How big is Espuma cuántica?

La espuma cuántica es una estructura que se ha propuesto para el espacio y el tiempo a las escalas más pequeñas de todas, donde se agitarían y fluctuarían en lugar de ser lisos. Nunca se ha observado directamente, así que los 9.3 × 10⁻³⁶ metros que aparecen arriba no son una medición. Esa cifra es 9.3 dividido entre un 1 seguido de 36 ceros. Los físicos esperan que la espuma, si existe, aparezca más o menos a la escala de la longitud de Planck, 1.6 × 10⁻³⁵ metros, que es unas 1.7 veces la cifra de arriba.

Tamaño

El espacio-tiempo es la unión de las tres dimensiones del espacio con el tiempo. En todas las escalas que se pueden medir, se ve liso. Pero algunas partes de la mecánica cuántica, la teoría que explica los átomos y las partículas, predicen que dejaría de ser liso a escalas mucho más pequeñas. Regiones diminutas cambiarían sin parar, y el espacio y el tiempo dejarían de tener valores definidos.

Una espuma así no tiene un borde que se pueda medir, así que lo que dan las teorías es una escala: la distancia a la que la espuma se empezaría a notar. La NASA la sitúa más o menos en el ancho del núcleo de un átomo de hidrógeno dividido entre 100 trillones (10²⁰). Eso equivale más o menos a la longitud de Planck, la escala a la que se espera que los efectos cuánticos de la gravedad cobren importancia. La escala exacta depende de la teoría, y todavía no hay ninguna teoría comprobada que una la gravedad con la mecánica cuántica.

Comparaciones de tamaño

La escala esperada de la espuma es más o menos igual a la longitud de Planck, el siguiente objeto más grande del explorador.
Un protón, de unos 1.7 femtómetros de diámetro, es unos 100 trillones (10²⁰) de veces más ancho que la escala esperada de la espuma. Un femtómetro es 10⁻¹⁵ metros.
Si la escala de la espuma se ampliara hasta el grosor de un cabello humano, unos 0.1 milímetros, un protón mediría aproximadamente un año luz de diámetro. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año.
Los cuásares que observó Chandra para la prueba de 2015, que se describe más abajo, están a unos 12 mil millones de años luz. Esa distancia es unas 7 × 10⁶⁰ veces la escala esperada de la espuma, y por eso unos efectos diminutos podrían irse sumando a lo largo del camino.

El origen de la idea

El físico John Wheeler, de la Universidad de Princeton, fue quien ideó la espuma cuántica y le dio su nombre. La mecánica cuántica ya predecía que las partículas podían aparecer y desaparecer brevemente. Wheeler imaginó algo más: el propio espacio-tiempo se batía hasta formar una espuma de formas distorsionadas. Wheeler también hizo famoso el término “agujero negro”.

En busca de la espuma

La espuma es muchísimo más pequeña de lo que se puede ver directamente, así que los astrónomos buscan sus efectos en la luz. Si el espacio-tiempo es espumoso, la distancia que recorre la luz fluctuaría en cantidades diminutas. En algunos modelos, estas fluctuaciones se van sumando a lo largo de miles de millones de años luz, hasta que los objetos lejanos se vuelven tan borrosos que dejan de verse.

En 2015, un equipo dirigido por Eric Perlman, del Instituto de Tecnología de Florida, puso a prueba esta idea con cuásares. Un cuásar es un objeto muy brillante que obtiene su energía de la materia que cae hacia un agujero negro gigante. El Observatorio de Rayos X Chandra y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, ambos de la NASA, y los telescopios VERITAS aun así detectaron con claridad cuásares lejanos. El equipo concluyó que esto descartaba dos modelos de la espuma, entre ellos uno llamado espuma holográfica.

La cuestión no está resuelta. En un artículo de 2026 para un congreso, Eric Steinbring y Jack Ng, uno de los autores del estudio de 2015, argumentaron que, después de todo, la espuma holográfica sí encaja con la dispersión en las posiciones medidas de un brote de rayos gamma extremadamente brillante. Lo presentan como una forma posible de interpretar los datos. Desde hace más de 20 años se debate si los efectos de la espuma pueden acumularse a lo largo de grandes distancias.