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Brian Greene: Making sense of string theory
Brian Greene habla sobre la teoría de cuerdas
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El físico Brian Greene explica la teoría de súper cuerdas, la idea de que minúsculos hilos de energía vibrando en 11 dimensiones crean todas las partículas y fuerzas del universo
Brian Greene - Physicist
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe. Full bio
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe. Full bio
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In the year 1919,
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En el año 1919
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a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza
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3000
7000
un matemático Alemán, prácticamente desconocido, llamado Theodor Kaluza
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suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.
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7000
sugirió una idea muy audaz, y de algún modo, muy extraña.
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He proposed that our universe
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17000
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Él propuso que nuestro universo
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might actually have more than the three dimensions
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podría realmente tener más de las tres dimensiones
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that we are all aware of.
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3000
de las que todos somos conscientes.
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That is in addition to left, right, back, forth and up, down,
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3000
Esto es en adición a izquierda, derecha, adelante, atrás, arriba y abajo,
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Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space
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28000
5000
Kaluza propuso que podrían existir dimensiones adicionales del espacio
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that for some reason we don't yet see.
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que por alguna razón aún no somos capaces de ver
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Now, when someone makes a bold and bizarre idea,
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36000
4000
Ahora, cuando alguien expone una idea audaz y extraña
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sometimes that's all it is -- bold and bizarre,
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40000
2000
algunas veces eso es todo: es audaz y extraña,
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but it has nothing to do with the world around us.
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pero no tiene nada que ver con el mundo que nos rodea.
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This particular idea, however --
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45000
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Sin embargo, esta idea en concreto
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although we don't yet know whether it's right or wrong,
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47000
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-- aunque no sabemos todavía si es correcta o no,
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and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,
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y al final daré detalles de experimentos que, en los próximos años,
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may tell us whether it's right or wrong --
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podrían decirnos si es o no correcta --
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this idea has had a major impact on physics in the last century
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55000
4000
esta idea ha tenido, en el último siglo, un gran impacto en física
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and continues to inform a lot of cutting-edge research.
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y continúa generando una gran cantidad de investigación de vanguardia.
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So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.
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62000
4000
Por lo tanto, me encantaría decirles algunas cosas sobre la historia de esas dimensiones adicionales.
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So where do we go?
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66000
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Entonces, por donde empezamos?
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To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.
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Para iniciar, debemos recordar un poco la historia. Volvamos a 1907.
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This is a year when Einstein is basking in the glow
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Este es el año, cuando Einstein estaba en todo su apogeo
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of having discovered the special theory of relativity
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75000
3000
al haber descubierto la Teoría Especial de la Relatividad
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and decides to take on a new project,
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78000
3000
y decide iniciar un nuevo proyecto --
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to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.
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81000
7000
el de tratar de entender totalmente, la omnipresente fuerza de gravedad.
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And in that moment, there are many people around
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88000
3000
En ese momento, hay muchas personas
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who thought that that project had already been resolved.
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91000
4000
que pensaban que aquel proyecto ya había sido resuelto.
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Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s
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95000
3000
Newton había dado al mundo, a finales de 1600, una teoría de la gravedad
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that works well, describes the motion of planets,
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que funciona bien, describe el movimiento de los planetas,
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the motion of the moon and so forth,
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102000
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el movimiento de la luna y todo lo demás,
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the motion of apocryphal of apples falling from trees,
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104000
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el movimiento de supuestas manzanas que caen de los árboles
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hitting people on the head.
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golpeando en la cabeza a la gente.
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All of that could be described using Newton's work.
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109000
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Todo aquello,se podía describir usando el trabajo de Newton.
02:03
But Einstein realized that Newton had left something out of the story,
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111000
4000
Pero Einstein se dio cuenta de que Newton se había dejado algo,
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because even Newton had written
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115000
3000
porque incluso, el mismo Newton había escrito
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that although he understood how to calculate the effect of gravity,
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118000
5000
que aunque entendía cómo calcular el efecto de la gravedad,
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he'd been unable to figure out how it really works.
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123000
3000
no había podido descifrar cómo funciona realmente.
02:18
How is it that the Sun, 93 million miles away,
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126000
3000
Cómo es posible que el Sol, estando alejado a 93 millones de millas
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[that] somehow it affects the motion of the Earth?
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129000
3000
afecte de alguna forma el movimiento de la tierra?
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How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?
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132000
4000
Cómo hace el sol para atravesar el espacio vacío e inerte y ejercer su influencia?
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And that is a task to which Einstein set himself --
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136000
3000
Y esa fue la tarea que Einstein se encomendó a si mismo --
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to figure out how gravity works.
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139000
3000
descubrir cómo trabaja la gravedad.
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And let me show you what it is that he found.
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142000
3000
Y permítanme mostrarles qué es lo que encontró.
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So Einstein found
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145000
1000
Einstein encontró
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that the medium that transmits gravity is space itself.
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146000
4000
que el medio que trasmite la gravedad es el mismo espacio.
02:42
The idea goes like this:
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2000
La idea funciona así:
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imagine space is a substrate of all there is.
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152000
2000
imaginemos que el espacio es la base de todo lo que existe.
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Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.
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4000
Einstein dijo que el espacio es plano y nítido, en ausencia de materia.
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But if there is matter in the environment, such as the Sun,
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pero si hay materia en el entorno, por ejemplo el Sol,
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it causes the fabric of space to warp, to curve.
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162000
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eso causa que el tejido del espacio se deforme, se curve.
