lunes 22 de agosto de 2011

Cuántas dimensiones tiene el espacio?


Tradicionalmente se hablaba de que el espacio tenía tres dimensiones: X, Y, Z. Luego vino Einstein y agregó una cuarta: el tiempo, para formar lo que se conoce como el espacio-tiempo.

Cuando surgió la física cuántica, ellos se crearon su propio sistema de coordenadas análogo al de Einstein, solo que en vez de distancia y tiempo, empleaba momentum y energía, dando como resultado el continuo momentum-energía.

Ahora, en algunos círculos se está manejando la idea de que el espacio podría tener no cuatro, sino ocho dimensiones: el resultado de combinar el sistema relativista con el sistema cuántico.

Se puede hacer porque desde hace mucho se encontraron ecuaciones que permiten transformar un sistema de coordenadas en el otro. Solo que hasta ahora empiezan a existir ecuaciones secundarias y poder computacional como para analizar las implicaciones de combinar ambos sistemas.

El resultado es una nueva base para el universo llamada espacio-fase, en donde se combinan simultáneamente las 8 dimensiones. Y de entrada se está viendo que tiene sus efectos extraños. Por ejemplo en el espacio-fase, dos observadores que miden un fenómeno de alta energía (por ejemplo una supernova) bajo el mismo marco de referencia, pueden obtener resultados distintos al ubicarlo en el espacio. En otras palabras los dos verían el mismo humo, pero al llegar al incendio llegarían a dos lugares diferentes, algo que bajo Einstein sería imposible.

Similarmente en el espacio fase se podría violentar la conmutatividad: alguien podría caminar en un plano 100 metros norte y 100 oeste, y llegar a un lugar distinto que alguien que camina 100 oeste y luego 100 norte en el mismo plano.

La realidad en el espacio-fase empezaría a tener un componente de incertidumbre: conforme pasa el tiempo, las mediciones tomadas de un fenómeno se volverían difusas por sí solas, hasta que la existencia del fenómeno en sí estaría en tela de duda. Esto llegaría a explicar paradojas inexplicables hasta el momento, como la evaporación de Hawking de los agujeros negros. Simplemente las mediciones se volverían tan difusas con el tiempo, que sería imposible determinar al final si el agujero realmente se evaporó o no.

Es una interpretación rara del Universo y sus leyes, pero hay evidencia de que podría no estar tan volada. Algunos experimentos hechos con rayos cósmicos parecen respaldar la teoría del espacio-fase, por lo menos preliminarmente.