La media hostia

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Resulta que muchas de las discrepancias que los físicos encuentran a la hora de encontrar una teoría unificada para explicar el universo tanto a escala relativista como a escala cuántica desaparecen si demostramos que el universo se inició en una sola dimensión, y las tres que conocemos aparecieron tras su expansión y su enfriamiento.

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Es el atrevido concepto tras la teoría del físico Dejan Stojkovic y sus colegas de la Universidad de Buffalo, propuesta en 2010. Sugieren que el universo temprano, tras estallar en el Big Bang de un sólo punto de densidad infinita, evolucionó en una sola dimensión, como una línea recta, antes de expandirse en dos dimensiones, como una hoja de papel, y más tarde en tres, tal y como conocemos el mundo.


Por supuesto, la idea de una línea recta tiene mucho de metafórico, dado que se necesitan al menos dos dimensiones para saber si una línea es recta. Pero ayuda a formarse una imagen mental de la idea.

La novedad es un informe en Physical Review Letters escrito junto al físico de la Universidad de Marymount Jonas Mureika, donde describen una prueba práctica que podría demostrar o invalidar la hipótesis de un universo de una sola dimensión.

Dado que la luz tarda tiempo en llegar a la tierra desde el espacio, un telescopio apuntando al espacio profundo en realidad está observando el pasado. Según las ecuaciones previstas por Stojkovic, las ondas gravitacionales no pueden existir en un espacio de una o dos dimensiones. De ahí que si, por ejemplo, la antena LISA planeada como observatorio gravitacional internacional, no detectase ondas gravitatorias a partir de cierta distancia, eso significaría que en efecto en un momento dado el universo ha tenido menos de tres dimensiones. Por desgracia aún quedan años para que LISA llegue a estar disponible, si es que la crisis permite que alguna vez lo esté.

La idea es que la dimensionalidad del espacio depende del tamaño del mismo que seamos capaces de observar. A menor tamaño, menos dimensiones. Quién sabe si tras una expansión mayor, se abra ante nosotros una cuarta dimensión, si es que no lo está haciendo ya.

Existen más evidencias experimentales de la posible existencia de porciones de espacio con menos dimensiones. En concreto, hay científicos que han observado que el flujo de partículas procedentes de rayos cósmicos que exceden el teraelectronvoltio de energía (el nivel de energía supuesto para el universo temprano) se alinean en un plano de dos dimensiónes.

Así que si altas energías se corresponden con espacios de menos dimensiones, tal y como sugiere la teoría de las dimensiones menguantes, los investigadores del acelerador de partículas LHC deberían observar que las partículas resultantes de una colisión también se esparcen en un plano cuando esos niveles de energía son utilizados.

La teoría, de demostrarse correcta, permitiría explicar importantes dudas de la física de partículas actual.

Por ejemplo, la incompatibilidad entre la física cuántica y la relatividad general. La física cuántica es buena describiendo el universo a escala atómica, mientras que la relatividad lo explica perfectamente a gran escala. Hoy en día las dos teorías parecen incompatibles. Pero si el universo a niveles casi subatómicos tuviese menos dimensiones, muchas de las discrepancias matemáticas entre los dos marcos de trabajo desaparecen.

El misterio de la expansión del universo en aceleración, algo que los físicos han observado pero no son capaces de explicar, también se solventaría. Simplemente, aparecen nuevas dimensiones mientras el universo se expande. Stojkovic afirma de hecho que probablemente una cuarta dimensión ya se ha desplegado a escala cosmológica.

Por último desaparecerían las dudas sobre la masa del bosón de Higgs, la partícula que explicaría por qué el resto de partículas tienen masa. Para que las ecuaciones del modelo estándar describan con precisión la física que se observa en el mundo real, los físicos tienen que ajustar artificialmente la masa prevista del bosón de Higgs para explicar las interacciones entre partículas que suceden a altas energías. Si a esas altas energías desaparecen dimensiones, la necesidad de este tuning desaparece.

Una excitante propuesta científica pendiente de ser demostrada, pero que cambiaría por completo nuestra idea de cómo es el universo en el que vivimos. La idea de Stephen Weinberg de que las teorías que explican el universo sólo se demostrarán válidas si son bellas y sencillas adquiriría un nuevo e inesperado sentido.

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