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And that communicates the force of gravity.
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166000
2000
Y eso nos indica la presencia de la fuerza de gravedad.
03:00
Even the Earth warps space around it.
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168000
3000
Incluso la tierra deforma el espacio a su alrededor.
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Now look at the Moon.
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171000
2000
Ahora miremos a la luna.
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The Moon is kept in orbit, according to these ideas,
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173000
3000
La luna, de acuerdo a estas ideas, se mantiene en órbita
03:08
because it rolls along a valley in the curved environment
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176000
3000
debido a que rueda a través de un valle en el espacio curvado
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that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.
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179000
5000
que el sol, la luna y la tierra crean en virtud de su propia presencia
03:16
We go to a full-frame view of this.
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184000
3000
Aqui tenemos una vista completa de esto.
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The Earth itself is kept in orbit
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2000
La tierra misma se mantiene en órbita
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because it rolls along a valley in the environment that's curved
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4000
porque rueda por un valle en el espacio que está curvado
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because of the Sun's presence.
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2000
debido a la presencia del sol.
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That is this new idea about how gravity actually works.
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195000
5000
Esa es la nueva idea acerca de cómo trabaja realmente la gravedad.
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Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.
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200000
5000
Bien, esta idea fue probada en 1919 por medio de observaciones astronómicas.
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It really works. It describes the data.
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3000
Realmente funciona. Describe los datos.
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And this gained Einstein prominence around the world.
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208000
4000
y ésto hizo ganar a Einstein fama en todo el mundo.
03:44
And that is what got Kaluza thinking.
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212000
4000
y eso es lo que mantuvo a Kaluza pensando.
03:48
He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.
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216000
4000
Él, como Einstein, estuvo buscando lo que llamamos una "teoría unificada"
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That's one theory
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220000
2000
Esa es una teoría
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that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,
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222000
4000
que podría describir todas las fuerzas de la naturaleza desde un solo grupo de ideas
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one set of principles, one master equation, if you will.
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226000
4000
un solo grupo de principios, una sola ecuación maestra, si lo desean.
04:02
So Kaluza said to himself,
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230000
2000
Asi que Kaluza, se dijo a si mismo,
04:04
Einstein has been able to describe gravity
70
232000
3000
Einstein ha sido capaz de describir la gravedad
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in terms of warps and curves in space --
71
235000
2000
en términos de deformación y curvaturas en el espacio --
04:09
in fact, space and time, to be more precise.
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237000
3000
de hecho, espacio y tiempo, para ser mas precisos.
04:12
Maybe I can play the same game with the other known force,
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240000
5000
Tal vez, yo podría aplicar el mismo principio con otra fuerza,
04:17
which was, at that time, known as the electromagnetic force --
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245000
3000
que en esa época era conocida como fuerza electromagnética --
04:20
we know of others today, but at that time
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248000
2000
sabemos de otras ahora, pero en esa época
04:22
that was the only other one people were thinking about.
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250000
2000
esa era la única en la que pensaba la gente.
04:24
You know, the force responsible for electricity
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252000
2000
Ya saben, la fuerza responsable de la electricidad
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and magnetic attraction and so forth.
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254000
2000
y la atracción magnética y eso.
04:28
So Kaluza says, maybe I can play the same game
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256000
3000
Así que Kaluza se dijo, quizás pueda aplicar el mismo concepto
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and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.
80
259000
4000
y describir la fuerza electromagnética en términos de curvaturas y deformaciones.
04:35
That raised a question: warps and curves in what?
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263000
3000
Eso trajo una pregunta: ¿deformaciones y curvas dónde?
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Einstein had already used up space and time,
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266000
5000
Einstein había usado ya el espacio y el tiempo,
04:43
warps and curves, to describe gravity.
83
271000
2000
deformaciones y curvaturas, para describir la gravedad.
04:45
There didn't seem to be anything else to warp or curve.
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273000
3000
No parecía existir algo más para deformar o curvar.
04:48
So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.
85
276000
5000
Así que Kaluza se dijo, bien, tal vez existen más dimensiones en el espacio.
04:53
He said, if I want to describe one more force,
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281000
2000
Se dijo, si quiero describir una fuerza más,
04:55
maybe I need one more dimension.
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283000
2000
puede que necesite una dimensión más.
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So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,
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285000
4000
Así que imaginó que el mundo tenia cuatro dimensiones espaciales, no tres,
05:01
and imagined that electromagnetism was warps and curves
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289000
4000
e imaginó que el electromagnetismo eran curvaturas y deformaciones
05:05
in that fourth dimension. Now here's the thing:
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293000
2000
en aquella cuarta dimensión. Ahora he aquí el problema:
05:07
when he wrote down the equations describing warps and curves
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295000
3000
al escribir las ecuaciones para describir las deformaciones y curvaturas
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in a universe with four space dimensions, not three,
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298000
3000
en un universo con cuatro dimensiones y no tres,
05:13
he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --
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301000
4000
llegó a las viejas ecuaciones que Einstein había definido en tres dimensiones--
05:17
those were for gravity --
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305000
1000
ésas eran para la gravedad --
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but he found one more equation because of the one more dimension.
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306000
4000
pero encontró una ecuación adicional, debido a la nueva dimensión.
05:22
And when he looked at that equation,
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310000
2000
Y cuando miró esa ecuación.
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it was none other than the equation
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312000
2000
No era ni más ni menos que la ecuación
05:26
that scientists had long known to describe the electromagnetic force.
