por Mapa del universo observable
Cuando alguien menciona «diferentes dimensiones», tendemos a pensar en cosas como universos paralelos, realidades alternativas que existen en paralelo a la nuestra, pero en las que las cosas funcionan o suceden de forma diferente. Sin embargo, la realidad de las dimensiones y el papel que desempeñan en el ordenamiento de nuestro Universo es realmente muy diferente a esta caracterización popular.
Para desglosarlo, las dimensiones son simplemente las diferentes facetas de lo que percibimos como realidad. Somos inmediatamente conscientes de las tres dimensiones que nos rodean a diario: las que definen la longitud, la anchura y la profundidad de todos los objetos de nuestros universos (los ejes x, y y z, respectivamente).
Más allá de estas tres dimensiones visibles, los científicos creen que puede haber muchas más. De hecho, el marco teórico de la teoría de las supercuerdas plantea que el universo existe en diez dimensiones diferentes. Estos aspectos diferentes son los que rigen el universo, las fuerzas fundamentales de la naturaleza y todas las partículas elementales que contiene.
La primera dimensión, como ya se ha señalado, es la que le da longitud (también conocida como el eje x). Una buena descripción de un objeto unidimensional es una línea recta, que sólo existe en términos de longitud y no tiene ninguna otra cualidad discernible. Si se le añade una segunda dimensión, el eje y (o altura), se obtiene un objeto que se convierte en una forma bidimensional (como un cuadrado).
Edad del universo
Un personaje que viviera en la segunda dimensión, como un naipe, vería un objeto tridimensional, como una pelota, como un círculo. (Crédito: Adelaide Cole/Editor de Arte y Michael Setzer/Editor de SciTech)
La teoría de cuerdas es una idea de la física de partículas que intenta conciliar la mecánica cuántica y la relatividad general. Utiliza el concepto de que las partículas elementales, como los quarks y los electrones, no son puntos adimensionales, sino «cuerdas» oscilantes unidimensionales. La teoría de cuerdas podría ser el sueño de los físicos -una teoría unificada de todo-, pero requiere dimensiones adicionales. Entonces, ¿cuántas dimensiones hay?
La primera dimensión es una línea que conecta dos puntos cualquiera. No tiene anchura ni profundidad, sólo longitud. Creamos la segunda dimensión cuando dibujamos una segunda línea que se ramifica o cruza la primera. La segunda dimensión tiene longitud y anchura.
Imagina un mundo que sólo tiene dos dimensiones. Imaginemos ahora criaturas bidimensionales como las que aparecen en un naipe; las llamaremos «Flatlanders», un término acuñado originalmente por el autor Edwin Abbott. Cuando los Flatlanders miran objetos tridimensionales, los perciben como secciones transversales bidimensionales de estos objetos. Una pelota, por ejemplo, les parece un círculo.
Tamaño del universo
¿Atará la cuerda al paquete estándar? Pisándole los talones al Modelo Estándar, algunos físicos están trabajando para apoyar una idea llamada teoría de cuerdas. Ésta intenta atar los cabos sueltos del Modelo Estándar explicando todas las partículas y fuerzas fundamentales (incluida la gravedad) en un marco unificado.
En la teoría de cuerdas subyace la idea radical de que las partículas fundamentales no son realmente como puntos o puntitos, sino pequeños bucles de cuerdas que vibran. Todas las partículas y fuerzas diferentes no son más que distintos modos de oscilación de un único tipo de cuerda. Por extraño que parezca, la teoría también implica que, además del conocido mundo tridimensional y la cuarta dimensión del tiempo, ¡existen seis dimensiones espaciales adicionales! Al parecer, estas dimensiones adicionales están «enroscadas» de forma tan pequeña que no las vemos.
La teoría de cuerdas es conceptualmente compleja, con una estructura matemática fascinante pero muy difícil. Esto ha impedido hasta ahora a los investigadores obtener predicciones concretas de la teoría para compararlas con los resultados experimentales. La teoría de cuerdas no sólo implica el complejo estudio de la geometría de las dimensiones adicionales, sino que la forma en que se elige la estructura de las dimensiones parece arbitraria y puede conducir a resultados diferentes.
Dimensiones de la teoría de cuerdas
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Parece una pregunta bastante fundamental, el equivalente de los físicos modernos a saber si el mundo es redondo o plano. Pero la pregunta «¿cuántas dimensiones hay en el universo?» resulta ser complicada, tanto que los físicos no están de acuerdo con la respuesta.
Los defensores de la teoría de las cuerdas -una explicación muy especulativa pero popular de la estructura detallada del universo- defienden 10 dimensiones. Algunos teóricos han defendido incluso más, hasta un número indefinido de dimensiones posibles.
Otros físicos sugieren que los resultados experimentales han echado un jarro de agua fría sobre el caso de las dimensiones superiores, dejándonos sólo con las conocidas tres dimensiones de longitud, anchura y altura, más la dimensión del tiempo.
Por si estas complejidades no fueran suficientes, hay otro nivel de complicación al preguntar cuántas dimensiones hay en el universo: Cuando los físicos hablan de dimensiones, la palabra no significa exactamente lo que la mayoría de nosotros cree que significa.
