Sin embargo, la teoría de cuerdas no es el único enfoque del espacio-tiempo emergente. Según Abhay Ashtekar de la Universidad Penn State en University Park, «no ha cumplido sus promesas de unificar la gravedad y la mecánica cuántica. La fuerza de la teoría de cuerdas ahora radica en su conjunto de herramientas extremadamente rico, que se usa ampliamente en todo el espectro físico». Ashtekar es uno de los fundadores de la alternativa más popular para la teoría de cuerdas, la llamada gravedad cuántica de bucles.Allí, el espacio y el tiempo no son tan uniformes y continuos como en la relatividad general, sino que están formados por componentes discretos.Ashkar los llama “ bits o átomos del espacio-tiempo”.

Estos se conectan para formar una red y se estiran sobre lo que se llama una espuma giratoria utilizando hilos y tiras de una y dos dimensiones. Aunque la espuma se limita a dos dimensiones, esto nos lleva a nuestro mundo de cuatro dimensiones. Blond explica la situación con una prenda: “Si miras tu camisa, parece una superficie bidimensional. Bajo la lupa puedes ver que está formado por filamentos unidimensionales. Pero debido a que está tan densamente empacado, la camisa es 2D para todos los propósitos prácticos. A la inversa, el espacio se nos aparece como un continuo tridimensional, que de hecho está tejido por los átomos del espacio-tiempo.

Aunque se dice que el espacio-tiempo se origina tanto en la teoría de cuerdas como en la gravedad cuántica toroidal, la naturaleza de la emergencia difiere en las dos teorías. De acuerdo con la teoría de cuerdas, el espacio-tiempo, o al menos el espacio, surge del comportamiento de un sistema de entrelazamiento aparentemente completamente separado, como el tráfico rodado con atascos ocasionales que surgen de las decisiones colectivas de los conductores individuales. Los autos no están hechos de tráfico, los hacen ellos mismos. Por otro lado, en la gravedad cuántica de anillos, el espacio-tiempo es como un paisaje de dunas esculpido por el movimiento combinado de los granos de arena en el viento. Las dunas de arena están formadas por las mismas cosas, aunque no se ven ni actúan como granos diminutos.

A pesar de estas diferencias, el espacio-tiempo surge de componentes clave tanto en la gravedad cuántica de bucles como en la teoría de cuerdas. Otros modelos de gravedad cuántica también apuntan en esta dirección, como los «grupos causales» (ver «Muchos enfoques de la gravedad cuántica»). «Es realmente sorprendente que la mayoría de las teorías plausibles de hoy sugieran, de alguna manera, que el espacio-tiempo de la relatividad general ya no existe en el nivel fundamental», señala Knox. «Entonces, los diferentes enfoques parecen estar de acuerdo en al menos una cosa. Solo una idea interesante.

La falta de datos experimentales complica la búsqueda de la gravedad cuántica

La física moderna se ha convertido en víctima de su propio éxito. Tanto la física cuántica como la relatividad general hacen predicciones aparentemente precisas dentro de sus respectivos campos. Por esta razón, la gravedad cuántica solo es necesaria como descripción en situaciones extremas, donde masas masivas se comprimen en regiones muy pequeñas del espacio. En la naturaleza, tales condiciones ocurren solo en unos pocos lugares, como el centro de un agujero negro. En particular, no se encuentra en los laboratorios de física, ni siquiera en los más grandes y poderosos. Esta falta de datos experimentales directos es una de las principales razones por las que la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad ha continuado durante tanto tiempo.

Ante esto, muchos cifran sus esperanzas en vislumbrar el cielo. Durante sus primeros momentos, el universo entero era inimaginablemente pequeño y denso. La situación solo puede describirse en términos de gravedad cuántica, y las implicaciones de esto aún pueden verse. «Nuestra mejor oportunidad está en la cosmología», espera Maldacena. «Tal vez hay algo que no podemos predecir hoy, pero que se puede inferir en base a una mejor comprensión teórica».

Los experimentos de laboratorio siguen siendo útiles, al menos indirectamente. Por ejemplo, un grupo de trabajo dirigido por Monica Schleier-Smith de la Universidad de Stanford quiere investigar aspectos de la correspondencia AdS/CFT usando átomos en sistemas cuánticos altamente entrelazados (ver ‘Spectrum’ febrero de 2022, p. 64). El comportamiento de partes de la configuración experimental puede servir como un recordatorio del espacio-tiempo. Tales experiencias pueden «demostrar algunos rasgos de atractivo, pero quizás no todos», dice Maldacena. «También depende de cómo llames exactamente a la gravedad».

¿Aprenderemos alguna vez la verdadera naturaleza del espacio y el tiempo? Los datos de observación cósmica apropiados pueden estar desactualizados. Las pruebas de laboratorio todavía no dan nada. Como bien saben los filósofos, las preguntas sobre la naturaleza del espacio y el tiempo son muy antiguas. Hace 2500 años Parménides entendía a los seres como indivisibles e inmutables. Para él, el cambio es una ilusión. Su alumno Zeno fue famoso por inventar paradojas para probar el punto de vista de su maestro y mostrar las contradicciones que deben ser inherentes a los movimientos. Obras como estas han planteado la cuestión de si el tiempo y el espacio son ficticios y han impreso esta inquietante perspectiva en la filosofía occidental. «El hecho de que los antiguos griegos hicieran preguntas sobre el espacio, el tiempo y el cambio y que todavía lo hagamos hoy significa que tenían razón», dice Christian Futhrich. «Pensar en ello nos enseñó mucho sobre física».