El nuevo Albert Einstein, como lo llaman en el mundo de la ciencia, unificó la teoría cuántica y la teoría de la relatividad para crear la ingeniosa Teoría M. Desde la prestigiosa Universidad de Princeton mantuvo un extenso diálogo con CLG
Desde hace tiempo, muchas publicaciones científicas se preguntan si el mundo no está ante la presencia de un nuevo Albert Einstein. Es que un argentino, nacido en el barrio porteño de Caballito hace 52 años, creó una teoría revolucionaria que lo convirtió en el niño mimado de la física moderna y en uno de los científicos más populares del planeta. Se trata de Juan Martín Maldacena, quien relacionó la teoría cuántica y la teoría de la relatividad desarrollada por Einstein para crear la ingeniosa Conjetura de Maldacena o Teoría M. Desde la Universidad de Princeton, el físico argentino más prestigioso del mundo y que más ha avanzado en desentrañar los misterios de la creación del universo, mantuvo un extenso diálogo exclusivo con CLG, donde, entre otras cosas, sostuvo que el universo «ya contaba con condiciones iniciales» y que «toda la complejidad de la que estamos rodeados se va generando de a poco a través de distintos procesos». Además, dijo que «teóricamente podría haber más dimensiones» y explicó en detalle su magistral trabajo.
Maldacena cursó la primaria en el Colegio La Salle y el secundario en el Liceo Militar General San Martín, antes de llegar a la Universidad de Buenos Aires y pasar luego al Instituto Balseiro. Se doctoró en física en la Universidad de Princeton, estudió más tarde en Rutgers y en Harvard. No había cumplido 30 años y ya era el profesor vitalicio más joven de esa prestigiosa universidad. Hoy pasa sus días en la cumbre de la excelencia educativa, trabajando como investigador en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, el mismo establecimiento donde Einstein se desempeñó los últimos 21 años de su vida.
El argentino estuvo en distintos momentos en la tapa de los diarios más importantes del mundo, por ejemplo, cuando ganó el Yuri Milner, un premio a las investigaciones sobre física que otorga tres millones de dólares. El premio Nobel -con el cuál ha coqueteado en más de una oportunidad- otorga apenas un millón cien mil dólares. A fin de cuentas, de todos los reconocimientos posibles que flotan en la órbita de la física teórica, Juan Martín los cosechó prácticamente todos. Incluso fue distinguido en octubre de 2019 como Doctor Honoris Causa de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
¿Por qué es tan popular? Porque formuló una nueva teoría que explica mejor cómo está formado y cómo funciona el universo. La Conjetura de Maldacena -así la llaman y es el trabajo más citado en el mundo, después del de Einstein- unió lo irreconciliable hasta entonces. Con la Teoría de las Cuerdas unificó la mecánica cuántica, que describe partículas muy pequeñas (los átomos y cosas más pequeñas que los átomos), con la teoría moderna de la gravedad que explica los planetas, las galaxias, el universo.
Sin dudas, Maldacena es un puro y proverbial exponente del nivel intelectual y cognoscitivo de la ciencia nacional. Ha obtenido varios e importantísimos premios internacionales, y en un reportaje exclusivo con Con la Gente Noticias habla de temas que desvelan al hombre: ¿Cómo comenzó todo? ¿Cuántas dimensiones hay? Esta y otras cuestiones en una entrevista que presentamos a los lectores en dos partes a partir de esta edición.
— El gran desvelo del hombre es conocer el origen del universo. La ciencia ha establecido la hipótesis de la gran explosión, el “Big Bang”, pero siempre queda pendiente una pregunta sin respuesta: ¿Qué había antes del Big Bang? ¿Por qué algo no puede ser efecto de la nada?
— Las teorías actuales nos permiten describir el universo asumiendo unas condiciones iniciales, pero no se sabe cómo fue que se establecieron. Lo que es sorprendente es que estas condiciones iniciales son muy sencillas. Dicen que el universo era muy pequeño y se estaba expandiendo. Era muy uniforme, y a una temperatura alta. No había planetas, ni estrellas, ni galaxias. No había elementos químicos, solo partículas elementales formando una especie de gas o fluido. Había también pequeñas inhomogeneidades, las cuales fueron creciendo al correr el tiempo hasta llegar a las estructuras que hay hoy en día.
Lo más notable es que toda la complejidad de la que estamos rodeados se va generando de a poco a través de distintos procesos, como la formación de los elementos químicos en las estrellas, y el desarrollo de la vida en la tierra, etc.
Un objetivo de la ciencia es tratar de entender cómo se llegó a esas condiciones iniciales, cómo se establece el principio del Big Bang. Hay algunas ideas especulativas, pero ninguna que sea totalmente consistente. Hay ideas en donde el tiempo se genera al principio. Hay otras ideas en donde el tiempo existía también antes.
