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sábado, 6 de diciembre de 2014

Distintos tipos de universos múltiples

Los universos múltiples son un tema que atraen mucho la atención. Protagonizan artículos de ciencia serios, aparecen en series de ciencia ficción y son usados por los magufos para vender pamplinas. Todo mezclado. Por este motivo es muy difícil saber qué es verdad, y qué es especulación en este tema.

Los universos múltiples forman el hilo principal de la serie Fringe



Adelantemos un par de cosas. Como vamos a ver en breve, los universos múltiples están basados básicamente en la especulación. Como ya he dicho forman la base de gran cantidad de magufadas, como el biocentrismo, y a eso hay que hacerle poco caso.

Veamos los tres tipos de universos múltiples, o multiversos, que hay en la literatura.

Multiuniverso de Hubble

Este es el único tipo de multiverso que no es pura especulación, sino una realidad. La idea es bastante sencilla. El universo se expande. Eso es un hecho, como ya demostró Edwin Hubble. Además, no sólo el universo se expande, sino que las zonas más lejanas se alejan de nosotros más rápido que las más cercanas. Eso se describe mediante una sencilla fórmula, la Ley de Hubble.

 $$v=H_0 D $$

Donde, $v$ es la velocidad de alejamiento, $H_0$ es una constante (la constante de Hubble), y D es la distancia que nos separa de la zona en cuestión. ¿Podrá esa velocidad de alejamiento alcanzar la velocidad de la luz o incluso m'as? Sin problema. Basta con que la zona en cuestión esté a una distancia $D\ge c/H_0$, donde $c$ es la velocidad de la luz. Esta distancia se conoce como la distancia de Hubble.

Como es bien sabido, ninguna información ni proceso físico puede superar la velocidad de la luz. Una pequeña excepción a esto son las medidas de entrelazamiento, pero como ya se ha explicado por aquí estas no pueden transmitir información alguna. Básicamente, ya que la información no puede viajar más rápido que la luz, lo que ocurra a una distancia mayor que la distancia de Hubble nunca podrá afectarnos de ninguna manera. En todos los aspectos, lo que hay más allá de esa distancia, es otro universo para nosotros.


Nuestro "Universo de Hubble"

Podéis comprobar que es una idea bastante sencilla, sin nada de metafísica. Simplemente, hay partes del universo que se alejan tan rápidamente de nosotros que aunque allí ocurra algo fascinante, esa información nunca llegará a nosotros. Por supuesto esto es algo que depende del observador. Cada punto del universo tiene su universo observable, y lo que hay más allá de él no tiene ninguna importancia.

Este tipo de multiverso es totalmente real, pero es poco interesante ya que por definición los demás universos no nos podrán afectar nunca en nada.

Multiverso Cuántico

Este es un caso mucho más especulativo, y del que ya hemos hablado por aquí. Veamos lo que ya dijimos en una reciente entrada.

Empecemos por el principio. En física cuántica un sistema puede evolucionar de dos maneras diferentes. Cuando evoluciona libremente, sigue la llamada Ecuación de Schrödinger, y esta permite que un sistema esté en varios estados al mismo tiempo. Sin embargo, si observamos el sistema, tenemos una evolución totalmente diferente, y pasa a estar en sólo una posición. Conseguir derivar estas dos evoluciones de un mismo principio es un tema complejo. 

Un intento muy interesante lo hizo Hugh Everet, proponiendo que sólo la evolución dada por la ecuación de Schrödinger es correcta. ¿Qué significa eso? Bueno, pues si el espín de un electrón tiene dos estados, arriba y abajo, cuando tú lo mides pasas tú también a estar en dos estados, uno en el que has medido arriba, y otro en el que has medido abajo. Así ocurriría con cada medición que se hiciera en el universo, dando lugar a una infinidad de estados dependiendo de cada resultado. 

