38431-1-2006HAY OTRAS DIMENSIONESCuando ramos bebs, tumbados en la cuna, solo percibamos el mundo en dos dimensiones, fue al levantarnos que empezamos a percibir un mundo tridimensional. Redes ahora cumple 10 aos y lleva una dcada atrapada en un universo de tres dimensiones ms el tiempo, aunque la fsica nos devuelve otra vez a la cuna: parece que nuestro universo tiene 11 dimensiones Pueden imaginrselo? No, no pueden.

La fsica se caracteriza por explorar escalas muy distintas de las que manejamos en nuestra vida cotidiana. Distancias y energas inimaginables donde las cosas parecen muy distintas a lo que estamos acostumbrados. Quin hubiera credo que la mecnica cuntica explicara cmo funcionan las cosas? Y eso pasa porque no vemos, naturalmente, las cosas a escala atmica. Tal vez con las dimensiones pase lo mismo.Lisa Randall, Catedrtica de Fsica de la Universidad de Harvard, e invitada de esta semana en Redes, nos hablar de la aproximacin de la teora de cuerdas y sus dimensiones adicionales; de las dificultades en que se ven inmersos los cientficos para desarrollarla y de sus resultados. Slo entonces comprenderemos, probablemente, por qu la fuerza de la gravedad es tan extremadamente dbil: nos basta con dar un saltito para contrarrestar toda la fuerza de la gravedad que el planeta entero ejerce sobre nosotros.Tambin contaremos con la opinin deSheldon Lee Glashow,Premio Nobel de Fsica en 1979 yLee Smolin,Investigador del Perimeter Institute, ms escpticos en su aproximacin y con opiniones paralelas. Pero as es la ciencia, el debate es fundamental.

Esperamos que en la prxima dcada, la ciencia nos siga demostrando que el contraste de opiniones es bueno para su avance. Y no duden que Redes estar all para contarlo.

384ENTREVISTAHAY OTRAS DIMENSIONES

LISA RANDALL,Lisa Randall,Catedrtica de Fsica, Universidad de Harvard,estudia los ntimos detalles de la fsica de partculas y la cosmologa en la Universidad de Harvard. Sus trabajos sobre supersimetra, teora de la unificacin e inflacin csmica la han convertido en la fsica terica ms citada de los ltimos cinco aos. Su ltimo libro, Warped passages, habla de las dimensiones ocultas del universo, un aspecto de la fsica que est revolucionando nuestra manera de ver el mundo.

Bloque 1Eduard Punset:Mientras estaba abajo esperndote, estaba nevando. La situacin era muy agradable: nevaba con ms intensidad que ahora, y yo estaba con tu libro,Warped Passages. Entonces ha venido un profesor de Harvard y me ha dicho: ste es un buen libro. As que me gustara que los teleespectadores disfrutaran de tu libro tanto como yo!Lisa Randall:GraciasEduard Punset:Y, si no te importa, intentar explicarle primero al pblico el tema de las dimensiones, de las nuevas dimensionesLisa Randall:ClaroEduard Punset:Empez en la cuna, o sea, el tema de las tres dimensiones espaciales. Podemos ir en la cuna, cuando ramos pequeos, podamos ir adelante y atrs, podamos ir derecha e izquierda, y cuando crecamos un poquito, bueno, incluso podamos ir de abajo a arriba, saltbamos.En cierto modo, por tanto, deberamos estar muy acostumbrados a estas tres dimensiones; pero al parecer, Lisa, estamos tan acostumbrados a ellas que nos resulta difcil imaginar otras dimensiones, no? Por qu? Por qu pasa esto?Lisa Randall:Sabes? Probablemente entran en juego ms cosas, adems de que estamos acostumbrados a ello. Es decir,realmente estamos diseados fisiolgicamente paraimaginar,percibiro experimentar nicamentetres dimensiones. Pero entendemos los motivos fsicos por los que puede haber ms al fin y al cabo, si pensamos en la historia de la fsica, sin duda durante el ultimo siglo, veremos quelas cosas parecen muy distintasde lo que realmente podemos percibir cuando logramos detectar lo que sucedeen una escala muy pequea o en una escala muy grande! Es decir, quin hubiera credo que la mecnica cuntica explicara cmo funcionan las cosas? Y eso pasa porque no vemos, naturalmente, las cosas a escala atmica. Tal vez con las dimensiones pase lo mismo: que solamente percibamos tres dimensiones en las escalas que podemos experimentar. Y tambin, por motivos que podemos abordar luego, puede que la luz, es decir lo que vemos, solamente conozca tres dimensiones, aunque haya ms.

