Es posible que pocas teorías de la física levanten tantas pasiones en el imaginario popular, a pesar de su complejidad, como la teoría de cuerdas ―que, en realidad, puede desdoblarse en varias―, y, aun así, rara vez es protagonista, en todo su esplendor, de las narrativas de ficción. Uno de los pocos que se ha atrevido con ella es el escritor chino Liu Cixin en su trilogía del recuerdo del pasado de la Tierra ―más conocida como trilogía de los tres cuerpos―, que se acaba de adaptar por segunda vez a la gran pantalla en forma de serie de televisión. Y no ha sido la única obra donde la ha utilizado. En su relato «Espejo», por ejemplo, aparece un ordenador de supercuerdas capaz de simular cualquier tipo de universo… lo cual también tiene cierto sentido cuando se pone en contexto la teoría.

En lo que la mayoría de físicos coincide es en que la teoría de cuerdas es «bella», pero tal vez se trate de una belleza fatal, dados los quebraderos de cabeza que se derivan de su propia naturaleza. En principio, la idea básica en torno a la cual gira todo el formalismo es sencilla: las partículas, en lugar de ser «bolitas», serían filamentos unidimensionales cuyos modos de vibración determinarían sus propiedades ―masa, carga…― y definirían qué tipo de partícula es ―un electrón, un quark…―. Y podría tratarse de un enfoque intuitivo, casi obvio, dado que la física está plagada de sistemas ondulatorios; los problemas surgen cuando se le trata de dar sentido a través de las matemáticas.

La teoría de cuerdas nació a finales de los años sesenta en el contexto del estudio de la interacción nuclear fuerte ―una de las cuatro fuerzas fundamentales, responsable de mantener los núcleos atómicos unidos, junto con la interacción débil, el electromagnetismo y la gravedad― cuando Gabriele Veneziano utilizó la función beta de Euler para explicar algunos fenómenos que se habían observado de forma experimental en el CERN. Poco después, en 1970, Yoichiru Nambu, Holger Nielsen y Leonard Susskind propusieron que la aproximación de Veneziano tenía sentido si se interpretaba que las partículas se comportaban como cuerdas vibrantes unidimensionales, aunque esta visión no terminó de cuadrar con los experimentos por más que otros investigadores ya comenzaran a introducir elementos «creativos», como dimensiones ―hasta veintiséis― adicionales. Cuando la cromodinámica cuántica se erigió, finalmente, como la mejor opción para explicar la interacción fuerte, aquella incipiente teoría de cuerdas pasó a mejor vida… hasta 1974, cuando John Henry Schwarz y Joël Scherk investigaron los modos de vibración de esas cuerdas y y descubrieron que uno de ellos podría corresponderse con la partícula mensajera del campo gravitatorio: el gravitón. Y el resto es historia.

Desde que la teoría de cuerdas mostró los primeros indicios de poder convertirse en una teoría del todo han corrido ríos de tinta sobre ella, tanto por parte de sus partidarios como de sus detractores. Porque, si bien es cierto que podría ser un buen punto de partida en nuestro afán por entender el universo, por el momento las dificultades que plantea, tanto a nivel teórico como experimental, superan con creces a sus posibilidades. Por un lado, se trata de un formalismo que está planteado a escalas del orden de la longitud de Planck ―1,616199(97) × 10^-35 m―, lo que implica que, para poder demostrar su veracidad experimentalmente, necesitaríamos energías del orden de 10¹⁹ GeV ―el LHC se creó para alcanzar 14 TeV o 1,4⁴ GeV―. Por otro, se trata de una herramienta matemática tan amplia y que admite tantas soluciones, que no todas tendrían por qué representar fenómenos físicos, por no mencionar que muchas de ellas llevan a sistemas inestables o caóticos. Estamos hablando de que la teoría de cuerdas podría describir del orden de 10⁵⁰⁰ tipos de universo, luego ¿cómo podríamos encontrar las condiciones que definen el nuestro en esa inmensidad? Y, finalmente, está la cuestión de la multidimensionalidad que es, en realidad, lo que subyace a todo lo anterior. Además de las cuatro dimensiones que observamos en nuestra vida diaria, la teoría de cuerdas se sostiene sobre otras seis, denominadas «compactas» o «arrolladas», que podrían entenderse como «aburruñadas» en el propio espacio-tiempo en formas geométricas muy específicas, y que, al menos con los medios actuales, no podríamos detectar. Como se puede intuir, todo esto supone un terrible quebradero de cabeza para la ciencia… pero, por otro lado, es una puerta abierta a infinitas posibilidades para la ciencia ficción.

