¿Llegó a formular Stephen Hawking una teoría del todo?

Elaborar una teoría del todo, aquella que logre hacer coincidir de manera coherente las leyes del mundo de las partículas como los electrones (los postulados de la física cuántica), y la física de los grandes astros, (la teoría de la relatividad) ha sido el reto de la física por excelencia para los grandes genios del siglo XX, y continúa siéndolo. Mientras que el último es descrito por las ecuaciones de Einstein, el primero es predicho con una precisión extraordinaria por el llamado Modelo Estándar de interacciones fundamentales.

Puede que los dos científicos más famosos de nuestro tiempo murieran compartiendo los mismos anhelos: Albert Einstein y Stephen Hawking.

Antes de morir, Stephen Hawking trabajó durante años en algo llamado "teoría M". Para él, era la mejor apuesta de una teoría completa del universo. ¿Pero, en qué consiste?

Nuestra comprensión del cosmos está descrita por cuatro fuerzas fundamentales. Dos de ellos, la gravedad y el electromagnetismo, son relevantes para nosotros a nivel macroscópico, los tratamos en nuestra vida cotidiana. Pero las otras dos, denominadas interacciones fuertes y débiles, actúan en una escala microscópica, y se vuelven relevantes solo cuando se trata de procesos subatómicos.

Pero cuando se tratan de combinar las fuerzas de una y otra escala, aparecen infinitos 'sinsentidos'.


Para entender la idea básica de la teoría M de Hawking, debemos retrotraernos a la década de 1970, cuando los científicos se dieron cuenta de que, en lugar de describir el universo en base a partículas puntuales, podrías describirlo en términos de pequeñas cuerdas oscilantes: la célebre teoría de cuerdas.

Esta nueva manera de pensar sobre los constituyentes fundamentales de la naturaleza funcionó para resolver muchos problemas teóricos. Y a diferencia de la teoría estándar de la gravedad, la teoría de cuerdas puede describir sus interacciones matemáticamente sin obtener extraños infinitos.


Otra característica sorprendente es que la teoría de cuerdas requiere la existencia de diez dimensiones espacio-temporales. Actualmente, solo conocemos cuatro: profundidad, altura, ancho y tiempo. Podríamos ser forzados a vivir en un mundo de tres dimensiones sin ningún acceso a las dimensiones adicionales.

O bien, el resto de dimensiones podrían estar "compactadas" en una escala tan pequeña que no las notamos. Una posible solución es que nuestro universo es solo uno de muchos en un infinito "multiverso", gobernado por diferentes leyes físicas.


Los puntos débiles de la teoría de cuerdas
Pero había un problema que incordiaba a los teóricos de cuerdas: una clasificación exhaustiva mostró la existencia de cinco diferentes teorías de cuerdas consistentes, y no estaba claro por qué la naturaleza elegiría uno de cada cinco. Aquí es donde la teoría M de Hawking entra en juego.


En 1995, los físicos propusieron que las cinco teorías de cuerdas consistentes son en realidad solo caras diferentes de una teoría única que vive en once dimensiones de espacio-tiempo y que se conoce como teoría M. Esta teoría, que es la más consistente matemáticamente hablando, es considerada por muchos científicos la definitiva ‘teoría del todo’.

Falta de predicciones empíricas
Sin embargo, hasta ahora, la teoría M no ha podido generar predicciones empíricas, que puedan ser probadas mediante experimentos.

Pero algunas de sus características, como la supersimetría, se están probando actualmente en el Gran Colisionador de Hadrones. Si los científicos encuentran evidencia de supercompañeros, definitivamente se fortalecería la teoría M. Pero sigue siendo un desafío para los físicos teóricos actuales producir predicciones comprobables, y que los físicos experimentales establezcan experimentos para probarlos.

Pero, por el momento, hasta que los físicos teóricos no den con pruebas experimentales, no podremos estar seguros de si Hawking o cualquier otro científico ha obtenido la preciada ‘teoría del todo’.

La enfermedad de Stephen Hawking le impedía moverse, pero ello no quiere decir que le impidiera realizar esta proeza para la humanidad. Con su muerte, dejó huérfano al mundo de la física, pero sus aportaciones seguirán marcando las líneas de investigación que lideran el conocimiento del cosmos.