Es altamente improbable que exista nuestro universo, a no ser que existan múltiples universos. Los aceleradores de partículas no pueden producir suficiente energía para replicar las condiciones que prevalecieron en el primer nanosegundo y descubrir si hubo más de un Big Bang que dio lugar a otros universos diferentes con avatares nuestros. Solo una especie posthumana podrá descubrirlos.
Es fácil imaginar otros universos, gobernados por leyes físicas ligeramente diferentes, en los que no podría surgir vida inteligente ni ningún tipo de sistema complejo organizado. ¿Deberíamos, por tanto, sorprendernos de que exista un universo en el que pudimos emerger?
Esa es una pregunta que los físicos, incluyéndome a mí, hemos tratado de responder durante décadas. Pero la respuesta está resultando difícil. Aunque podemos rastrear con confianza la historia cósmica hasta un segundo después del Big Bang, lo que sucedió antes es más difícil de medir. Nuestros aceleradores no pueden producir suficiente energía para replicar las condiciones extremas que prevalecieron en el primer nanosegundo.
Pero pensamos que fue en esa primera fracción de segundo cuando se imprimieron las características clave de nuestro universo.
Es fácil imaginar otros universos, gobernados por leyes físicas ligeramente diferentes, en los que no podría surgir vida inteligente ni ningún tipo de sistema complejo organizado. ¿Deberíamos, por tanto, sorprendernos de que exista un universo en el que pudimos emerger?
Esa es una pregunta que los físicos, incluyéndome a mí, hemos tratado de responder durante décadas. Pero la respuesta está resultando difícil. Aunque podemos rastrear con confianza la historia cósmica hasta un segundo después del Big Bang, lo que sucedió antes es más difícil de medir. Nuestros aceleradores no pueden producir suficiente energía para replicar las condiciones extremas que prevalecieron en el primer nanosegundo.
Pero pensamos que fue en esa primera fracción de segundo cuando se imprimieron las características clave de nuestro universo.
¿Constantes y variables?
Las condiciones de nuestro universo se pueden describir a través de sus "constantes fundamentales": cantidades fijas en la naturaleza, como la constante gravitatoria (llamada G) o la velocidad de la luz (llamada C).
Hay alrededor de 30 de estas constantes que representan los tamaños y la fuerza de parámetros como las masas de las partículas, las fuerzas naturales o la expansión del universo. Pero nuestras teorías no explican qué valores deberían tener estas constantes. En cambio, tenemos que medirlas y conectar sus valores con nuestras ecuaciones para describir con precisión la naturaleza.
Los valores de las constantes están en el rango que permite la evolución de sistemas complejos como estrellas, planetas, carbono y, en última instancia, humanos. Los físicos han descubierto que, si modificamos algunos de estos parámetros en un pequeño porcentaje, dejaríamos a nuestro universo sin vida. Por lo tanto, el hecho de que la vida exista tiene que tener alguna explicación.
Algunos argumentan que es solo una coincidencia afortunada. Una explicación alternativa, sin embargo, es que vivimos en un multiverso, que contiene dominios con diferentes leyes físicas y valores de constantes fundamentales. La mayoría de ellos podría ser totalmente inadecuado para la vida. Pero unos pocos universos deberían, estadísticamente hablando, ser favorables para la vida.
¿Cuáles son los límites?
Pero ¿cuál es el límite de la realidad física? Estamos seguros de que el universo es más extenso de lo que los astrónomos pueden observar, e incluso de que es definitivamente finito. Eso es así, esencialmente, porque, como en el océano, hay un horizonte a partir del cual no podemos ver más allá.
Y así como no creemos que el océano termine más allá de nuestro horizonte, suponemos que existen galaxias situadas más allá del límite de nuestro universo observable. En nuestro universo acelerado, nuestros descendientes remotos tampoco podrán observarlas nunca.
La mayoría de los físicos estarían de acuerdo en que hay galaxias que nunca podremos ver y que superan en número a las que podemos observar. Si se extendieran lo suficiente nuestros límites de observación, todo lo que pudiéramos imaginar que sucediera podría repetirse una y otra vez. Más allá de ese horizonte, todos podríamos tener avatares.
Solo podemos ver una fracción del universo. NASA/Telescopio James Webb.
Nuestro Big Bang
Este vasto dominio (y principalmente inobservable) sería la consecuencia de "nuestro" Big Bang, y probablemente estaría gobernado por las mismas leyes físicas que prevalecen en las partes del universo que podemos observar. ¿Pero fue nuestro Big Bang el único?
La teoría de la inflación, que sugiere que el universo primitivo atravesó un período en el que su tamaño se duplicó cada billonésima de billonésima de billonésima de segundo, tiene un apoyo observacional genuino. Explica por qué el universo es tan grande y suave, a excepción de las fluctuaciones y ondas que son las "semillas" para la formación de galaxias.