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314000
3000
que por mucho tiempo, los científicos han usado para describir la fuerza electromagnética.
05:29
Amazing -- it just popped out.
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317000
2000
Increíble -- simplemente apareció
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He was so excited by this realization
100
319000
3000
Estaba tan entusiasmado por este descubrimiento
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that he ran around his house screaming, "Victory!" --
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322000
3000
que salió corriendo de su casa gritando, "Victoria!"--
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that he had found the unified theory.
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325000
3000
pensando que había descubierto la teoría unificada.
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Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.
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328000
7000
Claramente, Kaluza, fue un hombre que se tomaba la teoría muy en serio.
05:47
He, in fact --
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335000
1000
Él, de hecho --
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there is a story that when he wanted to learn how to swim,
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336000
3000
hay una historia de cuando él quiso aprender a nadar,
05:51
he read a book, a treatise on swimming --
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339000
3000
leyó un libro, un tratado sobre natación --
05:54
(Laughter)
107
342000
1000
-- Risas --
05:55
-- then dove into the ocean.
108
343000
2000
-- y se tiró al mar.
05:57
This is a man who would risk his life on theory.
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345000
3000
Éste era un hombre que arriesgaba incluso su propia vida por la teoría.
06:00
Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,
110
348000
4000
Ahora, pero para todos los que somos de mente un poco más práctica,
06:04
two questions immediately arise from his observation.
111
352000
3000
dos preguntas nacen inmediatamente de sus observaciones.
06:07
Number one: if there are more dimensions in space, where are they?
112
355000
4000
Primera: si hay más dimensiones en el espacio, dónde están?
06:11
We don't seem to see them.
113
359000
2000
No parece que las podamos ver.
06:13
And number two: does this theory really work in detail,
114
361000
4000
Y segundo: funciona esta teoría al detalle,
06:17
when you try to apply it to the world around us?
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365000
3000
cuando tratas de aplicarla en el mundo que nos rodea?
06:20
Now, the first question was answered in 1926
116
368000
4000
Bien, la primera pregunta fue contestada en 1926
06:24
by a fellow named Oskar Klein.
117
372000
2000
por un colega llamado Oskar Klein.
06:26
He suggested that dimensions might come in two varieties --
118
374000
4000
Él sugirió que las dimensiones podrían existir en dos variedades --
06:30
there might be big, easy-to-see dimensions,
119
378000
3000
podría haber dimensiones grandes, fáciles de ver,
06:33
but there might also be tiny, curled-up dimensions,
120
381000
3000
pero también podría haber dimensiones pequeñas y onduladas,
06:36
curled up so small, even though they're all around us,
121
384000
3000
onduladas en forma tan pequeña, que aunque están alrededor nuestro,
06:39
that we don't see them.
122
387000
2000
no las vemos.
06:41
Let me show you that one visually.
123
389000
2000
Permítanme mostrarles una visualmente.
06:43
So, imagine you're looking at something
124
391000
2000
Imaginen que están observando algo
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like a cable supporting a traffic light.
125
393000
2000
como el cable que soporta un semáforo.
06:47
It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --
126
395000
3000
Están en Manhattan, en Central Park -- es irrelevante --
06:50
but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,
127
398000
4000
el cable parece unidimensional visto de lejos,
06:54
but you and I all know that it does have some thickness.
128
402000
3000
pero todos sabemos que el cable tiene espesor.
06:57
It's very hard to see it, though, from far away.
129
405000
2000
Es difícil de ver desde lejos
06:59
But if we zoom in and take the perspective of, say,
130
407000
2000
pero si nos acercamos y lo vemos desde la perspectiva de, por ejemplo,
07:01
a little ant walking around --
131
409000
2000
una pequeña hormiga que pase --
07:03
little ants are so small that they can access all of the dimensions --
132
411000
3000
las hormigas, son tan pequeñas que pueden tener acceso a todas las dimensiones --
07:06
the long dimension,
133
414000
2000
la dimensión a lo largo
07:08
but also this clockwise, counter-clockwise direction.
134
416000
3000
pero también esta dirección hacia y en contra las manecillas del reloj™
07:11
And I hope you appreciate this.
135
419000
2000
y espero que puedan apreciar esto.
07:13
It took so long to get these ants to do this.
136
421000
2000
Tomó mucho tiempo hacer que estas hormigas hagan esto.
07:15
(Laughter)
137
423000
1000
-- Risas --
07:16
But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:
138
424000
3000
Pero esto ilustra el hecho que las dimensiones pueden ser de dos tipos:
07:19
big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us
139
427000
4000
grandes y pequeñas. Y la idea de que a lo mejor las dimensiones grandes
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are the ones that we can easily see,
140
431000
2000
sean aquellas que podemos ver fácilmente,
07:25
but there might be additional dimensions curled up,
141
433000
3000
pero podrían existir dimensiones adicionales, todas ellas onduladas,
07:28
sort of like the circular part of that cable,
142
436000
2000
muy similares a la curvatura de ese cable,
07:30
so small that they have so far remained invisible.
143
438000
4000
tan pequeñas que han permanecido hasta ahora invisibles.
07:34
Let me show you what that would look like.
144
442000
2000
Déjenme mostrarles lo que parecería eso.
07:36
So, if we take a look, say, at space itself --
145
444000
3000
Si observamos, digamos, el espacio en sí mismo--
07:39
I can only show, of course, two dimensions on a screen.
