Universos paralelos   Leave a comment


Los universos paralelos son una concepción mental, en la que entran en juego la existencia de varios universos o realidades más o menos independientes. El desarrollo de la física cuántica, y la búsqueda de una teoría unificada (teoría cuántica de la gravedad), conjuntamente con el desarrollo de la teoría de cuerdas, han hecho entrever la posibilidad de la existencia de múltiples dimensiones y universos paralelos.

Teoría de los universos múltiples de Everett

Una de las versiones científicas más curiosas que recurren a los universos paralelos es la interpretación de los universos múltiples de Hugh Everett. Dicha teoría aparece dentro de la mecánica cuántica como una posible solución al problema de la medida en mecánica cuántica. Everett describió su interpretación más bien como una metateoría. Desde un punto de vista lógico la construcción de Everett evade muchos de los problemas asociados a otras interpretaciones más convencionales de la mecánica cuántica, sin embargo, en el estado actual de conocimiento no hay una base empírica sólida a favor de esta interpretación. El problema de la medida  es uno de los principales frentes filosóficos que abre la mecánica cuántica. Si bien la mecánica cuántica ha sido la teoría física más precisa hasta el momento, permitiendo hacer cálculos teóricos relacionados con procesos naturales que dan 20 decimales correctos y ha proporcionado una gran cantidad de aplicaciones prácticas centrales nucleares, relojes de altísima precisión, ordenadores, existen ciertos puntos difíciles en la interpretación de algunos de sus resultados y fundamentos el premio Nobel Richard Feynman llegó a bromear diciendo “creo que nadie entiende verdaderamente la mecánica cuántica”. El problema de la medida se puede describir informalmente del siguiente modo: De acuerdo con la mecánica cuántica un sistema físico, ya sea un conjunto de electrones orbitando en un átomo o un conjunto de políticos decidiendo la siguiente guerra planetaria, queda descrito por una función de onda. Dicha función de onda es un objeto matemático que supuestamente describe la máxima información

posible que contiene un estado puro.  Si nadie externo al sistema ni dentro de él observara o tratara de ver como está el sistema, la mecánica cuántica nos diría que el estado del sistema evoluciona deterministamente. Es decir, se podría predecir perfectamente hacia dónde irá el sistema.  La función de onda nos informa cuáles son los resultados posibles de una medida y sus probabilidades relativas, pero no nos dice qué resultado concreto se obtendrá cuando un observador trate efectivamente de medir el sistema o averiguar algo sobre él. De hecho, la medida sobre un sistema es un valor aleatorio entre los posibles resultados.  Eso plantea un problema serio si las personas y los científicos u observadores son también objetos físicos como cualquier otro, debería haber alguna forma determinista de predecir cómo tras juntar el sistema en estudio con el aparato de medida, finalmente llegamos a un resultado determinista. Pero el postulado de que una medición destruye la “coherencia” de un estado inobservado e inevitablemente tras la medida se queda en un estado mezcla aleatoria, parece que sólo nos deja tres salidas.

(A) O bien renunciamos a entender el proceso de de coherencia, por lo cual un sistema pasa de tener un estado puro que evoluciona deterministamente a tener un estado mezcla o “incoherente”.

(B) O bien admitimos que existen unos objetos no-físicos llamados “conciencia” que no están sujetos a las leyes de la mecánica cuántica y que nos resuelven el problema

(C) O tratamos de proponer una teoría que explique el proceso de medición, y no sean así las mediciones quienes determinen la teoría.  Diferentes físicos han tomado diferentes soluciones a este “trilema”:

