Más rápido que la velocidad de la luz (35 page)

Nació en Moruga, Trinidad, pero su familia se trasladó a los Estados Unidos cuando él tenía 7 años. Creció en el Bronx, en una época en que mucha gente intentaba mejorar la situación de las zonas más pobres. Había programas especiales para los chicos brillantes y algunos directores de escuela carismáticos aceptaron el desafío. Para Stephon esa política fue de gran provecho y le permitió obtener el título secundario en la De Witt Clinton High School, después de lo cual le ofrecieron una beca en varias de las universidades
Ivy League
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Si bien era un talentoso saxofonista dedicado al jazz, eligió la carrera de física. Recibió el título de grado en Haverford y luego hizo el doctorado en Brown, bajo la dirección de Robert Brandenberger, cosmólogo y viejo amigo mío. Al poco tiempo, Stephon se interesó por la teoría de las cuerdas y se sumergió en la lectura de la vastísima bibliografía existente al respecto.

Cuando aún no había terminado su doctorado, inició una nueva línea de investigación tendiente a vincular la teoría de la velocidad variable de la luz con la teoría M. Antes de que tuviera tiempo de escribir algo sobre el tema, Ellias Kiritsis publicó un artículo inspirado en la misma idea aunque desarrollado en forma independiente en Creta. Tales contratiempos no son raros en el caso de doctorandos que trabajan en temas muy transitados de la física. Sin embargo, como también suele suceder, la originalidad del trabajo de Stephon (más elaborado que el de Kiritsis en algunos aspectos y menos en otros) le permitió publicarlo.

La idea de ambos era deslumbrante por su sencillez. Como dije antes, la teoría M no abarca solamente las cuerdas del tamaño de Planck (objetos lineales, unidimensionales) sino también las membranas o branas (objetos planos, bidimensionales). De hecho, apenas se hace carne en nosotros la idea de que la teoría M se mueve cómodamente en once dimensiones, queda claro que en ella están permitidos todo tipo de objetos de varias dimensiones (los cuales llevan el nombre de p-branas en la jerga de esa teoría).

No obstante, el espacio-tiempo que nosotros percibimos tiene cuatro dimensiones. Desde la época de Kaluza y Klein, sabemos que es posible conciliar esas dos proposiciones suponiendo que las dimensiones adicionales están compactadas o enrolladas formando circunferencias de radio tan pequeño que no podemos percibirlas. Sería posible, también, que viviéramos en una 3—brana, es decir, en una inmensa membrana tridimensional, posiblemente infinita, a la cual se agrega la dimensión del tiempo. La cosmología de las branas no exige que las dimensiones adicionales sean pequeñas: supone que, de alguna manera, estamos "adheridos" a la 3—brana, la cual flota a su vez en un espacio de once dimensiones. Se han propuesto diversos mecanismos que explican por qué el tipo de materia que nos constituye estaría necesariamente sujeto a la brana.

Kiritsis y Stephon analizaron qué sucedería con una 3—brana en las proximidades de un agujero negro. Asumieron que, en el espacio total de once dimensiones, la velocidad de la luz es constante. A partir de ese supuesto, estudiaron qué ocurriría con el movimiento de la luz "sujeta" a la 3—brana y descubrieron que ¡su velocidad sería variable! En realidad, según sus cálculos, la velocidad de la luz vista sobre la brana está relacionada directamente con su distancia al agujero negro. Cuando la brana se aproxima a él, la velocidad de la luz varía. De hecho, se evita así una contradicción con la relatividad, pues en el espacio fundamental de once dimensiones c es constante. No obstante, si sólo se conoce el universo tridimensional de la membrana, la velocidad de la luz es variable.

Para mí, esos
papers
eran como una ráfaga del pasado, pues se parecían mucho a lo que se me ocurrió —y que comenzó con un chiste que le hice a Kim en un bar— cuando apenas empezaba a pensar el problema en enero de 1997. Antes de abordar otras ideas, yo había jugado con el modelo de Kaluza-Klein de la velocidad variable de la luz y me encontraba años después con que los teóricos de las cuerdas barajaban precisamente el mismo tipo de teoría. Si bien me disgusta el fanatismo que rodea la teoría de las cuerdas, no soy totalmente refractario a ella, de modo que empecé a trabajar con Stephon con mucho entusiasmo sobre las posibles realizaciones de la VSL en la teoría M.

En octubre de 2000, Stephon llegó al Imperial College y nos hicimos muy amigos. Encontró casa en Notting Hill y enseguida se incorporó a la gran comunidad caribeña que vive allí. A pesar de su reciente aburguesamiento, Notting Hill sigue siendo un hermoso lugar para vivir por una sencilla razón que paso a explicar.