146
447000
4000
Sólo les puedo mostrar en la pantalla, por supuesto, dos dimensiones
07:43
Some of you guys will fix that one day,
147
451000
2000
Alguno de ustedes solucionará este problema algún día,
07:45
but anything that's not flat on a screen is a new dimension,
148
453000
2000
pero cualquier cosa que no sea plana en una pantalla, es una nueva dimensión,
07:47
goes smaller, smaller, smaller,
149
455000
2000
cada vez más pequeña, más pequeña, más pequeña
07:49
and way down in the microscopic depths of space itself,
150
457000
4000
y asi hasta las profundidades microscópicas del mismo espacio --
07:53
this is the idea,
151
461000
1000
esta es la idea:
07:54
you could have additional curled up dimensions --
152
462000
2000
ustedes podrían tener dimensiones onduladas adicionales.
07:56
here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.
153
464000
3000
Aquí está la figura de un círculo pequeño -- tan pequeño que no lo vemos.
07:59
But if you were a little ultra microscopic ant walking around,
154
467000
4000
Pero si ustedes fueran una hormiga ultra micoscópica caminado alrededor,
08:03
you could walk in the big dimensions that we all know about --
155
471000
2000
ustedes podrían estar caminando en las dimensiones grandes que todos conocemos.
08:05
that's like the grid part --
156
473000
2000
como parte de una red --
08:07
but you could also access the tiny curled-up dimension
157
475000
3000
pero también podrían acceder a la diminuta dimensión ondulada
08:10
that's so small that we can't see it with the naked eye
158
478000
2000
que es tan pequeña que no podemos verla a simple vista
08:12
or even with any of our most refined equipment.
159
480000
3000
o incluso con cualquiera de nuestros equipos más sofisticados.
08:15
But deeply tucked into the fabric of space itself,
160
483000
3000
Pero profundamente entrelazado en el tejido del espacio,
08:18
the idea is there could be more dimensions, as we see there.
161
486000
4000
la idea es que podría haber más dimensiones de las que vemos.
08:22
Now that's an explanation
162
490000
4000
Eso es una explicación
08:26
about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.
163
494000
4000
de cómo el universo podría tener mas dimensiones de las que podemos observar.
08:30
But what about the second question that I asked:
164
498000
3000
Pero qué hay de la segunda pregunta que hice:
08:33
does the theory actually work
165
501000
2000
¿funciona la teoría realmente
08:35
when you try to apply it to the real world?
166
503000
2000
al tratar de aplicarla al mundo real?
08:37
Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others
167
505000
3000
Bueno, resulta que Einstein, Kaluza y muchos otros
08:40
worked on trying to refine this framework
168
508000
5000
trabajaron para tratar de refinar este esquema
08:45
and apply it to the physics of the universe
169
513000
3000
y aplicarlo a la física del universo
08:48
as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.
170
516000
4000
tal y como se entendía en ese tiempo, y no funcionó.
08:52
In detail, for instance,
171
520000
1000
En detalle, por ejemplo,
08:53
they couldn't get the mass of the electron
172
521000
2000
no pudieron hacer que la masa del electrón
08:55
to work out correctly in this theory.
173
523000
2000
encajase correctamente en esta teoría.
08:57
So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,
174
525000
5000
Muchas personas trabajaron en ella, pero ya para los años 40, más en los 50
09:02
this strange but very compelling idea
175
530000
4000
esta idea tan extraña pero apasionante
09:06
of how to unify the laws of physics had gone away.
176
534000
3000
de cómo unificar las leyes de la física se habían desvanecido.
09:09
Until something wonderful happened in our age.
177
537000
4000
Hasta que en nuestra época, algo maravilloso sucedió.
09:13
In our era, a new approach to unify the laws of physics
178
541000
4000
En nuestra era, se persigue un nuevo enfoque para unificar las leyes de la física
09:17
is being pursued by physicists such as myself,
179
545000
2000
por parte de físicos como yo mismo,
09:19
many others around the world,
180
547000
2000
y muchos otros alrededor del mundo.
09:21
it's called superstring theory, as you were indicating.
181
549000
3000
Se llama la Teoría de Supercuerdas, como estaban indicando.
09:24
And the wonderful thing is that superstring theory
182
552000
4000
Y lo más maravilloso es que esta teoría de supercuerdas
09:28
has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,
183
556000
4000
a primera vista no tiene nada que ver con la idea de dimensiones adicionales,
09:32
but when we study superstring theory,
184
560000
3000
pero cuando estudiamos la teoría de las supercuerdas,
09:35
we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.
185
563000
3000
encontramos que la idea surge nuevamente pero en una nueva forma.
09:38
So, let me just tell you how that goes.
186
566000
2000
Dejen que les explique cómo se explica eso.
09:40
Superstring theory -- what is it?
187
568000
2000
Teoría de Supercuerdas -- ¿qué es?
09:42
Well, it's a theory that tries to answer the question:
188
570000
2000
Pues bien, es una teoría que trata de responder lo siguiente:
09:44
what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents
189
572000
5000
Cuáles son los constituyentes indivisibles básicos y fundamentales
09:49
making up everything in the world around us?
190
577000
4000
que conforman todo lo que existe en el mundo que nos rodea?
09:53
The idea is like this.
191
581000
2000
La idea es ésta.
09:55
So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,
192
583000
5000
Imaginen que vemos un objeto familiar, como una vela en un recipiente,
10:00
and imagine that we want to figure out what it is made of.
193
588000
3000
e imaginen que tratamos de descubrir, de que está hecha.
10:03
So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.
