Oír hablar de dimensiones es recurrente en muchas películas y series de ciencia ficción. Los detalles concretos varían, pero por lo general hay algún tipo de portal que nos permite acceder a una especie de copia del universo.
A veces los protagonistas se encuentran con un lugar totalmente diferente, incluso con leyes físicas diferentes. Otras veces llegan a un lugar prácticamente idéntico, con sólo unas diferencias. Pero lo que más o menos se cumple siempre es que una dimensión es un lugar al que se puede ir.
Además, en los últimos tiempo el sector del ocio también nos bombardea con la palabrita de marras, desde que James Cameron popularizara el entretenimiento en tres dimensiones.
Después leemos un libro de divulgación y nos dicen que las últimas teorías propuestas (aunque aún no comprobadas) predicen que el universo tiene más dimensiones de las que vemos. La teoría de cuerdas, por ejemplo, habla de diez dimensiones. La teoría M, de once.
Pero, ¿qué es en realidad una dimensión? ¿Qué significa que existan una decena, o más? Si la ciencia ficción está en lo cierto, ¿significan que hay diez universos a los que podemos ir a través de sendos portales? Intentaremos explicarlo un poco en este artículo (aunque ya os avanzo que la ciencia ficción va bastante mal encaminada al respecto).
A grandes rasgos, cada dimensión representa una cifra que debemos aportar para poder describir una posición concreta. Por ejemplo, si estamos en una autopista, para que nos encuentren nos basta con decir el punto kilométrico para que la asistencia en carretera nos encuentra. Una única cifra. Por lo tanto, la carretera tiene una única dimensión.
Ahora bien, imaginad que la carretera fuera increíblemente ancha. Por ejemplo, que tuviera tres cientos carriles. En este caso, dar el punto kilométrico no sería suficiente. Seguramente tendríamos que especificar un segundo dato: el número de carril concreto en que nos encontramos. De esta forma, el ancho de la carretera es la segunda dimensión.
Alternativamente, para que nos encuentren en la autopista de 300 carriles, podemos especificar nuestra posición mirando en un GPS las coordenadas geográficas en que nos encontramos: longitud y latitud. De nuevo, dos cifras.
Por lo tanto, tenemos dos formas de dar nuestra posición; dos sistemas de coordenadas. Pero ambas formas involucran dar dos cifras. De hecho, teóricamente podríamos imaginar infinitos sistemas de coordenadas diferentes para especificar una misma posición; todos ellos requerirían exactamente proporcionar dos cifras independientes entre si.
Por lo tanto, la dimensión de un espacio concreto no cambia al usar un sistema de coordenadas diferentes. Es decir, la dimensionalidad es una propiedad intrínseca a un determinado espacio.
Sin embargo, en nuestra vida diaria no siempre es suficiente dar dos cifras para describir perfectamente la posición de un objeto. La latitud y la longitud nos sirven para localizar un objeto sobre la superficie de la Tierra, pero no nos dan información de a qué altura se encuentra, por encima o por debajo. Para hacerlo, hay que proporcionar un tercer dato.
Por lo tanto, podemos decir que vivimos en un espacio de tres dimensiones: longitud, latitud y altura sobre el nivel del mar. O, en un ámbito más cotidiano: ancho, largo y alto.
Pero la cosa no se acaba ahí. Si queremos concertar una cita, no es suficiente únicamente con concertar un lugar, también es necesario especificar la hora concreta. De esta forma, el tiempo se comporta como una cuarta dimensión. Por eso, a los Físicos nos gusta decir que vivimos en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones (o 3+1, si preferís).
Por supuesto, cuando estábamos en la carretera unidimensional (suficientemente estrecha como para que podamos localizarnos únicamente dando el punto kilométrico), las otras dos dimensiones espaciales (y el tiempo) siguen existiendo. Pero nuestro movimiento está tan restringido en esas direcciones, que simplemente podemos ignorarlas.
No podemos movernos hacia arriba porque la gravedad nos atrapa sobre la superficie. Tampoco podemos movernos hacia abajo, ya que el asfalto es una barrera impenetrable.
Eso sí, tenemos cierto margen para movernos de izquierda a derecha. Aunque no podemos pasarnos, ya que desviarnos demasiado significaría colisionar con los bordes de la carretera. A la práctica, la dimensión lateral es tan pequeña que que a menudo ni nos damos cuenta.
Esto es, a grandes rasgos, similar a lo que la Física de hoy en día piensa que ocurre con otras dimensiones que no podemos percibir. Hay dos posibilidades: o bien que existan “barreras impenetrables” (por decirlo de forma muy bruta) que nos impidan movernos en esas dimensiones, o bien que sean tan pequeñas que sean imperceptibles.
Bien, ya hemos visto que las dimensiones no tienen nada que ver con “sitios a donde uno puede ir a través de un portal”. Entonces, ¿de donde viene esa idea tan rara de la ciencia ficción? Pues resulta que algo de sentido sí tiene, aunque la nomenclatura que se usa en las películas es incorrecta.
La mejor forma de entenderlo es volver al ejemplo bidimensional: longitud y latitud. Imaginaos que estáis en un rascacielos. Cada piso tiene exactamente las mismas coordenadas geométricas. Una persona que camine en una determinada planta, puede moverse en dos dimensiones, a lo largo y ancho de la placa de hormigón armado que delimita su piso.
Esas placas de hormigón hacen la veces de barreras impenetrables que impiden el movimiento en la dimensión vertical. Las personas que habitan cada piso podrían vivir toda su vida a escasos metros de distancia, sin saber absolutamente nada las unas de las otras. Todas ellas compartirían las mismas coordenadas geográficas. Son como universos paralelos.
Por supuesto, cada piso se diferencia en la tercera coordenada. Lo que ocurre es que no pueden moverse en esa tercera dimensión por la presencia de las famosas “barreras impenetrables”. Y eso era así hasta que a alguien se descolgó con una genial idea e inventó las escaleras.
De esta forma, las escaleras (y los ascensores) permiten romper las barreras que limitan el movimiento en una dimensión, poniendo en contacto zonas del universo que antes no estaban conectadas entre sí. Son el equivalente a portales interdimensionales de la ciencia ficción.
Como veis, las dimensiones no son lugares a los que uno pueda ir. Eso no tiene ningún sentido. Una dimensión no es más que un número que debemos proporcionar para describir la posición de un objeto. Sin embargo, si existen dimensiones a través de las que normalmente no nos podemos mover, entonces es posible que existan sub-universos paralelos.
Esta es la idea que ha transcendido a la ciencia-ficción, aunque la terminología usada en ella es bastante incorrecta. Intentar saber si, en la realidad, existen este tipo de barreras que nos separen de universos paralelos hoy en día es pura especulación. Aunque las teorías modernas predicen que el universo tiene más de las cuatro (3+1) dimensiones que observamos, aún no han sido probado experimentalmente.
Y, por lo tanto, aún no sabemos si realmente existen dichas dimensiones. Aunque tenemos varias hipótesis, tampoco sabemos porqué no podemos ver esas hipotéticas dimensiones extra. Quizá no las vemos porque son demasiado pequeñas, y por lo tanto no tiene sentido hablar de universos paralelos (esta es la idea más extendida en la comunidad científica, por lo menos hasta hace unos años).
Fotos | yhancik, SmabsSputzer, m4rlonj, JuanJaén