¿Es Eric Weinstein el próximo Albert Einstein?

A veces cuando me envían links con noticias muy apocalípticas o muy maravillosas suelen surgir muchas dudas. Es verdad lo que estoy leyendo?. Estas dudas aumentan cuando NO veo que sea tema en twitter o en los pasillos de mi lugar de trabajo, etc. Realmente algo tan importante puede estar sucediendo y que pase desapercibido?. Bueno, ésta es una de esas ocasiones, pero le daremos el beneficio de la duda. Si llegara a ser cierto, sería un increíble avance para la Física y las ciencias en general. Si no lo es, quedará como uno científico loco más. Les contamos esta noticia (de hace algunos días) para motivar su discusión y nos digan qué opinan al respecto!

La noticia es bastante larga, pero pondré la traducción para quienes no hablan inglés. Para quienes quieran un mini resumen, el artículo trata del trabajo de Eric Weinstein. Weinstein tiene un Ph.D. en física matemática de la Universidad de Harvard, pero dejó la academia por las finanzas y actualmente ejerce como economista en New York. Al parecer, Weinstein habría desarrollado una teoría matemática que explicaría los más grandes problemas de la física. Quien escribe el artículo nos explica que la teoría es lo suficientemente simple como para hacerla “creíble”, y muestra ciertas simetrías que también agradan al autor.

Qué es lo raro de todo esto?. Al parecer las personas que han visto el trabajo de Weinstein sn contadas con los dedos. Por alguna razón mística, dio una charla a la que no pudo asistir ningún físico que diera fe de que sus ideas sean correctas. Además, Weinstein no ha publicado nada al respecto. No hay un paper en ninguna revista, ni siquiera algún documento en arXiv (donde se envían los artículos científicos antes de que sean publicados). Dudas y más dudas. Será Weinstein el próximo Manuel Salinas o Pedro Gaete? (OK, estoy exagerando, se ve que este señor tiene estudios y es más serio). Sólo el tiempo nos lo dirá.

A continuación les dejamos la nota publicada en The Guardian, escrita por Marcus du Sautoy:

Eric Weinstein podría haber encontrado la respuesta para los mayores problemas de la física

Un físico ha formulado una teoría matemática que intenta explicar porqué el Universo funciona de la forma en que lo hace – y se siente como “la respuesta”.

La teoría de Eric Weinstein es el primer gran desafío para la validez de las ecuaciones de campo de Albert Einstein

Hace dos años, un matemático y físico a quien he conocido por más de 20 años me citó en un bar en Nueva York. Lo que él estaba por mostrarme, explicó, eran ideas en las que había estado trabajando durante las últimas dos décadas. A medida que me enseñaba las ecuaciones que había estado formulando, comencé a ver surgir ante mis ojos, potenciales respuestas para muchos de los mayores problemas en física. Era una propuesta atrevida y extremadamente emocionante, pero también matemáticamente tan natural que uno no podía más que sentir que parecía correcto.

Él ha pasado los últimos dos años llevándome a través de los entresijos de su teoría y esa esa sensación inicial de que estaba mirando “la respuesta” no ha disminuido. El jueves en Oxford comenzará a presentar sus ideas al resto de la comunidad física y matemática. Si está en lo correcto, su nombre será uno fácil de recordar: Eric Weinstein.

Una de las cosas que me atrae particularmente  de esta teoría es que la simetría, mi propia área de investigación, es un ingrediente clave. Claro, la idea de que las partículas fundamentales de la naturaleza estén intimamente conectadas a cuestiones de simetría no es nueva. Pero a pesar del gran éxito del Modelo Estándar, aún quedan algunas extrañas preguntas que han intrigado a los físicos por años.

