica, la información nunca se pierde.
Incluso si quemamos un libro, es posible reconstruirlo por entero, con el
tedioso análisis de las moléculas del papel quemado.
Pero Hawking avivó la controversia al afirmar que la
información que se tira en un agujero negro realmente se pierde para siempre y
que, por tanto, la mecánica cuántica no funciona cuando se aplica a un agujero
negro.
Como ya hemos mencionado, Einstein dijo una vez que «Dios no
deja nada al azar en el universo», es decir, no se puede reducir todo a la
suerte y la incertidumbre. Hawking añadió: «A veces, Dios tira los dados allá
donde es imposible encontrarlos», con lo que quería decir que los dados podían
caer dentro de un agujero negro, donde las leyes cuánticas pueden no ser
válidas. De manera que las leyes de la incertidumbre fallan más allá del
horizonte de sucesos.
Desde entonces, otros físicos han salido en defensa de la
mecánica cuántica, mostrando que teorías avanzadas como la de cuerdas, que
comentaremos en el próximo capítulo, pueden conservar la información aun en
presencia de agujeros negros. Finalmente, el físico británico admitió que tal
vez se equivocaba. Pero propuso su propia y novedosa solución: a lo mejor,
cuando tiramos un libro a un agujero negro, la información no se pierde para
siempre, como pensaba antes, sino que vuelve a salir en forma de la débil
radiación de Hawking. Codificada en esta se encuentra toda la información
necesaria para volver a crear el libro original. Así que puede que Hawking se
equivocase, pero la solución correcta se halla en la radiación que él mismo
había descubierto en el pasado.
En conclusión, la pérdida o no de la información en un
agujero negro es una cuestión que se sigue debatiendo encarnizadamente entre
los físicos. Pero es posible que tengamos que esperar a responderla hasta
lograr la teoría cuántica de la gravedad definitiva, que incluya correcciones
cuánticas del gravitón. Mientras tanto, Hawking volvió su atención al siguiente
y desconcertante enigma que implica la combinación de la teoría cuántica y la
relatividad general.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 88
Si los agujeros negros se lo tragan todo, ¿adónde va ese
todo? La respuesta corta es que no lo sabemos. Puede que tengamos que esperar a
la unificación de la teoría cuántica y la relatividad general. Solo cuando
hallemos una teoría cuántica de la gravedad (no solo de la materia) podremos
responder a esta pregunta: ¿qué hay al otro lado de un agujero negro?
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 89
A menos que haya una ley física que rechace un fenómeno,
puede que este exista en algún lugar del universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 91
Algunos físicos han propuesto seriamente la polémica idea de
que, cuando las estrellas caen en un agujero negro, no son aplastadas en una
singularidad, sino que son expulsadas por el otro lado de un agujero de gusano,
creando un agujero blanco. Este obedece exactamente a las mismas ecuaciones que
un agujero negro, pero tiene la dirección del tiempo invertida, de manera que
un agujero blanco escupe materia. Los físicos lo han buscado, hasta ahora sin suerte.
Mencionamos estos fenómenos porque, quizá, el Big Bang fuese originalmente un
agujero blanco, y todas las estrellas y planetas que vemos en los cielos fueran
expulsados de un agujero negro, hace unos catorce mil millones de años.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 93
Ahora, aunque los físicos aún no están convencidos de la
posibilidad de viajar en el tiempo, se toman la cuestión muy seriamente. Se han
descubierto diversas soluciones a las ecuaciones de Einstein que dejan la
puerta abierta a esta hazaña.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 94
La fascinación de Hawking por los viajes en el tiempo era
tal que planteó un reto a otros físicos. Él creía en la existencia de una ley
oculta de la física, aún no hallada, a la que denominó «conjetura de protección
cronológica», que descartaba esta posibilidad de una vez por todas. Pero, por
mucho que lo intentó, nunca fue capaz de demostrarla. Esto significa que los
viajes en el tiempo aún podrían ser coherentes con las leyes de la física, y no
habría nada que impidiera la existencia de máquinas del tiempo. También dijo,
en tono irónico, que viajar en el tiempo no era posible, porque «¿dónde están
los turistas del futuro?». En cada uno de los acontecimientos históricos
importantes debería de haber multitudes de turistas con sus cámaras,
apartándose unos a otros a codazos para tratar frenéticamente de sacar la mejor
foto del suceso para enseñarla a sus amigos del futuro.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 94
Los viajes en el tiempo presentan, desde luego, problemas
graves. Son muy numerosas las paradojas lógicas asociadas a esa posibilidad,
como, por ejemplo:
Hacer que el presente sea imposible: si vuelve hacia atrás
en el tiempo, se encuentra con su abuelo cuando era niño y lo mata, ¿cómo puede
siquiera existir usted?
Una máquina del tiempo desde ninguna parte: alguien del
futuro le revela el secreto de los viajes en el tiempo. Años después, usted
vuelve al pasado y le revela el secreto a una versión más joven de sí mismo.
Entonces ¿de dónde vino el secreto de los viajes en el tiempo?
Convertirse en su propia madre: el autor de ciencia ficción
Robert Heinlein escribió acerca de convertirse en el propio árbol genealógico.
Supongamos que una niña huérfana crece, pero se convierte en un hombre. Este
retrocede entonces en el tiempo, se conoce a sí misma y tiene una hija con
ella. El hombre lleva entonces a la niña más atrás en el tiempo, la deja en el
mismo orfanato y repite el ciclo. Así, ella se convierte en su propia madre,
hija, abuela, nieta, etcétera.
En última instancia, la resolución final de todas estas
paradojas podía alcanzarse con la formulación de la teoría completa de la
gravitación cuántica. Por ejemplo, quizá al entrar en una máquina del tiempo,
su línea temporal se divida y cree un universo cuántico paralelo. Digamos que
vuelve al pasado para impedir que Abraham Lincoln sea asesinado en el teatro
Ford. Entonces, quizá haya salvado al presidente de Estados Unidos, pero en un
universo paralelo. Así, el Abraham Lincoln de su universo original sí que
murió, y nada podrá cambiarlo. Pero el universo se ha dividido en dos, y ha
salvado al presidente Lincoln en un universo paralelo.
Entonces, si asumimos que la línea temporal se puede dividir
y generar un universo paralelo, todas las paradojas del viaje en el tiempo
pueden resolverse.
La respuesta definitiva a esta cuestión solo podrá hallarse
cuando podamos calcular las correcciones cuánticas del gravitón, que hasta
ahora hemos ignorado. Los físicos han aplicado la teoría cuántica a las
estrellas y a los agujeros de gusano, pero la clave consiste en aplicarla a la
propia gravedad a través de los gravitones, lo cual exige una teoría del todo.
