CIENCIA. La teoría de cuerdas ahora puede describir un universo con energía oscura

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Los científicos han trabajado duro para hacer compatible la teoría de cuerdas con el universo en expansión.

En un paso sin precedentes, los investigadores elaboraron un modelo detallado compatible con la expansión acelerada del universo.

17 enero 2026.- Un nuevo modelo matemático, desarrollado por investigadores del Instituto de Física Teórica de Madrid, ofrece por primera vez una construcción detallada y explícita de la expansión acelerada del cosmos, resolviendo una de las mayores paradojas de la física moderna.

Durante décadas, la teoría de cuerdas —la principal candidata para unificar la gravedad y la mecánica cuántica— se ha enfrentado a un obstáculo monumental: funcionaba matemáticamente en universos hipotéticos con energía negativa, pero fallaba estrepitosamente al intentar describir nuestro propio universo, impulsado por una energía oscura positiva que acelera su expansión. Hoy, esa barrera ha caído.

Según informa la revista Quanta Magazine, los físicos teóricos Bruno Bento y Miguel Montero, del Instituto de Física Teórica (IFT) en Madrid, han elaborado un modelo sin precedentes que integra de manera natural la energía oscura dentro del marco de la teoría de cuerdas (específicamente en el contexto de la Teoría M).

Bruno Bento (izquierda) y Miguel Montero publicaron un trabajo que conecta las dimensiones ocultas de la teoría de cuerdas con la energía positiva de nuestro universo. Laura Marcos Mateos

El fin de la "Ciénaga" (Swampland)

Hasta ahora, la mayoría de los intentos de obtener un universo en expansión (espacio de Sitter) a partir de la teoría de cuerdas eran inestables o requerían "trucos" matemáticos poco elegantes. Esto llevó a la formulación de la conjetura del "Pantano" o Swampland, que sugería que un universo como el nuestro podría ser imposible según las leyes de las cuerdas.

El nuevo trabajo de Bento y Montero desafía esta noción mediante un mecanismo físico concreto: el efecto Casimir en dimensiones extra.

¿En qué consiste el nuevo modelo?

La teoría de cuerdas postula la existencia de dimensiones espaciales adicionales (más allá de las tres que conocemos) que están compactadas o "enrolladas" en formas geométricas minúsculas. El avance de los investigadores radica en cómo manejan las fluctuaciones cuánticas dentro de estas dimensiones ocultas:

1. Presión desde el interior: Calcularon cómo las fluctuaciones del vacío cuántico generan una fuerza (similar al efecto Casimir entre placas conductoras) dentro del colector o variedad de seis dimensiones compactas.

2. Energía Positiva: Al contrario de lo que ocurre en el espacio abierto, en esta geometría cerrada, la fuerza resultante actúa como una presión que estabiliza la energía del vacío en un valor positivo.

3. Cálculo Explícito: A diferencia de modelos anteriores que eran aproximaciones vagas, Bento y Montero han logrado calcular un valor específico para la energía oscura que es "positivo y pequeño", coincidiendo notablemente con lo que observamos en la realidad.

Una energía oscura que se debilita

El hallazgo tiene una implicación cosmológica trascendental. El modelo no describe la energía oscura como una "Constante Cosmológica" inmutable (como propuso Einstein), sino como un campo dinámico.

Según sus ecuaciones, la energía oscura debería debilitarse con el tiempo. Esta predicción alinea la teoría de cuerdas con las observaciones astronómicas más punteras de los últimos años (como las del instrumento DESI), que han empezado a mostrar indicios de que la expansión del universo no es constante, sino que evoluciona.

"Esto marca el inicio de una nueva era en la que la elegancia matemática de las cuerdas finalmente coincide con la realidad física que habitamos", señala el informe. La validación de este modelo supondría que la teoría de cuerdas deja de ser solo una curiosidad matemática para convertirse en una descripción física viable de nuestro cosmos.

Resumen Ejecutivo: La Teoría de Cuerdas

1. El problema fundamental

La física moderna descansa sobre dos pilares que, paradójicamente, son matemáticamente incompatibles entre sí:

• La Relatividad General (Einstein): Describe la gravedad y el universo a gran escala (planetas, galaxias).

• La Mecánica Cuántica: Describe el universo a escala subatómica (electrones, quarks) y las fuerzas nucleares.

Cuando intentamos combinar las ecuaciones de ambas para explicar fenómenos donde hay mucha masa en muy poco espacio (como el Big Bang o el centro de un agujero negro), las matemáticas colapsan y dan resultados infinitos ("sin sentido").

2. La propuesta (¿qué es?)

La Teoría de Cuerdas propone un cambio de paradigma radical para solucionar este conflicto: En lugar de considerar que las partículas subatómicas (como el electrón) son puntos sin dimensión (dimension cero), postula que son filamentos unidimensionales o "cuerdas" minúsculas.

• La Música del Universo: Del mismo modo que una cuerda de violín produce diferentes notas según cómo vibre, estas cuerdas fundamentales producen diferentes partículas (electrones, fotones, quarks) según su frecuencia de vibración.

3. El origen

• Fecha: Finales de la década de 1960.

• El descubrimiento: Nació casi por accidente. El físico Gabriele Veneziano buscaba una fórmula para describir la fuerza nuclear fuerte. Años más tarde, teóricos como Joël Scherk y John Schwarz se dieron cuenta de que las ecuaciones de esa teoría primitiva predecían obligatoriamente una partícula sin masa que coincidía con la descripción del "gravitón" (la partícula hipotética de la gravedad).

• El hallazgo: Descubrieron que la teoría de cuerdas tenía la capacidad única de incluir la gravedad dentro de la mecánica cuántica de forma natural, algo que ninguna otra teoría había logrado.

4. El objetivo (¿qué persigue?)

Su aspiración máxima es ser la "Teoría del Todo" (ToE). Busca unificar las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza en un solo marco matemático elegante:

1. Gravedad.

2. Electromagnetismo.

3. Fuerza Nuclear Fuerte.

4. Fuerza Nuclear Débil.

5. El precio a pagar (las dimensiones extra)

Para que las matemáticas de las cuerdas funcionen, el universo no puede tener solo las 3 dimensiones espaciales que vemos (alto, largo, ancho) más el tiempo. La teoría exige un universo de 10 u 11 dimensiones. Se asume que estas dimensiones extra están "compactadas" o enrolladas en formas geométricas diminutas (espacios de Calabi-Yau) en cada punto del espacio, siendo invisibles para nosotros pero determinantes para las leyes de la física.