La teoría de cuerdas podría recibir sus primeras pistas observacionales, según un nuevo análisis de datos astronómicos

Durante años, la teoría de cuerdas ha sido una especie de promesa lejana para los físicos teóricos: elegante, ambiciosa y hasta poética en su afán de unificar las fuerzas fundamentales. Pero, al mismo tiempo, esquiva. Ningún experimento había logrado encontrar pruebas observacionales que apuntaran directamente hacia ella. Hasta ahora. Un nuevo estudio, basado en datos obtenidos por el instrumento DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), sugiere que algunas predicciones del marco cuántico de la teoría de cuerdas coinciden sorprendentemente con lo que vemos en el universo. No es una prueba concluyente, pero sí una señal que ha hecho levantar más de una ceja en la comunidad científica.

La investigación ha sido publicada en arXiv por Sunhaeng Hur, Djordje Minic, Tatsu Takeuchi, Vishnu Jejjala y Michael Kavic. En ella, los autores reinterpretan el comportamiento de la energía oscura desde una perspectiva cuántica basada en la teoría de cuerdas. Proponen que el propio espacio-tiempo, en las escalas más pequeñas, no sigue las reglas clásicas sino que obedece principios profundamente cuánticos, lo cual podría explicar por qué la energía oscura no se comporta como esperábamos. Los resultados son teóricos, pero se alinean de forma muy precisa con los datos observacionales. Y eso, en ciencia, es una señal que merece atención.

¿Qué es lo que se ha observado realmente?

El punto de partida no es una nueva medición experimental, sino una reevaluación de datos ya disponibles. El instrumento DESI, que analiza la luz de millones de galaxias para estudiar la expansión del universo, ha detectado un fenómeno inesperado: la energía oscura, esa misteriosa fuerza que empuja la expansión del universo, podría no ser constante en el tiempo. Este hallazgo contradice uno de los supuestos fundamentales del modelo estándar, que considera a la energía oscura como una constante cosmológica con valor fijo.

La idea de una energía oscura variable no es nueva, pero hasta ahora no se había vinculado de forma clara con una predicción concreta de una teoría física fundamental. Ahí es donde entra este nuevo estudio. Al aplicar la estructura matemática de la teoría de cuerdas, los autores logran obtener un modelo de energía oscura que no solo predice su existencia, sino que además anticipa correctamente su disminución en el tiempo. El ajuste entre teoría y observación ha sorprendido a muchos. Como señala el paper: «La densidad de energía oscura que obtenemos es coherente con los datos actuales y, lo que es más importante, decrece con el tiempo».

El espacio-tiempo no conmutativo: una idea radical

Uno de los elementos más llamativos del trabajo es su propuesta sobre la naturaleza del espacio-tiempo. Según la física clásica, las coordenadas del espacio y del tiempo son independientes y conmutativas: el orden en que se consideran en una ecuación no afecta al resultado. Sin embargo, en el nuevo marco propuesto, el espacio-tiempo es cuántico y no conmutativo, lo que significa que cambiar el orden de las coordenadas en una expresión matemática sí altera el resultado. Esto es una idea heredada directamente de la mecánica cuántica, donde ocurre algo similar con la posición y la velocidad de una partícula.

Este comportamiento no conmutativo, según los autores, afecta directamente a la forma en que el universo se expande. Y lo más interesante es que este efecto cuántico, surgido de las escalas más diminutas —del orden de la longitud de Planck, unos 10⁻³³ cm—, influye sobre las escalas más gigantescas del cosmos. Como explican: “La densidad de energía oscura depende de dos escalas radicalmente distintas: la longitud de Planck y el tamaño observable del universo”. Esta conexión entre lo minúsculo y lo colosal es extremadamente rara en física y sugiere que la energía oscura podría ser una manifestación directa de la estructura cuántica del espacio-tiempo.

La energía oscura y el rompecabezas de la constante cosmológica

Desde que fue propuesta por Einstein como un ajuste matemático que permitiera un universo estático, la constante cosmológica ha sido una fuente constante de debate. Cuando en 1998 se descubrió que el universo se estaba expandiendo aceleradamente, esa misma constante se reinterpretó como la densidad de la energía oscura. Sin embargo, los intentos por calcularla desde la física cuántica fracasaron estrepitosamente. El resultado obtenido era 120 órdenes de magnitud mayor que el valor real. Un error tan inmenso que muchos lo consideran el mayor fallo de predicción en la historia de la ciencia.

Este nuevo estudio ofrece una vía alternativa. En lugar de asumir que la energía oscura proviene de una energía del vacío inmutable, la modelan como una propiedad emergente del propio espacio-tiempo cuántico, tal como lo describe la teoría de cuerdas. Esto no solo resuelve el problema de la escala, sino que también encaja con la variabilidad temporal detectada por DESI. Como escriben los autores: “Nuestro enfoque ofrece una derivación de la energía oscura a partir de principios fundamentales, sin necesidad de ajustes arbitrarios”.

¿Estamos ante una prueba de la teoría de cuerdas?

Aquí conviene ser prudentes. Los propios autores son los primeros en aclarar que no han demostrado la validez de la teoría de cuerdas. Lo que han hecho es mostrar que una de sus formulaciones produce resultados compatibles con los datos observacionales, algo que hasta ahora no se había conseguido. En palabras de Michael Kavic, uno de los coautores: “Desde nuestra perspectiva, el resultado de DESI puede considerarse la primera evidencia observacional que respalda la teoría de cuerdas”.

Este tipo de coincidencia teórico-observacional es poco común y abre nuevas posibilidades. En particular, el estudio propone formas concretas de poner a prueba su modelo, incluyendo experimentos de laboratorio que podrían realizarse en pocos años. Se trataría de buscar patrones de interferencia cuántica más complejos que los previstos por la física cuántica estándar. Si se detectan, serían una señal directa de gravedad cuántica, el ámbito en el que la teoría de cuerdas se mueve con más soltura.

La ciencia como proceso en marcha

Aunque el artículo aún no ha pasado por revisión por pares, su impacto en la comunidad ya se ha dejado sentir. Muchos físicos lo consideran un paso importante, no solo por lo que sugiere, sino por el tipo de enfoque que propone: un puente entre teoría fundamental y observación directa, que es justo lo que la teoría de cuerdas necesitaba para salir del ámbito puramente especulativo.

Los próximos años serán clave. Nuevas campañas observacionales, como las del telescopio Euclid o el observatorio Vera C. Rubin, ofrecerán datos aún más precisos sobre la evolución del universo. Si estos datos refuerzan la hipótesis de una energía oscura variable y los modelos de espacio-tiempo no conmutativo siguen encajando, podríamos estar asistiendo al inicio de una nueva etapa en la física teórica, una en la que la teoría de cuerdas comience, por fin, a formar parte del universo empírico.