El cisma de la f¨ªsica

En el macrocosmos la ¨²nica fuerza relevante es la gravitaci¨®n, es decir, la curvatura del espaciotiempo. Las dem¨¢s fuerzas o se anulan o no superan las distancias. Cuando, por el contrario, escudri?amos el microcosmos, la gravitaci¨®n es irrelevante, como si no existiera. A la escala del ¨¢tomo la fuerza electromagn¨¦tica, por ejemplo, es 1040 veces m¨¢s fuerte que la gravedad. La gravedad es simplemente ignorada en la f¨ªsica de part¨ªculas.

La mejor teor¨ªa de la gravitaci¨®n de que disponemos es la teor¨ªa general de la relatividad, una teor¨ªa geom¨¦trica de la curvatura del espaciotiemp6en funci¨®n de la distribuci¨®n de la materia. Por eso subyace a toda la cosmolog¨ªa actual.

La mejor teor¨ªa del microcosmos de que disponemos es el llamado modelo est¨¢ndar de la f¨ªsica de part¨ªculas, regido por las reglas de la mec¨¢nica cu¨¢ntica y basado en 6 septones y 6 quarks (y sus correspondientes antipart¨ªculas) que interaccionan entre s¨ª mediante el intercambio de bosones mensajeros (fotones, bosones W y Z, y gluones).

Ambas teor¨ªas est¨¢n muy bien corroboradas emp¨ªricamente, aunque la teor¨ªa general de la relatividad no ha sido sometida a test directos en campos gravitatorios intensos (donde hace sus predicciones m¨¢s espectaculares) ni se han captado las previstas ondas gravitacionales. El modelo est¨¢ndar de la f¨ªsica de part¨ªculas ha sido un ¨¦xito experimental, excepto en lo relativo al campo de Higgs. Los bosones de Higgs son necesarios para romper la simetr¨ªa electrod¨¦bil a bajas temperaturas y para conferir masa a las part¨ªculas, pero hasta ahora no han podido ser detectados.

Cada una de estas dos teor¨ªas supremas de la f¨ªsica actual tiene sus propios problemas internos. La teor¨ªa general de la relatividad tiene que bregar con las singularidades, especialmente las desnudas. La mec¨¢nica cu¨¢ntica est¨¢ aquejada por los problemas de la no localidad y- de la medici¨®n. Este ¨²ltimo se refiere a su incapacidad para describir y dar cuenta de lo que ocurre en la interacci¨®n entre el aparato de medida y el sistema estudiado.

Si cada una de las dos grandes teor¨ªas presenta de por s¨ª dificultades internas, cuando se junta, el problema es mucho mayor: no s¨®lo hablan lenguajes distintos, sino que son francamente incompatibles. La soluci¨®n m¨¢s sencilla consiste en no juntarlas. (Si te duele cuando te tocas, no te toques). En esa situaci¨®n cism¨¢tica estamos. De todos modos, cuando descendemos a la escala de Planck, la promiscuidad es inevitable. La longitud de Planck es 10-35 metros. El tiempo de Planck es lo que tarda la luz en atravesar la distancia de Planck, 10 -43 segundos.

Si, yendo hacia atr¨¢s (hacia el big bang) en el tiempo traspasamos la frontera de Planck, la teor¨ªa general de la relatividad ya no nos sirve. La estructura continua del espaciotiempo estalla en algo mucho m¨¢s salvaje y desgarrado, que a¨²n no acertamos a entender.. Si, yendo hacia dentro en el espacio, penetrarnos en las intimidades del vac¨ªo, nos encontramos tambi¨¦n con misterios indescifrados. Seg¨²n Wheeler, el espaciotiempo se transforma en una espuma efervescente de agujeros negros. Seg¨²n Coleman y Hawking, est¨¢ carcomido por el hormigueo de los agujeros de gusano. Es el pintar como el querer.

La incompatibilidad de la teor¨ªa general de la relatividad con la f¨ªsica cu¨¢ntica de part¨ªculas es el mayor esc¨¢ndalo de la ciencia actual y el mayor rompecabezas de los f¨ªsicos. -Superar el cisma, encontrar una teor¨ªa unificada de todas las fuerzas y todas las escalas: he aqu¨ª el santo grial de la f¨ªsica te¨®rica. Esforzados paladines de la gravedad cu¨¢ntica, la supergravedad, la supersimetr¨ªa y las supercuerdas cabalgan en su b¨²squeda. Witten descubri¨® el a?o pasado la "dualidad", que introduce un principio de simetr¨ªa entre diversas formulaciones de la teor¨ªa de supercuerdas. ?Un destello del grial?

Jes¨²s Moster¨ªn es catedr¨¢tico catedr¨¢tico de Filosof¨ªa, Ciencia y Sociedad en el CSIC.