Resumen de El universo elegante
El Universo Elegante, de Brian Greene, autor de otros libros como “Hasta el final del tiempo” y “El tejido del cosmos“, describe cosas sobre el universo que la mayoría de la gente desconoce, desde la teoría de las supercuerdas hasta las dimensiones adicionales.
Describe con detalle la teoría de las supercuerdas; describe la idea básica así como su desarrollo a lo largo de los años hasta 1999, cuando se escribió el libro. También habla de otras dimensiones en el universo que no son obvias, que según la teoría de las supercuerdas hay entre seis y siete.
Primera parte del Libro
En la primera parte de El universo elegante, Greene presenta el problema central de la física moderna: la incompatibilidad de la teoría de la relatividad general de Einstein con la mecánica cuántica. A continuación, enumera las curiosidades físicas -propiedades del movimiento de la luz, la gravedad y el comportamiento de las partículas a nivel subatómico– que han impedido a los físicos establecer una única teoría coherente sobre el funcionamiento del universo.
Durante la mayor parte del siglo XX, los físicos se han contentado con describir el funcionamiento del cosmos a pequeña o a gran escala, pero nunca ambos simultáneamente. Al final de esta sección, Greene describe tanto los objetivos como la promesa de la teoría de supercuerdas, que intenta fusionar las leyes de la relatividad general con las de la mecánica cuántica.
Sin descartar la importancia de los electrones y los quarks, que son la base de la mecánica cuántica, la teoría de las supercuerdas describe las partículas más pequeñas del universo no como puntos, sino como diminutas cadenas de energía. Estas cuerdas son cien billones de veces (un quintillón) más pequeñas que un solo núcleo atómico. Vibran en diferentes patrones, que a su vez producen diferentes propiedades de las partículas.
Pero como estas cuerdas son demasiado pequeñas para localizarlas con las herramientas científicas actuales, la teoría de las supercuerdas aún no es predecible ni comprobable. Por ello, físicos como Greene deben trabajar con aproximaciones de las ecuaciones hasta que se verifique más información. Aun así, la promesa de la teoría de cuerdas es tremenda. Solo el marco conceptual de la teoría de cuerdas ofrece la posibilidad de unificar la relatividad general y la mecánica cuántica en una comprensión completa del funcionamiento del universo.
Segunda parte del Libro
En la segunda parte, “El dilema del espacio, el tiempo y los cuantos”, Greene repasa los preceptos básicos de las dos teorías en liza: primero, la relatividad especial y general de Einstein, y luego la “rareza microscópica” de la mecánica cuántica.
La relatividad general presupone una superficie lisa del espacio, pero a un nivel ultramicroscópico (que la mecánica cuántica ha ayudado a desvelar), el tejido espacial está sujeto a violentas ondulaciones conocidas como “espuma cuántica”.
Greene también analiza el principio básico de la mecánica cuántica: el principio de incertidumbre. El principio de incertidumbre predice la imposibilidad de conocer tanto la ubicación exacta como la velocidad de una partícula en un momento dado.
Greene repasa las cuatro fuerzas fundamentales -la fuerza fuerte, la fuerza débil, el electromagnetismo y la gravedad- y describe la complejidad de incorporar la gravedad al modelo estándar de las tres primeras. En el último capítulo de esta sección, Greene insiste en la necesidad de encontrar una nueva teoría que revise tanto la relatividad general como la mecánica cuántica. Al igual que muchos de sus colegas, Greene simplemente no puede aceptar que el universo esté, en su esencia, dividido en dos marcos teóricos contradictorios.
Tercera parte del Libro
En la Parte III, de El universo elegante, “La sinfonía cósmica”, Greene analiza con detalle cómo funciona la teoría de las supercuerdas. Emplea muchas metáforas musicales para sugerir cómo las cuerdas “armonizan” o reúnen los aspectos más desconcertantes del cosmos. Tras elogiar la elegancia y la economía de la teoría, Greene ofrece una breve historia de su primera encarnación en la década de 1970, cuando se la denominaba teoría de las cuerdas bosónicas.
