Cuando Einstein y Planck abrieron la puerta de la cuántica no se imaginaron que llegaría tan lejos, de hecho, el primero nunca la aceptó. En 1920, Paul Dirac describió la interacción entre luz y materia, su teoría es la “traducción” de la teoría de Maxwell sobre electromagnetismo al campo de la teoría especial de la relatividad, logrando total coincidencia entre ésta y la Mecánica Cuántica que nace con Dirac. Años después Werner Schroedinger la amplía e introduce su Principio de Incertidumbre. Se trata ya de manejarse en el campo atómico y subatómico, esta teoría se separa de las clásicas como la de Newton, Maxwell e inclusive la Relatividad.

En la Teoría Cuántica hemos visto que no podemos definir la posición de una partícula entre el punto inicial y el final, recordemos la paradoja del gato de Schroedinger. En otras palabras, supongamos que para observar un electrón tenemos que enfocarlo con un rayo de luz, pues los fotones que constituyen la luz chocan con el electrón y lo cambian constantemente de posición.

Richard Feynman en los 1940, presentó otra interpretación de la cuántica señalando que eso no quería decir que la partícula no tenía una ruta entre el comienzo y el final, sino que tenía todas las rutas posibles entre esos dos puntos. Esto según Feynman, es lo que hace la teoría cuántica diferente de la física newtoniana. Todas las rutas posibles quiere decir: infinitas rutas, incluyendo las más exorbitantes como la de ir a Neptuno antes de llegar de una fuente terrestre a un punto cercano sólo unos metros.

Para Feynman la probabilidad de que la partícula llegue a su destino implica la suma de todas esas rutas. Desarrolló las expresiones matemáticas para sustentar su teoría. Sin embargo, en la práctica, las matemáticas no saben como tratar los infinitos, pues un infinito es ya tan infinito como dos o tres infinitos.

El problema de  los infinitos que pululan en la teoría de Feynman es un escollo magnífico para determinar las probabilidades. Surge así el procedimiento denominado Renormalización que es una colección de técnicas usadas para tratar con infinitos, digamos, por ejemplo, +infinito y –infinito se anulan, quedando de ese modo un pequeño número de rutas que arrojan la probabilidad buscada.

Richard Feynman estuvo consciente de los inconvenientes que presentaban los infinitos y su renormalización, los cálculos necesarios eran complicados, largos, intensos; así que desarrolló un método gráfico, de incalculable importancia en la ciencia moderna, para visualizar cada término en la suma de las historias de las rutas. Las figuritas parecen gráficos dibujados por niños, en los cuales las líneas sólidas representan los electrones y las onduladas significan fotones.

La teoría electrodinámica de Feynman aplicada al universo sigue el planteamiento explicado arriba. El universo no tiene una sola historia (lo que era ruta antes), sino todas las historias posibles, cada una con su propia probabilidad. Nuestra observación del estado actual de un universo afecta su pasado, como le hacía el fotón al electrón, y determina las diferentes historias del universo. Ese análisis muestra cómo las leyes de la naturaleza, en nuestro universo, surgen de la Teoría del Big Bang (la Gran Explosión).

A los lectores interesados en temas cosmológicos le recomendamos el extraordinario libro: El Gran Diseño (The Grand Design), escrito por Stephen Hawking y Leonard Mlodinow, que ha sido uno de los apoyos de los artículos: Cómo Llegamos a la Física Moderna hasta el próximo Teoría del Campo Unificado. A los que hayan leído el libro, estos artículos le harán más fácil su comprensión.