El escalador de rocas contra la "Teoría del Todo" del surfista

La "excepcionalmente simple teoría del todo", propuesta por un físico surfista en 2007, no se sostiene, dice Skip Garibaldi, matemático de la Emory University.

Skip Garibaldi, el escalador de rocas que desafía al surfista. Crédito: Emory University.

Debo confesar que de entrada el asunto de esta noticia me ha resultado de lo más pintoresco. Quiero decir que esta situación se podría describir más detalladamente como "el surfista de Hawaii que fue desafiado por el escalador de rocas en la cima, ¿en la cima de una ola o en la cima de una montaña?, ¡no!... en la cima de la física actual". Porque el escenario es nada menos que embrollados asuntos en la frontera de la física, tales como la teoría de cuerdas, la alta energía, el modelo estándar, el LHC, el bosón de Higgs y hasta la materia y la energía oscuras.
Lo menos que puede uno espera entonces, es que de vez en cuando se armen estas riñas para hacer más amena la evolución de los acontecimientos.

Nada más de mi parte, he aquí la noticia:

Garibaldi, un escalador de rocas en su tiempo libre, hizo los cálculos para refutar la teoría, que implica una misteriosa (no para todos, claro) estructura matemática conocida como E8. El documento resultante, cuyo co-autor es el físico Jacques Distler de la Universidad de Texas, aparecerá en un próximo número de Communications in Mathematical Physics.

"Lo bonito de las matemáticas y la física es que no son subjetivas," dice Garibaldi. "Yo quería un trabajo publicado revisado por un par, de modo que la literatura científica proporcionara un estado exacto de las cosas, para ayudar a aclarar la confusión existente entre el público lego en este tema".

Garrett Lisi, el físico que publicó el documento "Una Excepcionalmente Simple Teoría del Todo". Crédito: Surfer Mag

En noviembre de 2007, el físico Garrett Lisi, publicó un documento en línea denominado "Una Excepcionalmente Simple Teoría del Todo". Lisi pasó mucho de su tiempo navegando en Hawaii, añadiendo un poco de fascinación de color a la historia en torno a la teoría. Aunque su paper no fue revisado, y Lisi le dijo al Daily Telegraph que la teoría estaba todavía en desarrollo y dio una "baja" probabilidad de predicción, la idea fue ampliamente difundida en los medios de comunicación, en virtud de llamar la atención con titulares como "Surfer dandy deja pasmados a los físicos con teoría del todo".

Garibaldi fue uno de los escépticos cuando la teoría golpeó las noticias. Así fue que Distler, un físico de partículas, escribió acerca de los problemas que vio que se presentaban con la idea de Lisi, en su blog. La iniciativa de Distler llevá a Garibaldi a pensar más en la cuestión, conduciéndolo eventualmente a su colaboración.

El documento de Lisi se centró en una elegante estructura matemática conocida como E8, que también aparece en la teoría de cuerdas. Identificada por primera vez en 1887, E8 tiene 248 dimensiones y no puede ser vista, tampoco dibujada, en su forama completa.

E8 a través de la inspiración gráfica. Crédito: Wikimedia Commons, JG Moxness, una emulación de un dibujado a mano original de Peter McMullen.

El enigmático E8 es el mayor y más complicado de los cinco excepcionales grupos de Lie, y contiene cuatro subgrupos que se relacionan con las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: la fuerza electromagnética, la fuerza fuerte (que une los quarks); la fuerza débil (que controla el decaimiento radiactivo), y la fuerza gravitacional.

En pocas palabras, Lisi propone que el E8 es la fuerza unificadora para todas las fuerzas del universo.

"Eso sería genial si fuera cierto, porque me encanta E8", dice Garibaldi. "Pero el problema es que no funciona como se lo describió en su ponencia."

Como experto en varios de los grupos de Lie excepcionales, Garibaldi sentía la obligación de ayudar a aclarar las cosas.

"Un montón de misterio envuelve a los grupos de Lie, pero los hechos acerca de ellos no deben ser distorsionados", dice. "Estos son objetos naturales que son fundamentales para las matemáticas, así que es importante tener una comprensión correcta de ellos".

Usando álgebra lineal y la demostración de teoremas para traducir la física en matemática, Garibaldi y Distler no sólo demostraron que las fórmulas propuestas en el documento de Lisi no funcionan, sino que también demuestran los defectos de toda una clase de teorías relacionadas.

"Se puede pensar en E8 como si fuera una habitación, y los cuatro subgrupos relacionados con las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, como muebles, como sillas, digamos," explica Garibaldi. "Es bastante fácil ver que la habitación es bastante grande como para que usted puede poner los cuatro de las sillas en su interior. El problema con "la teoría de todo" es que la forma en que organiza las sillas de la sala las hace no funcionales".

Él da el ejemplo de una silla invertida y apilada encima de la otra silla.

"Estoy cansado de responder preguntas acerca de la "teoría del todo", dice Garibaldi. "Me alegro de que ahora serán capaces de recurrir a un artículo científico revisado por un par que claramente refuta esta teoría. Creo que hay tantas grandes historias de la ciencia, que no hay razón para inflar algo que no funciona."

Esto es todo. Y hablando de "todo" me pregunto a quien habría que desafiar ahora, ¿a Lisi o a Garibaldi, o a los dos?. ¿estará alguien más cerca que otro del "todo"?. De hecho, si acuden al texto original usado aquí como fuente (Rock climber takes on surfer's theory) y publicado en el blog de la Emory University, verán que ya en el primer comentario al mismo alguien (John Albers de Louisville, Kentucky) desafía al desafiador (o desafiadores). Es más, a esta altura no me extrañaría que ese John Albers, para continuar con esta pintoresca "tradición", sea, por ejemplo, paracaidista, domador de leones, buceador o esquiador extremo.

Y como adelanto de lo que este Albers dice, cito este fragmento de su comentario: "...Tengo la capacidad de probar la existencia de esta teoría unificadora, que ustedes (por Distler y Garibaldi) dicen ser capaces de refutar. Mis afirmaciones son exactamente lo opuesto de sus reclamaciones y por lo tanto estamos en los extremos opuestos de la mesa... Puedo probar que existe una teoría unificada del todo que une las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza utilizando los componentes estructurales de E8 (con los muebles funcionalmente dispuestos en la habitación de su metáfora)...".

---

En Wikipedia se puede leer Una teoría del todo excepcionalmente simple (An Exceptionally Simple Theory of Everything en inglés). Este artículo explica el contexto y la teoría misma de Lisi (enviada a arXiv library el 6 de noviembre de 2007), ahora desafiada por Garibaldi.

En arXiv se puede leer There is no "Theory of Everything" inside E8. Este es el trabajo de Jacques Distler y Skip Garibaldi desafiando a Lisi.

He utilizado como fuente: Rock climber takes on surfer's theory. Artículo publicado en el blog de Emory University.