La Teoría de las Cuerdas de las Diez Preguntas Debe Responder

Cualquier “teoría del todo”, ya sea la teoría de cuerdas o cualquier otra cosa, tendría que responder a algunas de las preguntas más difíciles que la física haya planteado jamás. Estas preguntas son tan difíciles que los esfuerzos combinados de toda la comunidad de la física hasta ahora no han sido capaces de responderlas.

  • El Big Bang: ¿Qué se golpeó (e infló)? Actualmente, la física y la cosmología nos dicen que el universo tal como lo conocemos comenzó hace unos 14.000 millones de años, en una singularidad en la que las leyes de la física se descomponen, lo que rompe la cuestión del origen del universo en dos partes: ¿Cuáles fueron las condiciones iniciales que desencadenaron el big bang, qué causó el final de la repulsiva gravedad de la era de la inflación, etc. Incluso si la teoría de cuerdas fracasa, cualquier teoría que intente expandirse más allá del Modelo Estándar de la física de partículas tendrá que abordar estas cuestiones con respecto a los primeros momentos del universo.
  • Asimetría bariónica: ¿Por qué existe la materia? Después del Big Bang, hubo una diferencia temprana entre la materia y la antimateria se llama asimetría bariónica (porque la materia regular, compuesta de bariones, se llama materia bariónica). Presumiblemente una teoría del todo explicaría por qué la densa energía del universo primitivo tendía a favorecer -aunque sólo fuera un poquito- a la materia sobre la antimateria.
  • Cuestiones de jerarquía: ¿Por qué hay vacíos en las fuerzas, partículas y niveles de energía? Las propias partículas vienen en múltiples variedades -mucho más variedades de las que parece que necesitamos- y cada una de ellas salta por grandes múltiplos de tamaño. En lugar de un continuo suave de fuerzas, partículas y energía, hay enormes brechas. Una teoría del todo debería explicar por qué existen estas brechas y por qué existen donde existen.
  • Puesta a punto: ¿Por qué las constantes fundamentales tienen los mismos valores que ellas? Los físicos esperan que una teoría del todo explique la precisión de estos valores -en esencia, explicar la razón por la que se permite que la vida misma exista en nuestro universo- a partir de los principios fundamentales de la física.
  • La paradoja de la información de los agujeros negros: ¿Qué pasa con la materia de los agujeros negros que faltan? El pensamiento actual sobre la paradoja de la información de los agujeros negros es que hay un sistema cuántico subyacente al agujero negro, y que este sistema cuántico nunca pierde información, aunque el sistema puede mezclar los puntos más finos de una manera complicada, sea cual sea la solución, una teoría del todo tendría que presentar un conjunto definitivo de reglas que se podrían aplicar para averiguar qué está sucediendo con la materia (y la información) que cae en un agujero negro.
  • Interpretación Cuántica: ¿Qué significa la mecánica cuántica? Todavía no hay una sola descripción clara del principio físico que hace que la mecánica cuántica funcione de la manera en que lo hace. La mayoría de los físicos teóricos no parecen creer que sea posible determinar una interpretación como correcta, y ni siquiera la consideran como una pregunta que necesita ser contestada, incluso por una teoría de todo.
  • Misterio Oscuro No. 1: ¿Qué es la Materia Oscura (y por qué hay tanta)? Los científicos saben que la materia oscura existe porque pueden detectar sus efectos gravitacionales, pero actualmente no pueden observar la materia oscura directamente. Aún así, nadie sabe de qué está hecha la materia oscura. La teoría de cuerdas contiene otras ideas que podrían explicar la naturaleza de la materia oscura.
  • Misterio Oscuro No. 2: ¿Qué es la energía oscura (y por qué es tan débil)? Hay mucha energía oscura en el universo – ¡unas tres veces más que la materia visible y la materia oscura juntas! Una teoría del todo explicaría por qué la energía del vacío contiene el valor que tiene.
  • Simetría de tiempo: ¿Por qué parece que el tiempo avanza? Las dimensiones del espacio son intercambiables, pero el tiempo es distinto porque parece moverse en una sola dirección. El tiempo no retrocede, y una teoría del todo tendría que explicar esta discrepancia entre la simetría matemática del tiempo y la asimetría física del tiempo.
  • El Fin del Universo: ¿Qué viene después? Y, por supuesto, la eterna pregunta sobre el destino del universo es otra pregunta que una teoría del todo tendría que responder. ¿Terminará nuestro universo (y todos los demás) en hielo, expandiéndose hasta que el calor se disipe a través de la inmensidad del espacio? ¿Se amontonarán las galaxias en cúmulos densos, como las caravanas de invierno alrededor de una fogata? ¿Se contraerá el universo y quizás eventualmente comenzará el ciclo de la creación universal por todas partes?
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