Bloque 2Eduard Punset:Uno de los ejemplos que me parece ms obvio y revelador es, por ejemplo, poner un juguete ante una cmara con una pantalla en el fondo. El juguete puede ser tridimensional, por supuesto; pero el reflejo en la pantalla tendr nicamente una dimensin planaLisa Randall:S, es una proyeccin! Es eso exactamente: tienes una proyeccin, que no incluye toda la informacin, es una proyeccin nica. Tu juguete podra tener muchas formas distintas y aparecer exactamente igual en la proyeccin. Pero si juntas todas las proyecciones desde todos los ngulos posibles puedes llegar arecrearla figura inicial, incluso a partir de informacin de dimensiones inferiores. Esto es lo que intentamos hacer en la fsica:recrear un mundo de dimensiones superiores aunque solamente veamos un mundo tridimensional.Eduard Punset:Y no debera sorprendernos, porque lo hacemos en nuestra vida cotidiana, intentamos reconstruir a partir deLisa Randall:Sabes? Es gracioso: justo ayer lo hablaba con alguien... aunque en la fsica siempre hemos realizado descubrimientos sorprendentes durante el transcurso de los siglos... cuando miramos a escalas muy distintas, con energas distintas, las cosas parecen realmente diferentes que lo que vemos en nuestra vida cotidiana. Siempre pasa... pero, sin embargo, cada vez que sucede resulta chocante!Eduard Punset:Resulta chocanteLisa Randall:Lo mismo pasara si descubriramos dimensiones adicionales, aunque en realidad es algo natural... es decir, al fin y al cabo, por qu debera haber tres dimensiones slo porque nosotros podamos ver tres? No hay ninguna ley fsica que nos diga que tiene que haber slo tres dimensiones; las ecuaciones de Einstein, la relatividad general de Einstein que describe la gravedad todo esto funciona para cualquier nmero de dimensiones. As queno hay ningn motivo fundamental para pensar que solamente hay 3 dimensiones espaciales.Por qu no podra haber ms?Eduard Punset:En tu fantstico libro, afirmas que si hubiera ms exploracin en el campo de la fsica... porque la fsica se caracteriza por supuesto por explorar a escalas distintas de la materia o a magnitudes ms grandes del cosmos... y dices que si siguiramos explorando, de un modo u otro, tal vez descubriramos ms dimensiones. Qu te hace pensar as?Lisa Randall:Es una buena pregunta! Hay varios motivos por los que creo que realmente las dimensiones pueden estar all y las descubriremos. Aunque debo decir que, por supuesto, puede que las dimensiones adicionales existan pero siempre sean invisibles. Pero una de las rezones por las que no lo creo es porquehay fenmenos, cosas misteriosas en nuestro mundo, relaciones entre las masas de las partculas que vemos, interacciones que intentamos entender... varias cosas que nosotros, como fsicos de partculas,tenemos problemas para entenderen un contexto de solamente 3 dimensiones del espacio.Algunas cosas encajan realmente bien si hay una dimensin adicional del espacio. De hecho, mis colaboradores y yo nos hemos centrado en la geometra curvada, es decir, una gravedad muy distinta en lugares distintos, escalas muy distintas en lugares muy distintos. Hemos descubierto que si pudiramos tener una combadura o deformacin del espaciotiempo (para lo que hemos encontrado un ejemplo), esto podra ayudarnos a explicar algunos de los fenmenos que observamos. Y si explica los fenmenos que observamos, entonces tenemos grandes esperanzas de descubrir realmente estas dimensiones adicionales en los prximos cinco aos, en elLarge Hadron Collider, un gran colisionador de hadrones en el CERNEduard Punset:en SuizaLisa Randall:En Suiza, exacto. Lo que pasar ah es que se acelerarn