Otras carreras las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

[mrmgranada]

He leído que en la teoría de cuerdas también se propone la existencia de 11 dimensiones. Mi pregunta es muy sencilla: El tiempo se incluye entre estas 11 dimensiones o se considera algo a parte?

Muchas gracias

[guibix]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Buenas.

Hay distintas versiones de la teoría. La llamada teoría M que intenta englobar todas ellas cuenta con 11 dimensiones. Y sí el tiempo se incluye en ellas. Hay las tres dimensiones espaciales que todos conocemos, el tiempo y siete dimensiones de naturaleza espcial pero de distinta geometría.

Saludos.

[Visitante]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Como ha dicho guibix, hay 10 dimensiones espaciales y una temporal, de entre las dimensiones espaciales siete son microscópicas y por tanto no la podemos apreciar. Pero se han propuesto otro modelos (hay 5) como el de Randall en el que se proponen 5 dimensiones, una temporal y cuatro espaciales.

[pod]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

En la teoría de cuerdas bosónicas la dimensionalidad crítica es 26. Esto son 25 dimensiones espaciales y 1 temporal. Ahora bien, la cuerda bosónica en principio está descartada como algo que tenga que ver con la realidad debido a que contiene taquiones, lo cual demuestra que es una teoría inestable.

Las teorías de cuerdas supersimétricas (lo que a veces se conoce con el nombre de "supercuerdas"), la dimensionalidad crítica es 10. Esto son 9 dimensiones espaciales y 1 temporal.

Es la teoría M la que cuenta con 11 dimensiones (10 + 1). La teoría M es una especie de generalización de las teorías de cuerdas supersimétricas (las incluye todas ellas). Pero resulta que en la teoría M no hay cuerdas, hay objetos llamados M2-branas (objetos con dos dimensiones espaciales) y M5-branas (cinco dimensiones espaciales). Es decir, no hay ninguna teoría de cuerdas libre de anomalías con 11 dimensiones; sólo 10 o 26 (aunque esto último, como digo, está descartado).

¿Por qué digo lo de "dimensionalidad crítica"? En realidad, uno puede plantearse el problema matemático de hacer una teoría de cuerdas en cualquier número de dimensiones, y todo es básicamente igual. El problema viene en que las teorías de cuerdas tienen la manía de romper algo que llamamos simetría de Lorentz, que es esencial para que la teoría sea compatible con la relatividad especial de Einstein. Esto es lo que llamamos una anomalía. Comoquiera que tenemos muchísimas pruebas experimentales de que la relatividad está bien, no podemos admitir la existencia de esta anomalía. Ahora bien, resulta que esta anomalía se cancela si fijamos el número de dimensiones a unos valores concretos (los que puse anteriormente).

Es decir, el número de dimensiones en teoría de cuerdas surge de imponer la condición de que la teoría tiene que estar de acuerdo con la relatividad especial. Esto es algo bastante importante porque es la primera vez que tenemos una teoría que nos dice cuantas dimensiones tiene el espacio-tiempo. Hasta el momento ninguna teoría lo había dicho, habiamos puesto 4 (3+1) por el simple hecho de que es lo que observamos. Pero la Física de Newton funciona esencialmente igual en 17 dimensiones, por ejemplo (sólo habría que arreglar aquellas magnitudes que usan productos vectoriales, que básicamente son una chapuza que sólo se puede usar en 3 dimensiones espaciales... pero hay métodos matemáticos más avanzados para substituirlo sin muchos problemas).

Por otro lado, ahora que tenemos una explicación teórica de por qué el universo tiene un cierto número de dimensiones, lo que nos falta es saber por qué no vemos todas esas dimensiones. Ese es un problema abierto (para empezar, ni siquiera sabemos si la teoría de cuerdas está bien...), pero conocemos por lo menos dos mecanismos muy importantes que lo pueden explicar. El más tradicional es el que mencionaba Malevolex, se trataría de dimensiones que tiene forma de anillo (si avanzas mucho en esa dirección vuelves al mismo lugar) y muy pequeñas. Otra posible explicación es que vivimos en una sección del universo que conocemos como brana (en este caso, una 3-brana; con 3 dimensiones espaciales) que sólo nos deja movernos en sus tres dimensiones espaciales y nos fija en las otras 6. Hoy en día probablemente esté más de moda la segunda explicación, aunque la primera se sigue utilizando para muchas cosas en física teórica.

[Visitante]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Los traquiones son partículas hipóteticas que viajan más rápido que la luz?

[Weip]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Los traquiones son partículas hipóteticas que viajan más rápido que la luz?

Sí. El problema con ellos es que si les aplicamos la relatividad especial, surgen varios sinsentidos. Por eso pod dice que una teoría con taquiones es inestable.

[guibix]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Por eso pod dice que una teoría con taquiones es inestable.

Sí, además creo que el tema de los taquiones aparece cuando el Universo está en un máximo de energía (no me preguntes qué campo o cosa está en un máximo ). Y como ocurre con los máximos, el equilibrio es inestable. Todo hace pensar que el Universo debería estar en un mínimo, dado que parece más que estable. Y en un mínimo no pueden existir taquiones (o eso creo haber entendido).