Las partículas descritas por el Modelo Estándar – cosas de la naturaleza que se revelan en aceleradores como el Large Hadron Collider – se dividen en tres “generaciones”. En la primera generación tenemos al electrón, al neutrino electrónico, 6 quarks y sus anti-partículas, haciendo un total de 16. Pero luego, extrañamente en la segunda generación tenemos otra versión de estas partículas que lucen exactamente iguales pero son más pesadas que la primera generación.

La versión más pesada del electrón se llama muón. El físico Isidor Rabi bromeó al escuchar hablar sobre el muón: “¿Quién ordenó eso?” No parecía tener sentido el tener una versión más pesada de todas las partículas de la primera generación. ¿Cuál era la lógica en esto? Para completar las cosas, hay una tercera generación aún más pesada que la segunda, donde el “socio” del electrón es la partícula Tau.

Uno de los desafíos que enfrenta la física fundamental es dar una explicación natural a estas tres generaciones. La teoría de Weinstein lo hace revelando la presencia de una nueva estructura geométrica que implica una simetría mucho mayor, dentro de la cual se encuentra la simetría del Modelo Estándar. Lo que resulta tan convincente de esta geometría que implica este grupo simétrico mayor, es que explica porqué hay dos copias de algo con 16 partículas y también que la tercera generación es una especie de “impostora”. A altas energías, se comportaría distinto que las otras dos.

No sólo eso, también predice un montón de nuevas partículas que podemos comenzar a buscar en nuestros colisionadores. Estas partículas en el Modelo Estándar tienen una propiedad llamada spin. Las partículas que vemos en las tres generaciones vistas hasta ahora tienen todas spin 1/2. Pero la simetría de Weinstein predice que veremos también nuevas partículas con spin 3/2 exhibiendo respuestas familiares a las fuerzas no gravitacionales, junto con un montón de nuevas partículas exóticas con spin familiar, pero respuestas poco familiares a estas fuerzas del Modelo Estándar.

El sello de una buena teoría es que hace predicciones inesperadas que pueden ser puestas a prueba. Si las predicciones son incorrectas, la teoría se desecha. La super-simetría, por ejemplo – una de las propuestas actuales para ir más allá de la física del Modelo Estándar – está comenzando a parecer débil porque no observamos lo que la teoría dice que deberíamos observar. Es interesante que, si Weinstein está en lo correcto, uno estaría obligado a toparse con estas cosas en la enorme cantidad de datos que se generan en el LHC. Uno nunca lo encontraría yendo desde los datos a la teoría. La teoría es necesaria para decirnos dónde buscar.

La geometría en torno al grupo de simetría que Weinstein propone también nos da una explicación para otro de los grandes misterios de la física: Qué es la materia oscura y por qué no podemos verla. Nuestra teoría actual de la gravedad predice que hay mucha más materia en el Universo de la que podemos ver. Esta materia escondida ha sido llamada materia oscura porque ninguna de las otras fuerzas de la naturaleza parece interactuar con ella.

Cuando la simetría del modelo de Weinstein se rompe en pedazos, hay una mitad que se separa en las matemáticas de la parte con la que nosotros interactuamos. Las partículas correspondientes a esta parte de la ruptura de la simetría podrían tener un impacto en la gravedad, pero matemáticamente no pueden interactuar con los otros campos, como el electromagnetismo, haciéndolas “oscuras”.

Lo hermoso para mí es que el grupo de simetría de Weinstein no aparece de la nada. Surge naturalmente del objetivo principal, que es reconciliar las Ecuaciones de Campo de Einstein con las ecuaciones de Yang-Mills y la de Dirac. Las Ecuaciones de Campo controlan la curvatura del espacio-tiempo y representan nuestra teoría de la gravedad, mientras que las ecuaciones de Yang-Mills y Dirac representan nuestra teoría de interacción entre las partículas a nivel cuántico.