194
591000
4000
Así que comenzamos un viaje muy profundo dentro del objeto para examinar su constitución.
10:07
So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.
195
595000
4000
Tan profundo - que sabemos que si nos adentramos suficiente, encontraremos átomos.
10:11
We also all know that atoms are not the end of the story.
196
599000
3000
Y todos sabemos que los átomos no son el final.
10:14
They have little electrons that swarm around a central nucleus
197
602000
4000
Ellos tienen electrones que se mueven alrededor de un núcleo central
10:18
with neutrons and protons.
198
606000
1000
junto a neutrones y protones
10:19
Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.
199
607000
5000
Incluso los neutrones y protones contienen particulas mas pequeñas dentro de ellos, conocidas como quarks.
10:24
That is where conventional ideas stop.
200
612000
3000
Allí es donde las ideas convencionales se detienen.
10:27
Here is the new idea of string theory.
201
615000
2000
Y aquí nace la nueva idea de la teoría de cuerdas.
10:29
Deep inside any of these particles, there is something else.
202
617000
5000
Profundamente dentro de estas partículas, hay algo más.
10:34
This something else is this dancing filament of energy.
203
622000
3000
Esto adicional es este filamento de energía bailarín.
10:37
It looks like a vibrating string --
204
625000
2000
que parece una cuerda vibrando --
10:39
that's where the idea, string theory comes from.
205
627000
2000
y de ahí es de donde viene la teoría de cuerdas.
10:41
And just like the vibrating strings that you just saw in a cello
206
629000
3000
Y así como las cuerdas que vibran en el cello que acaban de ver
10:44
can vibrate in different patterns,
207
632000
2000
pueden vibrar según diferentes patrones,
10:46
these can also vibrate in different patterns.
208
634000
2000
éstas pueden también vibrar según diferentes patrones.
10:48
They don't produce different musical notes.
209
636000
2000
Ellas no producen notas musicales diferentes
10:50
Rather, they produce the different particles making up the world around us.
210
638000
4000
lo que hacen es producir las diferentes partículas que conforman el mundo a nuestro alrededor.
10:54
So if these ideas are correct,
211
642000
1000
Así que si estas ideas son correctas,
10:55
this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.
212
643000
5000
esto es a lo que se asemeja el paisaje ultramicroscópico del universo.
11:00
It's built up of a huge number
213
648000
2000
Está conformado por un enorme número
11:02
of these little tiny filaments of vibrating energy,
214
650000
4000
de estos pequeños filamentos de energia vibratoria,
11:06
vibrating in different frequencies.
215
654000
2000
vibrando en frecuencias diferentes.
11:08
The different frequencies produce the different particles.
216
656000
3000
Las diferentes frecuencias, producen las diferentes partículas.
11:11
The different particles are responsible
217
659000
3000
Y estas diferentes partículas son las responsables
11:14
for all the richness in the world around us.
218
662000
3000
de toda la riqueza del mundo que nos rodea.
11:17
And there you see unification,
219
665000
2000
Y ahí se ve la unificación,
11:19
because matter particles, electrons and quarks,
220
667000
3000
ya que partículas de materia, electrones y quarks,
11:22
radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.
221
670000
6000
partículas de radiación, fotones, gravitones, todos se conforman de una sola entidad.
11:28
So matter and the forces of nature all are put together
222
676000
4000
Asi materia y las fuerzas de la naturaleza, se ponen todas juntas
11:32
under the rubric of vibrating strings.
223
680000
2000
bajo la rúbrica de las cuerdas vibratorias.
11:34
And that's what we mean by a unified theory.
224
682000
4000
Y eso es lo que denominamos teoría unificada.
11:38
Now here is the catch.
225
686000
2000
Ahora, aquí está el truco.
11:40
When you study the mathematics of string theory,
226
688000
3000
Cuando estudiamos las matemáticas de la teoría de cuerdas,
11:43
you find that it doesn't work
227
691000
2000
nos damos cuenta que no funciona
11:45
in a universe that just has three dimensions of space.
228
693000
3000
en un universo de solo tres dimensiones del espacio.
11:48
It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.
229
696000
4000
No funciona en un universo con cuatro dimensiones de espacio, ni cinco ni seis.
11:52
Finally, you can study the equations, and show that it works
230
700000
4000
Finalmente, puedes estudiar las ecuaciones y demostrar que funciona
11:56
only in a universe that has 10 dimensions of space
231
704000
4000
solamente en un universo que tiene 10 dimensiones espaciales.
12:00
and one dimension of time.
232
708000
2000
y una dimension del tiempo.
12:02
It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --
233
710000
5000
esto nos lleva de vuelta a la idea de Kaluza y Klein --
12:07
that our world, when appropriately described,
234
715000
3000
de que nuestro mundo, cuando es descrito apropiadamente
12:10
has more dimensions than the ones that we see.
235
718000
3000
contiene mas dimensiones de las que somos capaces de observar
12:13
Now you might think about that and say, well,
236
721000
3000
Ahora ustedes podrian pensar sobre esto y preguntarse, bien,
12:16
OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,
237
724000
3000
en realidad, si hay dimensiones adicionales, y están realmente firmemente onduladas
12:19
yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.
238
727000
4000
sí, es muy probable que no las podamos ver si son lo suficientemente pequeñas.
12:23
But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,
239
731000
3000
Pero si hay una civilización diminuta de personas verdes, caminando por allí abajo,
12:26
and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.
