00:05Crear una teoría unificada del todo es una tarea monumental. Debe reunir los elementos
00:11más extraños de la mecánica cuántica y la relatividad, las reglas a escala macro
00:16y micro. Esto es realmente difícil de hacer, porque en el mundo cuántico ocurren cosas
00:22muy raras. Incertidumbre, cuantos y superposiciones. Así que, empecemos por ahí. Tras mi último
00:31vídeo sobre este tema, recibí montones de comentarios diferentes de todos vosotros, deseosos
00:37de escuchar mi opinión sobre la respuesta a todo. La última vez, afirmamos que creíamos
00:42que alguna forma de teoría de cuerdas ofrecía la mejor oportunidad para una teoría unificada
00:48del todo. Ha llegado el momento de mostraros cuánto trabajo pueden hacer las cuerdas a
00:53escala cuántica. Aunque no pretendemos haber resuelto las matemáticas de la teoría, creo
00:59que hemos dado con un modelo que encaja con todos los fenómenos. Así que, centrémonos
01:04en explicar el concepto. Como dijimos en el otro vídeo, todo empieza con las cuerdas. Vamos
01:13a discutir algunas propiedades de una cuerda que vibra. Esto nos ayudará a ver por qué
01:19se prestan a los principios cuánticos. Tenemos que empezar por la primera palabra,
01:24cuántico. En pocas palabras, cuántico deriva de la misma raíz que la palabra cantidad.
01:30Es el extraño principio de que, a una escala lo suficientemente pequeña, el universo parece
01:36funcionar en cantidades discretas en lugar de operar en una escala continua. Esto es poco
01:43intuitivo, como muchas de las cosas de la mecánica cuántica. Así que, vamos a ilustrar lo que
01:49queremos decir con un ejemplo. Si estás corriendo, podría pedirte que redujeras a la mitad la velocidad
01:56a la que corres. Podrías reducir tu velocidad a la mitad otra vez, y otra vez, y otra vez. ¿Existe
02:03un límite para el número de veces que puedes reducir esa velocidad a la mitad? Aunque podrías
02:09tener problemas con la precisión necesaria para hacerlo, en la física clásica, no hay
02:15ninguna razón por la que no pudieras seguir reduciendo a la mitad y a la mitad tu velocidad
02:20infinitamente, ya que no hay límite para el número de veces que puedes dividir un número
02:25por dos. En el mundo cuántico, esto no es así. En lo que respecta a los niveles de energía,
02:32el momento y otros atributos, cuando alcanzas un número lo suficientemente pequeño, descubres
02:38que el universo no funciona a escala continua, sino en cantidades discretas. Un electrón de
02:45un átomo de hidrógeno puede tener exactamente menos 13,6 electronvoltios de energía, o puede
02:52tener menos 3,4 electronvoltios, pero en ningún caso puede tener un nivel de energía entre
02:58esos valores. Esto se ha demostrado experimentalmente. Una teoría del todo debe hacer uso de una geometría
03:06del universo subyacente que esté fundamentalmente cuantizada. El concepto de una especie de red
03:13de cuerdas encaja bien, sobre todo cuando se introducen las ondas estacionarias transversales
03:19y los armónicos. Al pulsar una cuerda de guitarra, puede formarse una onda estacionaria que tenga
03:26un pico o dos, pero no un valor intermedio. Esto se debe a que los armónicos se forman por
03:33la combinación de ondas que viajan a lo largo de la cuerda en una dirección, resonando perfectamente
03:38con ondas que viajan en la otra. Si la velocidad o la frecuencia de las ondas no se alinean
03:44perfectamente, las dos ondas acabarán perturbándose mutuamente, lo que provocará el colapso de
03:50la onda estacionaria. Solo las ondas con la cantidad justa de velocidad y energía pueden
03:56crear ondas estacionarias en una cuerda determinada. Así que, de inmediato, tenemos un interesante
04:03espejo de nuestra observación de que las partículas subatómicas tienen momentos y niveles de energía
04:09cuantizados. Lo mismo ocurre con las ondas estacionarias en las cuerdas. El siguiente
04:15punto interesante sobre las ondas es que, combinando la secuencia correcta de ondas sinusoidales,
04:21puedes crear cualquier patrón de ondas que desees, lo que resulta útil para crear la
04:27rica complejidad de un universo. Este principio matemático fue descubierto por primera vez por
04:34Jean-Baptiste Joseph Fourier, matemático francés, y es muy útil en el estudio de la transferencia
04:40de calor y las vibraciones, ya que también funciona a la inversa. Cualquier onda puede descomponerse
04:46en una serie de ondas sinusoidales constituyentes. Cuando dos ondas intentan ocupar el mismo
04:52lugar, se amplificarán mutuamente si ambas son ascendentes o descendentes, pero se anularán
04:58si son opuestas. Esto puede dar lugar a que se formen todo tipo de ondas, ondas cuadradas,
05:06ondas intermitentes e incluso ondas que solo tienen un pico y son planas en todos los demás
05:12lugares. Esto es más fácil de hacer cuantas más ondas tengas que superponer.
05:18Se trata de una observación interesante, ya que ayuda a responder a una pregunta importante
05:23que cualquier teoría del todo debe ser capaz de responder. ¿De dónde vienen las partículas?