los protones a energas realmente altas y, a causa de estas energas elevadas, su colisin crear mucha energa que puede dar lugar a partculas pesadas, partculas con gran masa (la energa es igual a mc2) as que si la energa es grande tenemos una gran masa (m). Y estas partculas pueden ser, de hecho,huellas de dimensiones adicionales,tal vez son partculas que viajan en dimensiones adicionales, y tienen energa adicional que percibimos como masa adicional, como consecuencia de estas dimensiones adicionales, como consecuencia de pasar a estas dimensiones adicionales.As que si esta idea de la fsica de partculas se aplica a las dimensiones adicionales, si estas dimensiones adicionales explican verdaderamente los fenmenos de nuestro mundo, realmente tenemos una oportunidad de descubrirlas.

Bloque 3Eduard Punset:Sugieres que mediante este colisionador el gran colisionador de hadrones, en Suiza, podremos descubrir partculas procedentes de otras dimensiones.Lisa Randall:Es sorprendente! Pero es cierto!Eduard Punset:Esto es lo que sugieres.Lisa Randall:S, y de nuevo no es que podamos encontrar todas las partculas que viajan en las dimensiones adicionales, pero si se relacionan con fenmenos reales que ya hemos observado... porque ya hemos observado varias masas, ya hemos medido la fuerza de la gravedad... y si, por ejemplo, se relacionan con ladebilidad de la gravedad, entonces sabemos que deberamos ser capaces de descubrir estas dimensiones. Esto es lo apasionante! Si realmente explica fenmenos del mundo, debera tener implicaciones experimentales en el futuro! Y podremos llegar a ver estas huellas de las dimensiones adicionales!Eduard Punset:Pones un ejemplo que me parece fascinante dices que el tema de las nuevas dimensiones ya nos ha ayudado, en otras situaciones, a comprender cosas que resultaban misteriosas. Sostienes que, por ejemplo, si miramos el mapa del mundo, con los continentes tal y como son en la actualidadLisa Randall:ClaroEduard Punset:solamente se han movido, por supuesto, por las placas tectnicas, pero dices que solamente podemos llegar a entenderlo porque aadimos una dimensin adicional, que es el tiempo! Si pensamos en millones de aos, 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 extrao, el porqu la gravedad es tan dbil en contra de las expectativas de todo el mundoLisa Randall:Exacto! Ahora mismo, al agarrar esa taza, ests compitiendo con toda la Tierra.Hay varias posibilidades para explicar por qu sucede. Es decir, nuestra idea es que, de hecho, a medida que viajas en una dimensin adicional, la gravedad pasa de ser muy fuerte a ser muy dbil.de hechosi estamos en cualquier lugar salvo donde la gravedad es fuerte, es de esperar que sea dbil.Porque disminuye tan rpidamente! As que si ests a cualquier distancia de donde se concentra la gravedad, como decimos nosotros, percibes la gravedad como extremadamente dbil. Se trata de una explicacin muy natural de por qu la gravedad es dbil, porque esto es lo que sucede en el contexto curvado de dimensiones adicionales que concebimos.Eduard Punset:Ya veo una pregunta ms sobre la gravedad. Sugieres que tal vez estemos atrapados, como dices, en un mundo o en un s, en un mundo, desde el que no tenemos acceso a otros multiversosLisa Randall:Nosotros lo que sugerimos es quebsicamente estamos en Planilandia, slo que nuestra Planilandia es tridimensional. Estamos en una seccin tridimensional de un mundo de ms dimensiones. Los fsicos tienen un tecnicismo para designarlo: lo llaman branas, que procede de la palabra membrana. Pero la idea es que estamos en una Planilandia, una Planilandia tridimensional, as que