La Teoría del Todo que unificaría la física clásica con la física cuántica está relacionada con una guitarra: La Teoría de Cuerdas. #teoriadecuerdas #fisicaquantica #nasa #esa #technology #tecnologia #astronomy #astronomia #science #ciencia #deepsky #solarsystem #sistemasolar #universe #universo #space #espacio
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00:00Los científicos no se ponen de acuerdo en lo más importante de todo.
00:05Me refiero, por supuesto, a la gran teoría unificadora del todo.
00:10Si no has oído hablar antes de esta teoría, la teoría unificadora del todo es el santo grial de la
00:16física.
00:18Ahora mismo existe una gran disensión en nuestra comprensión del universo,
00:22y el científico que encuentre la teoría del todo será considerado un genio.
00:29Naturalmente, esto da lugar a apasionadas discusiones en la comunidad científica,
00:33ya que todos intentan encontrarla para consagrarse en la historia.
00:39Pero, ¿qué es lo que buscan?
00:41La forma en que funcionan las cosas en el universo a macroescala
00:45no parece trasladarse al micronivel de los átomos y las partículas subatómicas.
00:51Aquí arriba tenemos la gravedad y la relatividad especial.
00:55Allí abajo, las cosas son turbias, con las ondas de probabilidad y la incertidumbre cuántica.
01:02Aquí arriba, las partículas parecen objetos reales y sólidos.
01:07Allí abajo, solo existen probabilísticamente.
01:11La cuestión es que ambas formas de interpretar el mundo parecen inciertas.
01:16La física cuántica es asombrosamente buena en predecir el funcionamiento del universo a niveles minúsculos,
01:23superando con facilidad a la relatividad especial.
01:26Pero no ayuda mucho con el movimiento de los planetas, la gravedad y el paso del tiempo.
01:32La relatividad especial puede ser muy buena para ayudarnos a poner satélites en órbita.
01:37Pero no tiene nada que decir sobre por qué existe el cuánto a niveles minúsculos,
01:43o por qué las cosas a microescalas son tan extrañas.
01:47Los científicos creen que esto es señal de que debe existir una teoría más amplia y general
01:53que lo explique todo.
01:55A gran y pequeña escala.
01:57Todo.
01:59Pero para encontrarla, necesitamos un gran cambio en nuestra forma de pensar,
02:03que rivalice con el salto de la gravedad de Newton a la curvatura espacial de Einstein.
02:09Así que, ¿por qué no intentamos explicarlo?
02:13Acompáñame hoy, mientras intento explicarte... todo.
02:19Para empezar, una advertencia.
02:22Como en otros de mis vídeos anteriores, las ideas de las que voy a hablar aquí son muy teóricas.
02:28Aunque se basan en teorías establecidas, algunas de las conclusiones finales son personales.
02:33Y podríamos estar equivocados.
02:36Pero creo que si ves este vídeo, seguro que aprenderás algo.
02:39Y tal vez te convencerás de que hay algo de cierto.
02:43Así que escúchame y sígueme en nuestra búsqueda de cómo encajan los secretos del universo.
02:51Naturalmente, una teoría unificada del todo va a ser demasiado grande para un solo vídeo.
02:56Pero empecemos con algunos puntos iniciales que podrían sustentar dicha teoría.
03:01Y hablemos de por qué personalmente creo que son ciertos.
03:05El mejor lugar para empezar parece ser un modelo.
03:09No, no ese tipo de modelo.
03:12No estamos aquí por la moda.
03:14Sino más bien un marco conceptual que explique por qué las cosas son como son.
03:19La física cuántica es un campo en el que los científicos confían mucho en las matemáticas.
03:25Pero cuando les pides que te expliquen qué describen realmente esas matemáticas,
03:29qué son físicamente los colapsos de ondas y las tasas de probabilidad,
03:34no he encontrado a nadie que pueda ofrecer una respuesta clara,
03:37aparte de que por ahora aceptemos las cosas como son.
03:42Así son las matemáticas.
03:44Pero, ¿qué significan realmente los cálculos a escalas muy pequeñas?