Este debate suscita preguntas interesantes. ¿Puede la mecánica
cuántica explicar por completo la naturaleza del Big Bang? ¿Y, aplicada a la
gravedad, puede dar respuesta a una de las grandes preguntas de la ciencia: qué
sucedió antes del Big Bang?
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 95
El cielo nocturno debería ser blanco, no negro. Esto se
conoce como «paradoja de Olbers». Algunas de las mejores mentes de la historia
han tratado de dar respuesta a esta compleja cuestión. Kepler, por ejemplo, la
rechazó al afirmar que el universo era finito, y que, por tanto, no había tal
paradoja. Otros han teorizado que las nubes de polvo ocultan la luz de las
estrellas (pero esto no explica el problema, porque, en un tiempo infinito, las
nubes de polvo empiezan a calentarse y a emitir radiación de cuerpo negro, de
forma similar a una estrella. Así, el universo vuelve a ser blanco). La
respuesta definitiva la dio, de hecho, Edgar Allan Poe en 1848. El escritor era
aficionado a la astronomía y estaba fascinado por la paradoja, y dijo que el
cielo nocturno es negro porque, si viajamos lo bastante atrás en el tiempo,
terminamos por encontrar un punto límite, esto es, un principio del universo.
En otras palabras, el cielo nocturno es negro porque la edad del cosmos es
finita. No recibimos luz de un pasado infinito, lo que haría que el cielo
nocturno fuese blanco, porque el universo nunca ha tenido un pasado infinito.
Esto significa que los telescopios que escudriñan las estrellas más lejanas
acabarán por alcanzar la negrura del propio Big Bang.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 98
… en 1998, los astrónomos efectuaron un anuncio impactante,
que echó por tierra muchas de nuestras creencias más preciadas y nos obligó a
revisar los libros de texto. Analizando distantes supernovas por doquier,
hallaron que la expansión del universo no se estaba ralentizando, como se había
pensado anteriormente, sino que, en realidad, se estaba acelerando. De hecho,
se estaba desbocando.
Tuvieron que revisar las dos hipótesis anteriores, y surgió
una nueva teoría. Quizá el universo morirá en algo llamado Big Rip, en el que
la expansión se acelera hasta una velocidad vertiginosa. El universo se
expandirá tan rápido que el cielo nocturno se volverá completamente negro (ya
que la luz de las estrellas cercanas no podrá alcanzarnos) y las temperaturas
se aproximarán al cero absoluto.
En estas condiciones, la vida no es posible; incluso las
moléculas en el espacio exterior pierden su energía.
Lo que podría estar impulsando esta expansión desbocada es
algo que Einstein había desechado una vez, en la década de 1920: la constante
cosmológica, la energía del vacío, denominada ahora «energía oscura».
Inesperadamente, la cantidad de energía oscura en el espacio es enorme; más del
68,3 por ciento de toda la materia y energía del universo se encuentra en esta
misteriosa forma. (En conjunto, la energía y la materia oscuras constituyen la
mayor parte de la materia y la energía, pero son dos entidades distintas y no
deben confundirse entre sí).
Curiosamente, ninguna teoría conocida puede explicar esto.
Si se intenta calcular a ciegas la cantidad de energía oscura del universo
(empleando las hipótesis de la relatividad y la teoría cuántica), ¡se halla un
valor que es 10120 (un 1 seguido de 120 ceros) veces mayor que el real!
Esta es la discordancia más grande de la historia de la
ciencia, y lo que está en juego es fundamental: nada más y nada menos que el
destino final del universo.
Esto podría decirnos cómo va a morir el universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 105
SE BUSCA: EL GRAVITÓN
Aunque la investigación sobre la relatividad general estuvo
estancada durante décadas, la reciente introducción a esta del cuanto ha
abierto nuevas e inesperadas perspectivas, especialmente con la construcción de
novedosos y potentes instrumentos. Ha aumentado el número de nuevas
investigaciones.
Pero hasta ahora solo hemos hablado de aplicar la mecánica
cuántica a la materia que se mueve dentro de los campos gravitatorios de la
teoría de Einstein. No hemos hablado de una cuestión mucho más compleja: aplicar
la mecánica cuántica a la propia gravedad en forma de gravitones.
Y aquí es donde nos tropezamos con el mayor de los
problemas: hallar una teoría cuántica de la gravedad, algo que ha frustrado a
los mejores físicos del mundo durante décadas. Así que vamos a repasar lo que
sabemos hasta ahora. Recordemos que, al aplicar la teoría cuántica a la luz,
introducimos el fotón, una partícula de luz. Cuando este se mueve, está rodeado
por los campos eléctrico y magnético, que oscilan y penetran en el espacio, y cumplen
las ecuaciones de Maxwell. Esta es la razón por la que la luz tiene propiedades
de partícula y de onda. El poder de las ecuaciones de Maxwell reside en sus
simetrías; esto es, la capacidad de convertir el campo eléctrico en el
magnético, y viceversa.
Cuando el fotón choca con los electrones, la ecuación que
describe esta interacción devuelve resultados infinitos. Sin embargo, si usamos
los artificios ideados por Feynman, Schwinger, Tomonaga y otros muchos, podemos
ocultarlos todos. La teoría resultante se denomina QED. A continuación,
aplicamos este método a la fuerza nuclear. Sustituimos el campo de Maxwell
original por el campo de Yang-Mills y el electrón, por una serie de quarks,
neutrinos, etcétera. Después, introdujimos un nuevo conjunto de artificios
desarrollados por ’T Hooft y sus colegas a fin de eliminar los infinitos de
nuevo.
Así, tres de las cuatro fuerzas del universo podían
unificarse en una sola teoría, el modelo estándar. Esta no era lo que se dice
bonita, ya que se creó remendando las simetrías de las fuerzas fuerte, débil y
electromagnética, pero funcionaba. No obstante, al aplicar a la gravedad este
método comprobado, nos encontramos con problemas.
En teoría, la partícula de la gravedad se debería llamar
«gravitón». De manera similar al fotón, es una partícula puntual y se desplaza
a la velocidad de la luz, por lo que está rodeada por ondas gravitatorias que
obedecen las ecuaciones de Einstein.
Hasta ahora, bien. El problema aparece cuando el gravitón
choca con otros gravitones y también con átomos: la colisión resultante crea
respuestas infinitas. Cuando se intentan aplicar los trucos trabajosamente
formulados durante los últimos setenta años, nos encontramos con que todos
ellos fracasan. Las mejores mentes del siglo han intentado resolver este
problema, pero ninguna lo ha logrado.
