Una nueva propuesta teórica plantea que el espacio tal como lo percibimos —de tres dimensiones— podría no ser más que una manifestación secundaria de leyes físicas que operan en un marco más complejo y con mayor número de dimensiones. El trabajo, desarrollado por el físico Teppo Mattsson y publicado en Frontiers in Physics, sugiere que el espacio tridimensional emergente podría derivarse de propiedades fundamentales de las interacciones físicas, y no al revés. Este enfoque plantea una lectura completamente nueva de la física del espacio-tiempo, alejada del supuesto habitual de que las dimensiones espaciales son el escenario estático donde actúan las leyes de la naturaleza. En cambio, según esta teoría, las propias leyes podrían ser responsables de generar lo que experimentamos como espacio.

En este artículo repasamos las bases de esta hipótesis, su contexto dentro de la física contemporánea, su posible vínculo con la teoría cuántica y la relatividad, y sus implicaciones más amplias sobre cómo entendemos el universo.

Un cambio de enfoque: ¿el espacio como resultado, no como punto de partida?

La física moderna se ha apoyado durante más de un siglo en la idea de que el espacio y el tiempo conforman el escenario sobre el que se desarrollan las leyes fundamentales del universo. Tanto en la mecánica cuántica como en la teoría de la relatividad, estas dimensiones han sido asumidas como un marco fijo, aunque deformable en el caso del espacio-tiempo de Einstein. Sin embargo, la propuesta de Teppo Mattsson da la vuelta a este supuesto: plantea que las tres dimensiones del espacio no son una estructura preexistente, sino una consecuencia emergente de cómo actúan las leyes físicas en sistemas complejos.

El argumento parte de una observación básica: en física, las simetrías suelen estar detrás de la estructura del universo tal como lo conocemos. Por ejemplo, la conservación de la energía deriva de la simetría temporal, y la conservación del momento lineal de la simetría espacial. Si aceptamos que estas leyes se manifiestan de forma más fundamental que el espacio mismo, entonces es posible que lo que entendemos por espacio tridimensional no sea un punto de partida, sino una propiedad inducida.

Las matemáticas detrás de la intuición

Uno de los puntos más destacados del artículo de Mattsson es su esfuerzo por formalizar esta idea en términos cuantificables. Para ello, recurre a estructuras matemáticas conocidas como «grupos de simetría» y al principio de invariancia. Su modelo teórico parte de un universo sin dimensiones espaciales explícitas, donde las interacciones están regidas por ecuaciones invariantes bajo ciertas transformaciones. A partir de ahí, demuestra que bajo determinadas condiciones, esas interacciones producen configuraciones equivalentes a un espacio de tres dimensiones.

Este tipo de trabajo entronca con ideas previas como el espaciotiempo emergente en la gravedad cuántica o la geometría holográfica en teorías como la correspondencia AdS/CFT. En esos marcos, el espacio observable aparece como una manifestación de otras entidades matemáticas más abstractas. Pero el valor añadido aquí es la búsqueda de un principio general: no un modelo concreto, sino una explicación de por qué siempre parecen emerger tres dimensiones espaciales, y no cuatro, cinco o infinitas.

En este contexto, resulta interesante que el modelo predice la emergencia de un espacio separable, homogéneo y isótropo, con características similares a las del universo observable a gran escala. Estos tres adjetivos —separable, homogéneo, isótropo— tienen un peso técnico: indican que el espacio se puede dividir en regiones independientes, que esas regiones son similares entre sí y que no hay direcciones privilegiadas. Justo lo que predice la cosmología basada en la relatividad general.

Implicaciones para la cosmología y la física cuántica

Una de las áreas donde esta teoría podría tener más impacto es en la búsqueda de una teoría unificada de la física. Desde hace décadas, los físicos intentan reconciliar la relatividad general, que describe el universo a gran escala, con la mecánica cuántica, que rige el comportamiento de partículas subatómicas. Ambas teorías han sido verificadas experimentalmente hasta extremos muy precisos, pero son incompatibles entre sí en su forma actual.

El modelo de Mattsson sugiere que parte de esa incompatibilidad podría venir de asumir que el espacio tridimensional es una constante. Si, en cambio, se tratara de una consecuencia derivada de leyes físicas más profundas, quizá ambas teorías podrían encontrar un terreno común en esa base subyacente. Esto abriría un nuevo camino para teorías como la gravedad cuántica de bucles o la teoría de cuerdas, que ya operan con más dimensiones o incluso sin un espacio fijo.

Desde el punto de vista experimental, aún estamos lejos de poder confirmar o refutar este tipo de modelos. Sin embargo, la cosmología moderna ya contempla escenarios donde el espacio puede ser una ilusión emergente. El modelo inflacionario del universo, por ejemplo, sugiere que el propio espacio puede expandirse más rápido que la luz, algo que solo tiene sentido si se considera como una construcción matemática más que como un fondo rígido.

Una propuesta arriesgada, pero dentro del marco científico

A diferencia de las teorías especulativas que a menudo se difunden sin base formal, el enfoque de Mattsson se inscribe en un marco matemático riguroso y está publicado en una revista científica con revisión por pares. Esto no garantiza que la propuesta sea cierta, pero sí que ha pasado por un mínimo filtro metodológico. Además, se apoya en precedentes conceptuales sólidos, como las teorías de campos efectivos y las simetrías gauge.

Otro punto a su favor es que no busca reemplazar toda la física moderna, sino ofrecer una capa más profunda de interpretación. De hecho, en su formulación más conservadora, la teoría podría entenderse como una descripción alternativa del mismo espacio tridimensional que conocemos, pero basada en su origen más que en su estructura. Esta aproximación encajaría con la tendencia actual en física teórica hacia modelos que unifican comportamiento macroscópico y propiedades emergentes.

¿Cómo cambia esto nuestra visión del universo?

En última instancia, lo que está en juego es una redefinición de conceptos que damos por sentados: espacio, tiempo, materia. Si el espacio no es una “escena” donde transcurren los acontecimientos, sino un producto derivado de la dinámica de leyes más fundamentales, entonces muchas de nuestras intuiciones físicas deben ser revisadas. No se trata de ciencia ficción, sino de ajustar el marco conceptual a las mejores herramientas matemáticas disponibles.

Esta idea, lejos de debilitar la física tal como la conocemos, podría enriquecerla. Al igual que la mecánica cuántica no sustituyó a la física clásica, sino que la amplió, un modelo emergente del espacio no niega la utilidad de trabajar en tres dimensiones, pero nos recuerda que eso podría no ser todo lo que hay. Es posible que, al igual que las temperaturas y presiones emergen de interacciones moleculares invisibles, las tres dimensiones que percibimos sean solo la superficie visible de una realidad mucho más profunda.

Reflexión final

Cuestionar los fundamentos del espacio no es una rareza sin sentido, sino una posibilidad lógica dentro del desarrollo de la física teórica. Como ocurrió con la aparición del concepto de relatividad o con la dualidad onda-partícula, muchas ideas que hoy nos parecen evidentes fueron en su momento profundamente contraintuitivas. Si algo ha enseñado la ciencia es que el universo no tiene por qué coincidir con nuestras intuiciones. Y si eso significa que las dimensiones espaciales que vemos no son la base, sino el resultado de algo más, conviene mantener la mente abierta.