Podría ser que la pregunta de qué pasa antes del principio del Big Bang sea similar a preguntar qué es lo que esta más al sur que el polo sur. En este ultimo caso, el polo sur es una región muy similar a otras regiones de la tierra, salvo que mas fría. De la misma manera podría ser que en una teoría mas completa (que hoy no tenemos) la descripción del principio del tiempo fuera dada en forma consistente, de acuerdo con esa teoría.
— Si había “algo” está claro que ese algo fue el efecto de una causa ¿La primera causa sin causa de Aristóteles?
— Depende de como uno piense acerca de causa o efecto. Si fuera posible describir el principio del universo de acuerdo con una cierta teoría o ciertas leyes de la física, uno podría preguntarse de dónde salieron esas leyes. Pero por ahora hay un problema más concreto que es encontrar una serie de leyes matemáticamente consistentes que puedan describir el principio del universo.
— En términos que puedan ser comprendidos por el común de la gente, ¿qué es la física cuántica y qué estudia?
— La física cuántica es un conjunto de leyes que gobiernan las partículas elementales. Un elemento importante en estas leyes es que son probabilísticas. Hay un elemento de azar en el comportamiento de las partículas elementales. Este azar sigue leyes precisas y uno puede calcular probabilidades usando las reglas de la mecánica cuántica.
Estas leyes explican la naturaleza de los átomos y la estructura de la materia. También la interacción entre la luz y la materia, las reacciones químicas, etc.
— La ciencia reconoce tres dimensiones, ¿pero podría haber más?
— Desde principios del siglo veinte se entendió que debemos pensar al tiempo como una dimensión más, ya que dos observadores que se mueven, uno con respecto al otro, perciben el tiempo y el espacio en forma distinta. Así que en la física actual hay 4 dimensiones.
Pero creo que tu pregunta realmente es si pudiera haber todavía dimensiones adicionales. Teóricamente si podría haber más dimensiones. Pero no hay ninguna evidencia experimental de que haya más dimensiones. Así que si hubieran más dimensiones, deberían tener un tamaño muy pequeño, ser tan pequeñas como para que los experimentos actuales no las puedan detectar.
Una razón por la cual se habla a veces sobre las dimensiones adicionales es la siguiente: la teoría de la gravedad moderna, la teoría de Einstein, postula que el espacio tiempo es curvo y tiene una dinámica propia, puede vibrar mediante ondas gravitatorias, por ejemplo.
También da cuenta de la expansión del universo. Cuando el universo era muy pequeño, la dinámica del espacio tiempo debería describirse usando leyes parecidas a las de la mecánica cuántica. O sea que debería haber una teoría de la gravedad cuántica. Esta teoría nos permitiría describir el principio del Big Bang. Sin embargo, todavía no la tenemos. Pero sí tenemos teorías en construcción, o algunos candidatos para esta teoría de la gravedad cuántica. Se encontró que la gravedad cuántica es mas sencilla si tenemos 10 o 11 dimensiones. Esto parecería estar en contra de la experiencia cotidiana con sus 4 dimensiones (el tiempo y las 3 del espacio). Sin embargo, podría ser que las nuevas dimensiones fueran muy pequeñas. Una dimensión pequeña podría pensarse como un circulo muy chico, o una esfera muy pequeña. Si fueran muy pequeñas, no podríamos detectar su existencia con los experimentos actuales.
— Usted ha deslumbrado al mundo de la ciencia con la Teoría M, que corrige a Einstein ¿En qué consiste?
— La teoría M es una versión de las teorías de la gravedad cuántica. No la inventé yo, sino que la propusieron otros. La corrección a la teoría de Einstein consiste en que la hace consistente con la mecánica cuántica.
Lo que yo hice fue proponer una relación entre la teoría de la gravedad cuántica y la física de partículas. Relaciona una teoría exótica, como las que describen al espacio tiempo en 10 dimensiones, con una un poco más sencilla que existe en cuatro dimensiones e involucra partículas interactuantes parecidas a la que usamos para describir las partículas dentro de lo núcleos atómicos.
— ¿En qué proyectos trabaja actualmente y cuáles son sus expectativas para el futuro?
— Ahora estoy trabajando en entender cómo los agujeros negros pueden ser compatibles con la mecánica cuántica. Es un aspecto de la gravedad cuántica que involucra agujeros negros. Es un problema más sencillo que tratar de entender el origen del universo, con la ventaja de que tenemos más ideas acerca de cómo proceder. En particular, se está entendiendo que ciertos aspectos de la mecánica cuántica se traducen en aspectos geométricos del agujero negro, como la estructura detallada de su interior.