Está claro que se debe utilizar un enfoque totalmente nuevo,
ya que todas las ideas fáciles ya se han investigado y desechado. Necesitamos
algo novedoso y original de verdad. Y eso nos lleva a la que quizá sea la
teoría más polémica de la física, la teoría de cuerdas, que podría ser lo
bastante disparatada como para suponer la teoría del todo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 106
Con anterioridad hemos visto que, alrededor del año 1900,
había dos grandes pilares de la física: la ley de la gravitación de Newton y
las ecuaciones de la luz de Maxwell. Einstein observó que estaban reñidos entre
sí. Uno de los dos iba a tener que derrumbarse. La caída de la mecánica de
Newton puso en marcha las grandes revoluciones científicas del siglo XX.
Actualmente, la historia podría estar repitiéndose. De nuevo hay dos grandes
pilares de la física. Por un lado, tenemos la teoría de lo muy grande, la
teoría de la gravitación de Einstein, que nos da los agujeros negros, el Big
Bang y el universo en expansión. Por el otro, tenemos la teoría de lo muy
pequeño, la teoría cuántica, que explica la conducta de las partículas
subatómicas. El problema es que están en conflicto mutuo. Se basan en dos
principios, dos matemáticas y dos filosofías diferentes. Nuestra esperanza es
que la próxima gran revolución sea la unificación de estos dos pilares. LA
TEORÍA DE CUERDAS Todo empezó en 1968, cuando dos jóvenes físicos, Gabriele
Veneziano y Mahiko Suzuki, estaban hojeando libros de matemáticas y se
tropezaron con una extraña fórmula hallada por Leonhard Euler en el siglo XVIII.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 107
Alrededor del año 1900, había dos grandes pilares de la
física: la ley de la gravitación de Newton y las ecuaciones de la luz de
Maxwell. Einstein observó que estaban reñidos entre sí. Uno de los dos iba a
tener que derrumbarse. La caída de la mecánica de Newton puso en marcha las
grandes revoluciones científicas del siglo XX. Actualmente, la historia
podría estar repitiéndose. De nuevo hay dos grandes pilares de la física. Por
un lado, tenemos la teoría de lo muy grande, la teoría de la gravitación de
Einstein, que nos da los agujeros negros, el Big Bang y el universo en
expansión. Por el otro, tenemos la teoría de lo muy pequeño, la teoría
cuántica, que explica la conducta de las partículas subatómicas. El problema es
que están en conflicto mutuo. Se basan en dos principios, dos matemáticas y dos
filosofías diferentes. Nuestra esperanza es que la próxima gran revolución sea
la unificación de estos dos pilares.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 107
Mi colega Keiji Kikkawa y yo fuimos capaces de reescribirla
toda en el lenguaje de los campos, creando así lo que se conoce como «teoría de
campo de cuerdas». Toda la teoría de cuerdas se puede resumir, mediante
nuestras ecuaciones, en una sola ecuación de poco más de dos centímetros).
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 109
Lo más convincente e interesante de esta teoría (cuerdas) es
que la gravedad queda necesariamente incluida. Sin hipótesis adicionales, el
gravitón surge como una de las vibraciones más bajas de la cuerda. De hecho,
aunque Einstein no hubiera nacido, toda su teoría de la gravitación podría
haberse hallado con solo examinar la vibración más baja de la cuerda.
Sin embargo, a medida que la teoría evolucionaba, empezaron
a revelarse rasgos cada vez más fantásticos e inesperados. Por ejemplo, se
halló que la teoría ¡solo podía existir en diez dimensiones! Esto supuso una
sorpresa para los físicos, porque nadie había visto nunca nada parecido. Por lo
general, cualquier teoría se puede expresar en las dimensiones que uno quiera.
Lo que hacemos es simplemente descartar las demás, porque es obvio que vivimos
en un mundo tridimensional (solo podemos movernos hacia adelante, de lado,
arriba y abajo. Si sumamos el tiempo, se necesitan cuatro dimensiones para
ubicar cualquier suceso en el universo. Si queremos encontrarnos con alguien en
Manhattan, por ejemplo, podríamos quedar en la esquina de la Quinta Avenida y
la calle Cuarenta y dos, en el décimo piso, a mediodía. No obstante, movernos
en más de cuatro dimensiones es imposible para nosotros, por mucho que lo
intentemos. De hecho, nuestro cerebro no puede siquiera visualizar cómo sería
movernos en dimensiones superiores. Por tanto, todas las investigaciones que se
llevan a cabo en la teoría de cuerdas de más dimensiones son matemáticas
puras). Pero en la teoría de cuerdas, la dimensionalidad del espacio-tiempo
está fijada en diez dimensiones. La teoría deja de funcionar matemáticamente
con otras dimensiones.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 109
Si la teoría de cuerdas es correcta, el universo podría
haber tenido, al principio, diez dimensiones. Pero era un espacio inestable, y
seis de estas dimensiones, en cierto modo, se contrajeron y se hicieron
demasiado pequeñas para ser observables. Así, nuestro universo podría realmente
tener diez dimensiones, pero nuestros átomos son demasiado grandes para
penetrar en esas minúsculas magnitudes superiores.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 110
A pesar de lo descabellado de la teoría de cuerdas, uno de
los aspectos que la ha mantenido con vida es que combina satisfactoriamente los
dos grandes pilares de la física, la relatividad general y la teoría cuántica,
ofreciéndonos una teoría finita de la gravitación cuántica. De ahí viene todo
el entusiasmo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 111
La simetría es la espada que los físicos utilizan para vencer
a los dragones desatados por las correcciones cuánticas.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 112
El matrimonio entre la relatividad y la teoría cuántica ha
estado casi un siglo perturbando a los físicos, pero la simetría entre
fermiones y bosones, denominada «supersimetría», nos permite anular muchos de
estos infinitos entre sí. Los expertos no tardaron en descubrir otros medios de
eliminarlos para obtener un resultado finito. Así, este es el origen de toda la
conmoción que rodea a la teoría de cuerdas: puede unificar la gravedad y la
teoría cuántica. Ninguna otra teoría puede afirmar una cosa así. Esto podría
satisfacer la objeción original de Dirac, que odiaba la teoría de
renormalización porque, a pesar de sus fantásticos e innegables éxitos,
implicaba la adición y sustracción de cantidades infinitas. Aquí vemos que la
teoría de cuerdas es finita por sí misma, sin renormalización. Esto podría, a
su vez, satisfacer la imagen originalmente propuesta por el propio Einstein.