Niels Bohr, que propuso un modelo inicial de átomo que acabó dando lugar a la mecánica cuántica y fue considerado durante mucho tiempo uno de los defensores de la interpretación ortodoxa de Copenhague, se inclinaría por (A). John Von Neumann, el matemático que creó el formalismo matemático de la mecánica cuántica y que aportó grandes ideas a la teoría cuántica, se inclinaba por (B).  La interpretación de Hugh Everett es uno de los planteamientos que apuesta de tipo (C).  La propuesta de Everett es que cada medida “desdobla” nuestro universo en una serie de posibilidades o tal vez existían ya los universos paralelos mutuamente inobservables y en cada uno de ellos se da una realización diferente de los posibles resultados de la medida. La idea y el formalismo de Everett es perfectamente lógico y coherente, aunque algunos puntos sobre cómo interpretar ciertos aspectos, en particular cómo se logra la inobservabilidad o coordinación entre sí de esos universos para que en cada uno suceda algo ligeramente diferente. Pero por lo demás es una explicación lógicamente coherente y posible, que inicialmente no despertó mucho entusiasmo sencillamente porque no está claro que sea una posibilidad falsadle. Sin embargo, en una encuesta reciente sobre la IMM, llevada a cabo por el investigador de ciencias políticas L. David Raub, que entrevistó a setenta y dos destacados especialistas en cosmología y teóricos cuánticos, se planteaba en una de sus preguntas estas alternativas:

Sí, creo que la IMM es correcta

No acepto la IMM

Quizás la IMM sea correcta, pero aún no estoy convencido

No tengo una opinión ni a favor ni en contra.

Los resultados de la encuesta fueron: (1) 58%, (2) 18%, (3) 13%, (4) 11%.[3] Entre los especialistas que se inclinaron por (1) estaban, Stephen Hawking, Richard Feynman o Murray Gell-Mann, entre los que se decantaron por (2) estaba Roger Penrose. Aunque Hawking y Gell-Mann han explicado su posición. Hawking afirma en una carta a Raub que «El nombre ‘Mundos Múltiples’ es inadecuado, pero la teoría, en esencia, es correcta» (tanto Hawking como Gell-Mann llaman a la IMM, ‘Interpetación de Historias Múltiples’). Posteriormente  Hawking ha llegado a decir que «La IMM es trivialmente verdadera» en cierto sentido. Por otro lado Gell-Man en una reseña de un artículo del físico norteamericano Bruce DeWitt, uno de los principales defensores de la IMM, Murray Gell-Mann se mostró básicamente de acuerdo con Hawking: «… aparte del empleo desacertado del lenguaje, los desarrollos físicos de Everett son correctos, aunque algo incompletos». Otros físicos destacados como Steven Weinberg o John A. Wheeler se inclinan por la corrección de esta interpretación. Sin embargo, el apoyo de importantes físicos a la IMM refleja sólo la dirección que está tomando la investigación y las perspectivas actuales, pero en sí mismo no constituye ningún argumento científico adicional en favor de la teoría.

LA GEOMETRÍA DEREISSNER Y NORDSTRÖM

La geometría de Reissner y Nordström, en una síntesis, describe el espacio vacío que rodea a un agujero negro con carga eléctrica.  Si la carga del agujero negro es menor que su masa (medidas en unidades geométricas G = c = 1), entonces la geometría contiene dos horizontes, uno externo y otro interno. Entre los dos horizontes el espacio es como una cascada, cayendo más rápidamente que la velocidad de la luz, llevándose todo con él. Sin embargo, corriente arriba y en sentido descendiente de la cascada, el espacio se mueve más lento que la velocidad de la luz, y prevalece con una relativa calma.  Ahora, según la formulación geométrica Reissner y Nordström, todo el trayecto que conduce hacia el final del centro del agujero negro estaría impregnado de una gravitación repulsiva, con una singularidad, al finalizar la trayectoria, de masa negativa. Lo anterior, implica el rechazo, por parte de esa singularidad, de los elementos sin carga que intentasen ingresar en el agujero cargado El universo a gran escala, e incluso en espacios aledaños, se muestra ser eléctricamente neutro. En consecuencia, se considera poco probable, así como lo plantean en su formulación Reissner y Nordström, que los agujeros negros pudiesen adquirir carga y, si así lo fuese, ésta se neutralizaría rápidamente por la acreción de carga con signo opuesto.  No está claro, cómo una gravitación repulsiva pudiese formar una singularidad de masa negativa. Si lo hiciera, es probable  que la singularidad se destruya espontáneamente por pares cargados de partícula-antipartícula que estallarían fuera del vacío, dentro del horizonte interno. Tragando partículas de carga opuesta a sí misma, la singularidad tendería a neutralizar su carga y su masa negativa, redistribuyendo la carga sobre espacio dentro del horizonte interno.  Arbitrariamente hasta aquí, hemos sustituido la geometría de Reissner y Nordström sobre la cercanía de la singularidad con el espacio plano. Específicamente, en lo concerniente a las precipitaciones del espacio hacia el interior del agujero negro, en cuanto a sus retardos y altos en el punto de retorno r0 en el horizonte interno, y hemos remplazado el espacio interior r0 por el espacio plano. Esto es equivalente a concentrar toda la carga del agujero negro en una delgada cáscara en el punto de retorno r0. Lo anterior, no significa que vayamos a soslayar el análisis, sino que lo hemos dejado para tratarlo más adelante, en la parte pertinente al diagrama del espacio tiempo en caída libre.

