Einstein dio otro paso en la misma dirección y nos demostró que puede pasarse a una simetría tetradimensional. Aunque las cuatro dimensiones sean completamente simétricas.
Obviamente es el tiempo el "cuarto" en discordia, y así lo vemos en ecuación que expresa la invariante distancia en el espacio tetradimensional:
ds² = c²dt² - dx² - dy² - dz²
Donde:
s = distancia
c = Velocidad de la luz
t = tiempo
x,y,z = dimensiones espaciales
d = diferenciales
La falta de total simetría se pone de manifiesto en que la contribución de la dirección temporal (c²dt²) no tiene el mismo signo que las tres direcciones espaciales
[NOTA.- ¿Tal vez porque en la vida diaria el tiempo sólo se mueve en una dirección?]
Lo que nuestra consciencia capta, en realidad, es una sección tridimensional de una imagen de cuatro dimensiones. Cada corte será siempre distinto del posterior puesto que se "desliza" ininterrumpidamente sobre la 4ª dimensión: EL TIEMPO.
La Relatividad Especial exige que demos a las leyes físicas una forma que manifieste la simetría tetradimensional.
También exige que el Espacio físico sea curvo, con lo cual las secciones tridimensionales también serán curvadas.
Resumiendo, no queda otra que realizar cortes tridimensionales -aparentemente planos- del Espacio curvo tetradimensional y analizar las observaciones.
Hace años que se intenta aplicar las ideas cuánticas a la gravitación.
El Campo Gravitatorio es un campo tensorial que tiene 10 componentes. Pero sólo son necesarios seis de ellos para describir todos los fenómenos físicos importantes.
El problema es que entonces destruimos la simetría tetradimensional, haciendo incompatible la Física Cuántica con la Relatividad.
Por tanto ¿es necesario conservar la simetría tetradimensional?
La primera aparición del cuanto (quantum) se produce cuando Planck descubre que la energía de las ondas electromagnéticas sólo se manifiesta como múltiplos de una determinada unidad.
Einstein descubre luego que la misma unidad de energía aparecía en el efecto fotoeléctrico, y que no era una simple "manifestación" de la energía, sino parte de su esencia: La energía sólo podía existir en forma de "paquetes", o sea, de múltiplos de una unidad fundamental "h" (la Constante de Planck h= 6,626 × 10-34 julios x seg.)
Estos primeros trabajos de teoría cuántica obligaban obligaban simplemente a aceptar tal unidad de energía, pero no podían incorporarla a la concepción física.
El primer paso en esa dirección fue la idea atómica de Bohr donde los electrones seguían órbitas precisas, aunque variables, en función de la energía que poseían. No se sabía cómo se producían esos saltos orbitales; había que aceptarlo sin más como una especie de discontinuidad.
El modelo sólo servía para el átomo de Hidrógeno, luego era incompleto.
El gran avance de la Teoría Cuántica se produjo en 1925, con el descubrimiento de la Mecánica cuántica (M.C.), realizado por Werner Heisenberg, primero, y por Erwin Schrödinger, poco después, de forma independiente y desde diferentes puntos de vista.
Heisenberg desarrolla la Mecánica Matricial, y Schrödinger la Ecuación de Onda.
Este último se basó en De Broglie y sus trabajos sobre ondas asociadas a partículas.
El desarrollo de Schrödinger fue puramente matemático, sin dejarse influir por avances experimentales.
La Ecuación de Onda describe de modo ajustado y elegante los procesos atómicos.
El principio fundamental de la Física Cuántica es que debemos abandonar la concepción determinista que siempre se dio por supuesta. A partir de ahí deriva todo lo demás.
Pero las verdaderas dificultades surgen cuando tratamos de aplicar nuestra Teoría cuántica a los campos y queremos que concuerden con la Relatividad Especial.
El problema de la resolución de las ecuaciones radica en que las integrales resultantes divergen (en lugar de converger hacia algo definido) hacia el infinito.
Pero haciendo una pequeña trampa (metiendo diferenciales en ciertos términos) logramos obtener unos resultados que prácticamente coinciden con los datos experimentales. Es la Teoría de la Renormalización. Una chapuza que funciona.
Dirac abogaba por recuperar el concepto de Éter, pero no en su obsoleta versión decimonónica.
La objeción básica a la antigua idea del Éter es que, si suponemos que es un fluido que llena la totalidad del espacio, tendrá una velocidad definida en cualquiera de sus puntos, lo que impide la simetría tetradimensional requerida por el Principio Especial de la Relatividad de Einstein. Fue este principio el que liquidó tal concepción del Éter.
Pero la teoría cuántica actual ya no nos obliga a asignar una velocidad definida a ningún objeto físico, puesto que la velocidad está sujeta a las relaciones de indeterminación, que son mayores cuanto menor es la masa.
El nuevo Éter tendría una masa mínima, por lo que las relaciones de indeterminación serían enormes.
Esto tendría como consecuencia un cambio importante de nuestra concepción del Vacío.
Si hubiese un Éter sujeto a las relaciones de indeterminación, la simetría exigida por la Relatividad Especial no se cumplirían al 100%; el Vacío resultaría ser entonces un estado al que sería posible acercarse cuanto quisiéramos, pero sin alcanzarlo nunca.
Hasta ahora no se ha descubierto ninguna teoría satisfactoria que permita manejar matemáticamente las relaciones de indeterminación del Éter.
Y del mismo modo que toda energía ha de ir en múltiplos de la constante de Planck, "h" , las cargas eléctricas has de ser múltiplos de "e" lo que aparentemente contradice el concepto de "campo", y la consecuencia de ello es que hay que llevar a cabo renormalizaciones en las ecuaciones de electrodinámica cuántica, añadiendo un "Δ m" a la masa del electrón.
h ≈ 6,626 x 10^ (-34) J.s
e ≈ 1,6 x 10^(-19) J
También es complicado imaginar al electrón como una partícula "puntual". Dirac aboga por asignarle una forma geométrica (básicamente esférica). Pero este enfoque crea más problemas que los que resuelve.
"Uno de los rasgos básicos de la Naturaleza es que parece ser que las leyes físicas fundamentales se describan por medio de teorías matemáticas de gran belleza y potencia, requiriendo niveles matemáticos elevados para entenderla [...] Quizá pudiera decirse que Dios es un matemático excepcional que usó matemáticas muy avanzada para construir el Universo"