03:49¿Qué es una onda de probabilidad?
03:51¿Cuál es la estructura del universo cuando se desciende a los niveles más pequeños?
03:56¿Y cómo conduce a todo lo demás?
03:59No somos los primeros en buscar tales respuestas.
04:02Así que veamos primero lo que se ha investigado antes.
04:06Uno de los intentos de la ciencia por responder a esas preguntas fue inicialmente prometedor,
04:12pero también al final extremadamente frustrante.
04:15La teoría de cuerdas.
04:17La teoría de cuerdas se lleva elaborando desde los años 70,
04:20y aún no ha proporcionado las respuestas que sus elegantes matemáticas prometían inicialmente.
04:26Profundicemos rápidamente en lo que dice,
04:29ya que necesitaremos algunos de estos conceptos para nuestra propia teoría más adelante.
04:34En lugar de ver el mundo en partículas,
04:36la teoría de cuerdas cree que todo está formado por pequeñas cuerdas conectadas entre sí.
04:42Cuando vibran, como las cuerdas de una guitarra, forman ondas y armónicos,
04:46lo que resulta útil porque explica una de las extrañas facetas de la mecánica cuántica,
04:51y de hecho, la razón del nombre del campo en primer lugar.
04:54El cuánto.
04:56A grandes niveles, puede que no te des cuenta de esto.
04:59Si tienes una luz, puedes reducir su brillo a la mitad, poniendo delante de ella algo semitransparente.
05:06Puedes hacerlo una y otra vez.
05:08Sin embargo, si sigues haciéndolo hasta un nivel lo suficientemente pequeño,
05:12de repente no podrás ir más allá.
05:15Puedes tener un fotón o dos, pero no uno y medio.
05:19Por alguna razón, al universo cuántico le gustan las cosas en cantidades discretas.
05:24Un electrón puede tener un nivel de energía u otro, pero no un valor intermedio entre esos dos.
05:30¿Por qué?
05:31Bueno, ahí reside el misterio.
05:34La teoría de cuerdas encajaba bien con esta idea,
05:37ya que los armónicos de las cuerdas también se cuantifican.
05:40Si tocas una cuerda, es posible obtener una onda estacionaria que vibra en un arco,
05:45toda la cuerda subiendo y bajando.
05:48Esto se denomina primer armónico.
05:50O puedes hacerla vibrar con dos arcos, con un punto intermedio, el segundo armónico.
05:56Puedes tener tantos armónicos como quieras,
05:59cada uno de los cuales representa una mayor cantidad de energía en la cuerda.
06:03Pero no puedes tener un armónico y medio.
06:06No se puede formar media onda.
06:07Así pues, una cuerda con una onda estacionaria vibrante puede tener un nivel de energía u otro,
06:14pero nada intermedio, igual que las partículas subatómicas en el mundo cuántico.
06:19Este fue un comienzo prometedor.
06:21Pero la teoría de cuerdas fue más allá.
06:24Las partículas van acompañadas de mucha información.
06:28Se comprendió que los modos de vibración creados por las cuerdas
06:31podían dar cuenta de esta información,
06:34dependiendo de la dirección de la oscilación de estas cuerdas.
06:38Una cuerda podría vibrar hacia arriba y abajo,
06:40y eso podría representar un aspecto de una partícula, como su carga.
06:45O podría vibrar en otra dirección, de lado a lado,
06:48y eso podría representar otra faceta.
06:51Y cuantas más direcciones tuviera para vibrar,
06:54más información podrías codificar en las cuerdas de la teoría de cuerdas.
06:58Por supuesto, cualquiera que esté familiarizado con el espacio tridimensional,
07:02se dará cuenta de que una vez que has vibrado arriba y abajo y de lado a lado,
07:07ya no hay ninguna otra dirección nueva en la que vibrar,
07:10sin alterar las vibraciones ya existentes.
07:13Esto no serviría,
07:14ya que las partículas tienen que poder cambiar sus valores
07:17sin que ello repercuta en sus otras propiedades.
