Físicos crean una teoría que une la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica
Una teoría que contemple a estos dos modelos, considerados completamente incompatibles, ha sido uno de los grandes problemas de la física moderna.
La física moderna se sostiene sobre dos pilares teóricos tan fundamentales como contradictorias y, aparentemente, irreconciliables: la teoría de la relatividad general, postulada por el físico alemán Albert Einstein, y la mecánica cuántica. La primera describe la materia en una escala cósmica y la segunda en una escala subatómica.
Sin embargo, ahora, un equipo de físicos del University College London (UCL) en EE. UU., liderado por el profesor Jonathan Oppenheim, sostiene haber creado una teoría definitiva que concilia consistentemente estos dos teorías sólidas sin discrepancias, aparentemente.
Los detalles de esta 'teoría del todo' se describen en un reciente artículo, publicado este 5 de diciembre en la revista Physical Review X (PRX).
Nuestra comprensión del universo se basa en las teorías de la relatividad general y la mecánica cuántica, dos teorías que serían irreconciliables, según la mayoría de físicos. Foto: Quanta Magazine
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Un 'universo tambaleante'
La teoría de la relatividad, considerada física clásica, explica el movimiento de las galaxias, estrellas y planetas a causa de la curvatura del espacio-tiempo, que produce el efecto denominado gravedad. Según esta propuesta, además, los eventos son continuos y deterministas, es decir, cada causa tiene un efecto y, por lo tanto, pueden ser predichos con gran precisión.
La mecánica cuántica, por otro lado, explica el mundo de lo infinitamente pequeño —es decir, el mundo de las partículas— mediante otras tres fuerzas fundamentales, aparte de la gravitatoria. Estas son la fuerza electromagnética, fuerte y débil.
La gran mayoría de científicos considera por consenso que la mecánica cuántica es la teoría física que lo explica casi todo en el universo. Por esa misma razón, estos aseguran que, en algún momento, la teoría de la relatividad, que es muy específica, deberá adecuarse, en algún momento, a los principios de la mecánica cuántica, y no al revés.
Sin embargo, el reciente postulado de Oppenheim, denominado “teoría poscuántica de la gravedad clásica”, desafía este consenso científico.
Según el experto, en lugar de modificarse las reglas del espacio-tiempo, se debe cambiar la teoría cuántica, de tal manera que genere "fluctuaciones aleatorias y violentas en el espacio-tiempo", como si fuese una especie de 'universo tambaleante'.
Estas fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo ocasionaría que el peso aparente de los objetos sea impredecible con el paso del tiempo, una característica que podría determinarse con los instrumentos de medición más precisos en un experimento, como indica un estudio de Nature, publicado por los colegas de Oppenheim en paralelo.
“La velocidad a la que fluye el tiempo cambia aleatoriamente y fluctúa en el tiempo”, señaló Oppenheim a The Guardian, quien destaca que, pese a ello, el tiempo nunca iría en reversa. “Imaginarlo en tu cabeza es bastante difícil”.
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Críticas a la 'teoría del todo'
“Los experimentos para probar la naturaleza del espacio-tiempo requerirán un esfuerzo a gran escala, pero son de gran importancia desde la perspectiva de comprender las leyes fundamentales de la naturaleza", dijo Sougato Bose, físico y astronómo de la UCL, que no fue partícipe del estudio.
"Creo que estos experimentos están a nuestro alcance; son cosas difíciles de predecir, pero tal vez sepamos la respuesta dentro de los próximos 20 años”, añadió.
"Las especulaciones son bienvenidas, sobre todo, si pueden probarse experimentalmente", afirmó, por otro lado, el físico teórico italiano Carlo Rovelli, uno de los principales defensores de la teoría de cuerdas, una teoría completamente opuesta.
“Pero la mayoría de las especulaciones resultan erróneas. Creo que es bueno que Oppenheim explore esta posibilidad, aunque no sea muy plausible, pero las grandes afirmaciones sobre una 'nueva teoría que une la gravedad de Einstein con la mecánica cuántica' me parecen un poco exageradas”, apuntó.