Pero los físicos, incluido Andrei Linde, han demostrado que, bajo algunos supuestos específicos pero plausibles sobre la física incierta en esta era antigua, habría una producción "eterna" de Big Bangs, cada uno de los cuales daría lugar a un nuevo universo.
¿Leyes naturales o locales?
La teoría de cuerdas, que es un intento de unificar la gravedad con las leyes de la microfísica, conjetura que todo en el universo está formado por cuerdas diminutas que vibran. Pero asume que hay más dimensiones de las que experimentamos. Estas dimensiones adicionales, sugiere, están tan compactadas que no las notamos todas. Y que cada tipo de compactación de esas cuerdas podría crear un universo con una microfísica diferente, por lo que otros Big Bangs, cuando se enfríen, podrían regirse por leyes diferentes.
Las “leyes de la naturaleza” pueden, por lo tanto, en esta perspectiva aún más amplia, ser estatutos locales que gobiernan nuestro propio parche cósmico.
Si la realidad física es así, entonces hay una motivación real para explorar universos "contrafactuales" (lugares con gravedad diferente, física diferente, etc.) para explorar qué rango o parámetros permitirían que emergiera la complejidad, y cuáles conducirían a un cosmos nacido muerto.
Revolución cosmológica inminente
Emocionantemente, esto está en curso, con investigaciones recientes que sugieren que podrías imaginar universos que son incluso más amigables con la vida que el nuestro. Sin embargo, algún "ajuste" de las constantes físicas harían que ese universo naciera muerto.
Dicho esto, a algunos no les gusta el concepto del multiverso. Les preocupa que la esperanza de una teoría fundamental para explicar las constantes sea tan vana como la búsqueda numerológica de Kepler para relacionar las órbitas planetarias con los sólidos platónicos anidados.
Pero nuestras preferencias son irrelevantes para la forma en que realmente es la realidad física, por lo que seguramente deberíamos tener la mente abierta a la posibilidad de una gran revolución cosmológica inminente.
Primero tuvimos la comprensión copernicana de que la Tierra no era el centro del Sistema Solar: gira alrededor del Sol. Entonces nos dimos cuenta de que hay millones de sistemas planetarios en nuestra galaxia y de que hay millones de galaxias en nuestro universo observable.
Entonces, ¿podría ser que nuestro dominio observable, de hecho, nuestro Big Bang, sea una pequeña parte de un conjunto mucho más grande y posiblemente diverso?
¿Física o metafísica?
¿Cómo sabemos cuán atípico es nuestro universo? Para responder a eso, necesitamos calcular las probabilidades de cada combinación de constantes. Y esa es una caja de gusanos que aún no podemos abrir: tendremos que esperar grandes avances teóricos.
En última instancia, no sabemos si hay otros Big Bangs. Pero no serían sólo metafísica. Algún día podríamos tener razones para creer que existen.
Específicamente, si tuviéramos una teoría que describiera la física bajo las condiciones extremas del Big Bang ultra temprano, y si esa teoría hubiera sido corroborada de otras maneras, por ejemplo, derivando algunos parámetros no explicados en el Modelo Estándar de física de partículas: Entonces la predicción de múltiples Big Bangs deberíamos tomarla en serio.
Los críticos a veces argumentan que el multiverso no es científico porque nunca podemos observar otros universos. Pero no estoy de acuerdo. No podemos observar el interior de los agujeros negros, pero creemos lo que dice el físico Roger Penrose sobre lo que sucede allí: su teoría ha ganado credibilidad al estar de acuerdo con muchas cosas que podemos observar.
La IA nos ayudará
Hace unos 15 años, participé en un panel en Stanford en el que nos preguntaron qué tan en serio nos tomábamos el concepto del multiverso: en la escala "¿apostarías tu pez dorado, tu perro o tu vida?". Dije que estaba casi al nivel de un perro. Linde dijo que casi apostaría su vida. Más tarde, al escuchar esto, el físico Steven Weinberg dijo que “felizmente apostaría la vida del perro de Martin Rees y de Andrei Linde”.
Lamentablemente, sospecho que Linde, mi perro y yo, estaremos muertos antes de que tengamos una respuesta.
De hecho, ni siquiera podemos estar seguros de entender la respuesta, al igual que la teoría cuántica es demasiado difícil para los monos. Es concebible que la inteligencia artificial pueda explorar las complejidades geométricas de algunas teorías de cuerdas y arrojar, por ejemplo, algunas características genéricas del Modelo Estándar. Entonces tendríamos confianza en la teoría y tomaríamos en serio sus otras predicciones.
Pero nunca tendríamos el momento de intuición "ajajá", que es la mayor satisfacción para un teórico. La realidad física en su nivel más profundo podría ser tan profunda que su elucidación tendría que esperar a la especie posthumana, por deprimente o estimulante que sea, según el gusto. Pero no es razón para descartar el multiverso como poco científico.
Fuente LEVANTE