• Uno podría preguntarse por qué los físicos se han limitado ellos mismos a puntos de cero dimensiones durante todo este tiempo; la respuesta es que es mucho más difícil trabajar
  con objetos de una dimensión y que con frecuencia causan problemas con la causalidad y violaciones de la ley de la relatividad especial que dice que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.

• Este hecho es clave para entender dónde encaja la teoría-M. Las 5 teorías difieren en qué clase de cuerdas permiten y en cómo implementan la supersimetría, una parte técnica
  de la teoría de cuerdas que conduce al nombre comúnmente usado de teoría de supercuerdas.

• Objetos de mayores dimensiones siempre estuvieron presentes en la teoría de cuerdas pero nunca pudieron ser estudiados antes de la Segunda Revolución de las Supercuerdas debido
  a su naturaleza no-perturbativa.

• Aquí es donde aparece al rescate la teoría-M. Introducción de la teoría M[editar] En 1995, Edward Witten inició lo que ha sido llamado la Segunda Revolución de las Supercuerdas
  al presentar al mundo la teoría-M. Esta teoría combina las cinco diferentes teorías de cuerdas (junto con el intento previamente abandonado de unificar la Relatividad General y la Mecánica Cuántica llamado supergravedad once-dimensional) en
  una única teoría.

• El desarrollo de la teoría de cuerdas ha venido principalmente por un problema extremadamente importante que ha existido en la física durante casi 100 años.

• A mediados de los años 90, Edward Witten, un teórico de cuerdas del Instituto de Estudios Avanzados y otros importantes investigadores consideran que las cinco diferentes
  versiones de la teoría de las cuerdas podría describir lo mismo visto desde diferentes perspectivas.

• Estas relaciones implican que cada una de las teorías de supercuerdas es un diferente aspecto de una sola teoría, propuesta por Witten, y llamada “Teoría-M” La teoría-M no
  está completa; sin embargo, puede aplicarse a muchas situaciones.

• • Hay finalmente un argumento sociológico que indica que la teoría de cuerdas ha dominado la financiación y las posiciones de por vida de la física de altas energías, haciendo
  la exploración de las alternativas difícil.

• Otra versión de este argumento es la que dice que la teoría de cuerdas no está todavía bien definida, puesto que está basada en gran manera en las ecuaciones de la perturbación.

• Segundo, porque podemos construir un espacio al unir círculos en varias formas, se puede notar que cualquier espacio descrito por la teoría de cuerda IIA también puede ser
  vista como un espacio diferente al descrito por la teoría IIB.

• También existen otros problemas con el modelo estándar: tiene unos 20 parámetros libres que deben ser ajustados a mano, y tiene un gran número de partículas que declara fundamentales
  (para cada partícula existen tres copias organizadas en generaciones, que solo se diferencian entre sí en la masa).

• Por tanto, el tubo es realmente una superficie bidimensional a pesar del hecho que parece ser una línea desde lejos.

• Este modelo sugería que todas las partículas, y todas las formas de energía en el universo, podrían interpretarse en términos de unas hipotéticas «cuerdas» u objetos unidimensionales,
  cuya forma solo sería perceptible a escalas de longitud comparables con la longitud de Planck.

• La teoría M agrupó todas las teorías de cuerdas, al afirmar que las cuerdas son realmente «anillos» unidimensionales de una «membrana» bidimensional que vibra en un espacio
  undecidimensional (un espacio de la undécima dimensión).

• • Un argumento en contra de la teoría de cuerdas cuestiona el poder predictivo de la teoría, apuntando que la teoría de cuerdas no ha producido ninguna predicción “clara”
  (en el sentido de numérica) que se haya verificado en un experimento.

• El número de parámetros libres de la teoría cae de 20 a uno (un parámetro que corresponde al tamaño de las cuerdas), y se espera que los detalles de la teoría expliquen por
  qué existen las tres familias de partículas.

• Según esta propuesta, las partículas son cuerdas vibrando a cierta frecuencia en un espacio-tiempo que requiere al menos once dimensiones.

• • Otro argumento en contra de la teoría de cuerdas es que no conserva algunas de las propiedades de la Relatividad General, tales como la independencia del fondo, y que la
  teoría muestra un sesgo hacia la física de partículas.

• A comienzos de los años 1990, se postuló que las diferentes teorías de las supercuerdas estaban relacionadas por dualidades, que permitían a los físicos relacionar la descripción
  de un objeto en una teoría de supercuerdas para finalmente describir un objeto diferente de otra teoría.

• En la teoría de cuerdas cada partícula es creada de alguna forma por diferentes patrones de vibración de las cuerdas.