07:20Por ejemplo, hay que poder influir en la masa sin influir en la carga.
07:25Así que los teóricos de las cuerdas se dieron cuenta de que la mejor manera de resolver este problema
07:30era simplemente añadir más dimensiones.
07:33Y así se introdujo el espacio 4D, y luego el 5D, y más y más.
07:39Y para muchos aquí es donde la teoría de cuerdas empieza a perder puntos como teoría unificadora.
07:45Hoy en día existen diferentes ramas de la teoría de cuerdas en el mundo académico,
07:50y dependiendo de a quién preguntes, puedes definir completamente todos los tipos de electrones,
07:55quarks y cualquier otro tipo de partícula subatómica con 26, 21, 11 o 10 dimensiones.
08:03Esto puede parecer un montón de dimensiones, y sinceramente puede resultar un poco confuso.
08:09Pero la base teórica del espacio 4D ya existe.
08:13He hecho un vídeo sobre cómo el tiempo podría ser nuestra cuarta dimensión.
08:17Si aún no lo has hecho, merece la pena que lo veas.
08:21Basta decir que si eres un objeto principalmente 2D, no puedes ver realmente una tercera dimensión.
08:27Si eres un objeto 3D, no puedes ver realmente una cuarta dimensión.
08:32Pero eso no es razón para decir que no existe.
08:35El hecho de que nos movamos en el tiempo a pesar de permanecer en el espacio tridimensional,
08:40implica que hay otra dirección en la que podemos ir.
08:44Muchos de vosotros pensaréis que más de 4 dimensiones, por no hablar de 26,
08:49que no podemos observar ni medir, es un concepto demasiado descabellado
08:53como para basar en él todo un principio científico.
08:57Pero una vez que se abre la puerta a dimensiones adicionales más allá de las que podemos ver,
09:02no hay ninguna razón por la que no se pueda sugerir otra.
09:05No voy a decir cuántas dimensiones hay, ya que no dispongo de información suficiente para opinar al respecto.
09:12Puedes elegir el número que te parezca más plausible.
09:1510 es un número redondo, así que quizás sea ese.
09:18Pero realmente no hay mucha diferencia entre decir que hay 7 dimensiones extra que decir que hay 100 más.
09:25Se cree que la teoría de cuerdas es una de las respuestas más cercanas que tenemos a una gran teoría
09:31unificadora de todo.
09:33Sin embargo, a los científicos en general no les convence.
09:37¿Por qué?
09:38Porque aunque las matemáticas que sustentan la teoría de cuerdas son bastante convincentes,
09:43hasta ahora la teoría de cuerdas es completamente indemostrable.
09:48No podemos ver esas cuerdas, son tan pequeñas que nos parecen puntos.
09:52No hay forma de hacer rebotar un fotón en ellas y ver si está ahí o no.
09:57Y nada de la teoría de cuerdas se presta a predicciones que podamos comprobar.
10:02Los científicos llevan años buscando y no han tenido suerte.
10:06Y sin embargo, creo que es un modelo que merece la pena seguir.
10:11Porque una vez que empiezas a ver las partículas no solo como puntos,
10:14sino como ondulaciones en una cuerda,
10:17empiezan a surgir una serie de observaciones que se alinean con lo que vemos en el universo,
10:22tanto a pequeña como a gran escala.
10:25En Astrum no estamos dispuestos a abandonar la teoría de cuerdas.
10:29He aquí una observación que nos llamó la atención al pensar en esta cuestión.
10:34Si alguna versión de la teoría de cuerdas es correcta,
10:37las características de las partículas, como su masa,
10:40no son más que la dirección en la que oscila una cuerda.
10:43No solemos pensar en la masa de este modo en los círculos profanos.
10:47Normalmente pensamos que la masa es el peso de un objeto, su inamovilidad.
10:52¿Por qué pensar en ella como una dirección?
10:55Y sin embargo, una ecuación increíblemente famosa la describe exactamente así.
11:01La conoces.
11:02Es E igual a mc al cuadrado.