También explica las posteriores revisiones que sufrió la teoría durante la primera revolución de las supercuerdas en 1984. A continuación, Greene describe cómo la supersimetría -un concepto que predice la existencia de superpartes que se corresponden con todas las partículas conocidas- transformó la teoría de cuerdas en la teoría de supercuerdas.
Una vez cubiertos estos fundamentos, Greene pasa a una de las afirmaciones más extrañas de la teoría de cuerdas: la teoría de que el universo contiene muchas más dimensiones de las que podemos percibir. En su forma actual, la teoría de las supercuerdas postula la existencia de once dimensiones totales: diez de espacio y una de tiempo. Según esta teoría, las ecuaciones de la teoría cuántica pueden encajar perfectamente con la relatividad si asumimos la existencia de once dimensiones.
Greene concluye “La sinfonía cósmica” analizando la dificultad central de la teoría de cuerdas: la falta de pruebas experimentales de la teoría de supercuerdas. Describe los esfuerzos que él y sus colegas han realizado para desarrollar la teoría de cuerdas y perfeccionar sus principios matemáticos subyacentes. Muestra el aspecto de un espacio de Calabi-Yau (la forma de seis dimensiones que los físicos creen que formarán las dimensiones adicionales y enroscadas del espacio).
Cuarta parte del Libro
La parte IV, “La teoría de las cuerdas y el tejido del espacio-tiempo”, es la sección más complicada e involucrada del libro. Greene comienza con una visión general de la geometría cuántica y del nuevo tipo de matemáticas que deben surgir para explicar el universo a escala ultramicroscópica. Sostiene que, en contra de lo que creían los físicos anteriormente, el tejido del espacio puede rasgarse y desgarrarse sin consecuencias catastróficas. También aborda la segunda revolución de las supercuerdas, que demuestra que las cinco teorías de las cuerdas forman en realidad parte de un marco único y unificado llamado teoría M.
Es conveniente que nadie sepa lo que significa la “M”, porque la teoría M es una de las teorías más radicales e incompletas que se han desarrollado. La teoría M propone la unificación de la gravedad con las tres fuerzas no gravitatorias.
Es una extensión de la teoría de cuerdas que sugiere que las partículas elementales del universo podrían incluir, además de cuerdas, membranas bidimensionales y manchas tridimensionales de tamaño variable. Greene termina su análisis de los últimos avances en la teoría de supercuerdas hablando de sus implicaciones cosmológicas, de lo que podría revelar sobre los orígenes del universo.
Quinta parte del Libro
La parte V de El universo elegante, “La unificación en el siglo XXI”, concluye el libro. Abarca las perspectivas de la teoría de cuerdas en el siglo XXI. Describe los avances que Greene y otros teóricos de las cuerdas esperan conseguir para desvelar una teoría única que explique todo el universo. Sin embargo, a pesar de sus optimistas predicciones, Greene no duda en admitir que, debido a su complejidad, la teoría de las supercuerdas podría no entenderse del todo hasta dentro de muchos años.
Conclusiones de El universo elegante
Como todos los escritores de divulgación científica, Greene carga con la tarea de tener que empezar de cero, explicando ideas sobre la relatividad y la mecánica cuántica que eran actuales en los años 30. (Imagínese tener que dedicar cien páginas de cada libro sobre béisbol a repasar la terminología del juego).
Pero con Greene vale la pena volver a pisar este terreno tan conocido. En lugar de reciclar las viejas y cansadas piezas de los escritores de ciencia a las que a menudo recurren, Greene desarrolla una nueva visión tras otra. Algunos de sus ejemplos, en los que aparecen George Burns y Gracie Allen flotando en trajes espaciales o tomando una copa en el H-Bar (una broma de físicos), son un poco tontos. Y hacia el final del libro, la torre de abstracciones se hace cada vez más difícil de ascender.
Pero eso viene con el territorio. En la gran tradición de los físicos que escriben para las masas, ”El universo elegante” establece un estándar que será difícil de superar.
Si este resumen de El universo elegante de Brian Greene le ha gustado, estoy seguro de que le encantarán otros resúmenes, como “Astrofísica para gente con prisa“, “El tejido del cosmos“, o Los mejores libros sobre el Universo
