The Elegant Universe


Brian Greene
The Elegant Universe
Superstrings, Hidden Dimensions,
and the Quest for the Ultimate Theory
W.W. Norton & Company, 2003
Edició electrònica Kindle, 7369 frases, $11.35

La física actual té un dilema encara no resolt: no pot renunciar ni a la relativitat d’Einstein ni a la mecànica quàntica, però tampoc no les sap conciliar quan es consideren condicions extremes d’energia o densitat com aquelles que es donen a l’interior dels forats negres o en el mateix instant del naixement de l’univers. Es pot deduir sense problemes, per exemple, fent ús de totes dues teories, que quan l’univers només tenia una centmilèsima de segon d’antiguitat, es van començar a formar els primers nuclis atòmics. O també que quan la temperatura va baixar a “només” uns milers de graus, la llum va viatjar sense impediments per primer cop i l’univers es va fer transparent. Fa temps que es poden predir les fases de l’evolució cosmològica a partir de la primera centmilèsima de segon des del Big Bang. O de la primera milionèsima de segon. El problema real és el moment zero –o l’interior d’un forat negre– on la física quàntica i la relativitat lliguen tan malament com l’aigua i l’oli: és aquí on les fórmules donen infinits com a resposta, un indici clar del fet que hi ha algun aspecte fonamental que les nostres teories no tenen en compte.

En Brian Greene argumenta que el mèrit més important de la teoria de cordes és conciliar les teories relativista i quàntica de manera harmònica. Però aquest no en seria l’únic, de mèrit. El “zoològic” creixent de partícules elementals –­agrupades en tres famílies segons el model estàndard– no seria, segons la teoria de cordes, més que un miratge, i aquí és on entra en joc el nom de la teoria. L’única partícula elemental, el veritable àtom dels grecs, seria una mena de bucle d’energia de dimensions extraordinàriament petites, la vibració del qual faria que se’ns aparegués com partícules diferents. Tal com diu l’autor, de la mateixa manera que una corda de violí dóna lloc a diferents notes musicals, els diferents patrons de vibració d’una corda fonamental explicaria totes les masses i les forces que exhibeixen les partícules conegudes.

Juntament amb els seus mèrits, però, la teoria de cordes requereix acceptar aspectes estranyíssims de la realitat. El més vistós és que requereixi l’existència d’onze dimensions (una de temps i deu d’espai). Evidentment, set de les dimensions d’espai ens resulten invisibles, i la raó seria el seu “cargolament” extraordinàriament minúscul: segons una de les moltes analogies del llibre, seria com si una canonada –que té una de les dimensions cargolada en forma de cilindre– es mirés a molta distància; tot el que es veuria seria una línia sense gruix, de manera que la dimensió cargolada resultaria invisible. Amb més dimensions on poder vibrar, les cordes –ara sí– exhibirien totes les propietats de les partícules que coneixem. Les dimensions “petites”, però, estarien disposades no en forma de canonada sinó en una de les formes anomenades de Calabi-Yau, una mena de madeixa multidimensional amb un total de tres forats. Una corda només podria vibrar en un dels forats, i això explicaria el fet que hi hagi exactament tres famílies de partícules elementals.

