Una teoría del todo (TOE) es un marco hipotético que explica todos los fenómenos físicos conocidos del universo. Los investigadores han buscado un modelo de este tipo desde el desarrollo de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Albert Einstein a principios del siglo XX.
Cada uno de estos pilares de la física moderna describe su respectiva área de investigación -las cosas más pequeñas y las más masivas del cosmos- con una precisión asombrosa, pero tanto la mecánica cuántica como la relatividad fallan cuando se aplican a la materia del otro. Hasta ahora, los científicos han eludido una teoría global del todo, y algunos creen que el objetivo final no es realista.
El valiente esfuerzo de Einstein
Einstein comenzó a buscar una teoría unificadora en la década de 1920, según la American Physical Society (APS). Nunca había aceptado del todo las extrañas paradojas de la mecánica cuántica, y creía que las matemáticas que describían el electromagnetismo y la gravedad, las dos únicas fuerzas conocidas en ese momento, podían combinarse en un único marco.
«Quiero saber cómo creó Dios este mundo», dijo Einstein a una joven estudiante de física llamada Esther Salaman en 1925. «No me interesa este o aquel fenómeno, el espectro de este o aquel elemento. Quiero conocer sus pensamientos; el resto son sólo detalles».
Pero la búsqueda de Einstein resultó quijotesca en vida. «La mayoría de mis vástagos intelectuales acaban muy jóvenes en el cementerio de las esperanzas defraudadas», escribió en una carta de 1938. Sin embargo, no se rindió y, mientras estaba en su lecho de muerte, pidió que le llevaran sus últimas notas sobre la teoría del todo, según la APS.
Candidatos potenciales
A mediados del siglo XX, los físicos desarrollaron el Modelo Estándar, que ha sido llamado la «teoría de casi todo». Describe las interacciones de todas las partículas subatómicas conocidas y tres de las cuatro fuerzas fundamentales: el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil, pero no la gravedad.
Relación: Quarks extraños y muones, ¡oh, Dios! Las partículas más diminutas de la naturaleza diseccionadas (infografía)
Un modelo que también incluyera la gravedad se conocería como teoría de la gravedad cuántica. Algunos investigadores creen que la teoría de cuerdas es un marco de este tipo y que encaja en el proyecto de ley para una teoría del todo. La teoría de cuerdas postula que las partículas son en realidad entidades unidimensionales, similares a las cuerdas, que vibran en una realidad de 11 dimensiones. Las vibraciones determinan las propiedades de las diferentes partículas, como su masa y su carga.
O quizás no exista
Pero otros científicos consideran que la idea de la teoría de cuerdas es un callejón sin salida intelectual. Peter Woit, físico teórico de la Universidad de Columbia, ha regañado repetidamente a sus colegas por perseguir lo que considera un sueño imaginario.
«El problema básico de la investigación sobre la unificación de la teoría de cuerdas no es que el progreso haya sido lento en los últimos 30 años», escribió Woit en su blog, «sino que ha sido negativo, ya que todo lo que se aprende muestra más claramente por qué la idea no funciona».»
En su libro superventas «Una breve historia del tiempo» (Bantam Books, 1988), el físico Stephen Hawking habló de su deseo de ayudar a crear una teoría del todo (que también fue el título de su biopic de 2014). Pero el célebre académico cambió de opinión más tarde en su vida; pensó que tal teoría estaría fuera de su alcance para siempre porque las descripciones humanas de la realidad son siempre incompletas, según una conferencia de 2002 disponible en un sitio web dedicado al difunto físico.
Este hecho no le entristeció sino que le dio esperanza. «Ahora me alegro de que nuestra búsqueda de comprensión nunca llegue a su fin y de que siempre tengamos el reto de nuevos descubrimientos», dijo Hawking. «Sin ello, nos estancaríamos».