La Teoría del Todo y las fuerzas fundamentales

La famosa teoría del todo, tan popularizada gracias a Stephen Hawking en sus libros de divulgación y apariciones en la TV.

Stephen hawking y la teoría del todo
Representación artística de Stephen Hawking

Qué es la teoría del todo

Partamos diciendo qué entendemos por una teoría del todo. Entendemos a ésta, como una teoría con una ecuación matemática sencilla, desde la cual somos capaces de describir todos los fenómenos observables en la naturaleza a todas las escalas, desde lo más pequeño hasta lo más grande.

Resulta que a medida que los físicos estudiamos el universo que nos rodea y somos capaces de descifrar las leyes que lo gobiernan, aparece un hecho notable. Parece ser, que a medida que nuestro entendimiento evoluciona con el tiempo, nos volvemos capaces de relacionar dentro de un mismo marco a fenómenos aparentemente incompatibles.

Es así que, por ejemplo, al estudiar los fenómenos de la electricidad, como lo son los relámpagos que vemos en las tormentas eléctricas y el magnetismo que es el causante de que las brújulas apunten al norte, es gracias al trabajo de grandes físicos, que se descubrió que estos fenómenos, aparentemente ajenos, eran en realidad dos caras de una misma moneda, conocida hoy como el electromagnetismo.

El descubrimiento de una nueva fuerza

Estudiando en la primera mitad del siglo XX las desintegraciones de las partículas de altas energías producidas por el Sol, aquellas que al chocar con la atmósfera, producen una reacción llamada decaimiento beta en la cual un neutrón decae en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico, resultó que dicho decaimiento es consecuencia de una nueva fuerza, conocida como la fuerza nuclear débil, y que además explica la existencia de una nueva partícula, los neutrinos electrónicos.

Estudiando la teoría matemática que describe a la fuerza nuclear débil, se descubrió que el electromagnetismo es también una cara de una nueva moneda que en su otra cara tiene a la fuerza nuclear débil. Así es como nace la teoría electrodébil, como una unificación de estos dos fenómenos en términos de una única ecuación sencilla.

Se sabe además que en el núcleo del átomo hay presente otra fuerza que es la causante de mantener unidos a los neutrones con los protones y de darle estructura a estos mediante los quarks. Una pregunta natural es si esta fuerza es en realidad una sola cara de una moneda, que tiene en su otra cara a la fuerza electrodébil.

A día de hoy no se conoce una unificación de estas tres fuerzas pero se cree que en los primeros instantes del big bang estas estaban unificadas.

Una teoría unificada vs Una teoría del todo

A una teoría que unifica en una única ecuación a la teoría electrodébil con la fuerza nuclear fuerte (también llamada cromodinámica cuántica) se le conoce como “la teoría gran unificada”.

Todos sabemos que además existe otra fuerza, que es la causante de la existencia de los agujeros negros, las estrellas y la formación de nuestro planeta, esta es la fuerza de la gravedad.

Representación artística de un agujero negro

Uno de los esfuerzos más grandes en la comunidad científica en los últimos tiempos, es meter dentro de un mismo marco a la gravedad y las otras fuerzas.

Es la unificación con la gravedad y la gran unificación la que se conoce como la teoría del todo. Pero eso es solo porque no conocemos otras fuerzas.

Puede ser perfectamente posible que a escalas muy, muy energéticas existan otras fuerzas, que si se descubren, deberán hacerse calzar con nuestro actual conocimiento de las otras fuerzas.

¡Quién sabe qué desafíos y sorpresas nos traerá el futuro de la ciencia!

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