la materia que nos compone, los tomos y todo lo dems, nuestras galaxias, nuestro mundo todo est atrapado en un universo tridimensional, en esta brana tridimensional, aunque la dimensin adicional exista!Esto no significa que no tengamos comunicacin con el mundo exterior, al fin y al cabo la gravedad se experimenta en todas partesEduard Punset:est en todas partes!Lisa Randall:La gravedad est relacionada con toda la geometra del espaciotiempo. Pero tal vez estemos atrapados en un mundo tridimensional. Qu significa eso? Pues significa, por ejemplo, que tal vez el electromagnetismo slo se experimente si vives en esta brana tridimensional en la que vivimos. As que, por ejemplo, los fotones, que comunican electromagnetismo, quiz solamente estn en esta brana! Y los electrones cargados con electromagnetismo, quiz tambin estn nicamente en esta brana! Puede que todas las fuerzas de las partculas, salvo la gravedad, estn atrapadas en nuestra brana! Y podra haber otras fuerzas sobre las partculas en otras branas, en otros lugares podra haber todo un multiverso! Podra haber otros universos que no experimentamos Pero sabemos que solamente estamos conectados con el mundo exterior a travs de la gravedad. Tal vez haya otras cosas que nos conecten, pero por lo menos estaramos en esta brana. Eso explicara por qu solamente experimentamos tres dimensiones! Al fin y al cabo, los fotones slo viajan en esta brana. Slo podemosvertres dimensiones! Simplemente no salen a las dimensiones adicionales podra ser que solamente la gravedad nos conectara con las dimensiones adicionales.

Bloque 4Eduard Punset:Podemos ahondar un poco ms en esta idea de las branas?Lisa Randall:Claro!Eduard Punset:Cmo lo explicaras? Bueno, lo explicas muy bien en tu libro pero cmo lo ilustraras, sera algo as y as? Habra dos branas, digamosLisa Randall:De nuevo, tenemos que encarar el hecho de que solamente podemos dibujar en una superficie bidimensional. As que volvamos atrs y finjamos que las branas slo tienen dos dimensiones.Eduard Punset:De acuerdoLisa Randall:Sabemos, por supuesto, que son branas tridimensionales, pero imaginemos que tuvieran dos dimensiones. Entonces podras imaginar una brana aqu sta es la brana en la que vivimos, con los electrones y los quarks aqu, nuestros tomos y galaxias... nosotros estamos atrapados en esta brana, parece bidimensional en el dibujo, pero realmente es tridimensional, y as hasta el infinito. Es infinita en las tres dimensiones. Pero pongamos que sta es una dimensin adicional, no es la tercera, sino la cuarta dimensin espacial; la quinta dimensin del espacio-tiempo. Entonces podemos imaginar que hay otras branas en otros lugares con otras fuerzas sobre las partculas. La qumica en otros lugares sera totalmente distinta. Pero puede que sin embargo hubiera comunicacin gravitacional entre nosotros.Eduard Punset:La nica cosa comunicando una brana con otra sera la gravedad.Lisa Randall:Puede que haya otras fuerzas que todava no conocemosEduard Punset:NoLisa Randall:Pero lo que s sabemos es que la gravedad podra ser una va de comunicacin entre ellas.Eduard Punset:Y creis que en unos 2 o 3 aos, gracias a esta investigacin con el nuevo?Lisa Randall:colisionadorEduard Punset:colisionador, podris encontrar una huella o una pista?Lisa Randall:Qu es lo que sucede? Pues podemos imaginar que veamos, supongamos hagamos esta brana un poco ms grande nosotros estamos en esta brana... imaginemos que tenemos un protn, que choca con otro protn... as que los dos protones chocan. Pero cuando los protones colisionan, pueden volverse partculas gravitacionales... las partculas que transmiten la