Teoría de cuerdas 2

En la anterior entrada se comentó sobre las fuerzas que rigen el Universo. Hablamos de la gravedad, del electromagnetismo y de las fuerzas nucleares débil y fuerte. Ahora bien, para entender un poco más sobre la teoría de cuerdas, hablaremos sobre la gravedad y la mecánica cuántica. La gravedad como ya sabes es la fuerza que experimentan los cuerpos entre sí, la atracción de masas por el pliegue del espacio tiempo. La mecánica cuántica es la rama de la física que estudia la materia a escala atómica. Esta ciencia intenta explicar todo lo que sucede en el Universo, desde los átomos de hidrogeno hasta la estrella más lejana mediante la comprensión del mundo cuántico. Hasta ahora estos dos conceptos sobrevivían en armonía, pero claro, en el Universo existe un fenómeno que cuando los físicos intentan entender mediante la mecánica cuántica (comprendiendo su materia a escala atómica) o utilizando la gravedad (a escala de masas grandes) se topan de narices, la una pelea con la otra, y esto en la física no puede pasar, puesto que si no funcionan juntas algo iría mal en la física, y esto no es aceptable. Comprendamos un poco este fenómeno para darnos cuenta de lo que sucede.

Agujeros negros: un agujero negro nace a raíz de un acontecimiento extraordinario en el Universo, la muerte de una estrella. Una estrella mantiene su masa gracias a dos fuerzas que evitan que se colapse o que se expanda. Imagina la fuerza nuclear intentando hacer expandir la masa de una estrella y la gravedad intentando comprimir su masa. Estas dos fuerzas en equilibrio hacen que una estrella ni se contraiga ni se expanda, mantiene su masa. Al final de la vida de una estrella de 2,6 veces de masa por encima que el Sol, quema todo su hidrógeno transformándolo en helio, carbono, oxigeno y finalmente a hierro. Cuando llega este punto, la fuerza nuclear es tan débil que la estrella no puede trabajar en equilibrio (recuerda las dos fuerzas que evitan que se expanda o contraiga) y llegados a este punto la gravedad es tan fuerte que hace que toda su masa se comprima, pero llega un punto en que la materia está tan comprimida que sus átomos se repelen entre sí debido a los electrones que son de carga similar (recuerda que dos carga negativas se repelen entre sí), pero aun así debido a que ninguna fuerza pudiera detener tal cantidad de masa comprimiéndose, seguiría reduciendo su tamaño pero con misma masa hasta un punto infinitamente pequeño. No todas las estrellas acaban convirtiéndose en agujeros negros, esto se hablará en otra entrada. Pues bien, ahora imaginando toda esa masa concentrada en un punto tan pequeño y volvamos al tejido espacial. Si un planeta o una estrella es capaz de doblar ese tejido (recuerda una esfera colocada sobre un mantel estirado), tal cantidad de masa plegaria el espacio tiempo debido a su gran peso. Pero como cuando una estrella reduce todo su tamaño a un punto tan pequeño, el tejido espacio-temporal no puede soportarlo y lo pliega de tal manera que crea un conducto llamado agujero negro. La gravedad es tan fuerte en ese punto que ni siquiera la luz puede escapar de ella.

Ahora que entendemos que es un agujero negro intentemos estudiarlo. ¿Que herramienta utilizarías?, la mecánica cuántica para entender la interacción de sus átomos o la gravedad para entender la gran fuerza que emana tragándose todo lo que pasa por su lado. Premio, ninguna funciona porque un agujero negro es como un átomo de pequeño y pesado como una estrella. Choca verdad, tanta materia en un punto tan pequeño. En la próxima entrada nos centraremos en la teoría de cuerdas y de cómo puede darnos la solución para poder unificar estas dos fuerzas y poder entender este fenómeno volviendo a mantener a la física en equilibrio.