• Esta teoría sigue siendo una propuesta de trabajo y si bien tiene amplio apoyo, no es una teoría con aceptación universal, ya que no existen pruebas empíricas en su favor,
  siendo difícil de verificar dadas las energías requeridas para verificar los detalles.

• Los proponentes de la teoría de cuerdas responden que la física de partículas ha sido probada de forma más precisa que la Relatividad General.

• Algunos científicos han cuestionado los éxitos tangibles de la Teoría-M dado su estado incompleto y su poder limitado de predicción incluso después de años de intensas investigaciones.

• Tiene su origen en la teoría de cuerdas, según la cual todas las partículas son, en realidad, diminutas cuerdas que vibran a cierta frecuencia.

• Esto significa que podemos identificar la teoría IIA con la teoría IIB: cualquier objeto que puede ser descrito por la teoría IIA tiene una descripción equivalente, aunque
  aparentemente diferente, en términos de la teoría IIB.

• En vez de esto, la teoría de cuerdas propone que el universo está fundamentalmente compuesto por objetos unidimensionales que son similares a una cuerda.

• Lo que hizo Witten fue predecir el hecho de que todas estas diferentes teorías estuvieran conectadas es un resultado de que hay una teoría subyacente de la cual son todas
  aproximaciones.

• Para esta hipótesis, llamada “orden holográfico”, definirá entre otros, el dinamismo y/o relaciones dentro del sistema.

• Hay cinco grandes teorías de cuerdas, todas basadas en un universo de 11 dimensiones, y todas parecen ser correctas, pero los científicos no estaban conformes con la aparente
  contradicción de cinco conjuntos de ecuaciones para describir el mismo fenómeno.

• Otro problema con la teoría de cuerdas es que presenta 5 formulaciones diferentes.

• • Los críticos continúan observando que debido al panorama de la teoría de cuerdas, la teoría puede ser incapaz de hacer estas predicciones incluso en principio, y por tanto
  no sería falsable.

• Escepticismo La teoría-M ha sido el objetivo de un escepticismo creciente, puesto que algunos (notablemente Peter Woit y Lee Smolin) arguyen que los teóricos de las cuerdas
  han sobrestimado muchas de las fortalezas de la teoría, mientras que han subestimado sus debilidades.

• El problema es que la relatividad general, la teoría desarrollada por Albert Einstein que explica cosas en escalas muy grandes o cosmológicas, es irreconciliable con la mecánica
  cuántica y el modelo estándar, que explica el universo a escala subatómica.

• Estas cuerdas serían tan pequeñas que incluso en la diminuta escala de las partículas parecerían como puntos.

• Además la teoría contiene algunos problemas matemáticos no resueltos y solo conjeturados de manera aproximada.

• Cada una de estas dualidades provee un modo de convertir una teoría de cuerdas en otra.

• Si se quisiera resumir la teoría de cuerdas en una sola idea, se resumiría diciendo que esta suposición es incorrecta.

• Pero la teoría de cuerdas se encontró con un problema: tras una versión inicial de ecuaciones que la sustentaba, fueron descubiertas otras ecuaciones, igualmente coherentes.

 

Works Cited

[‘• Witten, Edward (1999). «String Theory and Noncommutative Geometry (Teoría de Cuerdas y Geometría no Conmutativa)». arXiv:9908142. (Texto en español)
Brian Greene ha escrito varios libros explicando la teoría de cuerdas y la teoría-M:
• El universo
elegante: The Elegant Universe, 1999, ISBN 0-375-70811-1
• The Fabric of the Cosmos, 2004, ISBN 0-375-41288-3.
• Michael J. Duff, The Theory Formerly Known as Strings, Scientific American, February 1998, online at The University of Michigan.
• John
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• Brian Greene, The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions,
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(1996). M Theory As A Matrix Model: A Conjecture
• B. de Wit, J. Hoppe, H. Nicolai, “On The Quantum Mechanics Of Supermembranes”. Nucl.Phys. B305:545 (1988).
• Duff, Michael J., M-Theory (the Theory Formerly Known as Strings), International Journal
of Modern Physics A, 11 (1996) 5623-5642, online at Cornell University’s arXiv ePrint server [1].
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• Kaku, Michio (December 2004). Parallel
Worlds: A Journey Through Creation, Higher Dimensions, and the Future of the Cosmos. Doubleday. ISBN 0-385-50986-3, 448.
• Taubes, Gary. “String theorists find a Rosetta Stone.” Science, v. 285, July 23, 1999: 512-515, 517. Q1.S35
• Witten, Edward.
Magic, Mystery and Matrix, Notices of the AMS, October 1998, 1124-1129
• Duff, Michael J. [2], “The Theory Formerly Known As Strings”. Scientific American, February 1998, pages 64–69.
Photo credit: https://www.flickr.com/photos/31031835@N08/3149809654/’]