La teoría del todo

La teoría del todo consiste en la posibilidad de encontrar algún día una única ecuación que permita explicar todos los fenómenos de la naturaleza.

No sabemos cuántas leyes naturales hay pero averiguar que hay una ley que lo explica todo es una de las cuestiones que se están dando en estos momentos.

El descubrimiento de una gran teoría única sería la aspiración que tienen las personas a comprenderlo todo.

Las interacciones entre los cuerpos han sido identificadas y las hemos contabilizado en cuatro: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. La unificación del electromagnetismo con la fuerza nuclear débil ha abierto la esperanza para conseguir la unificación de las otras dos fuerzas, pero parece un objetivo lejano y difícil de alcanzar; es más, la posibilidad de que exista una quinta fuerza no es a lo que se tiende a la hora de elaborar una teoría del todo.

En cuanto a formalizar la mecánica cuántica la idea es describir los fenómenos observables en base a una auténtica mecánica que expliquen tanto el movimiento de los cuerpos como sus causas, que pueden explicarse a través de dos sencillos principios: la relatividad general y el tejido del espacio-tiempo de cuatro dimensiones (x,y,z,t)

En la unificación de las fuerzas gravitatorias y electromagnéticas el electromagnetismo se definió como la interacción fundamental a partir de la cual  se deriva la gravitación.

Cuando se desarrolló la teoría pentadimensional se observó que los resultados arrojaban dos conjuntos de ecuaciones: la relatividad general y las del electromagnetismo, pero la quinta dimensión es demasiado pequeña para poder verla. La idea básica de incluir dimensiones espaciales extraordinarias fue retomada después, lo que nos llevó hasta las teorías actuales de las once dimensiones.

Uno de los principios de la mecánica cuántica estipula que podemos conocer a velocidad o la posición de un objeto con una precisión arbitrariamente alta, pero no ambas variables a la vez. El principio de causalidad clásica incica que un efecto sigue a una causa superar pues la velocidad de la luz fue probablemente el factor determinante para relacionar la teoría de la relatividad con la mecánica cuántica. El principio de causalidad o carácter azaroso de las leyes naturales puede no gustar pero suponer que no existe un límite en la velocidad de la luz supone no aceptar la relatividad especial. Dos partículas que han interactuado y comparten la misma función de onda pueden comunicarse más rápido que la velocidad de la luz y el entrelazamiento cuántico está dando lugar a multitud de descubrimientos como la criptografía cuántica o el teletransporte.

Considerando que la relatividad y la mecánica cuántica tienen un carácter diferente se comprende la dificultad de encontrar una teoría del todo.

Cuando se habla de unificar la mecánica cuántica y la relatividad suele entenderse que estamos hablando de la relatividad general.

La primera teoría cuántica de campos fue creada en relación al electromagnetismo y recibe el nombre de electrodinámica cuántica.

Un proceso llamado renormalización se ha convertido en una cualidad deseable para cualquier teoría cuántica de campos.

El modelo de quarks constató que su teoría cuántica asociada recibe el nombre de cromodinámica cuántica.

Hasta hace poco se consideraba que habían cuatro fuerzas fundamentales distintas: la gravitación, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil, pero la ruptura espontánea de simetría hace que la interacción eletro débil se divida en las dos fuerzas, la electromagnética y la nucleara débil al mecanismo productor de la ruptura es lo que hoy se denomina campo de Higgs.

Luego tenemos cuatro grandes teorías en física que unifican las interacciones entre partículas y campos:

1)      La electromecánica cuántica.

2)     ;  La cromodinámica cuántica.

3)     ;  La teoría electrodébil para la unificación del electromagnetismo y la fuerza nuclear débil.

4)    &n bsp; El modelo de quarks para la física de partículas.

Los quarks y leptones tienen sus propias antipartículas. Cada quark tiene tres tipos de carga.

El modelo estándar, para los físicos de partículas tiene la ventaja de describir casi todas las partículas e interacciones concebibles en condiciones compatibles con la relatividad especial, pero no es una teoría homogénea.

La teoría de la gran unificación se puede evaluar mediante dos predicciones: la existencia de monopolios magnéticos y la desintegración del protón.

Una teoría de campos válida para la gravedad es una de las metas más ambiciosas de las teorías modernas. La teoría cuántica de bucles a partir del concepto de redes de espín reformulando las ecuaciones de la relatividad general ha podido explicar una conjetura relacionada con la entropía de los agujeros negros aunque plantea una incompatibilidad con las leyes de la termodinámica.

Las consecuencias de la teoría cuántica de bucles tienen asimismo implicaciones cosmológicas, como la teoría de la gran explosión o Big Bang.

La teoría de cuerdas según la cual el universo se compone de minúsculas cuerdas postula que se requieren 26 dimensiones y si esto es así tendremos que aceptarlo. En estos momentos la teoría de cuerdas parece ser a mejor candidata a convertirse en una gran teoría unificadora siempre que venga de la mano del principio antrópico de poder explicar la  existencia del ser humano.

La ley de gravitación universal permite conocer con gran precisión el comportamiento de dos cuerpos, pero cuando son tres o más es irresoluble.

Si existe una teoría definitiva, su descubrimiento pondrá punto y final a la búsqueda de la verdad científica .

Si algún día el ser humano consigue la unificación de las leyes de la física y descubre la teoría del todo tendrá a su disposición la herramienta para profundizar en el entendimiento del Cosmos.