Como un poco de espuma en la cresta de una ola oceánica, nuestro universo observable puede no ser más que una astilla sentada dentro del borde de una burbuja que se expande constantemente hacia una dimensión superior.
Si bien esta idea alucinante puede sonar como algo salido del sueño febril de un físico, en realidad es un nuevo esfuerzo por reconciliar las matemáticas de la teoría de cuerdas con la realidad de la energía oscura, una fuerza cósmica misteriosa y omnipresente que actúa en oposición a la gravedad
La teoría de cuerdas es un intento de unir los dos pilares de la física del siglo XX: la mecánica cuántica y la gravedad, al postular que todas las partículas son cadenas unidimensionales cuyas vibraciones determinan propiedades como la masa y la carga. La teoría ha sido descrita como matemáticamente hermosa, y durante mucho tiempo ha sido uno de los principales contendientes de lo que los científicos llaman Teoría del Todo, lo que significa un marco para explicar toda la física, popularizada en libros como The Elegant Universe (Norton, de Brian Greene). 1999).
Pero los teóricos de cuerdas se han perdido últimamente en un laberinto de sus propias especulaciones. Muchas versiones de la teoría de cuerdas requieren que la realidad consista en 10 o más dimensiones: las tres de espacio y una de tiempo que normalmente experimentamos, además de muchas otras que se acumulan en un punto extremadamente apretado. La forma exacta en que se configuran esas dimensiones adicionales determina las características del universo que percibimos.
A principios de la década de 2000, los investigadores se dieron cuenta de que la teoría de cuerdas permitía la existencia de universos únicos de hasta 10 ^ 500 (ese es el número 1 seguido de 500 ceros), creando un paisaje multiverso en el que nuestro universo particular era solo una pequeña subsección, como Live Ciencia previamente reportada. Pero las ecuaciones de la teoría de cuerdas también produjeron universos hipotéticos carentes de energía oscura, que los astrónomos descubrieron en la década de 1990 y que actualmente está acelerando la expansión del cosmos.
A principios de este año, los investigadores dieron un duro golpe a la teoría de cuerdas al sugerir que ninguno de los casi innumerables universos que describe en realidad contiene energía oscura tal como la conocemos. "Está cada vez más claro que los modelos propuestos hasta ahora en la teoría de cuerdas para describir la energía oscura sufren problemas matemáticos", Ulf Danielsson, coautor de un nuevo artículo publicado el 27 de diciembre en la revista Physical Review Letters y un físico teórico en Uppsala Universidad de Suecia, dijo a Live Science.
El problema básico, dijo Danielsson, es que las ecuaciones que gobiernan la teoría de cuerdas dicen que cualquier universo con nuestra versión de energía oscura debería desintegrarse rápidamente y desaparecer. "Nuestra idea es convertir este problema en una virtud", dijo.
Junto con sus colegas, construyó un modelo en el que el proceso que causa la descomposición de estos universos impregnados de energía oscura en realidad impulsa la inflación de burbujas hechas de muchas dimensiones. Vivimos dentro del límite de una de estas burbujas en expansión y "la energía oscura es ... inducida de manera sutil a través de la interacción entre las paredes de burbujas en las que vivimos y las dimensiones superiores", escribió Danielsson en una publicación de blog que describe la nueva teoría. .
El Big Bang, cuando nació nuestro cosmos, se convierte en el momento en que esta burbuja comenzó a expandirse, según Danielsson. Las partículas en nuestro universo son simplemente los puntos finales de las cadenas que se extienden a dimensiones adicionales. Danielsson y sus colegas están interesados en verificar si su modelo es compatible con otros aspectos conocidos de la física. Y la hipótesis podría servir para ayudar a los físicos a hacer predicciones observables sobre el universo temprano y los agujeros negros, dijo Danielsson.
Pero otros investigadores no lo están comprando.
"Esta es una ficción matemática que tiene cero pruebas experimentales que lo respalden", dijo Sabine Hossenfelder, física del Instituto de Estudios Avanzados de Frankfurt en Alemania, a Live Science.
Hossenfelder ha criticado gran parte de la última pontificación en física fundamental, y el año pasado publicó un libro llamado Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Los teóricos de cuerdas proponen una cantidad aparentemente interminable de construcciones matemáticas que no tienen una relación conocida con la observación", dijo.
Pero Danielsson no cree que la teoría de cuerdas sea indetectable para siempre, y que los debates actuales que la rodean ya están proporcionando algunos controles sobre la teoría. "Si resulta que la teoría de cuerdas no puede producir energía oscura del tipo que observamos, entonces la teoría de cuerdas no solo se prueba, se demuestra que está equivocada", dijo.