Universos Paralelos  No  es  ciencia  ficción

Una de las muchas consecuencias de las recientes observaciones cosmológicas es que el concepto de los universos paralelos no es una mera metáfora. El espacio parece tener un tamaño infinito. Si es así, entonces en alguna parte allá afuera, cualquier cosa posible se convierte en real, sin importar cuán improbable sea. Más allá del alcance de nuestros telescopios hay otras regiones del espacio que son idénticas a las nuestras. Esas regiones son un tipo de universo paralelo. Los científicos pueden incluso calcular qué tan lejos están estos universos, en promedio.  Y eso es física bastante sólida. Cuando los cosmólogos consideran teorías que están menos establecidas, concluyen que otros universos pueden tener propiedades y leyes de la física totalmente distintas. La presencia de tales universos explicaría varios aspectos extraños del nuestro. Incluso podría responder preguntas fundamentales acerca de la naturaleza del tiempo y del mundo físico. La idea del alter ego es rara y poco plausible. Pero vamos a tener que aceptarla, pues las observaciones astronómicas la apoyan. El modelo más sencillo y popular predice que usted tiene un gemelo en una galaxia ubicada a 10 a la 1028 metros de aquí. Es una distancia tan enorme que excede la escala astronómica, pero eso no le resta realidad a su doppelgänger La estimación se deriva de la teoría elemental de las probabilidades, y ni siquiera se basa en la física especulativa moderna, que sólo postula que el espacio es infinito (o al menos suficientemente grande) y que está, según las observaciones, casi uniformemente poblado de materia. En el espacio infinito tienen lugar incluso los eventos más improbables. Hay infinidad de planetas habitados, de los cuales no uno, sino muchos contienen personas con la misma apariencia, nombre y recuerdos de usted, viviendo todas las variantes posibles de las elecciones de su vida.  Probablemente no verá jamás a sus otros yoes. Lo más lejano que puede usted observar está a la distancia que la luz ha podido recorrer durante los 14.000 millones de años transcurridos desde que comenzó la expansión del Big Bang. Los objetos visibles más distantes se encuentran hoy a unos 4 x 1026 metros de nosotros, una distancia que define nuestro universo observable, llamado también volumen de Hubble o simplemente nuestro universo. Los universos de sus otros yoes son esferas del mismo tamaño, centradas en sus planetas. Son el ejemplo más sencillo de universos paralelos, donde cada uno es apenas una pequeña parte de un “multiverso” más amplio.

Con esta definición del “Universo” esperaríamos que la idea de multiverso pertenezca eternamente al reino de la metafísica. Pero la frontera entre la física y la metafísica se define por la posibilidad o imposibilidad de comprobar experimentalmente una teoría, no por el hecho de que algo parezca inverosímil o implique entidades no observables. Las fronteras de la física se han ido expandiendo para incorporar cada vez más conceptos abstractos y otrora metafísicos, como la redondez de la Tierra, los invisibles campos electromagnéticos, la ralentización del tiempo a velocidades elevadas, las superposiciones cuánticas, la curvatura del espacio y los agujeros negros. En los últimos años se agregó a esta lista el concepto del multiverso. Está cimentado en teorías bien comprobadas, como la relatividad y la mecánica cuántica, y cumple los dos criterios básicos de una ciencia empírica: se hacen predicciones con base en él y es falsable. Los científicos han descrito hasta cuatro tipos diferentes de universos paralelos. La pregunta no es si hay multiverso sino cuántos niveles tiene.

Publicado noviembre 2, 2011 por Mery en Mitos y leyendas

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