En 1944, las fuerzas armadas alemanas se empeñaron en un último y desesperado intento por quebrar la moral de los ingleses y bombardearon despiadadamente Londres con los primeros misiles operativos, las "bombas voladoras" V1 y V2. Los efectos fueron devastadores y excedieron a los de los bombardeos convencionales: donde caía un misil, desaparecían manzanas enteras. En particular, el casco histórico de Londres sufrió verdaderos estragos.

Después de la guerra, el país estaba en ruinas y muy poca gente pensó en reconstruir manzanas enteras respetando el estilo tradicional decimonónico de la ciudad antigua. Tal vez había algo de dinero para restaurar edificios aislados, pero allí donde las bombas V1 y V2 habían causado una destrucción total, se levantaron adefesios de hormigón o ladrillo rojo, a tal punto que aún hoy es posible ubicar los lugares donde cayeron los misiles paseando al azar por el centro de Londres.

Lo irónico del caso es que Hitler no pudo soñar siquiera que le había prestado un gran servicio a la democracia. En las décadas de 1950 y 1960, cuando el Estado de bienestar británico creció, esos adefesios se transformaron en viviendas subvencionadas por el municipio, que se alquilaban a bajo precio a la gente carenciada. Esa situación fue un eficaz mecanismo para impedir la formación de guetos y permitió que en localidades como Notting Hill haya una conveniente mezcla de ricos y pobres. Allí, niños ricos que viven a costa de mamá y papá pero tienen veleidades de bohemios se codean con empobrecidas colectividades caribeñas, irlandesas, marroquíes y portuguesas
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Llevé a Stephon al Globe, antro caribeño que funcionaba en la trasnoche, y a la semana siguiente descubrí que conocía ya covachas que yo ni siquiera había imaginado. Sin embargo, en el Globe tuvimos la mayor parte de las conversaciones sobre cómo se podía materializar la velocidad variable de la luz en el seno de la teoría M. En aquel momento, el Imperial College me agobiaba con todo tipo de estupideces, de modo que intentaba huir cuantas veces podía. Por el contrario, el clima informal del Globe resultó muy conveniente para nuestras divagaciones. Nuestros "viajes" eran frecuentes
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. Fue una época en que mi trabajo se vio afectado por lo que podría llamar el "mal de las alturas".

Cuando pasaron los meses, en el Globe ya conocían a Stephon como "el Profesor". A menudo se nos sumaba "el Águila", ingenioso jamaiquino siempre dispuesto a colaborar. Para ser sincero, en semejante ambiente y con semejante "estado de ánimo" pensar es fructífero y letal a la vez; a veces, no se diferencia mucho de soñar: mientras uno está dormido todo anda bien, pero apenas uno despierta, se da cuenta de las tonterías que ha soñado, si es que recuerda algo... Las reveladoras vacas de Einstein no son muy frecuentes. Así pues, Stephon y yo hicimos muchos intentos fallidos, pero nos divertimos mucho. Como dijo Stephon, la creatividad no funciona a los apurones.

Un día, por fin, nuestras elevaciones nos llevaron a algo concreto. Stephon se interesó en vincular la teoría M con algo que denominó geometría no conmutativa, una versión de la geometría en la cual el espacio-tiempo aparece "atomizado". Analizamos el movimiento de los "fotones" en espacios de esa índole y llegamos a una conclusión sorprendente. Si la luz tiene una longitud de onda mucho mayor que el tamaño de los gránulos de espacio, no sucede nada insólito; pero cuando las frecuencias son muy altas (es decir, cuando las longitudes de onda son muy pequeñas), la luz advierte que no habita un continuo y comienza a dar saltos de rana por encima de los baches. Se produce así un aumento de su velocidad en proporción directa a la frecuencia. Descubrimos así que, en los espacios no conmutativos, la velocidad de la luz depende de su color y aumenta a frecuencias muy altas: habíamos vislumbrado otro caso de variación en la velocidad de la luz.

Por consiguiente, pensamos llegar por un camino
indirecto
a la VSL en la cosmología. En nuestro modelo, la velocidad de la luz no dependía del tiempo
per se
, como ocurría en el modelo que habíamos propuesto con Andy. En cambio, las propias condiciones del
hot big bang
determinaban los cambios de c. Si retrocedemos en el tiempo hacia los comienzos del universo, aumenta cada vez más la temperatura del plasma cósmico, lo que implica que la energía o —lo que es lo mismo— la frecuencia del fotón promedio también se incrementa. Lógicamente, llega un momento en que la frecuencia es tan alta que habilita el fenómeno que describí antes: la velocidad de la luz comienza a depender de la frecuencia. Por lo tanto, el hecho de que la temperatura del plasma aumente se traduce en un incremento ambiental de la velocidad de la luz en el universo. Así, la velocidad variable de la luz en el universo primigenio no se debe a su corta edad sino a su colosal temperatura.

