The Spacetime Metric

De 8–12 años · unos 6 minutos

¿Es el espacio una especie de mar?

¿Y si todo fuera una onda sobre algo que no podemos ver?

La gran idea

Quizá las partículas no son ladrillos. Quizá son ondas sobre un mar escondido.

superfluido
Un líquido tan frío que fluye para siempre sin frenarse nunca.
onda
Un dibujo que está haciendo un material. No es una cosa aparte.
horizonte
Un borde de un solo sentido. Cuando lo cruzas, ya no puedes volver.

¿Y si todo fuera una onda sobre algo que no podemos ver?

Mira una ola que cruza un estanque. La ola es real. Puedes medir a qué velocidad va y cuánto lleva encima. Pero la ola no es una cosa posada sobre el agua. Es algo que el agua está haciendo.

Ahora hazte la pregunta rara. ¿Y si un electrón fuera así? No un ladrillito, sino un dibujo dentro de algo más profundo. Algunos físicos se lo toman en serio, y llegaron ahí por los líquidos muy fríos.

Un tanque bajo de agua oscura iluminado desde abajo, con ondas circulares que salen de dos aberturas y se cruzan formando franjas claras y oscuras.
Un tanque de agua con ondas que salen de dos aberturas pequeñas. Donde una cresta encuentra otra cresta, el agua sube mucho. Donde la cresta encuentra un valle, se queda plana. Los científicos estudian el espacio estudiando tanques como este.

Lo que sabemos con seguridad

Enfría el helio lo suficiente y se vuelve líquido. Enfríalo más y se convierte en superfluido. Un superfluido fluye sin nada de rozamiento. Ponlo a girar y sigue girando sin parar.

Un físico ruso y finlandés llamado Grigory Volovik pasó su carrera con esos líquidos. Y se dio cuenta de algo sorprendente. Las matemáticas de las ondas dentro del helio superfluido le sonaban conocidas. Se parecían casi igual a las matemáticas de las partículas de nuestro universo.

Y hay algo aún mejor. Los fluidos pueden imitar a la gravedad. Haz que un fluido corra más rápido de lo que viajan sus propias olas. Acabas de construir un horizonte. El sonido no puede escapar de ahí. La luz tampoco escapa de un agujero negro. En 2016, Jeff Steinhauer miró un horizonte así en un laboratorio. Midió el brillo tenue que se escapaba.

Lo que los científicos están probando ahora

Así que aquí va la idea grande. Quizá nuestro propio espacio también sea un superfluido. Entonces cada partícula sería una onda dentro de él. Los científicos están probando esta idea, y está lejos de estar resuelta.

La prueba es ingeniosa. Un líquido de verdad tiene un estado de reposo, una manera de quedarse quieto. Si el espacio fuera un líquido, eso dejaría una huella. Las luces de colores distintos viajarían a velocidades un poquitín distintas.

Por eso los astrónomos vigilan destellos enormes llamados estallidos de rayos gamma. Ocurren a miles de millones de años luz. Tras un viaje tan largo, hasta una diferencia diminuta se notaría como un retraso. Los científicos lo midieron con cuidado. Los colores llegan juntos.

Ese resultado importa. Descarta las versiones sencillas de la idea. Las versiones cuidadosas sobreviven, y hacia ahí se ha movido el trabajo.

Por qué importa

Aquí hay un premio escondido. Suma la energía que debería guardar el espacio vacío y sale un número colosal. Luego mira lo que ven los astrónomos de verdad y sale un número diminuto. La diferencia entre los dos es descomunal.

Es una de las preguntas abiertas más grandes de toda la física. Un espacio de tipo superfluido podría responderla con elegancia. Nadie tendría que retocar los números para que cuadraran.

Te toca a ti

Si tú fueras una onda, ¿podrías llegar a saber sobre qué estás ondulando? ¿Qué experimento podría hacer una onda?

Nadie ha resuelto esto. Las mediciones son cada vez más finas. Quizá tú hagas la siguiente.

Pruébalo en casa

Encuentra un borde de un solo sentido en tu fregadero

Necesitas: Un fregadero de cocina o un plato grande y liso, un grifo abierto y una cucharita

  1. 1.Deja caer un chorrito fino de agua sobre el fondo liso del fregadero.
  2. 2.Busca un círculo liso y brillante donde cae, que termina de golpe en un anillito.
  3. 3.Moja la punta de la cuchara fuera del anillo y haz olitas hacia el centro.

Fíjate: Tus olas no pueden entrar en el círculo liso. Dentro, el agua corre hacia fuera más rápido de lo que viajan las olas. Ese anillo es un borde de un solo sentido, hecho con nada más que un grifo y un fregadero.

Para adultos y lectores mayores

Esta lección sale del Capítulo 5: Teoría del vacío superfluido: el vacío como fluido cuántico y de la unidad del mapa El vacío como fluido cuántico.