#5 Re: ¿Que piensan de la Teoria M?
Originalmente publicado por
dinamokiev 
No soy el creador del tema, pero si te animas, dale para adelante
Ok pero por lo que leí vos cursaste Relatividad General y muchas materias teóricas así que te hago un resumen histórico para físicos y después si alguien le interesa lo explico en lenguaje menos técnico. Todo esto se puede encontrar en "The Problem with Physics" del físico Lee Smolin.
Las teorías de dimensones extras para conseguir unificaciones en la física no son para nada nuevas. El antecedente más conocido es la teoría de Kaluza-Klein en donde la Relatividad General escrita en 5 dimensiones da origen al electromagnetismo. La dimensión extra es "compactificada"; es tratada como un círculo de radio tan chiquito que no se ve. Pero las Ecuaciones de Maxwell sólo se podían recuperar para un mundo estático en donde esa dimensión no evolucionara en el tiempo y además las soluciones eran inestables y la dimensión compactificada de repente se tenía que hacer visible. Eso fue lo que terminó de enterrar la teoría.
La historia de la Teoría de Cuerdas es parecida. Inicialmente surgió para explicar el comportamiento de los quarks dentro de los hadrones. Pero tenía problemas fundamentales: necesitaba 26 dimensiones, tenía que haber un taquión que la hacía inestable, solamente incluía a bosones y no a fermiones y eran no-masivos así que no podían explicar la masa de los quarks. Esa es la Teoría de Cuerdas Bosónica que generalmente se le da como introducción a los que empiezan a estudiar el tema.
En 1970, Pierre Ramond (el del libro de Teoría de Campos) incorporó supersimetría a la teoría, o sea una invariancia ante el intercambio de bosones con fermiones, y eso resolvió en parte los problemas: ahora necesitaba sólo 10 dimensiones, no había taquiones y aparecían los fermiones. Ahí es cuando se dieron cuenta de que los bosones no-masivos adicionales podían ser los famosos gravitones y podía ser una teoría cuántica de la gravedad. Por esa supersimetría agregada es que se empezó a llamar Teoría de Supercuerdas.
Pero seguía habiendo problemas. La supersimetría trae una simetría temporal y eso implica que el espacio-tiempo en el que están definidas las supercuerdas no puede evolucionar y es estático. Además se encontró que había 5 teorías de supercuerdas diferentes y al haber 6 dimensiones extras había muchísimas maneras distintas de compactificarlas y eso a su vez daba origen a un montón de partículas extra que no se observan.
En 1985, Witten y otros iniciaron la primera revolución de las supercuerdas demostrando que si esas 6 dimensiones formaban lo que se llama espacios de Calabi-Yau, las supercuerdas reproducían el Modelo Estándar de la física de partículas con supersimetría. Pero existen más de 100.000 espacios de Calabi-Yau! Y la evolución de la geometría de esos espacios seguía dando lugar a inestabilidades en donde las dimensiones compactificadas se aplanan y deben hacerse visibles y eso no se observa.
La segunda revolución de las supercuerdas surgió a mitad de los años 90. Witten mostró que existen dualidades entre las 5 teorías conocidas, algunas exactas y otras no tanto, y sugirió que todas deberían obtenerse de una meta-teoría de 11 dimensiones que llamó Teoría M. Polchinski demostró después que para que sea consistente esa teoría no solamente tiene que haber cuerdas de una dimension sino objetos de más dimensiones llamadas D-branas. Otros mostraron que esas branas explicaban correctamente a los agujeros negros extremos y eso le dio más impulso a la teoría.
El último logro de esa segunda revolución fue gracias a nuestro compatriota Maldacena cuyo paper es el segundo más citado en las revistas de física. La dualidad AdS/CFT que conjeturó Maldacena es que las supercuerdas viviendo en un espacio-tiempo con constante cosmológica negativa y dimensiones adicionales son equivalentes a una teoría cuántica de campos conforme definida en el borde donde las cosas son mucho más fáciles de calcular.
Pero las observaciones de supernovas en 1998 demostraron que la constante cosmológica de nuestro universo es positiva. Afortunadamente un grupo de supercuerdistas de Stanford salvó nuevamente a la teoría en 2003. Eligieron uno de los 100.000 espacios de Calabi-Yau y envolvieron a las dimensiones extras con branas que llevan cargas eléctricas y magnéticas. Esos flujos electromagnéticos estabilizaron la geometría de las dimensiones adicionales y de yapa obtuvieron una constante cosmológica positiva.
Y hasta aquí llegaron. Hay 10^500 maneras de envolver a las dimensiones adicionales con branas y cada manera da origen a una teoría distinta con distintas partículas y distintas constantes fundamentales. Es imposible decidir cuál es la correcta porque para cualquier experimento alguna Teoría de Supercuerdas va a predecir los resultados observados.
Entonces, si la teoría científica no es satisfactoria a algunos se les ocurrió nada menos que cambiar la definición de teoría científica! La teoría del Landscape de Susskind propone que existen infinidad de universos y cada Teoría de Supercuerdas posible ocurre en alguno de ellos. Así es como la ciencia pierde su poder predictivo y sólo se podría predecir lo que debería ocurrir en todos o casi todos los universos posibles.
En mi opinión, la historia de la Teoría de Cuerdas es la historia de una teoría con algunos momentos de brillantez que entusiasmaron a muchos y demasiadas piruetas para rescatarla del fracaso con la excusa de elegancia matemática. Muchos piensan que los físicos que la siguen defendiendo dogmáticamente como única Teoría del Todo se transformaron en alquimistas como Einstein en sus últimos años...