Este comparó una vez su teoría de la gravitación con el mármol, que es suave,
elegante y pulido. La materia, en cambio, era más como la madera. El tronco de
un árbol está retorcido y es caótico, rugoso, sin un patrón geométrico regular.
Su objetivo era crear, en última instancia, una teoría unificada que combinase
el mármol y la madera en una única forma, una teoría hecha completamente de
mármol. Ese era su sueño. La teoría de cuerdas puede completar este panorama.
La supersimetría es un tipo de simetría que puede transformar el mármol en
madera, y viceversa. Se convierten ambos en dos caras de la misma moneda. En
esta imagen, el mármol está representado por los bosones; la madera, por los
fermiones. A pesar de que no hay pruebas experimentales de la supersimetría en
la naturaleza, es algo tan elegante y bello que ha captado la imaginación de la
comunidad de la física.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 114
En resumen, ahora vemos que la simetría puede ser la clave
para unificar todas las leyes del universo, debido a diversos logros
extraordinarios:
- La
simetría convierte en orden el desorden. La tabla de Mendeléyev y el
modelo estándar pueden conferir organización y simetría al caos de
elementos químicos y partículas subatómicas.
- La
simetría ayuda a completar los huecos. Permite aislar las lagunas de estas
teorías y, así, predecir la existencia de nuevos elementos y partículas
subatómicas.
- La
simetría unifica objetos de lo más inesperados y aparentemente sin
relación entre ellos. Gracias a ella se encuentra el vínculo entre espacio
y tiempo, materia y energía, electricidad y magnetismo, así como entre
fermiones y bosones.
- La
simetría revela fenómenos inesperados. Predijo la existencia de nuevos
fenómenos como la antimateria, el espín y los quarks.
- La
simetría elimina las consecuencias no deseadas que pueden destruir la
teoría. Las correcciones cuánticas suelen acarrear desastrosas
divergencias y anomalías que esta característica puede eliminar.
- La
simetría altera la teoría clásica original. Las correcciones cuánticas de
la teoría de cuerdas son tan rigurosas que, de hecho, modifican la teoría
original, fijando la dimensionalidad del espacio-tiempo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 115
La teoría de supercuerdas saca partido de todos estos
rasgos. Su simetría es la supersimetría (aquella que puede intercambiar bosones
y fermiones). Esta, a su vez, es la mayor simetría nunca hallada en la física,
capaz de unificar todas las partículas conocidas del universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 116
Aún tenemos que completar el último paso de la teoría de
cuerdas y encontrar sus principios físicos fundamentales; esto es, aún no
comprendemos cómo derivarla toda de una sola ecuación.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 116
Edward Witten halló que, en realidad, había una teoría de
once dimensiones oculta, denominada «teoría M», basada en membranas (como las
superficies de esferas o de rosquillas) y no solo en cuerdas. Fue capaz de
explicar por qué había cinco teorías de cuerdas distintas: había cinco formas
en las que condensar una membrana de once dimensiones en una cuerda de diez.
En otras palabras, las cinco versiones de la teoría de
cuerdas eran representaciones matemáticas diferentes de la misma teoría M
(así, tanto una como otra son, en realidad, la misma teoría, salvo que la
teoría de cuerdas es una reducción de la teoría M, de once dimensiones a
diez). Pero ¿cómo podía una teoría de once dimensiones dar lugar a cinco
teorías de diez?
Pensemos, por ejemplo, en una pelota de playa. Si dejamos
escapar el aire, la bola se encoge y se parece, cada vez más, a una salchicha.
Si dejamos salir aún más aire, la salchicha se convierte en una cuerda. De ahí
que una cuerda sea, en realidad, una membrana camuflada, de la que se ha dejado
escapar el aire.
Con una pelota de playa de once dimensiones se puede
demostrar matemáticamente que hay cinco formas en las que esta puede encogerse
hasta convertirse en una cuerda de diez dimensiones.
O pensemos en la narración del ciego que se encuentra por
primera vez con un elefante. Un sabio, al tocar la oreja del animal, afirma que
este es plano y bidimensional, como un abanico. Otro sabio toca la cola y asume
que el elefante es como una soga o una cuerda unidimensional. Otro, tocándole
una pata, concluye que el paquidermo es como un tambor o cilindro
tridimensional. Pero, en realidad, si retrocedemos hasta la tercera dimensión,
podemos ver el elefante como un animal tridimensional. De la misma forma, las
cinco teorías de cuerdas distintas son como la oreja, la cola y la pata, pero
aún nos falta revelar el elefante completo, la teoría M.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 117
Como hemos visto, las ecuaciones de Maxwell tienen una
dualidad entre los campos eléctrico y magnético; es decir, son las mismas si
invertimos ambos campos, y convertimos los eléctricos en magnéticos (podemos
ver este comportamiento matemáticamente, porque las ecuaciones del
electromagnetismo contienen con frecuencia términos como E2 + B2, que son
iguales si se cambia un campo por el otro, como en el teorema de Pitágoras). De
manera similar, hay cinco teorías de cuerdas distintas en diez dimensiones, y
se puede demostrar que son duales entre sí, por lo que son, en realidad, una
única teoría M de once dimensiones camuflada. Así que, increíblemente, la
dualidad muestra que dos teorías diferentes son, en realidad, dos aspectos de
la misma teoría.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 118
Maldacena, no obstante, demostró que aún había otra dualidad
entre la teoría de cuerdas, en diez dimensiones, y la teoría de Yang-Mills, en
cuatro dimensiones. Se trataba de una novedad muy inesperada, pero con enormes
implicaciones. Significaba que había conexiones profundas y no previstas entre
la fuerza gravitatoria y la fuerza nuclear definidas en dimensiones del todo
diferentes.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 119
Como hemos visto, las ecuaciones de Maxwell tienen una
dualidad entre los campos eléctrico y magnético; es decir, son las mismas si
invertimos ambos campos, y convertimos los eléctricos en magnéticos (podemos
ver este comportamiento matemáticamente, porque las ecuaciones del
electromagnetismo contienen con frecuencia términos como E2 + B2, que son
iguales si se cambia un campo por el otro, como en el teorema de Pitágoras). De
manera similar, hay cinco teorías de cuerdas distintas en diez dimensiones, y
se puede demostrar que son duales entre sí, por lo que son, en realidad, una
única teoría M de once dimensiones camuflada. Así que, increíblemente, la
dualidad muestra que dos teorías diferentes son, en realidad, dos aspectos de
la misma teoría. Maldacena, no obstante, demostró que aún había otra dualidad
entre la teoría de cuerdas, en diez dimensiones, y la teoría de Yang-Mills, en
cuatro dimensiones. Se trataba de una novedad muy inesperada, pero con enormes
implicaciones. Significaba que había conexiones profundas y no previstas entre
la fuerza gravitatoria y la fuerza nuclear definidas en dimensiones del todo
diferentes.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 118
Por lo general, se pueden hallar dualidades entre cuerdas en
la misma dimensión. Al reorganizar los términos que describen estas cuerdas,
por ejemplo, con frecuencia podemos cambiar una teoría de cuerdas por otra.
