martes, 11 de enero de 2011

Vislumbrando otras dimensiones - El concepto de la realidad (II) (*)

Cuando quedamos con alguien necesitamos de un dato imprescindible: el lugar, o lo que es lo mismo, unas coordenadas en el espacio (longitud, anchura y altura). Vivimos conscientes de tres dimensiones geométricas, nuestro mundo es tridimensional. Podemos localizar cualquier posición en el espacio de cualquier objeto, desde una pulga a una galaxia, dando tres números. Pero se nos olvida algo, también necesitamos saber la hora a la que hemos quedado para que el suceso tenga lugar. Por ello, Einstein extendió el concepto de las tres dimensiones para incluir el tiempo como una cuarta dimensión. Pero, ¿existen más dimensiones de las cuales nuestros sentidos no son conscientes? Y en tal caso, ¿por qué no podemos verlas?

En 1854, el matemático alemán Georg Riemann, con su célebre conferencia en Gotinga, Alemania, iba a dinamitar las bases de la clásica geometría euclidiana al introducir nuevas dimensiones. Riemann sostenía que la electricidad, el magnetismo y la gravedad son causados por el arrugamiento de nuestro universo tridimensional en una invisible cuarta dimensión espacial. Así pues, una "fuerza" no tiene vida independiente por sí misma sino que es sólo el efecto aparente causado por la distorsión de la geometría. El núcleo de la obra de Riemann era la comprensión de que las leyes físicas se simplifican en el espacio multidimensional. Más aún, en 1919 el físico alemán Theodor Kaluza escribió un artículo que envió al propio Einstein en el que sugería la presencia de dimensiones más altas. Kaluza proponía que introducir una dimensión espacial más alta (la quinta dimensión) hacía que la teoría de la relatividad general de Einstein se desdoblara mágicamente en dos partes: una que describía la teoría de la relatividad estándar y otra que se convertiría en la teoría de la luz de Maxwell. El propio Einstein quedó impresionado por esta solución. Kaluza además propuso que esta quinta dimensión debe de ser tan pequeña y estar tan enrollada que no puede ser observada. (Como si cogiéramos una hoja de papel bidimensional y la enrolláramos en un cilindro muy apretado. Visto a distancia el cilindro parece una línea unidimensional).

Hoy en día todo ha cambiado con la llegada de la Teoría de Supercuerdas, de la que hablaré en otro blog. Básicamente lo que viene a decir es que las partículas subatómicas no son otra cosa que diferentes vibraciones de una cuerda, que actúa como una minúscula goma elástica. Según esta teoría la materia no es nada más que las armonías creadas por esta cuerda vibrante. Los físicos están trabajando arduamente en perfeccionar esta teoría ya que todo apunta a que podría ser la teoría global que unificara la gravedad con la teoría cuántica, o lo que es lo mismo, sería la "teoría del todo" que nos permitiría explicar completamente el universo.

Pero la extraña característica de la teoría de supercuerdas es que estas sólo pueden vibrar en unas dimensiones concretas del espacio-tiempo: ¡DIEZ! (Si tratamos de crear una teoría de cuerdas en otras dimensiones la teoría se viene abajo matemáticamente). Nuestro universo es tetradimensional (tres dimensiones espaciales y una temporal), esto significa que las otras seis dimensiones deben haber colapsado, o estar enrolladas, de algún modo, como la quinta dimensión que postulaba Kaluza. (Actualmente se trabaja en la demostración de la existencia de estas dimensiones adicionales buscando desviaciones respecto a la ley de la gravedad de Newton). No obstante, existen cinco versiones diferentes de la Teoría de Supercuerdas, y cada una de ellas con aproximaciones matemáticas completamente diferentes. Esto resultaba embarazoso, porque los físicos quieren una única teoría del todo. En 1994, los físicos Edward Witten y Paul Townsed conjeturaron que las cinco teorías de cuerdas eran en realidad una misma teoría (la llamada Teoría M), pero sólo si añadiéramos una undécima dimensión. Así, las cinco teorías colapsan en una. (La undécima dimensión da lugar a un nuevo objeto matemático llamado "brana", dándonos una nueva imagen del universo que asemejaría a una membrana que flotaría en un espacio 11-dimensional).