Aquest és un bon moment per dir que ja m’esperava una teoria abstracta i especulativa, però el que m’he trobat –per bé o per mal– ha superat totes les meves expectatives. Segons l’autor, la teoria de cordes s’ha considerat una teoria del segle XXI que van trobar per casualitat els físics del segle XX, una joguina massa complicada per poder-la entendre en unes poques dècades. S’ha postulat com una possible teoria del tot, una explicació última dels mecanismes de la realitat. Però, alhora, hi ha qui considera que no és ben bé una teoria física, sinó que, més aviat, pertanyeria a la filosofia o, fins i tot, a la teologia: comptar el nombre de cordes que hi caben al cap d’una agulla pot ser encara menys realista que comptar el nombre d’àngels, si tenim en compte que les cordes encara no s’han observat mentre que d’àngels, bé, hi ha hagut algun testimoni. Justament, un dels aspectes que diferencien la teoria de cordes de les teories establertes en física és que no hi ha cap experiment que hagi permès confirmar-la o refutar-la, i aquest és el cor de la definició popperiana de ciència. Fins ara, les teories de la física s’han establert amb peu ferm en el moment que s’ha comprovat alguna de les seves prediccions. El problema de la teoria de cordes és que no serà fàcil arribar als nivells d’energia necessaris per “observar” les cordes (hi ha qui diu que caldria una accelerador de la mida de la galàxia per poder-ho fer), tot i que s’espera que el nou accelerador de Ginebra (el Large Hadron Collider) permeti comprovar l’existència de les altres dimensions. Edward Witten, però, físic respectat i heroi del llibre, té el costum de dir que la teoria de cordes ja ha fet una predicció confirmada experimentalment, “la teoria de cordes té la propietat remarcable de predir la gravetat”. Pot sonar a broma, però el cert és que una de les “notes” naturals de les cordes correspon a una partícula sense massa i amb spin -2, exactament les propietats que hauria de tenir el gravitó, la hipotètica partícula transmissora de la gravetat encara no observada. D’aquesta manera, la teoria de cordes prediu l’existència de la força de la gravetat malgrat que, és clar, es tracti més aviat d’una “postdicció” ­–una predicció a posteriori– que d’una predicció veritable.

Al llarg del llibre, en Brian Greene fa un resum de les teories de la relativitat restringida, de la general i de la mecànica quàntica per escalfar motors, i només després presenta la de cordes amb l’ajut d’analogies i metàfores, parla amb passió de la seva recerca personal i avança alguns dels grans reptes als quals s’enfronta la teoria de cordes (i la física, en general) en el nostre segle XXI, el segle del qual suposadament prové. En resum, el llibre d’en Greene va ser finalista del premi Pulitzer i realment és un dels millors llibres de divulgació científica que he llegit. Un llibre força accessible a qui ja tingui alguna noció de física i no impossible per qui gosi aventurar-s’hi des de zero. Un llibre que, en qualsevol cas, fa pensar i que deixa la sensació d’haver entrellucat alguna cosa nova.

Aquí podeu trobar els capítols de la sèrie de televisió que es va fer arran de l’èxit del llibre.

Anuncis

6 pensaments sobre “The Elegant Universe

  1. Toni, gràcies per aquesta ressenya tan interessant i que fa que aquests temes siguin una mica més entenedors per als profans com jo.

    I és amb aquests ulls de profana absoluta que em llegeixo algunes frases i em semblen poesia. No podríem imaginar un poema que comencés així?:

    “La llum va viatjar sense impediments
    per primer cop
    i l’univers es va fer
    transparent”

  2. He vist per casualitat la pel·licula “Las vidas posibles de Mr. Nobody”, en la qual s’exposa de manera superficial i molt fugaç una teoria semblant a la de les cordes i a on s’esmenten, si no em falla la memòria, nou dimensions inclosa (o exclosa, no ho recordo bé) la del temps, enllaçat un altre cop de manera molt superficial amb el “big bang” i el moviment contrari, el “big-crunch”, passats per presumptes principis quàntics de pa sucat amb oli. L’argument de la pel·lícula i el seu desenvolupament, si és que existeixen, semblen intentar reflectir l’influx de la dimensió temporal sobre la resta, i sobre el pes gairebé metafísic que poden tenir determinades decisions al llarg de la nostra vida. Penso que és una història amb moltes possibilitats però que, tret de determinats moments de gran poètica visual, està molt i molt desaprofitada. Tanmateix, pot suposar una intranscendent invitació a especular una mica sobre tot això. Si no l’heu vista i no sabeu què fer, és una alternativa prou raonable.

    • La que vaig veure és “What the Bleep Do We Know?” (que van traduir com “¿Y tu qué sabes?”, que no puc evitar associar al famós “¿Por qué no te callas?”). Aquesta combinava entrevistes i un argument de ficció a l’entorn de la mecànica quàntica, i no em va agradar gaire. Em va semblar que, fins i tot, treien de context algunes de les entrevistes per defensar la tesi que la consciència modifica la realitat de maneres insospitades, però m’imagino que la que em comentes deu ser més científica.

      La de “Mr. Nobody” em sonava però no en tenia ni idea que pugués parlar de la teoria de cordes. Que interessant. Gràcies per comentar-ho.

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s