240
734000
5000
y los hacemos lo más pequeños posible, tampoco los veremos, eso es verdad.
12:31
One of the other predictions of string theory --
241
739000
3000
Otra de las otras predicciones de la teoría de cuerdas --
12:34
no, that's not one of the other predictions of string theory.
242
742000
3000
en realidad no, esa no es una de las otras predicciones de la teoría de cuerdas.
12:37
(Laughter)
243
745000
1000
-- Risas --
12:38
But it raises the question:
244
746000
2000
Pero nos lleva a preguntar:
12:40
are we just trying to hide away these extra dimensions,
245
748000
2000
acaso estamos tratando de esconder estas dimensiones adicionales,
12:42
or do they tell us something about the world?
246
750000
3000
o realmente nos explican algo acerca del mundo?
12:45
In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.
247
753000
4000
En el tiempo que queda, me gustaría decirles dos características de ellas.
12:49
First is, many of us believe that these extra dimensions
248
757000
4000
La primera es, muchos de nosotros creemos que estas dimensiones adicionales
12:53
hold the answer to what perhaps is the deepest question
249
761000
4000
contienen la respuesta a lo que tal vez es la pregunta mas profunda de todas
12:57
in theoretical physics, theoretical science.
250
765000
3000
en física teórica y ciencia teórica.
13:00
And that question is this: when we look around the world,
251
768000
4000
Y esa pregunta es: cuando miramos alrededor del mundo,
13:04
as scientists have done for the last hundred years,
252
772000
2000
como los científicos han hecho en los últimos cien años,
13:06
there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.
253
774000
4000
parece que existen unos 20 números que describen realmente nuestro universo.
13:10
These are numbers like the mass of the particles,
254
778000
3000
Estos son números como la masa de las partículas,
13:13
like electrons and quarks, the strength of gravity,
255
781000
2000
como los electrones y quarks, la fuerza de la gravedad,
13:15
the strength of the electromagnetic force --
256
783000
2000
el poder de la fuerza electromagnética --
13:17
a list of about 20 numbers
257
785000
2000
una lista de alrededor de 20 números
13:19
that have been measured with incredible precision,
258
787000
3000
que han sido medidos con una precisión increíble,
13:22
but nobody has an explanation
259
790000
2000
pero nadie tiene una explicación
13:24
for why the numbers have the particular values that they do.
260
792000
4000
del porqué los números tienen esos valores particulares.
13:28
Now, does string theory offer an answer?
261
796000
3000
Ahora, ¿nos ofrece la teoría de cuerdas una respuesta?
13:31
Not yet.
262
799000
1000
Aún no.
13:32
But we believe the answer for why those numbers have the values they do
263
800000
4000
Pero creemos que la respuesta al porqué esos números tienen esos valores
13:36
may rely on the form of the extra dimensions.
264
804000
3000
debe descansar en la forma de las dimensiones adicionales.
13:39
And the wonderful thing is, if those numbers
265
807000
2000
Y lo más extraordinario es que si esos números
13:41
had any other values than the known ones,
266
809000
3000
tuvieran otros valores diferentes a los conocidos,
13:44
the universe, as we know it, wouldn't exist.
267
812000
3000
el universo, tal como lo conocemos, no existiría
13:47
This is a deep question.
268
815000
1000
Esta es una pregunta muy profunda.
13:48
Why are those numbers so finely tuned
269
816000
2000
Porqué estos números estan tan afinados
13:50
to allow stars to shine and planets to form,
270
818000
2000
que permiten a las estrellas brillar y la formación de planetas,
13:52
when we recognize that if you fiddle with those numbers --
271
820000
3000
cuando reconocemos que modificar y jugar con estos números --
13:55
if I had 20 dials up here
272
823000
2000
si yo tuviera 20 valores aquí
13:57
and I let you come up and fiddle with those numbers,
273
825000
2000
y les dejara venir y jugar con esos números,
13:59
almost any fiddling makes the universe disappear.
274
827000
4000
casi cualquier cambio haría desaparecer al universo.
14:03
So can we explain those 20 numbers?
275
831000
3000
Asi que, es posible explicar estos 20 números?
14:06
And string theory suggests that those 20 numbers
276
834000
2000
Y la teoría de las cuerdas sugiere que esos 20 números
14:08
have to do with the extra dimensions.
277
836000
2000
tienen que ver con dimensiones adicionales
14:10
Let me show you how.
278
838000
2000
Permitanme mostrarles como.
14:12
So when we talk about the extra dimensions in string theory,
279
840000
4000
Cuando hablamos de las dimensiones adicionales en la teoría de cuerdas
14:16
it's not one extra dimension,
280
844000
2000
no hablamos de una dimensión adicional
14:18
as in the older ideas of Kaluza and Klein.
281
846000
4000
como en las viejas ideas de Kaluza y Klein.
14:22
This is what string theory says about the extra dimensions.
282
850000
3000
Esto es lo que la teoría de cuerdas nos dice sobre las dimensiones adicionales
14:25
They have a very rich, intertwined geometry.
283
853000
3000
Tienen una geometría entrelazada muy rica.
14:28
This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --
284
856000
4000
Este es un ejemplo de algo conocido como la forma Calabi-Yau --
14:32
name isn't all that important.
285
860000
2000
el nombre no es tan importante
14:34
But, as you can see,
286
862000
2000
Pero como pueden observar
14:36
the extra dimensions fold in on themselves
287
864000
3000
las dimensiones adicionales se doblan sobre sí mismas
14:39
and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.