05:30Cuando digo partículas, no hablo específicamente de moléculas o átomos, sino de los componentes
05:36que forman estos objetos. Los átomos se dividen en protones, neutrones y electrones. Los protones
05:43y neutrones se dividen en quarks, y también hay leptones y ozones. Sin necesidad de entrar en qué
05:49son exactamente todas estas cosas o por qué tienen algunos de los nombres raros que tienen,
05:54¿quién decidió llamar a un quark extraño, encantado o inferior? Basta con decir que tienen
06:00muchos sabores diferentes. Son los bloques de construcción más pequeños de la realidad que
06:06conocemos hasta ahora. ¿Por qué existen? Bueno, en un modelo que utilice cuerdas son
06:13el ascenso y descenso de una onda. Esto coincide con la observación de Einstein de que la masa
06:19y la energía eran esencialmente la misma cosa en formas diferentes, tal y como se expone
06:25en su ecuación E igual mc al cuadrado. Una onda es el movimiento de la energía. La masa
06:32también puede ser eso. Cuanto más estrecho es el pico de la onda, más definida está
06:37una partícula en cuanto a su ubicación en esa cuerda. Podrías discrepar con la idea
06:43de que ambas ondas representan la ubicación de una única partícula. Sin embargo, curiosamente,
06:50esto coincide con otra faceta importante de las partículas. A veces son un poco vagas
06:55sobre dónde se encuentran exactamente en el espacio. Si sabes mucho de mecánica cuántica,
07:01es probable que hayas oído hablar del principio de incertidumbre de Heisenberg. Se trata de la
07:06idea de que no podemos conocer el momento y la posición de una partícula al mismo tiempo. Podemos
07:12obtener una aproximación decente a grandes escalas. Es fácil saber dónde estás y a dónde vas, pero a
07:18niveles suficientemente pequeños, esto se hace imposible. Cuanto más exactamente sepamos dónde
07:25está un fotón, menos información tendremos sobre su momento y viceversa. Esto no se debe solo a que
07:32tengamos malas técnicas para observarlo. Se trata, aparentemente, de una verdad fundamental. Sin embargo,
07:40si pensamos que las partículas son la suma de muchas ondas superpuestas, de repente esto tiene
07:45mucho más sentido. Observa esta onda. Está perfectamente definida en cuanto al lugar al
07:51que se dirige. Pero si consideramos que los picos de esta onda representan la ubicación de la partícula
07:57subatópica, o al menos la posibilidad de que la partícula se encuentre en este lugar, hay muchos
08:03lugares en los que puede estar. Así pues, para esta cuerda dada, tenemos un conocimiento perfecto de su
08:09velocidad y dirección, pero no estamos seguros de su posición en un espacio de cuerda dado.
08:16Perfectamente de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg.
08:20Si hacemos converger varias ondas diferentes en un mismo punto, podemos aprovechar el truco
08:26matemático de Fourier para anular algunos de los picos de nuestra onda. Cuantas más ondas añadamos
08:32procedentes de distintas direcciones, más se definirá nuestra partícula en el espacio. Pero mira ahora
08:38nuestra partícula. ¿Cuántas cuerdas la atraviesan? Cada una de ellas es una línea vectorial distinta,
08:45que representa el momento en una dirección diferente. Ya no es tan posible precisar a dónde se dirige
08:51esta partícula a continuación, pues hay varias opciones que podrían ser ciertas. Fijar perfectamente
08:58una partícula en cuanto a su ubicación requeriría líneas vectoriales que podrían llevar a cualquier
09:03parte. Esto está empezando a entrar en un terreno en el que se necesita información de todo el universo
09:10antes de poder resolver realmente una sola partícula en cuanto a su ubicación en el espacio y el tiempo,
09:17lo cual es un quebradero de cabeza. Quizá el universo se conforme con aproximaciones cercanas
09:23la mayor parte del tiempo, hasta que alguien mire de cerca. Para este modelo, debemos descartar nuestro
09:30concepto de partícula como objeto localizado, pero en su lugar las definimos como la convergencia de
09:36diferentes ondas, que se juntan en un único punto y luego vuelven a divergir. Esta divergencia no nos
09:44parece correcta, nos incomoda la idea de que nuestras partículas solo estén realmente ahí en un momento
09:50dado y se disipen después. Sin embargo, los que estéis familiarizados con el experimento de la doble
09:56rendija, del que ya he hablado en un vídeo anterior, reconoceréis que se trata de una extraña coincidencia
10:03con otro extraño resultado experimental. Un único fotón liberado de un emisor y que atraviesa dos
10:09rendijas, de alguna manera pasará por ambas rendijas, interfiriendo consigo mismo en su viaje.
10:16El fotón vuelve a llegar al detector lejano como una sola partícula, lo que indica una nueva
10:22convergencia en ese punto. Pero al enviar muchos fotones por este camino, queda claro que se está
10:27produciendo una interferencia en el espacio intermedio. El fotón parece salir como una
10:32partícula y llegar como una partícula, pero en el espacio intermedio adquiere las propiedades de una
10:39onda que se propaga. Ya empezamos a ver cómo algunos de los aspectos más extraños del mundo cuántico
10:46encajan con la idea de cuerdas portadoras de ondas de energía. Pero esta es solo la primera
10:51parte de nuestro modelo. Para ver realmente cómo encaja una teoría así con el universo que nos rodea,
10:58tenemos que explorar el movimiento de las partículas a través del tiempo y el espacio,
11:02para comprender mejor el entrelazamiento y las superposiciones. Y para ello, necesitamos explorar cómo
11:09las cuerdas conducen a la gravedad, la dilatación temporal y otros principios de la relatividad a escalas
11:15mayores. Necesitamos tener un concepto claro de cómo funciona el tiempo. Nuestro modelo da cabida a eso,
11:23pero habrá que esperar a nuestro tercer vídeo de esta serie para explicarlo completamente.
11:29Gracias por tu visita y nos vemos en el futuro.