¿Por qué no vemos todos esos universos? Bueno, entonces hay que introducir un ingrediente más y decir que todos estos universos no interaccionan entre sí a nivel macroscópico y que tú estás en uno de esos universos. Al final todo se reduce a introducir un elemento igual de complejo que el de la teoría inicial. Así si en la física cuántica estándar tenemos que suponer que hay un proceso que hace que los sistemas pasen de estar en múltiples estados a estar en uno sólo, en la teoría de Everett tenemos que suponer que hay un mecanismo similar que hace que los universos múltiples dejen de interaccionar en un momento dado. Así la interpretación de Everett da exactamente los mismos resultados que la cuántica estándar, y es por eso la misma teoría. En definitiva, que lo mismo da suponer que un sistema colapsa al medirlo, que suponer que hay distintos universos que se separan al medir algo. Por eso a los universos múltiples no se les considera una teoría en sí, sino una interpretación de la cuántica. 


Al medir la desintegración del átomo se crean dos universos, uno donde el gato está vivo, y otro donde no lo está. Triste consuelo para el gato que muere. 

En definitiva, la interpretación de los muchos mundos de Everett no viene a aportar demasiado. Es lo mismo suponer que al medir algo esto pasa a estar en un solo estado, que suponer que al medirlo separamos el universo en dos partes que nunca más vuelven a interaccionar.

Este tipo de multiverso es especulativo, y además poco interesante. Implica que en el caso de que haya otros universos nunca nos afectarán en lo más mínimo, como en el caso del multiverso de Hubble.


Multiversos debido a las dimensiones extra

Este tipo de multiverso es interesante y especulativo al mismo tiempo. Es especulativo, porque se basa en hipótesis no demostradas. Es interesante porque de ser cierto, sería el único que nos podría realmente afectar.

La hipótesis en la que se basa la existencia de este tipo de multiversos es en las dimensiones extra. Es bien sabido que vivimos en un mundo con tres dimensiones espaciales y una temporal. Eso es evidente. Sin embargo, hay teorías científicas que suponen la existencia de más dimensiones. El ejemplo más popular es la teoría de cuerdas, que puede tener un distinto número de dimensiones extra (11 en la teoría M). ¿Qué ocurre con estas dimensiones? Evidentemente no las vemos, así que no pueden ser como las dimensiones estándar. Por este motivo se ha especulado con diversos mecanismos que podrían evitar que estas dimensiones sean apreciables. Uno de los más populares es la compactificación, según la cual estas dimensiones están por todas partes, pero sólo se aprecian a unas distancias tan pequeñas que están extremadamente lejos poder ser observadas por nuestros experimentos.

Otra opción es que no podamos ver las dimensiones extra porque estamos recluidos en nuestro espacio tridimensional. Si las partículas que nos forman están obligadas a moverse exclusivamente en tres de las dimensiones, las demás dimensiones serán totalmente ajenas a nosotros. En este caso podría ocurrir que alguna interacción o partícula sí que fuera capaz de saltar de dimensión en dimensión, creando la posibilidad de interacción entre los distintos universos. A estos subespacios de menor dimensión se les denomina branas.



Como ya hemos dicho, este multiverso es totalmente especulativo. No hay pruebas algunas todavía de la existencia de dimensiones extra. Existen básicamente dos posibilidades, que existan o que no. Si no existen no hay que preocuprse más, simplemente las teorías que se basan en ellas son incorrectas y ya está. En el caso de que existan dimensiones extra hay de nuevo dos posibilidades. Pueden ser inalcanzables, y no juegan papel ninguno en nuestro universo. En ese caso volvemos a una situación como la del Multiverso de Hubble, en la que existen otros universos pero no juegan ni jugarán ningún papel en nuestras vidas. Solo en el hipotético caso de que existan dimensiones extra, y de que estas sean alcanzables experimentalmente tenemos algo interesante. En ese caso sí podría haber comunicación entre los distintos multiversos.

Este multiverso vuelve a ser especulativo, como el caso cuántico. Mientras no tengamos evidencia experimental de la existencia de dimensiones extra poco nos podemos creer. Por otro lado, si fuera cierto, este es el único interesante, ya que podría implicar comunicación entre los distintos universos. 

1 comentario:

  1. Antonio (AKA "Un físico")17 de diciembre de 2014, 9:05

    Daniel dice: "lo que ocurra a una distancia mayor que la distancia de Hubble nunca podrá afectarnos de ninguna manera". Pero la distancia Hubble es de unos 13.7 GLyrs y, por ejemplo, la radiación del fondo de microondas (CMB) está a unos 46 GLyrs. Y fijaos si nos afecta la CMB que no paramos de enviar satélites para medirla con más y más detalle.

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