Ciencia
Adiós al espacio-tiempo: la teoría que quiere jubilar a la de Einstein gana fuerza
Un grupo de físicos propone sustituir la relatividad general por una formulación basada en la forma del universo que prescinde del tiempo absoluto y podría resolver enigmas que Einstein dejó abiertos
La relatividad general de Albert Einstein lleva más de un siglo aguantando cada prueba que le lanzan. Ondas gravitacionales, agujeros negros fotografiados, GPS que no funcionaría sin sus ecuaciones: la teoría es, con diferencia, la descripción más precisa de la gravedad que existe. Y aun así, un puñado de físicos lleva años construyendo una alternativa que aspira a reemplazarla.
Se llama dinámica de formas y su premisa es radical. Donde Einstein sitúa la gravedad en la curvatura del espacio-tiempo, esta teoría sostiene que el espacio-tiempo no es una entidad real, sino un artificio matemático. Lo que existe de verdad, argumentan sus defensores, son las relaciones geométricas entre los objetos del universo: sus tamaños relativos, sus ángulos, sus proporciones. La forma del cosmos, no su contenedor.
La idea no es nueva. El físico británico Julian Barbour la esbozó a finales de los años noventa, cuando propuso que el tiempo carecía de existencia fundamental y que la física debía reescribirse usando solo magnitudes que no dependieran de un observador externo. Durante años, la propuesta se quedó en los márgenes de la física teórica. Lo que ha cambiado en la última década es que un grupo de investigadores jóvenes ha logrado darle forma matemática rigurosa y conectarla con resultados experimentales.
La ecuación que prescinde del tiempo
Sean Gryb, de la Universidad de Groninga, y Flavio Mercati, investigador que ha trabajado en el Instituto Perimeter de Canadá, son dos de los nombres clave detrás del desarrollo moderno de la dinámica de formas. Según publica Popular Mechanics, ambos han demostrado que su formulación reproduce todas las predicciones de la relatividad general en los escenarios donde esta ha sido confirmada, pero ofrece predicciones distintas en los casos extremos donde Einstein falla: singularidades de agujeros negros y el instante del Big Bang.
La clave técnica es lo que los físicos llaman dualidad entre marcos teóricos. Gryb y Mercati han probado que existe una correspondencia matemática exacta entre las ecuaciones de la relatividad general y las de la dinámica de formas. Cada solución de una teoría tiene su equivalente en la otra, como si fueran dos idiomas que describen el mismo fenómeno. La diferencia está en lo que cada marco considera fundamental: Einstein toma el espacio-tiempo; la dinámica de formas, las relaciones entre partículas.
En paralelo, un equipo de la Universidad Técnica de Viena ha publicado un resultado que refuerza el enfoque. Los físicos Abhay Ashtekar y Muxin Han presentaron la llamada ecuación q-desic, una formulación que reformula la gravedad cuántica eliminando la variable temporal. El trabajo, recogido por ScienceDaily, sugiere que las singularidades gravitatorias podrían resolverse si se abandona la noción de tiempo como variable independiente.
Escépticos con argumentos
No todos los físicos compran el planteamiento. Astrid Eichhorn, de la Universidad del Sur de Dinamarca, ha señalado que la dinámica de formas aún no ofrece predicciones que la distingan de la relatividad general en situaciones experimentalmente accesibles. Dicho de otro modo: si ambas teorías dan los mismos resultados en todos los casos que se pueden medir, elegir una sobre la otra es una cuestión filosófica, no científica.
Paul Steinhardt, físico teórico de Princeton, ha expresado una cautela parecida. Según su lectura, cualquier reformulación de la gravedad debe demostrar su valor en el terreno de la cosmología observacional: explicar la expansión acelerada del universo, la materia oscura o la radiación de fondo de microondas mejor que las herramientas actuales. Por ahora, la dinámica de formas no ha llegado a ese nivel de detalle.
Los defensores de la teoría responden que la historia de la física está llena de reformulaciones que tardaron décadas en demostrar su utilidad práctica. La mecánica lagrangiana, por ejemplo, no predecía nada que Newton no pudiera calcular; y hoy es la base de la física de partículas moderna. La dinámica de formas aspira a un recorrido similar: empezar como una curiosidad teórica y acabar ofreciendo herramientas que la formulación de Einstein no puede proporcionar.
El debate, en cualquier caso, refleja algo más amplio. La física fundamental busca un marco que unifique la gravedad con la mecánica cuántica, y el espacio-tiempo de Einstein es el principal obstáculo. Si la dinámica de formas consigue esquivarlo, el camino hacia esa unificación podría acortarse. Si no, habrá servido al menos para obligar a la comunidad a repensar qué significa la palabra «tiempo».
