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DIMENSIONES EXTRAS


El espacio tiene tres dimensiones. Ese es un conocimiento anclado profundamente en nuestra percepción de la realidad gracias a cientos de miles de años de evolución. Euclides formalizó esta intuición y creó la geometría euclidiana tridimensional según la cual, bastan tres números para ubicar cada punto del espacio. Los matemáticos del siglo XIX desarrollaron geometrías no euclidianas N-dimensionales y Einstein basó su teoría de la gravitación en una geometría no euclidiana cuadridimensional. Pero aun en la relatividad, el espacio sigue siendo de tres dimensiones y el tiempo de una dimensión. Las más sofisticadas teorías de las partículas elementales a altas energías, aceptan que el espacio es tridimensional.

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¿Por qué hay tres dimensiones espaciales? ¿Es producto de una inexorable ley física?, o por el contrario ¿es producto de un azar, un accidente en la evolución de nuestro universo? Si la relatividad descubrió que el espacio puede ser no euclidiano, ¿no podría tener también dimensiones adicionales?
La mejor descripción que tenemos de la materia a la menor de las escalas posibles es la teoría cuántica. Ella explica cualquier experimento que podamos hacer en el laboratorio. Pero ella ignora rotundamente la gravedad.
Por otra parte, a gran escala, la fuerza dominante es la gravedad, que explicamos con la relatividad general. Pero la relatividad ignora los fundamentos cuánticos. Ninguna de ellas por separado puede ser completa. Los físicos realizan esfuerzos por crear una teoría unificada que contemple las incertidumbres cuánticas, junto con la curvatura del espacio-tiempo.
La mejor candidata para teoría unificada es la teoría de las supercuerdas. En ella las partículas elementales son representadas como minúsculas cuerdas que vibran y los distintos modos de vibración corresponden a tipos diferentes de partículas.
Para que la teoría sea consistente y libre de contradicciones, las supercuerdas requieren un espacio de nueve dimensiones. Los físicos sugieren que seis de esas dimensiones son compactas, están enrolladas a una escala ultramicroscópica, así como una hoja de papel tiene dos dimensiones grandes y su espesor, que es muy pequeño.

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Actualmente se realizan experimentos para detectar las consecuencias de las dimensiones extras: desviaciones de la ley de gravitación universal en escalas de fracciones de milímetros, o pequeñísimas violaciones de la conservación de la energía en violentas colisiones en los aceleradores de partículas.
De aparecer evidencias de dimensiones adicionales, el reto será explicar porqué en los primerísimos instantes del universo sólo tres dimensiones se hicieron macroscópicas.
Habremos entendido un aspecto fundamental del universo: las dimensiones del espacio.

Héctor Rago