La teoría de cuerdas es un intento de unir los dos pilares de la física del siglo XX: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Albert Einstein, con un marco general que pueda explicar toda la realidad física. Intenta hacerlo afirmando que las partículas son en realidad entidades unidimensionales, similares a cuerdas, cuyas vibraciones determinan las propiedades de las partículas, como su masa y carga.
Esta idea contraintuitiva se desarrolló por primera vez en los años 60 y 70, cuando se utilizaron las cuerdas para modelar datos provenientes de colisionadores subatómicos en Europa, según un sitio web sobre teoría de cuerdas creado por la Universidad de Oxford y la Royal Society británica. Las cuerdas proporcionaron una forma matemática elegante de describir la fuerza fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales en el universo, que mantiene unidos los núcleos atómicos.
El tema permaneció marginal durante muchos años, hasta la "revolución de la teoría de cuerdas" en 1984, cuando los teóricos Michael Green y John Schwarz produjeron ecuaciones que mostraban cómo las cuerdas evitaban ciertas inconsistencias que plagaron los modelos que describían las partículas como objetos puntuales, según la Universidad de Cambridge .
Pero esta primera floración dejó a los investigadores con cinco teorías diferentes que explicaban cómo las cuerdas unidimensionales oscilaban en una realidad de 10 dimensiones. Una segunda revolución se produjo en 1995, cuando los físicos demostraron que estas diferentes ideas estaban relacionadas y podían combinarse con otra teoría llamada supergravedad, que funcionaba en 11 dimensiones. Ese enfoque generó la encarnación actual de la teoría de cuerdas.
La teoría de cuerdas es uno de los métodos propuestos para producir una teoría de todo, un modelo que describe todas las partículas y fuerzas conocidas y que reemplazaría al Modelo Estándar de física, que puede explicar todo excepto la gravedad. Muchos científicos creen en la teoría de cuerdas debido a su belleza matemática. Las ecuaciones de la teoría de cuerdas se describen como elegantes y sus descripciones del mundo físico se consideran extremadamente satisfactorias.
La teoría explica la gravedad a través de una cuerda vibrante particular cuyas propiedades se corresponden con la del gravitón hipotético, una partícula mecánica cuántica que transportaría la fuerza gravitacional. Que la teoría requiera extrañamente que funcionen 11 dimensiones, en lugar de las tres del espacio y una de las veces que experimentamos normalmente, no ha disuadido a los físicos que la defienden. Simplemente describieron cómo todas las dimensiones adicionales se acurrucan en un espacio extremadamente pequeño, del orden de 10 ^ -33 centímetros, que es lo suficientemente pequeño como para que normalmente no podamos detectarlas, según la NASA.
Los investigadores han usado la teoría de cuerdas para intentar responder preguntas fundamentales sobre el universo, como lo que ocurre dentro de un agujero negro, o para simular procesos cósmicos como el Big Bang. Algunos científicos incluso han intentado usar la teoría de cuerdas para controlar la energía oscura, la misteriosa fuerza que acelera la expansión del espacio y el tiempo.
Pero la teoría de cuerdas ha estado últimamente bajo un mayor escrutinio. La mayoría de sus predicciones no son verificables con la tecnología actual, y muchos investigadores se han preguntado si están atravesando un agujero de conejos sin fin. En 2011, los físicos se reunieron en el Museo Americano de Historia Natural para el 11º Debate conmemorativo anual de Isaac Asimov, para discutir si tenía sentido recurrir a la teoría de cuerdas como una descripción viable de la realidad.
"¿Estás persiguiendo a un fantasma, o tu colección es demasiado estúpida para resolver esto?" se burló Neil deGrasse Tyson, director del Planetario Hayden del museo, quien señaló que el progreso en la teoría de cuerdas había sido irregular en los años anteriores.
Los desafíos más recientes a la teoría de cuerdas provienen del marco en sí mismo, que predice la existencia de un número potencialmente enorme de universos únicos, hasta 101000 (ese es el número 1 seguido de 500 ceros). Este paisaje multiverso parecía proporcionar suficientes posibilidades que, si los investigadores las exploraran, encontrarían una que correspondiera a nuestra propia versión de la realidad. Pero en 2018, un artículo influyente sugirió que ni uno solo de estos miles de universos hipotéticos se parecía a nuestro cosmos; específicamente, cada uno carecía de una descripción de la energía oscura como la entendemos actualmente.
Otros investigadores sostienen que la teoría de cuerdas algún día dará resultados. Escribiendo en la revista Physics Today, el físico Gordon Kane de la Universidad de Michigan sugirió que con las actualizaciones que se están llevando a cabo actualmente, el Gran Colisionador de Hadrones podría proporcionar evidencia de la teoría de cuerdas en un futuro próximo. Pero el destino final de la teoría es, hasta ahora, desconocido.
