Lisa Randall, Física

El halo de misterio que acompaña a las dimensiones ocultas ha despertado el interés de muchas personas. Sin embargo, estas dimensiones que nadie ha podido ver aún han hecho correr ríos de tinta en la literatura fantástica y, recién en los últimos años, los físicos teóricos han apuntado hacia ellas sus complejas ecuaciones matemáticas. Lisa Randall, catedrática de física en la Universidad de Harvard, es una de los científicos que especula sobre la existencia de  dimensiones ocultas.

Fecha de la entrevista: 2006-01-31
Lugar de la entrevista: Universidad de Harvard

• Perfil académico de Lisa Randall en la web de la Universidad de Harvard (inglés).
• Perfil de Lisa Randall en la web de Edge.org (inglés).
• Warped Passages, ficha del libro de Lisa Randall.

Eduard Punset:

Las tres dimensiones espaciales empezaron en la cuna. Cuando éramos pequeños, podíamos ir adelante y atrás, a la derecha e izquierda, y cuando crecíamos un poco, incluso podíamos ir de abajo a arriba y saltar de la cuna. Por lo tanto, estamos tan acostumbrados a estas tres dimensiones que nos resulta difícil imaginar otras. ¿Por qué pasa esto?

Lisa Randall:

Probablemente entran en juego más cosas. Estamos diseñados fisiológicamente para imaginar, percibir o experimentar únicamente tres dimensiones. Pero entendemos los motivos físicos por los que puede haber más. Si pensamos en la historia de la física, las cosas resultan muy distintas de lo que imaginamos en una escala muy pequeña o muy grande. ¿Quién hubiera creído que la mecánica cuántica explicara cómo funcionan las cosas? Y eso pasa porque no vemos las cosas a escala atómica. Tal vez con las dimensiones pase lo mismo, quizá solamente percibamos tres dimensiones en las escalas que podemos experimentar.

EP:

Uno de los ejemplos que me parece más obvio y revelador es, por ejemplo, poner un juguete ante una cámara con una pantalla en el fondo. El juguete puede ser tridimensional, pero el reflejo en la pantalla tendrá únicamente una dimensión plana.

LR:

Exacto, tienes una proyección, que no incluye toda la información. Tu juguete podría tener muchas formas distintas y aparecer exactamente igual en la proyección. Pero si juntas todas las proyecciones desde todos los ángulos posibles, puedes llegar a recrear la figura inicial, incluso a partir de información de dimensiones inferiores. Esto es lo que intentamos hacer en la física, recrear un mundo de dimensiones superiores aunque solamente veamos un mundo tridimensional.

La Universidad de Harvard, escenario de la charla entre
Punset y Randall. (Imagen: smartplanet)

EP:

Resulta chocante…

LR:

En realidad es algo natural. ¿Por qué debería haber sólo tres dimensiones? ¿Porque nosotros podemos ver sólo tres? No hay ninguna ley física que diga que tiene que haber sólo tres dimensiones; las ecuaciones de Einstein funcionan para cualquier número de dimensiones. Así que no hay ningún motivo fundamental para pensar que solamente hay tres dimensiones espaciales. ¿Por qué no podría haber más?

EP:

En tu fantástico libro, “Warped passages”, afirmas que si hubiera más exploración en el campo de la física, tal vez descubriríamos más dimensiones. ¿Qué te hace pensar así?

LR:

Una de las razones es porque hay fenómenos misteriosos que los físicos de partículas tenemos problemas para entender en un contexto de solamente tres dimensiones espaciales. Algunas relaciones entre las masas de las partículas, por ejemplo, encajan realmente bien si hay una dimensión adicional del espacio. Mis colaboradores y yo nos hemos centrado en la geometría curvada, es decir, con una gravedad muy distinta en lugares distintos. Hemos descubierto que si tuviéramos una combadura o deformación del espaciotiempo, esto nos ayudaría a explicar algunos de los fenómenos que observamos. Y si explica los fenómenos que observamos, entonces tenemos grandes esperanzas de descubrir realmente estas dimensiones adicionales en los próximos años en el Large Hadron Collider, un gran colisionador de hadrones en el CERN.

LR:

En Suiza.

LR:

Exacto. Allí, se acelerarán los protones a energías realmente altas y su colisión creará mucha energía que puede dar lugar a partículas pesadas. Y estas partículas pueden ser huellas de dimensiones adicionales, partículas que viajan en dimensiones adicionales. Si logramos relacionar estas partículas con ciertos fenómenos como las diferencias de masas o la debilidad de la fuerza de la gravedad, entonces sabemos que deberíamos ser capaces de descubrir estas dimensiones. ¡Esto es lo apasionante! Si las dimensiones adicionales realmente explican fenómenos del mundo, deberían tener implicaciones experimentales en el futuro. Y podremos llegar a ver estas huellas de las dimensiones adicionales.El LHC y otros monstruos:

https://youtu.be/kBsFiuMinyo

Duración: 4 minutos.