Ambas teorías han sido increíblemente exitosas describiendo el mundo físico, pero no son compatibles entre ellas. Los intentos existentes para unificar a ambas han sido tratar de “cuantizar geometría”  – en otras palabras, mover la geometría de Einstein al mundo cuántico. Las ideas de Weinstein van contra esta tendencia y se alinean más con  la creencia de Einstein en el poder de la geometría matemática. Einstein habló sobre su creencia en que el Universo fue hecho de mármol y no madera. La propuesta de Weinstein, a la que llama Unidad Geométrica (Geometric Unity), cumple el sueño de Einstein.

A pesar de ser fan de Einstein, la teoría de Weinstein es también uno de os mayores desafíos para la validez de las Ecuaciones de Campo de Einstein. Requiere coraje desafiar a Einstein, pero la teoría de Weinstein revela que así como las ecuaciones de Newton eran una aproximación a la naturaleza, también lo son las de Einstein. Una de las cosas intrigantes que aún debe surgir de las matemáticas que Weinstein teje al combinar estas teorías, es una solución para uno de los misterios más duraderos de la física: la energía oscura y la constante cosmológica.

Cuando Einstein produjo sus Ecuaciones de Campo, se pensaba que el Universo era estacionario – no se expandía ni se contraía. Para que sus ecuaciones funcionaran, agregó de forma arbitraria un término extra llamado Constante Cosmológica, para asegurarse que el universo se mantuviese estático. Cuando se descubrió más tarde que el universo estaba en expansión, removió el término y lo llamó “el mayor error de mi vida”.

Recientemente se ha descubierto que el Universo no sólo se expande, sino que la expansión es acelerada, empujada por alguna fuente desconocida que hemos llamado Energía Oscura. Una propuesta a la fuente de este empuje, implica re-introducir la constante cosmológica en las Ecuaciones de Campo de Einstein. Pero esta constante cosmológica siempre ha parecido muy arbitraria.

La nueva perspectiva de Weinstein da lugar a ecuaciones que proveen una justificación matemática coherente al porqué este término extra debería estar ahí. Y contrario a lo que la gente pensaba, no es constante. Más bien, varía con la curvatura del Universo. Nosotros estamos en una parte relativamente plana del Universo, lo que explica por qué la constante cosmológica es tan pequeña.

Otro término que se añadió al Modelo Estándar es el campo de Higgs. Sin el mecanismo de Higgs, algunas partículas del modelo no tendrían masa. Entonces, este término extra es añadido para fijar el hecho de que sabemos que partículas como las partículas W y Z, que controlan la fuerza débil, tienen masa. Una vez más, una de las hermosas ideas que surgen del programa de unificación de Weinstein es un término de masa que no necesita ser añadido artificialmente. Surge naturalmente de la teoría.

Ya han habido sensaciones en la comunidad científica de que el bosón de Higgs que vemos en el LHC podría no ser exactamente lo que creemos que es. La perspectiva de Weinstein podría ayudarnos a averiguar qué es lo que estamos viendo realmente.

Ha sido un privilegio ser uno de los primeros en ver las ideas que Weinstein propone.  Se trata de un proyecto de gran envergadura que abarca extensiones de la física y las matemáticas tan enormes, que tomará algún tiempo darse cuenta de todo lo que implican estas ideas. Y tal como la Teoría General de la Relatividad de Einstein tomó algunos años en estabilizarse, pueden haber modificaciones a la teoría antes de que se complete. Pero para mí, lo que es tan atractivo de las ideas de Weinstein es la naturalidad de la historia, la forma en que las cosas no son insertadas de forma arbitraria para que la teoría ajuste los datos, sino que surge como una parte necesaria de las matemáticas.

Weinstein comienza el artículo en el que explica su propuesta con una cita de Einstein: “Lo que realmente me interesa es si Dios tuvo alguna opción en la creación del mundo”. La teoría de Einstein responde a esto con creces. Muy poco en el Universo es arbitrario. Las matemáticas explican por qué debería funcionar en la forma en que lo hace. Si esto no es una descripción de cómo funciona nuestro Universo, francamente prefiero mudarme a un Universo donde sí lo sea!