Decía Stanley Schmidt, editor de la histórica revista Analog Science Fiction and Fact desde 1978 hasta 2012 ―y sucesor de los históricos John W. Campbell y Ben Bova― que «cualquier cosa que nadie pueda probar que sea imposible es juego limpio en ciencia ficción», refiriéndose a que, siempre que exista una base científica real, es lícito que la ciencia ficción juegue en el límite del alcance de la ciencia y especule más allá. Eso es lo que hace Liu Cixin en su trilogía ―y en toda su obra, en realidad― y por eso funciona tan bien. Iría incluso más allá: por eso nos hace soñar… soñar con el futuro de la ciencia, con las maravillas que un día podría llegar a revelarnos.

En la trilogía de los tres cuerpos Liu Cixin utiliza la multidimensionalidad de la teoría de cuerdas como excusa para hacer papiroflexia con el espacio-tiempo. Crea, así, crear todo tipo de tecnologías indistinguibles de la magia con el mero artificio de desplegar dimensiones arrolladas, como es el caso de los sofones.

En realidad, los sofones que crea la imaginación de Liu Cixin tienen menos misterio del que parece, pero ese barniz abstracto que les da el despliegue de las dimensiones adicionales los convierte en algo muy exótico. Partiendo de la base de que un protón, como cualquier otra partícula según la teoría de cuerdas, es un filamento vibrante unidimensional que está definido en un espacio de diez dimensiones ―once, si tenemos en cuenta la teoría M, que unificaría las diferentes versiones―, «lo único» que hacen los trisolarianos es volver macroscópica una de esas dimensiones arrolladas, convirtiendo el protón en un inmenso objeto bidimensional ―en la novela cubre toda la superficie de Trisolaris como si fuera un espejo―. Después, de nuevo utilizando conceptos de física de partículas, se imprime en él una extensa maraña de circuitos integrados. El último paso de los trisolarianos es, simplemente, volver a compactificar la dimensión y, por tanto, comprimir de nuevo la información ―como una especie de fichero .zip―.

Liu Cixin parte de la especulación de de que cada dimensión arrollada esconde una complejidad tan rica que, si se consiguieran desplegar todas, se podría llegar a codificar en una sola partícula toda la información del universo, aunque ya plantea como algo tremendamente complicado desplegar una sola.

Un sofón, por tanto, no es más que un superordenador, o incluso una especie de IA al borde de la singularidad tecnológica, que, gracias a un pequeño truco de prestidigitador basado la teoría de cuerdas, consigue despertar nuestro sentido de la maravilla mucho más que si Liu Cixin nos lo hubiera contado de otra forma. Pero hay algo más…

Como último apunte, antes dije que las dimensiones compactas de la teoría de cuerdas se definían sobre formas geométricas muy específicas: se conocen como variedades de Calabi-Yau, algo que a la mayoría seguramente no le dirá mucho, pero que tienen aspectos como este:

… y ahora invito a cualquiera que esté viendo la serie de Netflix a que se fije cuidadosamente en cómo aparecen representados los sofones.

Bibliografía

Greene, Brian (2003). El universo elegante. Crítica.

Hossenfelder, Sabine (2015). Will the LHC be able to test string theory? Medium.

Liu, Cixin (2016). El problema de los tres cuerpos. Nova.

Liu, Cixin (2021). Espejo. En Sostener el cielo. Nova.

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.