288
867000
4000
y se entrelazan en una estructura y forma muy interesante.
14:43
And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,
289
871000
5000
Y la idea es que si ésto es lo que parecen las dimensiones adicionales,
14:48
then the microscopic landscape of our universe all around us
290
876000
4000
entonces, todo el panorama microscópico de nuestro universo
14:52
would look like this on the tiniest of scales.
291
880000
2000
se parecería a esto en las escalas mas diminutas.
14:54
When you swing your hand,
292
882000
1000
Cuando mueven su mano,
14:55
you'd be moving around these extra dimensions over and over again,
293
883000
3000
la estarían moviendo alrededor de estas dimensiones adicionales una y otra vez
14:58
but they're so small that we wouldn't know it.
294
886000
2000
pero son tan diminutas que no lo sabríamos.
15:00
So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?
295
888000
3000
entonces, cual es la implicación física, relevante a estos 20 números?
15:03
Consider this. If you look at the instrument, a French horn,
296
891000
3000
Consideren lo siguiente. Si observan a un instrumento, una trompa
15:06
notice that the vibrations of the airstreams
297
894000
3000
noten que las vibraciones del flujo de aire
15:09
are affected by the shape of the instrument.
298
897000
2000
están afectadas por la forma del instrumento
15:11
Now in string theory,
299
899000
2000
Ahora, en la teoría de cuerdas,
15:13
all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.
300
901000
3000
todos los números son reflejo de la manera en la que las cuerdas pueden vibrar.
15:16
So just as those airstreams
301
904000
2000
al igual que los flujos de aire
15:18
are affected by the twists and turns in the instrument,
302
906000
3000
se ven afectados por los dobleces y vueltas del instrumento,
15:21
strings themselves will be affected
303
909000
2000
las mismas cuerdas estarían afectadas
15:23
by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.
304
911000
4000
por el patrón vibracional de la forma geométrica por la cual se mueven
15:27
So let me bring some strings into the story.
305
915000
2000
Permítanme traer algunas cuerdas al asunto.
15:29
And if you watch these little fellows vibrating around --
306
917000
3000
Y si ustedes observan a estos pequeños vibrar por aquí --
15:32
they'll be there in a second -- right there,
307
920000
2000
ellos estarán allí en un segundo - allí
15:34
notice that they way they vibrate is affected
308
922000
2000
noten que la forma en la que vibran esta afectada
15:36
by the geometry of the extra dimensions.
309
924000
2000
por la forma geométrica de las dimensiones adicionales.
15:38
So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --
310
926000
3000
Así que si conociéramos exactamente cómo son las dimensiones adicionales --
15:41
we don't yet, but if we did --
311
929000
2000
aún no lo sabemos, pero si lo supiéramos
15:43
we should be able to calculate the allowed notes,
312
931000
3000
seríamos capces de calcular las notas permitidas,
15:46
the allowed vibrational patterns.
313
934000
2000
los patrones de vibración permitidos.
15:48
And if we could calculate the allowed vibrational patterns,
314
936000
3000
Y si pudieramos calcular esos patrones vibracionales permitidos
15:51
we should be able to calculate those 20 numbers.
315
939000
3000
deberíamos ser capaces de calcular esos 20 números.
15:54
And if the answer that we get from our calculations
316
942000
4000
Y si la respuesta que obtenemos de nuestros cálculos
15:58
agrees with the values of those numbers
317
946000
2000
concuerda con los valores de esos números
16:00
that have been determined
318
948000
2000
que han sido determinados
16:02
through detailed and precise experimentation,
319
950000
3000
a través de una experimentación detallada y precisa,
16:05
this in many ways would be the first fundamental explanation
320
953000
5000
esto sería, de alguna manera, la primera explicación fundamental
16:10
for why the structure of the universe is the way it is.
321
958000
5000
del porqué la estructura del universo es de la forma que es
16:15
Now, the second issue that I want to finish up with is:
322
963000
3000
La segunda parte con la cual deseo terminar es:
16:18
how might we test for these extra dimensions more directly?
323
966000
5000
de qué manera podemos experimentar con estas dimensiones adicionales más directamente?
16:23
Is this just an interesting mathematical structure
324
971000
3000
Es esto acaso una estructura matemática muy interesante
16:26
that might be able to explain
325
974000
2000
que nos permitiría explicar
16:28
some previously unexplained features of the world,
326
976000
5000
algunas características no explicadas de nuestro mundo,
16:33
or can we actually test for these extra dimensions?
327
981000
3000
o en realidad sí podemos experimentar estas dimensiones adicionales?
16:36
And we think -- and this is, I think, very exciting --
328
984000
2000
Y creemos -- y esto es, yo creo, muy excitante --
16:38
that in the next five years or so we may be able to test
329
986000
4000
que en los próximos cinco años o así, seremos capaces de experimentar
16:42
for the existence of these extra dimensions.
330
990000
3000
la existencia de estas dimensiones adicionales.
16:45
Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,
331
993000
4000
Y así es como lo haremos. En Ginebra, Suiza, en el CERN
16:49
a machine is being built called the Large Hadron Collider.
332
997000
4000
una máquina esta siendo construída, llamada el Gran Colisionador de Partículas
16:53
It's a machine that will send particles around a tunnel,
333
1001000
3000
es una máquina, que enviará particulas a través de un tunel
16:56
opposite directions, near the speed of light.