Pero volvamos a la pregunta del principio, en el caso de que existieran todas esas dimensiones adicionales, el plantearnos verlas sería como describir el concepto de color a una persona ciega. Los espacios de mayores dimensiones son imposibles de visualizar, así que es inútil intentarlo siquiera. Veámoslo con un ejemplo: imaginemos una hoja de papel, e imaginemos que dibujamos un punto sobre ella. Ahora imaginemos que ese punto es un ser consciente. Ese ser viviría en un mundo bidimensional (la superficie de la hoja de papel). Para él sólo existiría la derecha y la izquierda, el delante y el detrás, y su mundo estaría limitado por los bordes de la hoja de papel. Nosotros, desde nuestra perspectiva tridimensional seríamos invisibles para él (la dimensión altura no tendría sentido para ese ser). Imaginemos que dibujamos un recuadro en el lugar de la hoja donde se encuentra ese ser. Al ir caminando por su mundo bidimensional, al toparse con una de las líneas del cuadrado no podría seguir de frente. Pronto se daría cuenta de que su mundo ha quedado reducido a la superficie que ocupa el recuadro en la hoja, como una especie de cárcel. Ahora imaginemos que nosotros, desde nuestra perspectiva tridimensional, podemos coger a ese punto (a ese ser) y sacarle del cuadrado para depositarle en otro sitio de la hoja. Esta hazaña, bastante normal desde nuestras tres dimensiones parecería como un hecho fantástico en dos dimensiones. Otro ser en otro punto de la hoja vería aparecer a su compañero de la nada. Si intentáramos explicarle que su compañero se movió hacia "arriba" y salió literalmente de la hoja él no comprendería nada de lo que le estuviéramos diciendo. La palabra arriba no existiría en su diccionario, y además no podría visualizar el concepto. Nosotros seríamos como Dioses para esos habitantes bidimensionales, capaces de obrar milagros y de hacer aparecer/desaparecer cosas de la nada (de hecho, en un intento de explicar dónde podría estar localizado el cielo, algunos teólogos cristianos han especulado a menudo con que quizá Dios vive en un plano dimensional más alto.) Él consideraría magia nuestros poderes; nosotros, sin embargo, sabríamos que no se trata de magia, sino de una perspectiva más ventajosa.

Ahora tratemos de visualizar lo que ese ser vería desde sus ojos bidimensionales en una dimensión más alta. Imaginemos que cogemos a ese ser (a ese punto) y le arrojamos al aire. Supongamos ahora que mientras flota en el aire él se cruza con un ser humano (tridimensional.) ¿Qué aspecto tendríamos para él? Él sólo podría ver secciones planas de nosotros. La punta de nuestra nariz sería un pequeño círculo que emergería de la nada para formar otro círculo u otra forma geométrica bidimensional mayor (a medida que nos fuéramos acercando a él). A medida que otras partes de nuestro cuerpo fueran emergiendo estos círculos se fundirían en más círculos de tela (nuestras ropas), carne y pelo en un alucinante, confuso y caótico baile. De repente, todos los círculos se harían muy pequeños hasta desaparecer por completo (cuando nos hubiéramos ido). Nada tendría sentido para él, jamás sería capaz de visualizarnos como nosotros nos vemos. Análogamente, si se nos sacara de nuestro universo tridimensional y se nos arrojara a una cuarta dimensión espacial, descubriríamos que el sentido común resulta inútil. Mientras nos movemos por la quinta dimensión aparecerían manchas de la nada frente a nuestros ojos, cambiando constantemente de forma, tamaño y composición, desafiando todas las reglas de la lógica de nuestro mundo tridimensional.

Pensemos en ello si alguna vez vemos un fantasma...

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(*) Inspirado tras la lectura de "Física de lo imposible" y "Hiperespacio", de Michio Kaku. Ed. Debolsillo y Drakontos Bolsillo, respectivamente.