¿Descubierto el código secreto del cosmos?

ASTROFÍSICA.

El tiempo tendría tres dimensiones y sería la única propiedad fundamental del universo.

Recreación artística creada por IA del tiempo en tres dimensiones. / Imagen generada con IA.

Una nueva teoría propone que la materia es una propiedad emergente del tiempo y ofrece soluciones a los mayores enigmas de la física, desde la gravedad cuántica hasta el origen de las partículas. No es una mera construcción matemática, sino un marco físico con predicciones concretas y verificables.

La física fundamental se encuentra en una encrucijada, buscando una "teoría del todo" que unifique la relatividad general de Einstein con las extrañas reglas del mundo cuántico. En esta búsqueda, una nueva y audaz propuesta del físico Gunther Kletetschka, de la Universidad de Alaska Fairbanks, sugiere que debemos reconsiderar el concepto más fundamental de nuestra realidad: el tiempo. Su trabajo, publicado en la revista Reports in Advances of Physical Sciences, postula que el tiempo no es una única flecha que avanza, sino que posee tres dimensiones, y que este tiempo tridimensional es el tejido fundamental del universo, mientras que el espacio es solo una manifestación secundaria.

Dicho metafóricamente, el tiempo sería como el lienzo de un cuadro y el espacio la pintura que contiene, explica Kletetschka. Esta idea representa un cambio de paradigma radical frente al concepto de espaciotiempo establecido hace más de un siglo, donde el espacio y una única dimensión temporal formaban una entidad inseparable. La fortaleza del modelo de Kletetschka reside en que no es una mera construcción matemática, sino un marco físico con predicciones concretas y verificables.

La arquitectura de un tiempo tridimensional.

La teoría postula un universo de seis dimensiones (tres espaciales y tres temporales) donde la elección de exactamente tres dimensiones para el tiempo no es arbitraria, sino una necesidad matemática y física.

Se basa, por un lado, en la insuficiencia de dos dimensiones: los modelos con dos dimensiones temporales no logran explicar de forma natural la existencia de tres generaciones de partículas ni resuelven completamente las asimetrías de la interacción débil, explica el autor en su artículo.

En segundo lugar, plantea un exceso de cuatro o más dimensiones: los marcos con cuatro o más dimensiones temporales introducen grados de libertad que predecirían partículas no observadas, generarían violaciones de la causalidad y producirían estados de vacío inestables. El marco de tres dimensiones temporales es el único que satisface las restricciones teóricas y las observaciones experimentales.

Según Kletetschka, cada dimensión temporal opera en una escala física distinta: La escala cuántica (t1): gobierna los fenómenos a nivel del tiempo de Planck, el comportamiento de las partículas fundamentales y el mecanismo de generación de masa. La escala de interacción (t2): actúa como mediadora entre los fenómenos cuánticos y los clásicos, siendo clave para entender las generaciones de partículas. Y la escala cosmológica (t3): rige la evolución de las grandes estructuras del universo y los fenómenos gravitacionales, como las ondas que se propagan por el cosmos.

Solo percibimos una dimensión temporal en nuestra vida cotidiana porque los efectos de las otras dos solo se vuelven evidentes en las escalas de energía y tiempo más extremas, añade Kletetschka.

Soluciones a los grandes enigmas de la Física.

Pero hay mucho más: el poder de esta teoría radica en su capacidad para ofrecer soluciones geométricas a tres problemas que han desconcertado a los físicos durante décadas, sin necesidad de introducir conceptos adicionales como la supersimetría o dimensiones espaciales extra.

1. El origen de las tres generaciones de partículas. El Modelo Estándar de la física describe cómo la materia fundamental se organiza en tres familias o "generaciones", pero no explica por qué son exactamente tres. La teoría del tiempo tridimensional resuelve esto de forma natural. Una ecuación fundamental del modelo, que describe las vibraciones en el tejido temporal, produce exactamente tres soluciones estables (autovalores), que se corresponden con las tres generaciones observadas. Aún más impresionante, predice la jerarquía de sus masas con una relación de 1 : 4.5 : 21.0 entre la primera, segunda y tercera generación.

2. La asimetría de la interacción débil. El universo a nivel subatómico no es simétrico; la interacción débil distingue entre "izquierda" y "derecha", un fenómeno conocido como violación de la paridad. Para la nueva investigación, esta asimetría no es una propiedad arbitraria, sino una consecuencia geométrica. El sistema de coordenadas del tiempo tridimensional es intrínsecamente "zurdo", lo que explica de forma natural por qué los neutrinos son zurdos y la estructura de la interacción débil emerge como una propiedad fundamental de la geometría temporal.

3. El Santo Grial: hacia la gravedad cuántica. Uno de los mayores obstáculos para unificar la gravedad y la mecánica cuántica es que los cálculos de la gravedad a escalas cuánticas producen resultados infinitos, conocidos como "divergencias ultravioleta". El modelo de Kletetschka resuelve este problema de raíz. La estructura matemática del propagador del gravitón en un tiempo tridimensional modifica su comportamiento a altas energías, actuando como un "regularizador" natural que elimina estas divergencias. Esto permite una teoría de la gravedad cuántica finita y consistente sin añadir complejidad innecesaria.

Predicciones cuantitativas.

A diferencia de propuestas anteriores, este marco ofrece también un conjunto de predicciones específicas y cuantitativas que pueden ser puestas a prueba en experimentos durante el período 2025-2030.

Respecto a la Física de Partículas, la teoría predice la existencia de nuevas partículas (resonancias) con masas de 2.3 ± 0.4 TeV y 4.1 ± 0.6 TeV, que podrían ser detectadas en el Gran Colisionador de Hadrones de Alta Luminosidad (HL-LHC). Además, reproduce con una precisión asombrosa las masas de partículas conocidas, como el quark top (173.21 GeV predichos vs. 173.2 GeV medidos) y el electrón (coincidiendo con el valor medido hasta la novena cifra decimal). Son detalles muy significativos.

Respecto a las Ondas Gravitacionales, predice que deberían viajar a una velocidad ligeramente diferente a la de la luz, con una desviación medible de Δv/c = (1.5 ± 0.3) × 10⁻¹⁵. También pronostica la existencia de modos de polarización adicionales que podrían ser detectados por observatorios como LIGO, Virgo y el futuro LISA.

Y en relación con la Cosmología, la teoría ofrece una explicación para la "tensión de Hubble" (la discrepancia en la medición del ritmo de expansión del universo) y predice una evolución específica para la energía oscura, con una ecuación de estado w(z) = -1 + (0.05 ± 0.01)(1+z)³. Estas señales podrán ser buscadas por misiones como el telescopio Euclid y el Observatorio Vera C. Rubin.

Fundamentalmente, el trabajo de Gunther Kletetschka transforma el concepto de tiempo multidimensional de una curiosidad matemática a una teoría física comprobable con múltiples vías de verificación independientes. Al proponer un único principio geométrico —la existencia de tres dimensiones temporales—, su marco unifica fenómenos cuánticos, gravitacionales y cosmológicos de una manera elegante y matemáticamente consistente.

Queda por ver si los experimentos de la próxima década confirman sus predicciones. Si así fuera, podríamos estar asistiendo no solo a la resolución de algunos de los mayores enigmas de la física, sino a una profunda redefinición de nuestra comprensión de la realidad misma.

Por: Eduardo Martínez de la Fe / T21.

Sitio Fuente: Levante / Tendencias21