Esto crea una maraña de dualidades entre diferentes teorías de cuerdas, todas
ellas definidas en la misma dimensión. Pero una dualidad entre dos objetos
definidos en dimensiones diferentes era algo nunca visto.
Esta no es una cuestión puramente teórica, porque tiene
profundas implicaciones en la comprensión de la fuerza nuclear. Por ejemplo,
antes habíamos visto cómo la teoría de gauge en cuatro dimensiones nos da la
mejor descripción de la fuerza nuclear al estar representada por el campo de
Yang-Mills, pero nadie ha logrado hallar una solución exacta a este. Sin
embargo, como la teoría de gauge en cuatro dimensiones podría ser dual de la
teoría de cuerdas en diez dimensiones, esto significaba que la gravitación
cuántica podía representar la clave para la fuerza nuclear. Se trataba de una
revelación asombrosa, porque implicaba que la teoría de cuerdas podía describir
mejor los rasgos básicos de la fuerza nuclear (como calcular la masa del
protón).
Esto provocó cierta crisis de identidad entre los físicos.
Los que trabajan exclusivamente en la fuerza nuclear se pasan todo el tiempo
estudiando objetos tridimensionales, como protones y neutrones, y con
frecuencia se burlan de los colegas que teorizan en más dimensiones. No
obstante, con esta nueva dualidad entre gravedad y teoría de gauge, de pronto
estos físicos se hallaban tratando de aprenderlo todo sobre teoría de cuerdas
en diez dimensiones, que podría representar la clave para entender la fuerza nuclear
en cuatro dimensiones.
Esta extraña dualidad aún nos tenía reservado otro
acontecimiento inesperado, denominado «principio holográfico». Los hologramas
son láminas de plástico bidimensionales que han sido especialmente codificadas
con la imagen de un objeto tridimensional. Al iluminar una con un rayo láser,
esta imagen aparece de pronto. En otras palabras, toda la información necesaria
para crear una imagen tridimensional ha sido codificada en una lámina plana,
bidimensional, con el uso de láseres, como la imagen de la princesa Leia
proyectada por R2-D2 o la mansión encantada de Disneylandia, en la que
fantasmas tridimensionales flotan a nuestro alrededor.
Este principio también funciona para los agujeros negros.
Como vimos antes, si tiramos una enciclopedia a un agujero negro, la
información contenida en los libros no puede desaparecer, según la mecánica
cuántica. Pero ¿adónde va entonces toda ella? Una teoría postula que se
distribuye en la superficie del horizonte de sucesos del agujero negro. Así, la
superficie (que es bidimensional) de un agujero negro contiene toda la
información de todos los objetos tridimensionales que han caído en él.
Esto tiene también implicaciones en nuestra concepción de la
realidad. Estamos convencidos, desde luego, de que somos objetos
tridimensionales que pueden moverse en el espacio, definido por tres números:
longitud, anchura y altura. Pero puede que esto sea una ilusión y quizá vivamos
en un holograma.
Puede que el mundo tridimensional que experimentamos no sea
más que una sombra del mundo real, que, en realidad, tiene diez u once
dimensiones. Cuando nos movemos en las tres dimensiones del espacio, es, en
realidad, nuestra verdadera identidad moviéndose en diez o en once dimensiones.
Cuando caminamos por la calle, nuestra sombra nos sigue y se mueve como
nosotros, salvo que la sombra existe en dos dimensiones. Del mismo modo, quizá
nosotros seamos sombras tridimensionales, pero nuestra verdadera identidad se
esté moviendo en diez o en once dimensiones.
En resumen, vemos que, con el tiempo, la teoría de cuerdas
ha ido revelando resultados nuevos y completamente inesperados. Y esto
significa que aún no entendemos bien los principios básicos que hay tras ella.
Puede que, en última instancia, la teoría de cuerdas no sea en absoluto una
teoría sobre cuerdas, ya que las cuerdas se pueden expresar como membranas
cuando se formulan en once dimensiones.
Por eso es prematuro comparar la teoría de cuerdas con los
experimentos. Cuando hayamos revelado los verdaderos principios que hay detrás
de ella, puede que hallemos una forma de comprobarla, y quizá entonces podamos
decir, de una vez por todas, si es una teoría del todo o una teoría de la nada.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 119
Algunos nobeles han tomado posturas opuestas en esta
cuestión. Sheldon Glashow escribió al respecto: «Años de intensos trabajos por
parte de docenas de las mejores y más brillantes mentes no han producido una
sola predicción comprobable, ni se espera que la haya pronto»
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 114
La teoría de cuerdas ha sido objeto de diversos reproches.
Los críticos han afirmado que no es más que bombo; que la belleza en sí misma
es un indicador poco fiable en física; que la teoría predice demasiados
universos; y, lo más importante, que no es verificable.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 122
Los críticos afirman que la teoría de cuerdas tiene unas
matemáticas hermosas, pero esto puede no tener relación alguna con la realidad
física. Esta crítica puede guardar cierta validez, pero hay que comprender que
algunos aspectos de la teoría de cuerdas, como la supersimetría, no son
inútiles ni están exentos de aplicaciones físicas. Aunque aún no se han hallado
pruebas de la supersimetría, se ha demostrado que esta es esencial para
eliminar muchos de los defectos de la teoría cuántica; al anular bosones con
fermiones, nos permite resolver un problema histórico, eliminar las
divergencias que afectan a la gravedad cuántica.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 124
No todas las teorías bellas tienen aplicación física, pero
todas las teorías fundamentales de la física halladas hasta ahora, sin
excepción, incorporan cierta belleza o simetría.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 124
La principal crítica que se ha planteado a la teoría de
cuerdas es que no se puede verificar.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 124
La principal crítica que se ha planteado a la teoría de
cuerdas es que no se puede verificar. La energía que poseen los gravitones se
denomina «energía de Planck», que es mil billones de veces superior a la que
produce el LHC. ¡Imagine tratar de construir un acelerador de partículas mil
billones de veces mayor que el actual! Es probable que se necesitase uno del
tamaño de la galaxia para poder comprobar la teoría de forma directa.