11:05Esta ecuación increíblemente sencilla fue formulada por Einstein
11:09como una forma de dar cuenta de la velocidad constante de la luz,
11:13independientemente de tu marco de referencia.
11:16Energía igual a masa por la velocidad de la luz al cuadrado.
11:20Cuando era más joven y veía esta ecuación,
11:23siempre me parecía simplemente que decía que si querías convertir una determinada cantidad de masa
11:28en una determinada cantidad de energía, tenías que multiplicarla por un número realmente grande.
11:34La velocidad de la luz, 299.792.458 metros por segundo al cuadrado.
11:42Es un número increíblemente grande.
11:45Lo cual tenía sentido, ya que al convertir la masa en energía,
11:49se creaba una explosión increíblemente grande.
11:52No le di más vueltas.
11:54Era simplemente un valor por el que multiplicar la masa para obtener un valor energético.
12:00Nos decía que la masa y la energía eran realmente la misma cosa en formas ligeramente diferentes,
12:06pero no mucho más que eso.
12:08Pero mirando de nuevo con más detenimiento,
12:11nos llamó la atención la C, la velocidad de la luz.
12:15¿Por qué C?
12:16¿Por qué no otro tope arbitrariamente grande?
12:20Hay una razón matemática detrás.
12:22Sobre el equilibrio de las unidades.
12:24Pero fundamentalmente, C es un valor de movimiento.
12:27Una distancia recorrida en el tiempo.
12:30Esta ecuación sustentó la invención de la bomba atómica.
12:34Y es fácil ver en ese ejemplo el movimiento inherente a la energía que se libera.
12:38La radiación sale volando en todas direcciones en el espacio tridimensional.
12:44E igual a MC al cuadrado viene a decir que la energía E es igual a la distancia en el
12:50tiempo que recorrerá
12:51multiplicada por el valor específico de la masa que tuvieras al principio.
12:56La implicación está incluida en la ecuación.
12:59Si todo es solo movimiento, entonces tiene sentido que la masa y la energía sean la misma cosa.
13:06Solo son diferentes direcciones de desplazamiento, equivalentes del mismo modo que una cuerda que vibra arriba y abajo a una
13:14que vibra izquierda y derecha.
13:16Por supuesto, no solo se trata de C.
13:19Es C al cuadrado.
13:21Así que, en lugar de una línea vectorial, estamos tratando con un área.
13:27Pero desentrañar ese matiz nos lleva a la exploración de la ecuación de Schrödinger,
13:31que nos hará avanzar hacia un territorio del que llevará mucho más tiempo hablar.
13:36Así que tendrá que ser el tema de otro vídeo.
13:39Baste decir que esto no es una debilidad del argumento, sino una fortaleza.
13:45Pero he aquí una idea con la que quedarte a la hora de reconocer la gran teoría unificadora una vez
13:50que finalmente aparezca.
13:52Tendrá que dar cuenta de todo lo que vemos en el universo.
13:56La gravedad, la entropía y el paso del tiempo, las partículas, cuánta hay la incertidumbre cuántica, agujeros negros,
14:05sea lo que sea que se te ocurra, sea cual sea el modelo, tendrá que dar cuenta de todo ello.
14:11Todo tendrá que surgir de forma natural y lógica del germen con el que se empieza,
14:17como fichas de dominó que caen y crean un universo.
14:21Intentaremos explicar cómo surge todo del mismo fundamento básico.
14:27¿Qué te parece hasta ahora?
14:29Aunque solo hemos empezado a profundizar, ¿es esto ya demasiado o sin fundamento como para sustentar una gran teoría del
14:37todo?
14:38¿Podrían las direcciones en otras dimensiones sustentar realmente todas las propiedades que posee la materia?
14:44¿O se trata de un callejón sin salida conceptual?
14:47Déjame un comentario con tu opinión.
14:50En cualquier caso, tengo más cosas para el próximo episodio sobre la gran teoría unificadora del todo.
14:57Solo hemos visto la punta del iceberg de por qué creo que esta idea es plausible.
15:03Gracias por tu visita y nos vemos en el futuro.
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