Algunos piensan que la teoría de cuerdas, a veces llamada Teoría del Todo, es la teoría de campo unificadora que Einstein buscaba antes de su muerte. Es la primera teoría matemáticamente sólida que reconcilia el mundo de lo infinitesimalmente pequeño con el mundo conocido en general. Une la teoría de la relatividad de Einstein con la física cuántica y ofrece una posible explicación del Big Bang.
Antes de la teoría de cuerdas, las partículas subatómicas se concibieron como pequeñas bolas o puntos de energía. Esta teoría se basa en la premisa de que los bits subatómicos más pequeños que componen los elementos de los átomos en realidad se comportan como cuerdas vibrantes. Las cuerdas son tan pequeñas que el físico Brian Greene ha analizado que, si un solo átomo se agrandara para ocupar la huella de nuestro sistema solar, una cuerda no sería más grande que un árbol.
Debido a que estas diminutas cuerdas vibrantes son responsables de las propiedades de toda la materia, el cosmos se ha comparado con una sinfonía cósmica de supercuerdas. Aunque poéticamente atractiva, la fuerza de la teoría de cuerdas es que da cuenta de las cuatro fuerzas conocidas en una teoría elegante. Estas fuerzas fundamentales son la gravedad, las fuerzas nucleares fuertes y débiles; y electromagnetismo.
Uno de los elementos sorprendentes de esta teoría es que requiere dimensiones adicionales para estar libre de anomalías matemáticas. Los científicos agregaron seis dimensiones adicionales, inicialmente, para un total de diez. Se predijo que las seis dimensiones estarían contenidas en pequeñas formaciones enrolladas en cada punto dentro de nuestro espacio tridimensional.
Sin embargo, había un problema: los teóricos de cuerdas propusieron varias teorías que parecían ser correctas. En última instancia, los científicos descubrieron que agregar una undécima dimensión explicaba matemáticamente todas las teorías aparentemente diferentes como aspectos diferentes de la misma. La única teoría para gobernarlos a todos se conoce como teoría M.
La undécima dimensión de la teoría de cuerdas predice un nuevo tipo de cuerda, estirada infinitamente para crear lo que se denomina membrana flotante o brana. Según esta teoría, existen infinitas branas y cada una soporta un universo separado pero paralelo. En este vecindario tremendamente exótico, también se explicó la «problemática» fuerza de gravedad.
Si bien el modelo estándar de física ya había unido tres de las fuerzas conocidas, la gravedad seguía siendo esquiva. Parte del problema era que la gravedad era una fuerza tan débil en relación con las demás. La teoría de cuerdas predice matemáticamente que la gravedad es débil porque solo se filtra aquí desde un universo paralelo.
Esto es posible, explican los teóricos de cuerdas, porque las cuerdas pueden estar abiertas o cerradas. Las cuerdas abiertas tienen un extremo unido a la brana en la que residen, manteniendo la materia contenida dentro de esa brana. Se cree que los cuerpos humanos están hechos de cuerdas abiertas, lo que explica por qué las personas no pueden alcanzar o interactuar con otras dimensiones. Los hilos cerrados, sin embargo, son como pequeños anillos, sueltos a su brana, capaces de «filtrarse» lejos de ella.
Se cree que la gravedad se transfiere a través de partículas hipotéticas sin masa llamadas gravitones. Si los gravitones estuvieran hechos de cuerdas de extremos cerrados, teorizaron los científicos, la gravedad podría estar goteando de nuestra brana. Sonaba bien, pero no funcionó matemáticamente. Sin embargo, la hipótesis opuesta funcionó: la gravedad parece estar filtrándose a nuestra brana desde un universo paralelo. Fantásticamente, esta noción es matemáticamente sólida.
La teoría de cuerdas también ofrece una posible explicación del Big Bang. Durante mucho tiempo había molestado a los científicos que, aunque podían trazar las etapas del Big Bang hacia atrás hasta la singularidad, la causa inicial del evento no tenía explicación. Ahora, los teóricos de cuerdas creen que la colisión de dos branas podría haber causado el evento.
El mayor desafío para la teoría es que gran parte de ella no se puede demostrar. Los científicos no pueden probar otras dimensiones, estudiar la migración de los gravitones o mirar entre las cortinas de las branas flotantes para presenciar un Big Bang. Por esta razón, la teoría de cuerdas tiene muchos detractores y críticos. Algunos científicos creen que sin la capacidad de probar la teoría, no es ciencia verdadera en absoluto. Sin embargo, los proponentes parecen estar seguros de que con el tiempo y el progreso tecnológico llegarán pruebas de diversos tipos.