gravedad se llaman gravitones.Eduard Punset:Algo que jams hemos vistoLisa Randall:Es lo anlogo a un fotn [simultneamente]. No los hemos visto, es cierto. Todava no. Y... de hecho,si la teora de la curvatura es verdad,esto es lo interesante por varios motivos, en cuanto a las consecuencias experimentales. Uno de ellos es quepodramos ver los indicios de dimensiones adicionales, ya que este gravitn podra ser un gravitn que viaja en las dimensiones adicionales, de modo que podramos ver partculas ms pesadas asociadas con ello, puesto que esta gravedad ahora saldr a las dimensiones adicionales.Eduard Punset:As que al final, lo que sugieres, sabes? Es que partiendo de las matemticas y la fsica, podra haber un mundo, un cosmos, ms rico, ms variado, distinto; un mundo diferente al que solemos verLisa Randall:Algunas de estas ideas nos hacen abrir los ojoses casi como si la fsica nos dictara estas ideas;nosotros no tenamos tanta imaginacin como para pensarlas por nosotros mismos. Nunca pensamos que podra haber dimensiones adicionales infinitas que no vemos. Fue un resultado matemtico, un resultado de las consecuencias de la ecuacin de Einstein sobre la gravedad. Es decir, nosotros lo mirbamos desde un contexto especfico, lo analizbamos detenidamente y por eso nos dimos cuenta de que eso era lo que significaba pero se trata de ideas pasmosas, tambin podra ser que nos encontrramos en lo que llamamos una grieta de dimensiones adicionales, que estemos en un regin en la que vemos tres dimensiones, aunque en otros lugares no ven tres dimensiones, y piensan que el mundo tiene ms dimensioneshay muchas posibilidades, en realidad,y no sabemos cul es la correcta. En cierto modo,esfrustrante para la gente que no se dedica a la fsica, pero tambin es frustrante para los propios fsicos!Hay tantas posibilidades distintas! Y justo hemos empezado a explorarlas, as que ojal seamos capaces de saber ms cosas en el futuro!Eduard Punset:Profesora Randall, revisando tus escritos y tu biografa, a veces me recuerdas a una trombonista muy famosa, probablemente la primera del mundo! Se llamaba Abbie Conant, y se present a una vacante en la Orquestra Filarmnica de Munich. Era una mujer y hasta entonces no haba habido ninguna en una orquestra de ese tipo. Pero resulta que ese da sucedi algo: un familiar de alguien del jurado se presentaba a la prueba, por lo que haban puesto una cortina para no ver a los candidatos. As que cuando Abby Conan empez a tocar tras la cortina, el director de la orquesta, un hombre muy famoso cuyo nombre no voy a citar, dijo en seguida: se es el candidato que quiero! Se acab la prueba! Sabes? Cuando se percataron de que era una mujer, se arm un lo enorme, quisieron volver atrs pero en cualquier caso, aunque los primeros aos fueron muy difciles para ella, luego fue muy feliz. Bueno, t eres una de las grandes fsicas en un lugar como Harvard, no?Lisa Randall:Hay varias ms, en realidad. No quiero decir que soy la primera. Realmente hay mujeres en este campo. Pero cabe mencionar que se hizo un estudio de este tipo el ao pasado, en un contexto en el que en Harvard se hablaba de la contratacin de mujeres frente a hombres. El ejemplo que citas es muy bueno, porque es tan claro! Es decir, este tipo de indicios son innegables a veces... puede haber distintas consideraciones a la hora de cubrir una vacante. Pero en mi caso, este ejemplo me recuerda a cuando participaba en una orquesta de pequea: tocaba la flauta y tena una amiga que tocaba el trombn, que crea que era muy divertido tocarlo en mi odo! As que eso es lo que recuerdo si hablamos de mujeres que tocan el trombn... lo siento.