Las partículas subatómicas exhiben una propiedad que ha llegado a definir en gran medida la noción popular de que el mundo cuántico es sumamente extraño y misterioso. Se trata del entrelazamiento cuántico o la conexión instantánea entre dos partículas (o sistemas cuánticos) que permite que la medición de una partícula determine el estado de otra no obstante la distancia a la que estén. Así, una partícula en la Tierra puede afectar en este mismo momento a otra partícula que se encuentra en las Pléyades, como si fueran una misma unidad. Esto es algo tan extraño para la física clásica –ya que en apariencia contradice las leyes de la naturaleza, específicamente el límite de la velocidad de la luz– que Einstein lo calificó como una fantasmagórica o espantosa propiedad (“spooky action at a distance“) que debería de ser ficticia. Recientemente, sin embargo, físicos han descubierto que el entrelazamiento cuántico no sólo es real sino que podría ser responsable de la geometría del tiempo-espacio. Paradójicamente fue Einstein quien tuvo la visión de concebir el tiempo-espacio como un continuum esencialmente geométrico.
Una de las grandes innovaciones de Einstein fue su conclusión de que la gravedad es una propiedad de la geometría del tiempo-espacio. En la teoría de Einstein, la interacción entre la materia y la energía y el tiempo-espacio forma una distorsión de la geometría fundamental del tiempo-espacio, esto es la famosa curvatura que tanta especulación ha generado sobre posibles viajes de un extremo a otro del universo. Es a esta distorsión a lo que nos referimos cuando hablamos de la gravedad, una propiedad emergente y relativa. Es decir, la gravedad es geometría, siendo ésta última el constituyente fundamental de la cosmología de Einstein.
El gran reto de la física contemporánea es la conciliación de la gravedad con la mecánica cuántica. Uno de los físicos jóvenes que más se han acercado a finalmente encontrar el hilo dorado de la conexión entre estos dos modelos es Mark Van Raamsdonk, quien ha elaborado una teoría bastante plausible que sugiere que el entrelazamiento cuántico es la base de la geometría del universo y por lo tanto de la gravedad. “El espacio-tiempo es sólo una imagen geométrica de cómo un sistema cuántico se entrelaza”, dice Van Raamsdonk.
EL PRINCIPIO HOLOGRÁFICO
Van Raamsdonk ha elaborado sobre el principio holográfico del físico argentino Juan Maldacena, el cual sostiene que el universo 3D en el que creemos vivir es el desdoblamiento de un universo en 2D que contiene codificada la información que se despliega como la realidad que experimentamos, de la misma forma que una película holográfica en 2D despliega una imagen en 3D. La teoría, que se conoce también como dualidad de Maldacena, propone que existen dos modelos diferentes del universo. Uno conocido como frontera (“boundary”) el cual se concibe como una superficie en 2D, se define matemáticamente, está libre de gravedad y a una distancia infinita de cualquier punto del otro universo. Este otro universo es conocido como bulto (“bulk”), tiene tres dimensiones y está delimitado por el primero de la misma forma que el aire tridimensional esta encerrado por la superficie bidimensional de un globo. Según explica el editor de la revista Nature, las partículas de este universo voluminoso obedecen a las ecuaciones de los sistemas cuánticos del universo frontera.
La imagen describe cómo el entrelazamiento cuántico crea el tiempo-espacio. (Olena Shmahalo/Quanta Magazine)
Maldacena hizo que se popularizara la idea de que el universo podría ser un holograma luego de que descubrió que estos dos universos son completamente correspondientes; de la misma manera que el circuito de un chip codifica en 2D las imágenes en 3D de un juego de computadora, la información del universo frontera contiene la información exacta y los principios físicos que rigen el universo bulto en 3D. De tal manera que se ha especulado que nuestro universo podría ser una especie de proyección holográfica que se genera en la superficie de un agujero negro.
EL PEGAMENTO GEOMÉTRICO DEL COSMOS