Es más, cada solución de la teoría de cuerdas es todo un
universo, y parece haber un número infinito de soluciones. Para poder comprobar
directamente la teoría, ¡sería necesario crear miniuniversos en un laboratorio!
En otras palabras, solo un dios puede comprobar directamente la teoría, ya que
se basa en universos, no en átomos ni en moléculas.
Así que, en principio, parece que la teoría de cuerdas no
pasa la prueba de fuego para cualquier otra, la verificabilidad. Pero esto no
arredra a sus defensores. Como ya hemos establecido, la mayoría de la ciencia
se hace de manera indirecta, examinando los ecos del Sol, del Big Bang,
etcétera
Asimismo, buscamos ecos de la décima y la undécima
dimensión. Quizá las pruebas de la teoría de cuerdas estén ocultas a nuestro
alrededor, pero debemos estar atentos a sus ecos, en lugar de tratar de
observarlos directamente.
Por ejemplo, un posible signo del hiperespacio es la
existencia de materia oscura. Hasta hace poco, se creía que el universo estaba
compuesto sobre todo por átomos, pero los astrónomos han hallado, para su
sorpresa, que solo el 4,9 por ciento son átomos como el hidrógeno y el helio.
En realidad, la mayor parte del universo está oculto para nosotros en la forma
de materia y energía oscuras (recordemos que son dos cosas distintas. El 26,8
por ciento del universo está compuesto de materia oscura, que es materia
invisible que rodea las galaxias e impide que se disgreguen; mientras que el
68,3 por ciento del universo está compuesto de energía oscura, que es aún más
misteriosa, la energía del espacio vacío que está alejando las galaxias unas de
otras). Quizá las pruebas de la teoría del todo estén ocultas en este universo
invisible.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 124
La materia oscura es extraña e invisible y, sin embargo,
mantiene unida la Vía Láctea. Sin embargo, como tiene peso pero no carga, si se
intentase sostener en la mano se escurriría entre los dedos como si esta no
estuviese ahí. Caería, atravesaría el suelo y también el centro de la Tierra, y
llegaría hasta el otro lado del planeta, donde la gravedad acabaría por
invertir su dirección y hacer que cayera otra vez hacia la mano que la
intentaba sostener. Y volvería a oscilar entre esta y el otro lado del planeta,
como si la Tierra no estuviese ahí. Por extraña que sea la materia oscura,
sabemos que tiene que existir
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 125
Actualmente, las partículas masivas de interacción débil
(más conocidas como WIMP, por sus siglas en inglés) son las candidatas más
firmes para ser materia oscura. Entre ellas, una posibilidad es el fotino, el
compañero supersimétrico del fotón. Esta partícula es estable, tiene masa, es
invisible y no tiene carga, lo cual se ajusta con precisión a las
características de la materia oscura.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 126
Para un teórico, todas estas críticas son incómodas, pero no
terribles. Lo que, en cambio, sí le causa problemas es que el modelo parezca
predecir un multiverso de universos paralelos, muchos de los cuales son aún más
descabellados que los que pasan por la imaginación de un guionista de
Hollywood. La teoría de cuerdas tiene un número infinito de soluciones, cada
una de las cuales describe una teoría de la gravitación finita y lógica, que no
se parece en absoluto a nuestro universo. En muchos de estos universos
paralelos, el protón no sería estable, sino que se desintegraría en una inmensa
nube de electrones y neutrinos. Además, la materia compleja que nosotros
conocemos (los átomos y las moléculas) no puede existir, sino que consiste
únicamente en un gas de partículas subatómicas. (Se podría afirmar que estos
universos alternativos no son más que posibilidades matemáticas y que no son
reales. Pero el problema es que la teoría carece de poder de predicción, ya que
no puede decirnos cuál de estos universos alternativos es el real).
Este problema no es, en realidad, exclusivo de la teoría de
cuerdas. Por ejemplo, ¿cuántas soluciones hay para las ecuaciones de Newton, o
para las de Maxwell? El número es infinito, según lo que uno esté estudiando.
Si partimos de una bombilla o un láser y resolvemos las ecuaciones de Maxwell,
hallaremos una solución única para cada instrumento. Así, las teorías de uno y
otro tienen también un número infinito de soluciones, en función de las
condiciones iniciales, esto es, de la situación a partir de la cual empezamos.
Es probable que este problema sea común a cualquier teoría
del todo, que tendrá un número infinito de soluciones en función de las
condiciones iniciales. Pero ¿cómo se determinan estas para todo el universo?
Esto significa tener que introducir a mano, desde fuera, las condiciones del
Big Bang.
Muchos físicos consideran que eso es hacer trampas. Lo ideal
es que sea la propia teoría la que dé las condiciones que originaron el Big
Bang, que la teoría nos lo diga todo, incluidas la temperatura, la densidad y
la composición del momento original. Una teoría del todo debería contener en sí
misma, de algún modo, sus propias condiciones iniciales.
Dicho de otra forma, queremos una predicción única del
principio del universo. Así, la teoría de cuerdas tiene un problema de exceso.
¿Puede predecir nuestro universo? Sí, y eso es una afirmación sensacional, pues
ha sido la meta de los físicos durante casi un siglo. Pero ¿puede predecir solo
un universo? Es probable que no. Esto es lo que se llama el «problema del
paisaje» de la teoría de cuerdas.
