Qué es la cuarta dimensión y por qué, aunque la física logre confirmar su existencia, no la podríamos percibir

En otras palabras, podemos identificar la izquierda y derecha, el adelante y atrás, y el arriba y abajo.

Pero ¿en dónde se encuentra esa cuarta dimensión que existe de manera simultánea, formando un ángulo recto con respecto a esas tres dimensiones conocidas?

“Puedo describir matemáticamente a la cuarta dimensión, pero no la puedo señalar”, dijo a la BBC el cosmólogo Andrew Pontzen del Colegio Universitario de Londres (UCL, por sus siglas en inglés).
La imposibilidad humana de poder experimentar físicamente esta dimensión no ha frenado a los científicos de imaginarla o incluso, de intentar demostrar su existencia.

El “efecto Hall cuántico”

Este año, un equipo de científicos de Estados Unidos y otro Europeo publicaron en la revista científica Nature dos investigaciones complementarias sobre el llamado “efecto Hall cuántico”, el cual solo ocurre en la cuarta dimensión.

“Cuando se teorizó que el efecto Hall cuántico se podía observar en el espacio tetradimensional, se consideró de interés puramente teórico porque el mundo real consiste solo en tres dimensiones espaciales”, dijo Mikael C. Rechtsman, físico de la Universidad Estatal de Pensilvania, EE.UU., y autor de uno de los dos estudios.

“Era más o menos una curiosidad”, agregó Rechtsman en un comunicado de la universidad.

Pero estas nuevas investigaciones demostraron que el efecto Hall cuántico, el cual está en la base de tres premios Nobel de física pasados, puede ser emulado y estudiado.

Para analizar este efecto del espacio tetradimensional en el tridimensional los investigadores “descendieron” una dimensión y desarrollaron sus experimentos en el mundo bidimensional.

Esa es justamente la mejor forma de entender este concepto tan abstracto para la mente humana.

De menos a más

“Imagina que vives en un universo de dos dimensiones”, dijo Pontzen al programa CrowdSicence de la BBC.

En ese universo todos los seres son completamente chatos y pueden moverse de izquierda a derecha o para adelante y atrás, pero son incapaces de desplazarse hacia arriba y abajo.

Es más: no pueden comprender el concepto de arriba y abajo porque allí no hay altitud. Todo es plano.

Pontzen continuó: “Supone que una esfera, que tiene tres dimensiones, pasa a través del mundo bidimensional. ¿Qué verían los seres de dos dimensiones?”.

“Primero verían un pequeño punto —dijo— y, a medida que la esfera fuera pasando por el plano de dos dimensiones, empezarían a ver un círculo más grande, grande y grande, hasta llegar al tamaño completo de la esfera”, a su diámetro máximo.

“En ese punto se invertiría y empezaría a ir en la dirección contraria, viéndose como un círculo más y más pequeño hasta que eventualmente de nuevo se volvería un punto y desaparecería” para la vista de los seres bidimensionales, afirmó.

En palabras del cosmólogo, “esto ayuda a entender cómo realmente sería si un ser tetradimensional apareciera” en el mundo tridimensional: “Se vería muy raro”.

Por eso, muchos físicos creen que, incluso si lográramos viajar a un mundo con cuatro dimensiones, nuestros cerebros no serían capaces de percibirlo.

Entre ellos se encontraba el famoso astrofísico y divulgador científico Carl Sagan.

En un episodio de su programa televisivo Cosmos, Sagan dice que, si bien un ser bidimensional “no puede imaginar una tercera dimensión, con certeza puede deducirla”.

“Ahora, aumenta todas las dimensiones por uno y tienes algo parecido a la situación que muchos cosmólogos creen que puede aplicarse a nosotros”, agrega.

Según el divulgador, “somos seres tridimensionales atrapados en tres dimensiones, que imaginamos al mundo ‘plano’ en tres dimensiones”.

Hormigas y monstruos

Sin embargo, no todos piensan igual. El astrofísico y divulgador de la ciencia Neil deGrasse Tyson, por ejemplo, tiene la esperanza de que no solo lo entendamos, sino que podamos acceder a la cuarta dimensión.

En una entrevista en el podcast Joe Rogan Experience, deGrasse Tyson comienza a colocar papeles a modo de mosaico sobre un escritorio, un espacio que tiene dos dimensiones: longitud y latitud.

“Llegará un punto en que ya no tendré más lugar para colocar hojas”, dijo. “Si fuera una hormiga viviendo en la superficie de este escritorio, diría: ‘No hay más espacio'”.

“Pero nosotros somos seres tridimensionales. Puedo colocar un organizador y almacenar las hojas verticalmente”, por encima de la superficie del escritorio, explicó.

La hormiga (que, si bien es un ser tridimensional, en esta analogía es absolutamente plana), vería la hoja desaparecer del escritorio y diría: “¿A dónde fue? ¡Oh, por Dios, desapareció en algún tipo de portal!”, afirmó deGrasse Tyson.

A lo que agregó: “Tú habrías hecho desaparecer el papel en la tercera dimensión y la hormiga no tendría idea de a dónde fue porque tienes un portal, tienes acceso a una dimensión extra”.

Tras explicar todo lo que puede almacenarse verticalmente gracias a esa tercera dimensión, el astrofísico expande su analogía una dimensión más.

“Estás almacenando cajas en una habitación y de repente te quedas sin espacio”, dijo. Entonces, abres una puerta tetradimensional donde colocas más cajas y luego la cierras: “De tu lado de la puerta no hay nada. Miras del otro lado y tampoco”, explicó.

Lo que para la vista es “solo una puerta”, en verdad “es un portal a la cuarta dimensión que puede almacenar una cantidad de cajas mucho más vasta que lo que tú puedes guardar en el espacio tridimensional de tu habitación”.

Y si en este momento estás pensando en la película infantil Monsters Inc, entonces estás en la línea de razonamiento correcta.

En la animación de Pixar los monstruos viajan de una fábrica de sustos a los dormitorios de los niños a través de unas puertas que, a simple vista, parecen no llevar a ningún lado.

Para deGrasse Tyson, Monsters Inc representa la física de los portales tetradimensionales de una forma “brillante” y “exacta”.