Cuando el biólogo molecular Francis Crick tropezó con la droga psicodélica LSD en 1953, su mente reunió todas sus investigaciones previas sobre el ADN humano para concebir la imagen de una doble hélice. Más de siete décadas después, el matemático Robert Monjo cree haber descubierto una doble hélice igualmente significativa, pero esta vez no como la estructura del ADN humano, sino como la estructura del espacio-tiempo mismo.
“Nuestro estudio completa el trabajo de Albert Einstein en su intento de relacionar las fuerzas de gravedad y electromagnetismo en una misma teoría geométrica”, dijo a Salon Monjo, profesor de matemáticas en la Universidad de Saint Louis en España. Si bien puede parecer una extraña coincidencia que el espacio-tiempo siga un modelo de ingeniería análogo al del cuerpo humano, Monjo sostiene que esto es perfectamente lógico.
“La conexión real entre la física y la biología molecular es que la curvatura y la torsión son las soluciones más probables (energía mínima cuando actúan fuerzas) para las trayectorias de partículas y para el diseño de estructuras estables”, dijo Monjo. “El símil con el ADN es más una metáfora pero de alguna manera existe la conexión como se mencionó para resolver caminos”.
Trabajando con el Dr. Rutwig Campoamor-Stursberg y su colega de matemáticas Álvaro Rodríguez Abella, Monjo realizó extensos cálculos algebraicos y otros cálculos matemáticos, muchos de ellos derivados de investigaciones existentes sobre física teórica, para llegar a sus conclusiones. Su estudio fue publicado en la revista General Relativity and Gravitation en octubre.
“Podemos realizar transformaciones de movimiento de modo que la gravedad y el electromagnetismo puedan deducirse de la misma ecuación del espacio-tiempo”.
La teoría de Monjo ayuda a unificar los conceptos científicos de la gravedad newtoniana con nuestro conocimiento del electromagnetismo. Einstein estaba convencido de que existe tal teoría unificada y durante su vida demostró que su teoría de la relatividad se aplica a la mecánica newtoniana, así como a otros conceptos importantes relacionados con el electromagnetismo, la óptica y los circuitos eléctricos y magnéticos.
“Esa ya fue una primera unificación de las transformaciones de la mecánica, ya que hasta entonces la física se consideraba dos mundos diferentes”, explicó Monjo, contrastando los conceptos de física del físico Isaac Newton con los propuestos por un físico igualmente fundamental, James Clerk Maxwell. “Einstein luego generalizó su idea a la relatividad de la fuerza gravitacional (Relatividad General, en 1915-1916) y trabajó más de una década para mejorarla, pero no pudo terminar el trabajo de la fuerza electromagnética. Nuestro trabajo aborda precisamente ese punto: podemos realizar transformaciones de movimiento de modo que la gravedad y el electromagnetismo puedan deducirse de la misma ecuación del espacio-tiempo”.
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El Dr. Djordje Minic, profesor de física y teoría de partículas y cuerdas en la Universidad de Texas en Austin, no está tan seguro de estas conclusiones. Señaló que la gravedad teleparalela (la teoría unificada conceptual imaginada por Einstein) tiene “varios problemas”, comenzando con la simetría local de Lorentz, o la teoría de que en física las leyes son las mismas para todos los observadores que se mueven entre sí.
“Decir que todas las interacciones de la materia provienen de la métrica del espacio-tiempo clásico significa, al menos ingenuamente, que el espacio-tiempo cuántico (sea lo que sea que eso signifique empíricamente) realmente no tiene ningún papel, o que las cuestiones fundamentales de la teoría cuántica son simplemente irrelevantes en la teoría cuántica de la física. gravedad y materia”, dijo Minic. La materia es cuántica como sabemos, y si la materia proviene de la métrica del espacio-tiempo, entonces, ¿qué sucede con la distinción observada entre las correlaciones cuánticas y clásicas? Por ejemplo, las probabilidades cuánticas interfieren, las clásicas no.
“Ahora, los autores dicen que las coordenadas del espacio-tiempo son matrices, pero ¿qué significa eso para el Modelo Estándar probado experimentalmente cuyos campos cuánticos viven en el espacio-tiempo clásico?” Minic prosiguió. “¿Cuál es la consecuencia de este enfoque para la energía del vacío observada (constante cosmológica) y las masas observadas de partículas elementales?” El término “energía del vacío” se refiere al fondo energético que impregna todo el universo, dentro o fuera del vacío. Una constante cosmológica es una parte famosa de la teoría de la Relatividad General de Einstein y se refiere a una constante arbitraria que está presente en todas las ecuaciones de campo relacionadas. Finalmente, las partículas elementales son los protones, los electrones, los neutrones y todas las demás partículas que son más pequeñas que un átomo.
Si bien los autores argumentan que las coordenadas espacio-temporales son matrices, Minic dijo: “¡No veo ninguna consecuencia profunda de esa afirmación! ¿Qué sucede con las correlaciones cuánticas en ese espacio-tiempo valorado en matriz? ¿Satisfacen el límite cuántico de Bell? ¿Cómo se calcula la probabilidad cuántica? ¿Sigue vigente la regla del Born? ¿Hay nuevas predicciones comprobables?
El teorema de Bell se refiere a cómo la mecánica cuántica predice los electrones entrelazados, haciéndolos no locales, lo que a menudo se denomina “acción espeluznante a distancia”. La regla de Born une las matemáticas de la teoría cuántica con los resultados de los experimentos, lo que hace que este campo sea una disciplina científica legítima en primer lugar. Parece que esta nueva teoría del universo todavía tiene mucho que explicar. En cambio, Minic argumentó que la teoría cuántica detrás de la gravedad de Einstein y el modelo estándar para la materia es la teoría cuántica gravitizada.
“En este enfoque, la geometría actualmente fija de la teoría cuántica, ligada a la regla de Born para las probabilidades cuánticas, se vuelve dinámica, en analogía con la métrica dinámica del espacio-tiempo de la relatividad general”, dijo Minic. “Esto, en última instancia, se conecta con la teoría de metacuerdas, una formulación de la teoría de cuerdas intrínsecamente no conmutativa y similar al espacio de fases”. Su enfoque intenta iluminar una constante cosmológica, así como las propiedades de los leptones y los quarks.
“Hay una nueva predicción que tiene que ver con la interferencia cuántica intrínseca triple (y de orden superior) y una regla de Born dinámica que puede probarse experimentalmente”, dijo Minic. “En general, necesitamos experimentos sobre gravedad cuántica, no sólo teorías. Con experimentos, tendremos ciencia real, que es lo que todos queremos en nuestra búsqueda por comprender el universo un poco mejor y un poco más completamente”.
En contraste con Minic, el Dr. Avi Loeb, profesor de física teórica en la Universidad de Harvard, elogió el artículo como “altamente técnico y ofrece una forma matemática novedosa de describir las interacciones entre partículas de una manera geométrica unificada, incluyendo la gravedad y el electromagnetismo”. Loeb añadió que sus resultados pueden utilizarse para crear un nuevo esquema de unificación de la mecánica cuántica y la gravedad y dijo que el significado más profundo de la estructura de doble hélice es que “es simplemente un resultado matemático que no tiene nada que ver con la biología. El hecho de que aparezca aquí y en el ADN humano es una coincidencia notable”.
