Durante más de un siglo, los físicos han reflexionado sobre una idea radical: nuestro universo puede contener dimensiones ocultas más allá de las conocidas tres dimensiones del espacio y una del tiempo. Si bien no hemos detectado estas dimensiones adicionales directamente, el concepto ofrece una explicación convincente para uno de los mayores misterios de la física: por qué la gravedad es tan notablemente débil en comparación con otras fuerzas fundamentales.
El problema de la jerarquía
La fuerza de gravedad es sorprendentemente débil. Es miles de millones de veces más débil que el electromagnetismo o las fuerzas nucleares fuertes y débiles. Esta discrepancia, conocida como el “problema de la jerarquía”, ha desconcertado a los científicos durante décadas. ¿Por qué la gravedad se comporta de manera tan diferente? Una posible respuesta: la gravedad no es débil en absoluto; simplemente se diluye al extenderse a dimensiones que no podemos percibir.
La libertad única de la gravedad
El modelo estándar de física de partículas confina otras fuerzas a nuestro espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Pero si existen dimensiones adicionales, la gravedad podría ser la única fuerza capaz de acceder a ellas. Esto explicaría por qué nos parece tan débil: su fuerza se distribuye en un volumen mayor de lo que creemos. Imagine una corriente de agua que fluye hacia un río más ancho; el flujo parece más débil porque está extendido.
Dimensiones curvadas
Si estas dimensiones adicionales son reales, ¿por qué no las experimentamos? La teoría predominante sugiere que están “acurrucados” en escalas increíblemente pequeñas, como la circunferencia de un tubo enrollado muy apretado. Nos movemos constantemente a través de estas dimensiones, pero son demasiado pequeñas para que las notemos. Es análogo a un fotón que viaja a lo largo del borde de ese tubo: avanza, pero también rodea la circunferencia, añadiendo una dimensión invisible a su trayectoria.
Probando la teoría
Una forma de detectar estas dimensiones ocultas es mediante colisiones de partículas de alta energía. Si la gravedad está mediada por partículas sin masa llamadas gravitones, y esos gravitones pueden acceder a dimensiones adicionales, deberían parecer que tienen masa. Esto se manifestaría como una variedad infinita de masas de gravitones, detectables en experimentos con colisionadores. Sin embargo, hasta el momento no se han observado partículas de este tipo.
Modelo Randall-Sundrum
Para conciliar la falta de evidencia experimental con la necesidad de dimensiones adicionales, los físicos Lisa Randall y Raman Sundrum propusieron un refinamiento: permitir que las dimensiones adicionales tengan curvatura. Esta geometría “deformada” permite dimensiones más grandes que explican la debilidad de la gravedad y al mismo tiempo permanecen indetectables para los colisionadores actuales.
La existencia de dimensiones adicionales aún no está confirmada, pero sigue siendo una teoría líder entre los físicos.
La idea de dimensiones ocultas es especulativa, pero aborda elegantemente el problema de la jerarquía. Sigue siendo una cuestión abierta si futuros experimentos confirmarán o refutarán su existencia. Pero la posibilidad de que nuestro universo sea mucho más rico y extraño de lo que percibimos sigue impulsando la exploración teórica y experimental.