Después de esas conclusiones, sobrevino un período extraño en el cual, en cada bifurcación del camino, Stephon y yo tomábamos direcciones opuestas. Stephon quería relacionar más estrechamente nuestro trabajo con los pormenores de la teoría M, pero yo estaba seguro de que hacerlo nos alejaría de las observaciones. Por ese motivo, intenté que el modelo tuviera "los pies en la tierra", que fuera capaz de brindarnos predicciones cosmológicas y nos permitiera hacer predicciones físicas observables. Desde luego, esa actitud me obligó a introducir supuestos rígidos y arbitrarios que violentaban su sentido de la belleza. Padecíamos la misma tragedia que muchos otros: nadie sabe cómo hacer cosmología cuántica, es decir, cómo combinar la teoría cuántica de la gravedad con la cosmología para que las comprobaciones experimentales de esta última iluminen a la primera.

El producto de semejante unión fue una cruza de caballo y elefante —ni chicha ni limonada—, una especie de mula provista de trompa. Desde luego, hubo reacciones encontradas, tanto por parte de los cosmólogos como de los teóricos de cuerdas, cosa que no nos importó. Para nosotros, los alocados
papers
que pergeñamos estarán asociados para siempre con el ambiente del Globe y las virtudes del mal de las alturas. Sin embargo, aprendí algo muy importante: si uno hace el papel de las Naciones Unidas, queda entre dos fuegos. Es una situación endémica ya en la cosmología y la gravedad cuántica. ¿Llegarán a encontrarse algún día?

Una vez, Andrei Linde describió la espinosa relación entre la cosmología y la gravedad cuántica con una metáfora sugestiva, nacida de un incidente real. Cuando todavía existía el bloque soviético, se hicieron planes para construir una línea de trenes subterráneos que uniría dos zonas de una de las grandes capitales de Europa oriental. Se iniciaron las obras de perforación del túnel desde ambos extremos, pero, a medida que las cuadrillas avanzaban, se hizo evidente que el estudio pericial previo era más que inexacto y que no había ninguna garantía de que los dos túneles se encontraran.

Sin embargo, al poco tiempo, dieron luz verde para continuar las obras. La inventiva fue sin duda una de las grandes virtudes de la era soviética, y en este caso la lógica de la resolución era muy simple: si por casualidad los túneles se encontraban, todo acabaría según los planes; si los túneles no se encontraban, pues, ¡albricias!, tendrían
dos
líneas de subterráneos.

Nuestra sensación con respecto a la cosmología y la gravedad cuántica es idéntica. Avanzamos desde ambos lados. Aunque, a veces... temo lo peor.

Mis coqueteos con los Montescos no me impidieron prestar atención a los Capuletos, y el vínculo más estrecho entre la VSL y la teoría cuántica de la gravedad fue producto de mi colaboración con Lee Smolin, uno de los padres de la gravedad cuántica de bucles.

En 1999, Lee vino al Imperial College como profesor visitante acompañado por un gran séquito de colaboradores, algunos ya doctorados y otros no. Mientras estuvo en Londres llevó una vida independiente, pues realizaba la mayor parte de su trabajo en bares y no se lo veía mucho por su oficina (que, casualmente, era la misma donde años antes había tomado forma la teoría VSL). Por ese motivo no nos encontramos durante casi un año.

Al principio, Lee no estaba enterado de la VSL, de modo que terminamos trabajando juntos de la manera más extraña. Debo aclarar que Stephon y yo no fuimos los primeros en proponer una teoría en la cual la velocidad de la luz dependiera del color (aunque estuvimos, sin duda, entre los primeros que construyeron un modelo cosmológico a partir de esa idea). En distintas teorías cuánticas de la gravedad, Giovanni Amelino-Camelia en Italia, Kowalski-Gilkman y otros científicos de Polonia, además de Nikos Mavro-matos, Subir Sarkar y muchos otros en Inglaterra, también habían contemplado la idea de que la velocidad de la luz dependiera de la energía.

Fueron ellos los que le hicieron conocer a Lee la teoría VSL, en especial Giovanni. Lo que más subyugaba a Smolin de esa idea era que los efectos de la VSL podrían llevar las teorías cuánticas de la gravedad frente al tribunal experimental en pocos años. A diferencia de la mayoría de los teóricos que trabajaban en ese campo, Lee no creía que Dios estuviera dispuesto a concederle una iluminación ni que sus modestas teorías resultarían verdaderas por la sencilla razón de que fueran "elegantes". Quería probar la gravedad cuántica experimentalmente para que la naturaleza hablara por sí misma. En lugar de ponerse a la defensiva o desechar lo que estaba oyendo, sus ojos brillaron de alegría cuando alguien le dijo que pronto sería posible someter la gravedad cuántica a pruebas experimentales. Así empezamos a trabajar juntos.