Este problema tiene varias posibles soluciones, ninguna de
las cuales es ampliamente aceptada. La primera es el principio antrópico, según
el cual nuestro universo es especial porque, para empezar, nosotros somos seres
conscientes y estamos aquí debatiendo esta cuestión. En otras palabras, podría
haber un número infinito de universos, pero el nuestro es el único que tiene
las condiciones necesarias para hacer posible la vida inteligente. Las
condiciones iniciales del Big Bang están fijadas en el principio del tiempo, de
forma que actualmente pueda haber vida inteligente. Los otros universos podrían
no poseer vida consciente.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 131
He estado trabajando en la teoría de cuerdas desde 1968, así
que, por supuesto, tengo mi punto de vista al respecto. Se mire como se mire,
la forma última de la teoría aún está por revelarse, por lo que es prematuro
comparar la teoría de cuerdas con el universo actual. Una de las
características de la teoría de cuerdas es que está evolucionando hacia atrás,
hacia sus fundamentos, y va descubriendo nuevas matemáticas y nuevos conceptos
por el camino. Alrededor de cada década hay una nueva revelación que cambia
nuestro punto de vista en lo que respecta a la naturaleza de esta teoría. He
sido testigo de tres de estas sobrecogedoras revoluciones. Y, sin embargo, aún
no hemos sido capaces de expresar la teoría de cuerdas en su forma completa;
todavía no conocemos sus principios fundamentales definitivos. Solo cuando los
descubramos podremos examinarla a la luz de los resultados experimentales.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 134
Personalmente, yo creo que aún no hemos llegado al piso
inferior, ya que cada vez que analizamos esta teoría descubrimos nuevos niveles
matemáticos. Creo que aún hay más capas que revelar antes de llegar a su forma
definitiva. Dicho de otro modo, la teoría es más inteligente que nosotros.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 134
Es posible expresar toda la teoría de cuerdas en términos de
teoría de campo de cuerdas mediante una ecuación de poco más de dos
centímetros. Pero, para diez dimensiones, necesitamos cinco ecuaciones como
esa.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 135
Personalmente, yo creo que el pesimismo de muchos
científicos puede llevarlos por el mal camino, porque las pruebas de la teoría
podrían no encontrarse en un gigantesco acelerador de partículas, sino en el
hallazgo de la formulación matemática definitiva de la teoría.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 136
Lo que quiero decir es que quizá no necesitamos en absoluto
una prueba experimental de la teoría de cuerdas. Una teoría del todo es también
una teoría de todo lo ordinario. Si podemos derivar la masa de los quarks y de
otras partículas subatómicas conocidas a partir de principios fundamentales,
esa podría ser una prueba convincente de que estamos ante la teoría definitiva.
El problema no es en absoluto experimental. El modelo
estándar tiene una veintena de parámetros libres que se introducen a mano (como
la masa de los quarks y la fuerza de sus interacciones). Tenemos abundantes
datos experimentales sobre las masas y las interacciones de las partículas
subatómicas. Si la teoría de cuerdas pudiera calcular con precisión estas
constantes fundamentales a partir de principios básicos, sin hacer hipótesis
alguna, esto demostraría, en mi opinión, su corrección. Sería realmente un
acontecimiento histórico que los parámetros conocidos del universo surgieran de
una única ecuación.
Pero, cuando tengamos esta ecuación de poco más de dos
centímetros, ¿qué haremos con ella? ¿Cómo podemos eludir el problema del
paisaje?
Una posibilidad es que muchos de estos universos sean
inestables y se desintegren en el nuestro. Recordemos que el vacío, lejos de
ser algo aburrido e indiferenciado, está en realidad repleto de universos
burbuja que aparecen y desaparecen de repente, como en un baño de burbujas.
Hawking lo llamaba la «espuma del espacio-tiempo». La mayor parte de estos
minúsculos universos burbuja son inestables; saltan fuera del vacío y de nuevo
dentro de él.
Del mismo modo, cuando hallemos la formulación definitiva de
la teoría, se podrá demostrar que la mayor parte de estos universos
alternativos son inestables y se desintegran en el nuestro. Por ejemplo, la
escala de tiempo natural para estos universos burbuja es el tiempo de Planck,
10−43 segundos, un intervalo increíblemente breve. La mayor parte de universos
viven solo durante ese instante, pero la edad del nuestro es de 13 800 millones
de años, lo cual es, en comparación, astronómicamente mayor que la vida de la
mayoría en esta formulación. Dicho de otro modo, quizá nuestro universo sea
especial entre la infinidad del paisaje, pues los ha superado en duración a
todos, y por eso estamos nosotros hoy aquí, planteándonos esta cuestión.
Pero ¿qué hacemos si la última ecuación resulta ser tan
compleja que es imposible de resolver a mano? Parecerá entonces imposible
demostrar que nuestro universo es especial entre todos los demás. En ese
momento, creo que tendremos que recurrir a un ordenador. Es el camino que hemos
tomado para la teoría del quark. Recordemos que la partícula de Yang-Mills
actúa como un pegamento para enlazar los quarks en un protón. Sin embargo,
después de cincuenta años, nadie ha podido demostrar esto matemáticamente de
forma rigurosa. De hecho, muchos físicos han abandonado la esperanza de
lograrlo. Pero las ecuaciones de Yang-Mills se han resuelto en un ordenador.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 136
Estoy seguro de que acabaremos encontrando la teoría del
todo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 138
Einstein se desesperaba por hallar respuestas a preguntas
sobre el sentido de la vida, pero su pensamiento acerca de Dios estaba claro:
un problema, según escribió, es que en realidad hay dos tipos de Dios, y
solemos confundirlos. En primer lugar, está el Dios personal, aquel al que se
reza, el Dios de la Biblia, que aniquila a los filisteos y premia a los
creyentes. Él no creía en ese Dios. No creía que el Dios que creó el universo
interfiriese en los asuntos de los simples mortales.
Sí creía, sin embargo, en el Dios de Spinoza, es decir, el
Dios del orden en un universo que es bello, simple y elegante. El universo
podría ser feo, aleatorio y caótico, pero también tiene un orden oculto que es
misterioso y, sin embargo, profundo.
Como analogía, Einstein dijo una vez que se sentía como un
niño entrando en una inmensa biblioteca. Estaba rodeado de montañas de libros
con respuestas a los misterios del universo. Su meta en la vida era, de hecho,
poder leer unos pocos capítulos de esos libros.
Sin embargo, dejó abierta esta cuestión: si el universo es
como una inmensa biblioteca, ¿tiene un bibliotecario? ¿Quién fue el autor de
esos libros? Dicho de otro modo: si la teoría del todo puede explicar todas las
leyes físicas, ¿de dónde vino esa ecuación?
Y había otra pregunta que impulsaba a Einstein: ¿tuvo Dios
elección al crear el universo?
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 140
En la teoría original de Einstein, el universo se expandió
casi al instante. Pero, en la teoría de los multiversos, el nuestro no es más
que una burbuja que coexiste con otros universos burbuja, que se están creando
constantemente. Si esto es así, quizá el tiempo no empezó a existir de repente
con el Big Bang, sino que había un tiempo antes del principio de nuestro
universo. Cada universo nació en un breve momento de tiempo, pero el número de
aquellos en el multiverso podría ser eterno. Así, la teoría del todo deja
abierta la cuestión de la existencia de Dios.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 141
Santo Tomás de Aquino, el gran teólogo católico del siglo
XIII, postuló cinco famosos argumentos para la existencia de Dios. Son
interesantes porque, incluso en el presente, siguen suscitando profundas
cuestiones acerca de la teoría del todo.
Dos son en realidad redundantes, así que pueden reducirse a
tres argumentos:
1.
