“Todas las cuerdas, la cuerda”

- Por Lis Tous -

Gastón Giribet y José Edelstein escribieron “Cuerdas y Supercuerdas: La naturaleza microscópica de las partículas y del espacio-tiempo”, un libro que recorre los aspectos centrales en la teoría del todo. La publicación forma parte de la colección “Paseo por el cosmos” que RBA lanzó para España, Italia y Argentina.

Los autores son físicos, Edelstein es profesor de la Universidad de Santiago de Compostela, en España y un reconocido divulgador de la física. Giribet es profesor del Departamento y actualmente está trabajando en la New York University; en esta entrevista nos cuenta su experiencia de escribir en clave divulgativa.

Las Cuerdas son su área de estudio, pero este es su primer libro de divulgación, ¿cómo resultó esta experiencia?

Al libro lo escribí junto a José Edelstein, es un experto en el área y un reconocido divulgador. Ha sido un gusto para mí compartir este proyecto con él. Es difícil escribir de a dos, José y yo somos amigos y eso lo hizo más fácil, aunque cada uno tiene su estilo y debimos amalgamarlos en el texto.

Cuando uno hace divulgación tiene algo así como un principio de determinación: no puede ser exactamente preciso y a la vez ser totalmente claro, uno debe borronear una de las dos. Hay un compromiso entre claridad y exactitud, porque si querés ser muy exacto tenés que abundar en detalles y así en aspectos técnicos y eso embarra la cancha.

La llamada teoría de cuerdas resulta un tema muy complejo, ¿qué lector imaginaron al escribir?

Quisimos dar una introducción a las ideas fundamentales de la Teoría de cuerdas evitando los detalles técnicos engorrosos, pero tampoco buscamos subestimar al lector. En otras palabras, pretendemos contar la teoría, su arquitectura conceptual y todas las ideas que lleva ésta en germen, sin adentrarnos en sus tecnicismos pero, al mismo tiempo, sin caer en la condescendencia con la que a veces se abordan estos temas cuando se hace divulgación científica.

Sí, el libro puede resultar por momentos complejo a pesar de la ausencia de ecuaciones, en especial el último capítulo. Diría yo que, como dos autores un poco egocéntricos, escribimos este libro pensando en lo que nos hubiera gustado leer a nosotros cuando éramos estudiantes de física en primer o segundo año. En ese sentido, no es un libro de divulgación para un público general.

Las cuerdas disputan a las partículas ser los elementos fundamentales de la naturaleza, ¿por qué?

El libro comienza con una introducción que pretende motivar la idea de que los mínimos elementos constituyentes de la materia y las fuerzas fundamentales de la naturaleza podrían ser objetos unidimensionales, las cuerdas, y explicar por qué esta es una idea superadora respecto a la idea de partícula fundamental.

Preguntas como cuál es la estructura del espacio y el tiempo, o la especulación sobre los aspectos íntimos de la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica, me parecen interesantes si se las considera juntas, contrariamente a como se hace usualmente. Por supuesto, la teoría tiene su espacio arduo matemáticamente y si se ahonda en los detalles puede volverse aburrido, como puede desanimarnos cualquier cosa. Es la única teoría que predice que el espacio tiene más dimensiones, por ejemplo. Cuando digo que predice digo que si la predicción no es cierta la teoría es, sencillamente, incorrecta.

La idea de partícula se ha descubierto inútil a la hora de describir la fuerza gravitatoria y la teoría de cuerdas propone que la forma en la que entendemos los objetos fundamentales de la materia, las fuerzas y el espacio-tiempo mismo debe ser replanteada.

En ese sentido,  ¿se puede pensar que la teoría de cuerdas es superadora por su generalidad  en  la interpretación?

Sí, estoy de acuerdo con esa idea, pero digámoslo así: la razón por la que la teoría de cuerdas triunfa es porque al pasar del objeto puntual -partícula- al objeto extendido hay técnicamente lo que se dice muchos más grados de libertad, es decir es un objeto más versátil. Una partícula puede rotar, tener cierta masa y moverse. En cambio, una cuerda puede hacer todo eso y puede vibrar, estirarse, oscilar en diferentes direcciones, plegarse en sí misma, cortarse en dos y ser una cuerda abierta o una cuerda cerrada…

El electrón, el quark, un fotón no son más que la misma cuerda vibrando de maneras distintas. Esos grados de libertad adicionales que tiene una cuerda con respecto a la partícula por el sólo hecho de ser un objeto extendido, provoca que se puedan hacer muchas más cosas teóricamente.

Sin embargo, la teoría de cuerdas presenta algunas restricciones, y esto la hace incluso más interesante: Uno puede formular la teoría de partículas matemáticamente en cualquier espacio, pero no pasa lo mismo con la de cuerdas, es en ese aspecto más quisquillosa. Porque establece una especie de conversación con el espacio, es matemáticamente consistente sólo si se propagan las cuerdas en un espacio que satisfacen las ecuaciones de Einstein. En este sentido, la teoría de la relatividad general de Einstein es también una predicción de la teoría de cuerdas, porque ésta la necesita para su validez.

Entonces, es cierto que en algún sentido es más versátil pero también está más restringida que la teoría de partículas. Como la teoría de cuerdas tiene una simetría muy precisa, los elementos que la componen tienen que encajar de manera exacta para respetar esa simetría. Está pensada para que estas simetrías que son enormes, sobre todo la llamada invariancia conforme, sean respetadas. Las ecuaciones matemáticas que respetan esas simetrías son muy pocas, eso deviene en restricciones muy fuertes para el espacio donde una cuerda podría propagarse.