334
1004000
2000
en direcciones opuestas, a una velocidad próxima a la velocidad de la luz
16:58
Every so often those particles will be aimed at each other,
335
1006000
4000
De vez en cuando, estas partículas serán dirigidas unas contra otras,
17:02
so there's a head-on collision.
336
1010000
2000
para que se produzca una colisión frontal.
17:04
The hope is that if the collision has enough energy,
337
1012000
4000
Nuestra esperanza es que si esta colisión tiene suficiente energía
17:08
it may eject some of the debris from the collision
338
1016000
3000
podría esparcir los restos de la colisión
17:11
from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.
339
1019000
5000
fuera de nuestras dimensiones, forzándolos a entrar en las otras dimensiones.
17:16
How would we know it?
340
1024000
2000
Y cómo lo sabremos?
17:18
Well, we'll measure the amount of energy after the collision,
341
1026000
3000
Bien, mediremos la cantidad de energía después de la colisión,
17:21
compare it to the amount of energy before,
342
1029000
2000
la compararemos con la cantidad de energía anterior a ella,
17:23
and if there's less energy after the collision than before,
343
1031000
4000
y si hay menos energía después de la colisión que antes de ella
17:27
this will be evidence that the energy has drifted away.
344
1035000
2000
eso nos dará la evidencia que la energía se ha escapado
17:29
And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,
345
1037000
3000
Y si se escapa en un patrón que podamos calcular,
17:32
this will be evidence that the extra dimensions are there.
346
1040000
3000
será la evidencia de que las dimensiones adicionales están ahí.
17:35
Let me show you that idea visually.
347
1043000
2000
Les muestro la idea en forma visual.
17:37
So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --
348
1045000
3000
Imaginemos que tenemos un cierto tipo de partícula llamada gravitón --
17:40
that's the kind of debris we expect to be ejected out,
349
1048000
4000
este es el tipo de resto que esperamos se produzca
17:44
if the extra dimensions are real.
350
1052000
2000
si las dimensiones adicionales son reales
17:46
But here's how the experiment will go.
351
1054000
1000
Pero el experimento será así.
17:47
You take these particles. You slam them together.
352
1055000
3000
Tomamos las partículas, las golpeamos todas juntas
17:50
You slam them together, and if we are right,
353
1058000
2000
Las golpeamos todas juntas y si estamos en lo correcto
17:52
some of the energy of that collision
354
1060000
2000
algo de la energía de esa colisión
17:54
will go into debris that flies off into these extra dimensions.
355
1062000
4000
se se irá en restos que se dispersarán en esas dimensiones adicionales
17:58
So this is the kind of experiment
356
1066000
2000
Asi que este es el tipo de experimento
18:00
that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.
357
1068000
4000
que estamos esperando observar de aqui en los próximos cinco, siete, o diez años o así.
18:04
And if this experiment bears fruit,
358
1072000
3000
Y si este experimento produce los resultados deseados
18:07
if we see that kind of particle ejected
359
1075000
3000
si podemos observar ese tipo de partícula siendo esparcida
18:10
by noticing that there's less energy in our dimensions
360
1078000
3000
notando que existe menos energía en nuestra dimensiones
18:13
than when we began,
361
1081000
2000
que cuando empezamos,
18:15
this will show that the extra dimensions are real.
362
1083000
3000
esto demostrará que las dimensiones adicionales son reales
18:18
And to me this is a really remarkable story,
363
1086000
3000
y para mi esta es realmente una historia formidable,
18:21
and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --
364
1089000
4000
y una oportunidad muy notable. Volviendo nuevamente a Newton con el espacio absoluto --
18:25
didn't provide anything but an arena, a stage
365
1093000
2000
no nos dio nada más que un campo, un escenario
18:27
in which the events of the universe take place.
366
1095000
2000
en el que tienen lugar los acontecimientos del universo.
18:29
Einstein comes along and says,
367
1097000
2000
Einstein llega y dice,
18:31
well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.
368
1099000
3000
bueno, el espacio y el tiempo se pueden deformar y curvar, eso es la gravedad.
18:34
And now string theory comes along and says,
369
1102000
4000
Y ahora, la teoría de las cuerdas llega y dice,
18:38
yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,
370
1106000
3000
si, gravedad, mecánica cuántica, electromagnetismo --
18:41
all together in one package,
371
1109000
2000
todas en un solo paquete,
18:43
but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.
372
1111000
4000
pero sólo si el universo tiene mas dimensiones de las que podemos observar.
18:47
And this is an experiment that may test for them in our lifetime.
373
1115000
5000
Y este es un experimento que puede buscarlas en nuestra era.
18:52
Amazing possibility.
374
1120000
2000
Una posibilidad sorprendente.
18:54
Thank you very much.
375
1122000
2000
Gracias, muchas gracias
18:56
(Applause)
376
1124000
7000
-- Aplausos --
ABOUT THE SPEAKER
Brian Greene - PhysicistBrian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe.
Why you should listen
Greene, a professor of physics and mathematics at Columbia University, has focused on unified theories for more than 25 years, and has written several best-selling and non-technical books on the subject including The Elegant Universe, a Pulitzer finalist, and The Fabric of the Cosmos — each of which has been adapted into a NOVA mini-series. His latest book, The Hidden Reality, explores the possibility that our universe is not the only universe.
Greene believes science must be brought to general audiences in new and compelling ways, such as his live stage odyssey, Icarus at the Edge of Time, with original orchestral score by Philip Glass, and the annual World Science Festival, which he co-founded in 2008 with journalist Tracy Day.
Brian Greene | Speaker | TED.com