LA TEORÍA DEL CAOS O LA GRAN TEORÍA UNIFICADA

Las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil, electromagnetismo y gravedad) tienen teorías científicas para explicar cada una. La teoría de la Gran Unificación (TGU) busca explicar las cuatro fuerzas en una sóla teoría.

Leí que Stephen Hawking está buscando la gran teoría unificada para unir las cuatro fuerzas que dominana la naturaleza.

No es el único y de hecho su línea de investigación parece haber llegado a un punto muerto (pues no se oyen noticias de él y escribe pocos artículos).
Hoy en día las líneas de investigación más interesantes parecen ser (no conozco a fondo el tema) Supercuerdas y Teoría M por un lado y Loop Quantum Gravity (que la verdad no sabría como traducir). Sobre lo primero puedes leer en http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-12_05-01.htm

Sobre el segundo tema (si lees en inglés) puedes encontrar algo de información en la página de John Baez, uno de los que está en el ajo http://math.ucr.edu/home/baez/

Pero he estado pensando:
¿Por qué no puede la teoría del caos que estudia los sistemas dinámicos ser esa teoría?

La teoría del caos (a pesar de su nombre tan espectacular) no es más que física estándar con un estudio de sistemas que presentan lo que se denomina comportamient no lineal. Por ejemplo, un péndulo simple con rozamiento que dejas oscilar en cualquier dirección se comporta como un sistema de este tipo. La característica de estos sistemas es que su comportamiento se hacecompletamente impredecible con el tiempo. Pero las ecuaciones que rigen su comportamiento son sencillas y se pueden escribir fácilmente. Otra cosa es que sus soluciones sean enormemente complejas. El clima por ejemplo es otro de esos sistemas. Por eso, cuando un meteorólogo en la tele te diga que mañana va a hacer tal tiempo, créelo en digamos un 85%, cuando lo haga con tres días de antelación dale un margen de confianza del 50%. Cuando lo haga con una semana no le hagas ni caso.

La GTU busca explicarlo todo

No exactamente. La GTU será un teoría de la interacciones básicas y probablemente una teoría cosmológica (es decir, del origen y características fundamentales del universo a gran escala). Pero no tendrá nada que ver con la predición del clima o de los valores bursátiles. Sería como pensar que por conocer mejor las propiedades de las neuronas íbamos a entender mejor por qué nos caen simpáticas unas personas y otras no. No tiene nada que ver. Son explicaciones a diferente nivel. En física uno tiene una teoría de cómo funcionan las fuerzas básicas y cómo estas influyen sobre las partículas. Esta le permiten a uno explicar por ejemplo cómo funciona un núcleo atómico y un átomo básico como el de hidrógeno. Pero por ejemplo, un átomo tan complejo como uno de hierro es imposible de explicar con las leyes fundamentales. Entonces uno crea una especie de reglas que rigen su comportamiento y que llamamos química. Y así se van construyendo los diferentes niveles de explicación. No sé si se entiende lo que quiero decir.

y la teoría del caos explica desde las perturbaciones gravitatorias hasta las variaciones de la bolsa de valores.

Depende de lo que entiendas por explicación. La teoría del caos ayuda a entender propiedades generales de ese tipo de sistemas a partir de las ecuaciones que se aplican en esos casos. Pero la teoría del Caos no dice cómo obtener esas ecuaciones. Por ejemplo, es cierto que las ecuaciones de Eisntein de la Relatividad General presentan soluciones caóticas en muchas situaciones. La teoría del Caos te permite evaluar algunas características generales de esas soluciones. Pero si uno quisiera construir una teoría de
la gravitación más adecuada (cambiar las ecuaciones) tendría que pensar en otros términos y ahí la teoría del Caos no tiene nada que decir.

Leí que incluso existe una compañía que hace predicciónes de la bolsa usando la teoría del caos

Cierto. Fundada por científicos de Santa Fé. Creo que Murray Gell-Mann (el que propuso la existencia de los quarks) fue uno de ellos, aunque no me hagas mucho caso. Lo que no sé tampoco es hasta qué punto han tenido algún éxito. De todas formas ese asunto no es nuevo. En España había un grupo que utilizando simple estadística obtenían ganancias a largo plazo en los casinos. Actualmente su entrada a éstos está vetada.

y que en situaciones de gravedad y velocidad extrema las ecuaciones de la relatividad se vuelven caóticas (falla toda posibilidad de predicción, como una singularidad ¿No?) La imposibilidad de predecir exactamente algo recuerda al principio de incertidumbre

Recuerda pero no es lo mismo. En teoría del Caos no se puede predecir porque un margen de error pequeño en el conocimiento del estado del sitema aumentará con el tiempo de manera incontrolada. El principio de Incertidumbre es una indeterminación en la posición, velocidad, energía, etc de una partícula porque la naturaleza no funciona con posiciones, velocidad o energías perfectamente concretas. Es decir, no es un problema de que nosotros no seamos capaces de precisar más. Es que la naturaleza no no deja
llevar nuestra precisión en la medida de esas cantidades más allá de un cierto punto.

y lo de grandes cambios en pequeñas variaciones iniciales lo comprobó Lorentz con su modelo del clima hace como treinta años atrás. ¿Qué creen que me diría Stephen?

Escribo lo que te diría yo, no sé lo que diría Stephen Hawking. Hawking ha hecho grandes contribuciones a la física (sobre todo en los años 70). Actualmente es quizás uno de los físicos popularmente más conocidos. Pero académicamente es hoy en día un físico con muy poca relevancia en física teórica. Por decirlo de alguna manera, todo lo que Hawking podía habe hecho ya lo hizo. Su contribución para la historia es obviamente la que lleva su nombre: radiación de Hawking, que es la radiación que emite un agujero negro. Su contribución ha sido enorme, pero nunca comparables a las que han hecho gente como Galileo, Newton, Einstein y más recientemente Richard Feymnan o incluso Murray Gell-Mann.

Respuestas dadas por:
Pedro J. Hernández
http://www.geocities.com/pedroj.geo/cosmolog.htm

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