Saludos.

[Julián]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Les hago una pregunta. Como se correlaciona la teoría de cuerdas o teoría M con la teoría cuántica de campos. Es decir, sabemos que es correcta la teoría cuántica de campos, tomando parte cuando hay altas energías. Ahora bien en la teoría de cuerdas las entidades fundamentales son unidimensionales con grados vibratorios. En cambio en la teoría cuántica de campos, las partículas son oscilaciones de campos. Sé que en ambas hay vibraciones pero a nivel divulgativo nunca he escuchado que una cuerda es la perturbación de un campo.

[pod]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Sí, además creo que el tema de los taquiones aparece cuando el Universo está en un máximo de energía (no me preguntes qué campo o cosa está en un máximo ).

Cualquier campo. Si el universo se quedara en el máximo de cualquier campo cuántico, entonces veríamos taquiones de ese campo.

Les hago una pregunta. Como se correlaciona la teoría de cuerdas o teoría M con la teoría cuántica de campos. Es decir, sabemos que es correcta la teoría cuántica de campos, tomando parte cuando hay altas energías. Ahora bien en la teoría de cuerdas las entidades fundamentales son unidimensionales con grados vibratorios. En cambio en la teoría cuántica de campos, las partículas son oscilaciones de campos. Sé que en ambas hay vibraciones pero a nivel divulgativo nunca he escuchado que una cuerda es la perturbación de un campo.

Se relacionan de muchas muchas maneras. Para empezar, es posible hacer una teoría cuántica de campos de cuerdas, aunque tiene algunos problemas y normalmente las cuerdas se trabajan en primera cuantización. Luego, hay algunas dualidades entre algunos tipos de teorías de cuerdas y algunos tipos de teorías de campos; esas dualidades son como diccionarios que permiten traducir los conceptos de una teoría a los de otra. De hecho, estas dualidades se utilizan a menudo para realizar cálculos que en una teoría son muy complicados: por ejemplo, algo es muy complicado en cuerdas, lo traducimos a su teoría de campos dual y hacemos el cálculo allí; después volvemos a traducir. Este tipo de dualidades no se da el todos los tipos de teorías de cueras, pero sí en un amplio rango de ellas, estuvieron muy de moda en la primera parte del siglo XXI.

Para lo que respecta a este hilo, lo más importante es que, como nueva teoría propuesta, cuerdas debe de ser capaz de recuperar la teoría cuántica de campos que sabemos que funciona muy bien, por lo menos en cierto rango de energías. Es decir, cuerdas debe ser capaz de reproducir todos los resultados del modelo estándar en el rango de energías en que somos capaces de comprobarlo experimentalmente. Esto es algo altamente no trivial, porque el modelo estándar tiene algunas características bastante peculiares desde el punto de vista teórico. Resulta que se han conseguido replicar a partir de teorías de cuerdas todas estas características peculiares por separado en soluciones particulares de la teoría. Lo que no está conseguido (hasta donde yo sé) es una solución que las contenga todas a la vez; pero se considera que debe existir... cuerdas vendría a tener $10^{500}$ soluciones y no es muy factible explorarlas todas.

[Drell Yan]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Hola pod crack xD: tú que eres un experto de cuerdas, me gustaría saber si es posible qué opinas de estos 2 puntos xD:

i) Cuerdas no le hace ni cosquillas al problema de la E oscura xD.

ii) En cuerdas aparece (creo que de forma predictiva al igual que el gravitón & cía xD) un torsion field. ¿Podrías explicarnos en qué consiste y qué tiene de novedoso (por ejemplo si hay resultados avanzados siguiendo esa línea dinámica de una torsión) con respecto a una teoría estándar en la que la torsión no se propague como un campo (ej: Einstein-Cartan)?

Salu2!

[pod]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Hola pod crack xD: tú que eres un experto de cuerdas, me gustaría saber si es posible qué opinas de estos 2 puntos xD:

i) Cuerdas no le hace ni cosquillas al problema de la E oscura xD.

ii) En cuerdas aparece (creo que de forma predictiva al igual que el gravitón & cía xD) un torsion field. ¿Podrías explicarnos en qué consiste y qué tiene de novedoso (por ejemplo si hay resultados avanzados siguiendo esa línea dinámica de una torsión) con respecto a una teoría estándar en la que la torsión no se propague como un campo (ej: Einstein-Cartan)?

Salu2!

Lo mejor será que abras otro hilo con esas preguntas, para no cambiar la temática de este (que tiene que ver con la dimensionalidad).

[Drell Yan]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

okok (qué rapidez jj xD)

[mrmgranada]

Re: las 11 dimensiones de la teoría de cuerdas

Gracias a todos. Por cierto, he leído que también se contempla la opción de que haya universos paralelos. Desde el punto de vista de la teoría M, habría 11 dimensiones en el nuestro o en total sumando las de todos los universos paralelos?