Cuando hemos tratado de la teoría de cuerdas, hemos citado las branas como algo ambiguo, como una especie de superficies bidimensionales en el espacio-tiempo a las cuales quedan ancladas las cuerdas abiertas como si se tratara de algo secundario. Sin embargo, su importancia es enorme. Las branas no son solo unos objetos estáticos o lugares geométricos del espacio-tiempo definidos por ecuaciones matemáticas, sino que tienen su propia dinámica y su propia tensión y densidad de energía que reciben por los extremos de las cuerdas, cuyos bordes forman ondulaciones o deformaciones que en su movimiento podrían desencadenar sucesos como el big-bang. Por la tanto, la teoría de cuerdas no es solo una teoría con cuerdas sino que tiene otros objetos extensos, y, por lo tanto, es necesario estudiar el juego entre la dinámica entre las cuerdas y las branas, llamadas a veces Dp-branas.
Una única cuerda puede estar unida a una única brana o a dos bransa distintas, como se indica en la figura 1.
Figura 1
Las posibilidades son las siguientes: Una cuerda que empezara en la brana A y terminara en A sería del tipo AA; una que empezara en la brana B y terminara en B sería del tipo BB; una que empezara en A y terminara en B sería del tipo AB; y finalmente una que empezara en B y terminara en A sería del tipo BA. Como todas las que hemos dibujado son cuerdas abiertas, corresponderían a fuerzas mediadoras como la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte o la fuerza electromágnética. La distancia entre los los puntos de anclaje a una misma brana de los dos extremos de una cuerda, y la distancia entre las dos branas A y B dan la medida de la masa de las fuerzas mediadoras correspondintes.
Figura 2
Aunque este ejemplo es muy sencillo, también podríamos tener muchas branas. Jugando con su orientación, según estén colocadas entre sí o combinando posiciones tendríamos entonces distintos mediadores de fuerzas. La figura 2 muesrtra tres branas muy juntas que nos darían nueve posibilidades (AA,AB,AC,BA,BB,BC,CA,CB,CC), que corresponderían a la fuerza nuclear fuerte, que son los gluones que mantienen unidos los tres quarks que componen los protones y los neutrones.
La teoría de cuerdas es una teoría consistente de gravedad cuántica que proporciona una descripción unificada de la gravedad y del resto de las partículas. Pero, como con cualquier otra teoría, hay que plantearse si nos sirve para hacer predicciones. Lo primero que tenemos que recordar es que esta teoría no se puede validar experimentalmente, pero no porque sea imposible, sino porque de momento no se dispone de la energía necesaria, lo que afecta no solo a la teoría de cuerdas sino también a cualquier otra teoría de gravedad cuántica, pue la gravedad es una fuerza tan débil que se necesitan por lo menos energías del orden de 1019GeV. También tenemos el problema de la multiplicidad de teorías, pues si se hicieran diferentes modelos estos se corresponderían con diferentes universos, sin que podamos saber cuál sería el nuestro, por lo cual parece imposible hacer una predicción sobre nuestro universo. No obstante, sí parece que se puede hacer algo.
El conjunto de todas las teorías de cuerdas ofrece un montón de posibilidades, entendiendo por tales, soluciones o modelos que son posibles, que son factibles. A esta variedad de posibilidades se la conoce con el nombre de Landscape (paisaje). Entre estos modelos posibles tiene que encontrarse nuestro universo. O lo que es lo mismo: nuestro universo tiene que estar dentro de ese paisaje.
Sin embargo, buscar nuestro universo dentro del landscape sería como buscar una aguja en un pajar. Como esta tarea parece imposible se ha cambiado el plan de trabajo, y en lugar de intentar encontrar dentro del landscape el modelo concreto que describe nuestro universo, se está tratando de encontrar qué características universales aparecerían en todo el landscape si se unificaran todas las teorías y qué características no podrían ocurrir nunca. A este conjunto de características que no podrían ocurrir nunca se lo conoce con el nombre de Swampland (ciénaga). Y si algo no puede ocurrir nunca tampoco puede ocurrir en nuestro universo. Con otras palabras diríamos que el landscape lo componen los modelos que satisfacen las reglas de la gravedad cuántica y el swampland lo componen los modelos que no satisfacen las reglas de la gravedad cuántica. Saber qué cosas no pueden ocurrir en nuestro universo ya es una predicción.
Otra predicción es saber que en todos los modelos que se pueden construir en teoría de cuerdas, por consistencia de gravedad cuántica, la gravedad tiene que ser siempre la fuerza más débil. O bien, si sabemos que por cada fuerza que exista tiene que haber una partícula cuya masa sea menor que su carga eléctrica, entonces, cuando nos aparezca una nueva fuerza, sabremos que tenemos que buscar una partícula cuya masa sea menor que su carga.
Por este camino indirecto se enfocó el llamado Swamp Program, para ir buscando por qué el electrón es tan ligero, por qué la gravedad es la fuerza más débil o qué nuevas interacciones y partículas podrían aparecer en el futuro. Como ya hemos ido comprobando en otros artículos, en la teoría de cuerdas todo es muy complicado.
Figura de cabecera: Dos branas orientadas de forma que sus planos se cortan. Ésta y las demás figuras son de una conferencia de Ignacio Ruiz García, en ese momento doctorando en el IFT