EP:

Das un ejemplo fascinante para explicar cómo las nuevas dimensiones nos han ayudado a comprender, en otras situaciones, cosas que nos resultaban misteriosas. El ejemplo que das es el mapa del mundo con la distribución de los continentes y de las placas tectónicas tal y como son en la actualidad. Sólo podemos llegar a entenderlo si añadimos una dimensión adicional: el tiempo. Si pensamos en millones de años, entonces entendemos el mundo tal y como es. Y en cierto modo dices que pasa lo mismo con la gravedad: que las nuevas dimensiones nos pueden ayudar a entender este misterio tan extraño, el porqué la gravedad es tan débil en contra de las expectativas de todo el mundo…

LR:

Se cree que la gravedad es fuerte, pero al levantar una taza, estás compitiendo contra toda la gravedad de la Tierra. Nuestra idea es que, de hecho, a medida que viajas en una dimensión adicional, la gravedad pasa de ser muy fuerte a ser muy débil. De hecho, si estamos en cualquier lugar salvo donde la gravedad es fuerte, es de esperar que sea débil, porque disminuye muy rápidamente. Así que si estás a cualquier distancia de donde se concentra la gravedad, la percibes como extremadamente débil. Se trata de una explicación muy natural de por qué la gravedad es débil, porque esto es lo que sucede en el contexto curvado de dimensiones adicionales que concebimos.

EP:

Sugieres que tal vez estemos atrapados en un mundo desde el que no tenemos acceso a otros multiversos.

LR:

Estamos en Planilandia (1), sólo que nuestra Planilandia es tridimensional. Estamos en una sección tridimensional de un mundo de más dimensiones. Los físicos tienen un tecnicismo para designarlo: «branas», que procede de la palabra «membrana». Nuestra Planilandia -desde los átomos hasta las galaxias- está atrapada en esta brana tridimensional, aunque la dimensión adicional sí existe. Esto no significa que no tengamos comunicación con el mundo exterior, al fin y al cabo la gravedad se experimenta en todas partes…

EP:

Está en todas partes…

LR:

¿Pero qué significa que estemos atrapados en un mundo tridimensional? Significa, por ejemplo, que tal vez el electromagnetismo sólo se experimente en nuestra brana. Puede que todas las fuerzas de las partículas, salvo la gravedad, estén atrapadas en nuestra brana. Podría haber otras fuerzas sobre las partículas en otras branas, en otros lugares… ¡Podría haber todo un multiverso, otros universos que no experimentamos! Pero sabemos que solamente estamos conectados con el mundo exterior a través de la gravedad, aunque tal vez haya otras cosas que nos conecten también. Eso explicaría por qué solamente experimentamos tres dimensiones. Al fin y al cabo, los fotones sólo viajan en esta brana.

EP:

¿Y creéis que en unos 2 o 3 años, gracias a esta investigación con el nuevo colisionador, podréis encontrar una huella o una pista?

LR:

Imaginemos que tenemos un protón que choca con otro protón en el colisionador. Cuando los protones colisionan, pueden transformarse en gravitones, las partículas que transmiten la gravedad. Así, podríamos ver los indicios de dimensiones adicionales, ya que este gravitón podría ser un gravitón que viaja en las dimensiones adicionales, de modo que podríamos ver partículas más pesadas asociadas con ello, puesto que esta gravedad ahora saldrá a las dimensiones adicionales.

EP:

Al final, lo que sugieres es que, partiendo de las matemáticas y la física, podríamos descubrir un cosmos más rico y distinto del que solemos ver.

LR:

Algunas de estas ideas nos hacen abrir los ojos. Es casi como si la física nos dictara estas ideas; nosotros no teníamos tanta imaginación como para pensarlas por nosotros mismos. Nunca pensamos que podría haber dimensiones adicionales infinitas que no vemos.Fue un resultado matemático, un resultado de las consecuencias de la ecuación de Einstein sobre la gravedad. Son ideas pasmosas. También podría ser que nos encontráramos en lo que llamamos una grieta de dimensiones adicionales, que estemos en un región en la que vemos tres dimensiones, aunque en otros lugares no ven tres dimensiones, y piensan que el mundo tiene más dimensiones. Hay muchas posibilidades y no sabemos cuál es la correcta. En cierto modo, es frustrante para la gente que no se dedica a la física, pero también es frustrante para los propios físicos. ¡Hay tantas posibilidades distintas! Y justo hemos empezado a explorarlas, así que ojalá seamos capaces de saber más cosas en el futuro.

http://www.eduardpunset.es/424/charlas-con/la-busqueda-de-las-dimensiones-ocultas