La nueva teoría de todo une la mecánica cuántica con la relatividad .. y mucho más.
Stephen Wolfram, un controvertido físico e informático, declara haber unido la relatividad, la mecánica cuántica y la complejidad computacional en una sola teoría de todo. Pero, ¿ convencerán a otros físicos?
Wolfram, ha pasado gran parte de su carrera categorizando algoritmos simples, llamados autómatas celulares, y estudiando sus propiedades. Su principal hallazgo es que los algoritmos más simples pueden producir una enorme complejidad; algunos incluso generan aleatoriedad. Y su principal hipótesis es que el universo está gobernado por algún subconjunto de estos algoritmos.
Un nuevo tipo de ciencia
En 2002, publicó sus resultados en un enorme libro llamado “A New Kind of Science”, que obtuvo críticas mixtas y que no tuvo el impacto en la comunidad científica que Wolfram aparentemente esperaba. Ahora está de vuelta con otra idea similar y una afirmación aún más ambiciosa.
Wolfram ha estudiado las propiedades de los algoritmos simples; esta vez los unos que son un poco diferentes a los autómatas celulares, pero que él dice son lo más mínimos y sin estructura posible. Y, una vez más, dice que la aplicación de estos algoritmos simples repetidamente conduce a modelos, universos de juguete si se quiere, de enorme complejidad. Pero su nueva afirmación sensacional es que las leyes de la física emergen de esta complejidad, que son una propiedad emergente de estos universos de juguete.
Wolfram, que trabaja con un par de colaboradores, describe cómo la relatividad y la curvatura espacio-tiempo son una propiedad emergente en estos universos. Luego describe cómo la mecánica cuántica es una propiedad emergente de estos mismos universos, cuando se estudian de una manera diferente. Con esta forma de pensar, la relatividad y la mecánica cuántica son diferentes caras de la misma moneda. Continúa mostrando cómo ambas están íntimamente conectadas con otra idea cada vez más influyente e importante en la física moderna: la complejidad computacional.
Así que en su nueva “teoría del todo” los 3 pilares de la física moderna, la relatividad, la mecánica cuántica y la complejidad computacional, son esencialmente lo mismo visto de diferentes maneras. “Estoy seguro de que el marco básico que desarrollamos nos está diciendo fundamentalmente cómo funciona la física”, dice Wolfram. Esto es una afirmación asombrosa.
Lo primero que hay que reconocer es que es difícil desarrollar una teoría coherente que una la relatividad con la mecánica cuántica. Si pasa la prueba bajo revisión de otros, será un logro tremendo.
Pero también hay razones para ser cauteloso. En primer lugar, no está claro que Wolfram presente el trabajo para su revisión formal por pares.
En segundo lugar, la medida de cualquier nueva teoría son las predicciones comprobables que hace que la distinguen de otras teorías. Numerosas ideas interesantes han caído por el camino porque sus predicciones son las mismas que las teorías convencionales o más conocidas.
Wolfram ciertamente dice que su enfoque conduce a nuevas predicciones. “Ya tenemos algunos buenos indicios de cosas nuevas y extrañas que podrían estar ahí fuera para buscar”, dice.
Pero si son comprobables es otro asunto, ya que deja fuera los detalles de cómo se podría hacer esto. Por ejemplo, su teoría sugiere que hay una longitud elemental en el universo de unos 1E-93 m, que es mucho más pequeña que la longitud de Planck de 1E-35 m, actualmente considerada como la longitud más pequeña posible. Wolfram dice que esto implica que el radio de un electrón es de unos 1E-81 m. La evidencia experimental actual es que el radio es inferior a 1E-22 m.
Masa cuantificada
Su teoría también predice que la masa se cuantifica en unidades 1E36 veces más pequeñas que la masa de un electrón.
Otra predicción es que partículas como los electrones no son elementales en absoluto, sino conglomeraciones de elementos mucho más simples. Según sus cálculos, un electrón debe estar compuesto por 1E35 de estos elementos.
Pero también deberían existir partículas mucho más simples hechas de menos elementos. Llama a estos oligones y como deberían ejercer una fuerza gravitacional, Wolfram sugiere que conforman la materia oscura que los astrónomos piensan que llena nuestro universo pero no pueden ver.
No está claro cómo los físicos pueden probar estas predicciones. Pero tal vez sea injusto esperar ese nivel de detalle en una etapa tan temprana. (Wolfram dijo que comenzó a trabajar en serio en esta idea sólo en octubre del año pasado.)
Redes sociales
Un último punto que vale la pena señalar es el lugar de Wolfram en la comunidad física. Es un extraño. Eso no debería importar, pero importa.
Una crítica persistente a A New Kind of Science fue que no reconoció adecuadamente las contribuciones de otros que trabajaban en el mismo campo. Esta impresión indudablemente tuvo un efecto perjudicial en la forma en que se recibieron las ideas de Wolfram y en cómo se han extendido.
¿Esta vez las cosas serán diferentes? Mucho dependerá de sus interacciones con la comunidad. La revisión formal por pares sería un buen comienzo. Wolfram ha hecho algún esfuerzo para reconocer discusiones útiles que ha tenido con otros físicos, e incluye una larga lista de referencias (aunque aproximadamente una cuarta parte son para su propio trabajo o para su empresa, Wolfram Research). En particular, Wolfram reconoce el trabajo de Roger Penrose en el espacio-tiempo combinatorio a principios de la década de 1970, lo que anticipó el enfoque de Wolfram.
Guste o no, la ciencia es un esfuerzo social. Las ideas se propagan a través de una red cuyos nodos son personas. Y si usted no es parte de la comunidad e incumple activamente sus normas, entonces no debería ser una sorpresa si su trabajo es ignorado o que las colaboraciones no florecen o que la financiación es difícil de lograr. Y aunque un trabajo teórico como el de Wolfram puede florecer con una financiación mínima, el trabajo experimental no puede.
El trabajo de Wolfram sin duda se beneficiaría de una amplia colaboración y desarrollo. Si lo conseguirá depende en gran parte de él.