¿Cuál es la predicción más sorprendente de la teoría de cuerdas?

Las predicciones más importantes de la teoría son la validez de las ecuaciones de Einstein y las subsecuentes correcciones cuánticas a las mismas, la existencia de dimensiones extra además de las cuatro dimensiones espaciotemporales que observamos a nuestro alrededor, la existencia de un bestiario inagotable de partículas fundamentales, y la supersimetría. Todas estos fenómenos, así como otros derivados de ellos, deben ocurrir en la naturaleza si la teoría de cuerdas es verdadera. La supersimetría, en particular, establece que las partículas fundamentales en la naturaleza aparecen de a pares, cada una con una compañera casi idéntica, que comparte todas sus mismas propiedades excepto el espín [giro intrínseco que presentan las partículas]. Así, generaciones futuras de aceleradores de partículas deberían arrojar como resultado que esos alter-egos de cada partícula que conocemos también existe: existiría un electrino, que sería el compañero supersimétrico del electrón, y el fotino, que sería el compañero supersimétrico del fotón, y así con todas y cada una de las partículas fundamentales.

Si tuviera que elegir la parte que más le gusta del libro, ¿Cuál sería?

A partir de la página setenta y cinco y hasta el final del segundo capítulo, cuando hablamos de la física en un universo multidimensional. Y también hacia el final del capítulo tres, en donde especulamos sobre los diferentes universos que la teoría de cuerdas propone y por qué sólo en el nuestro nos es dado existir. El último capítulo está dedicado a la conjetura de Maldacena, también conocida como "correspondencia holográfica", que es un tema que hoy ya ha adquirido entidad per se en la investigación en física teórica. Yo creo que José ha hecho un excelente trabajo en explicar la conjetura de Maldacena de esa forma. Es muestra de su claridad y también de cuán bien entiende el tema.

El libro puede adquirirse en librerías y también consultarse en la Hemeroteca del DF.

Reseña

-  Por Guillermo Mattei -

Indudablemente, la Teoría de Cuerdas convoca desde hace cuarenta años a habilidosos jugadores de la Física y la Matemática, sea por la horizontalidad conceptual de la parte de la Naturaleza que ella pretende explicar como por las herramientas formales que emplea. Teniendo en cuenta lo anterior más la escala del número de investigadores dedicados a esta rama de la Física, la necesaria popularización de sus contenidos hoy es fragmentaria dentro de la literatura de divulgación científica. Suelen trascender parcialmente tanto algunas de las características más icónicas de la teoría como las controversias epistemológicas sobre su correlación con el método científico. De modo que un libro de divulgación integrador, profundo, ameno y abarcativo de todos los aspectos de la teoría de cuerdas ya era una necesidad tanto para investigadores profesionales del resto de las disciplinas como para público general ávido de cultura científica. Y “Cuerdas y supercuerdas” de José Edelstein y Gastón Giribet (RBA, Contenidos Editoriales y Audiovisuales, S.A.U.) lo ha logrado.

José Edelstein, investigador y profesor de física teórica de la Universidad de Santiago de Compostela acredita varios libros y artículos de divulgación así como participación en diversas expresiones de comunicación pública de la ciencia en medios relevantes. Gastón Giribet es profesor del Departamento de Física de Exactas-UBA e investigador del Instituto de Física de Buenos Aires (UBA-CONICET) con una amplia participación en los eventos de popularización de las ciencias promovidos por Facultad así como en las charlas TED. La sinergia entre ambos ha dado lugar a un libro de 160 páginas, de redacción cuidada, muy buenos gráficos, apropiados recuadros, lista de lecturas recomendadas y exquisitas citas de la literatura universal. Estructurado en una contextualizadora introducción y cinco capítulos, el libro va progresando en complejidad con el correr de las hojas.

El primer capítulo trata del abc de la teoría con, entre otros,  un tratamiento del espectro de las cuerdas, la generalización de los diagramas de Feynman, didácticas analogías musicales con la guitarra y una pormenorizada explicación de la llamada simetría conforme.

El segundo capítulo aborda el emblemático problema de las dimensiones de número mayor a cuatro, el significado de las denominadas dimensiones ocultas y el rol de la geometría multidimensional.

El tercer capítulo describe el mecanismo de convergencia de las cinco teorías de cuerdas en la teoría M --con didácticas analogías a las transiciones de fase del agua-- y la multiplicidad de soluciones y su interpretación dentro del esquema del llamado Multiverso --con apelaciones al principio antrópico--.

El cuarto capítulo, de una indudable escalada en la complejidad del conocimiento a popularizar, aborda el tema de las llamadas branas como --objetos generalizadores de las cuerdas-- y su significado y relevancia en el estudio de la entropía de los agujeros negros.

Finalmente, el quinto capítulo está destinado a una pormenorizada explicación de la Conjetura de Maldacena, de lectura imprescindible para toda cultura científica que se precie. “Si me preguntan cuál es la ecuación más grande jamás escrita, mi preferencia está clara; la de Maldacena: AdS=CFT”, reza la cita del famoso especialista Joseph Polchinski.

“Qué lugar ocupará la teoría de cuerdas dentro de un siglo”, se preguntan los autores en la última página. “Pocas dudas caben de que en las matemáticas persistirá su importancia e interés, habiéndose garantizado, en numerosos campos como la topología y la geometría, un sitio permanente en su bibliografía. En Física la respuesta es algo más incierta.”, concluyen y rematan que, si así no fuera, “no nos podríamos llamar investigadores”.