Cosmológico: los objetos se mueven porque son
empujados; es decir, algo los pone en movimiento. Pero ¿cuál es el primer motor
o primera causa que puso el universo en movimiento? Debe de ser Dios.
2.
Teleológico: a nuestro alrededor vemos objetos
de gran complejidad y sofisticación, pero, en última instancia, todo diseño
precisa de un diseñador. El primer diseñador fue Dios.
3.
Ontológico: Dios, por definición, es el ser más
perfecto imaginable. Se puede imaginar que no existe. Pero, si Dios no
existiera, no sería perfecto, por tanto, debe existir.
Estas pruebas de la existencia de Dios perduraron durante
cientos de años. No fue hasta el siglo XIX cuando Immanuel Kant halló un
defecto en el argumento ontológico, porque la perfección y la existencia son
dos categorías independientes. Que algo sea perfecto no implica necesariamente
que exista.
No obstante, los otros dos argumentos deben volver a
examinarse a la luz de la ciencia moderna y de la teoría del todo. El análisis
del argumento teleológico no tiene complicaciones. A nuestro alrededor, miremos
donde miremos, vemos objetos de gran complejidad, pero la sofisticación de las
formas de vida que nos rodean puede explicarse por la evolución. Con suficiente
tiempo, el azar puro puede impulsar la evolución mediante la supervivencia del
más apto, de manera que diseños más sofisticados surgen aleatoriamente a partir
de otros más sencillos. No es necesario un primer diseñador de la vida.
En cambio, el análisis del argumento cosmológico no está tan
claro. Los físicos actuales pueden hacer retroceder la película y demostrar que
el universo empezó cuando un Big Bang lo puso en movimiento. Sin embargo, para
retroceder antes de ese momento, tenemos que utilizar la teoría del multiverso.
Pero, si asumimos que esta teoría explica de dónde vino el Big Bang, entonces
tenemos que preguntarnos: ¿y de dónde vino el multiverso? Finalmente, si se
afirma que este es una consecuencia lógica de la teoría del todo, habremos de
preguntarnos: ¿de dónde viene la teoría del todo?
Llegados a este punto, la física se detiene y empieza la
metafísica. La física no dice nada sobre la procedencia de las leyes de la
física. Así, el argumento cosmológico de santo Tomás de Aquino acerca del primer
motor o primera causa sigue siendo relevante, incluso hoy.
La principal característica de cualquier teoría del todo es,
probablemente, su simetría. Pero ¿de dónde viene esta simetría? Sería un
subproducto de profundas verdades matemáticas. Y ¿de dónde viene la matemática?
Sobre esta cuestión, la teoría del todo guarda de nuevo silencio.
Preguntas suscitadas por un teólogo católico hace
ochocientos años siguen siendo pertinentes, a pesar de nuestros enormes avances
en la comprensión del origen de la vida y del universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 141
Ordenado y simple. Me resulta muy fascinante que todas las
leyes conocidas del universo físico se puedan resumir en una única hoja de
papel. Este papel contiene
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 143
El universo es un lugar extraordinariamente bello, ordenado
y simple. Me resulta muy fascinante que todas las leyes conocidas del universo
físico se puedan resumir en una única hoja de papel. Este papel contiene la
teoría de la relatividad de Einstein. El modelo estándar es más complicado, y
ocupa la mayoría de la página con su muestrario de partículas subatómicas, que
pueden describir todo el universo conocido, desde el interior del protón hasta
los propios límites del universo visible. Dada la absoluta brevedad de esta
hoja de papel, es difícil no llegar a la conclusión de que todo esto se
planificó, de que su elegante proyecto es una muestra de la mano de un
diseñador cósmico. Para mí, este es el argumento más sólido para la existencia
de Dios.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 143
Yo creo que la teoría del todo existe porque es la única
teoría matemáticamente coherente.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 144
Si estoy en lo cierto, no hay elección. Solo una ecuación
puede describir el universo, porque todas las demás son matemáticamente
incoherentes.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 145
Si estoy en lo cierto, no hay elección. Solo una ecuación
puede describir el universo, porque todas las demás son matemáticamente
incoherentes.
Así, la ecuación definitiva del universo es única. Puede
haber un número infinito de soluciones para esta ecuación maestra, que nos den
un paisaje de soluciones, pero la propia ecuación es única.
Esto arroja cierta luz sobre otra cuestión: ¿por qué hay
algo en lugar de nada?
En la teoría cuántica, la nada absoluta no existe. Hemos
visto que no hay oscuridad total, así que los agujeros negros son, en realidad,
grises, y deben evaporarse. Asimismo, al resolver la teoría cuántica, hallamos
que la menor energía no es cero. Por ejemplo, no es posible alcanzar el cero
absoluto, porque los átomos, en su estado de energía cuántico más bajo, siguen
vibrando (del mismo modo, según la mecánica cuántica, no se puede alcanzar este
valor, porque siempre tenemos la energía del punto cero, esto es, las
vibraciones cuánticas más bajas. Un estado de vibración cero infringiría el
principio de incertidumbre, ya que la energía cero es un estado de
incertidumbre cero, que no es posible).
Y ¿de dónde vino entonces el Big Bang? Lo más probable es
que de una fluctuación cuántica de la Nada. Incluso la Nada, o un vacío puro,
está repleta de partículas de materia y antimateria que continuamente saltan
fuera del vacío y colapsan de nuevo en el vacío. Así es como algo salió de la
Nada.
Hawking, como hemos visto, llamaba a esto la «espuma del
espacio-tiempo»; es decir, un hervidero de diminutos universos burbuja
apareciendo y desapareciendo continuamente en el vacío. Nunca vemos esta espuma
del espacio-tiempo porque cada burbuja es mucho más pequeña que cualquier
átomo. Pero, de vez en cuando, una de ellas no desaparece, sino que continúa
expandiéndose, hasta inflarse y crear todo un universo.
Entonces ¿por qué hay algo en lugar de nada? Porque, en su
origen, nuestro universo vino de las fluctuaciones cuánticas en la Nada. A
diferencia de otras innumerables burbujas, la nuestra saltó de la espuma del
espacio-tiempo y siguió expandiéndose.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 145
La idea del multiverso nos permite combinar la mitología de
la creación del cristianismo con el Nirvana del budismo en una única teoría
compatible con las leyes físicas conocidas.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 147
Lo que yo creo es que nosotros mismos creamos nuestro propio
significado en el universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 147
Es difícil sostener que el universo tiene sentido si va a
acabar por morir. En cierto modo, la física contiene la sentencia de muerte del
universo.
Michio Kaku
La ecuación de Dios, página 148
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