A fin de obtener una teoría del todo, una teoría que englobase la gravedad, los físicos matemáticos parieron la teoría de cuerdas. En 1919, el alemán Theodor Kaluza (1885-1954) emitió una hipótesis refinada en 1926 por el sueco Oskar Klein (1894-1977): cada punto de nuestro espacio tridimensional es en ‘realidad’ un círculo diminuto, de modo que cada punto es un espacio compacto pequeñísimo con d dimensiones. Al estar situado en el espacio tridimensional tiene 3+d dimensiones y el espacio-tiempo 4+d. El tamaño del punto-círculo debería ser un trillón de veces más pequeño que el protón. Con tal hipótesis, empleando una quinta dimensión espacial, Kaluza y Klein consiguieron la unificación del electromagnetismo y la relatividad: la gravedad engendraba el electromagnetismo, y éste consistía en vibraciones que se expandían por la superficie de una quinta dimensión escondida e inverificable. La ya teoría de Kaluza- Klein resucitó veinte años después en la teoría de cuerdas.

En la teoría de cuerdas, las partículas fundamentales son trozos de cuerda que tienen longitud pero no altura ni anchura, son fragmentos extremadamente finos, mucho más pequeños que la resolución de nuestro material de detección, por lo que parecen puntos matemáticos. Lo que percibimos como partículas fundamentales diferentes corresponden a los distintos modos de vibrar la cuerda, y como la cuerda puede vibrar de infinitas maneras, puede representar al fotón, a las interacciones fuerte y débil… y al gravitón.

Las cuerdas ‘suenan’ bien, pero la formulación matemática de la teoría, según el profesor chino-americano Anthony Zee, es horrorosamente complicada. Además, Wilczek afirma que la teoría no tiene ecuaciones que describan fenómenos concretos de la naturaleza. Y el premio nobel Glashow sostiene que mientras los ‘cordeleros’ no sepan explicar e interpretar las propiedades que percibimos en el mundo real, no podrá decirse que se dedican a la física, y les emplaza a que deduzcan la masa del electrón (no obstante esto tampoco lo hace la QED). Como la teoría de cuerdas no incluye al electrón, hubo que ampliar la descripción del desplazamiento de los puntos de la cuerda utilizando los números de Grassman, que al multiplicarse por sí mismos dan cero. Así, las cuerdas pueden desplazarse unas distancias como las que describen los números normales y los de Grassman: esta es la teoría de las supercuerdas, en la que son necesarias 9+1 dimensiones. Como las ecuaciones tienen miles de millones de soluciones, surgieron cinco teorías de 10 dimensiones. En ellas, la teoría de la relatividad general emerge como una de las vibraciones más graves (bajas) de la supercuerda, y predecían una partícula de masa cero y espín 2: el gravitón. Además, había que tener en cuenta la supergravedad, porque unificaba la relatividad general y la supersimetría, ya que la teoría de la gravedad de Einstein se volvía supersimétrica al introducir el gravitino, la superpareja del gravitón. Y la supergravedad puede escribirse en 11 dimensiones.

Edward Witten y Paul Towsend consiguieron establecer la teoría M, que unificaba las cinco teorías de 10 dimensiones y las dos de 11 dimensiones. Además, la nueva teoría explicaba la supergravedad como un subconjunto con solo dos partículas, gravitón y gravitino. También dedujeron la existencia de un nuevo objeto ‘material’, la membrana, constituida por hojas bidimensionales de energía, pero con 10 dimensiones de espacio +1 de tiempo ¿Incomprensible? Para justificar este lío se acude a las formas ideadas por los matemáticos Eugenio Calabi (1923-2023) y Shing-Tung Yau: las dimensiones adicionales están arrolladas en un tamaño tan pequeño que no son observables.

Las posiciones de los físicos con respecto a la teoría de cuerdas siguen encontradas. Mientras para Gerard’t Hoff no es ni siquiera una teoría, solo un modelo (¿M de modelo?), o mejor, solo una intuición, para Stephen Hawking es la única aspirante a ser una teoría del todo, porque en ella puede suceder cualquier cosa, dado lo prolijo de sus soluciones. Y Michio Kaku se pregunta: ¿Puede ser la supersimetría (SUSY, la unión de bosones y fermiones) una demostración experimental de la teoría de supercuerdas?