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del Sitio Web TheConversation
traducción de
Adela Kaufmann
entre diferentes 'burbujas del universo' en el fondo cósmico de microondas. Geralt
Pero la idea de que vivimos en un "multiverso" compuesto por un número infinito de universos paralelos se ha considerado durante mucho tiempo una posibilidad científica, aunque todavía es un tema de debate vigoroso entre los físicos.
La carrera ahora está en camino para encontrar una manera de probar
la teoría, incluida la búsqueda en el cielo de signos de colisiones
con otros universos.
Esta distinción es crucial.
No hemos agitado nuestras manos y hemos dicho:
En cambio, la idea de que el universo es quizás uno de infinitos se deriva de las teorías actuales como la mecánica quántica y la teoría de cuerdas.
La interpretación de muchos mundos
Es posible que haya escuchado el experimento mental del gato de Schrödinger, un animal escalofriante que vive en una caja cerrada.
El acto de abrir la caja nos permite seguir una de las posibles historias futuras de nuestro gato, incluida una en la que está vivo y muerto. La razón por la que esto parece tan imposible es simplemente porque nuestra intuición humana no está familiarizada con ello.
Pero es completamente posible, de acuerdo con las extrañas reglas de la mecánica quántica.
La razón por la que esto puede suceder es que el espacio de posibilidades en la mecánica quántica es enorme. Matemáticamente, un estado mecánico quántico es una suma (o superposición) de todas las estadísticas posibles.
En el caso del gato de Schrödinger, el gato es la superposición de estados "muertos" y "vivos".
Una forma popular es pensar en todas estas posibilidades como dispositivos de contabilidad para que el único estado del gato "objetivamente verdadero" sea el que observamos.
Sin embargo, uno puede elegir aceptar que todas estas posibilidades son verdaderas y que existen en 'universos diferentes' (...¿o de dimensiones diferentes?) de un multiverso.
Miaaaaultiverso. Robert Couse-Baker / Flickr CC BY-SA
El paisaje de cuerdas
La teoría de cuerdas es una de nuestras vías más prometedoras, si no la más prometedora, para poder unificar la mecánica quántica y la gravedad.
Esto es notoriamente difícil porque la fuerza gravitacional es muy difícil de describir en escalas pequeñas como las de los átomos y las partículas subatómicas, que es la ciencia de la mecánica quántica.
Pero la teoría de cuerdas, establece que,
...que pueden describir todas las fuerzas conocidas de la naturaleza:
Sin embargo, para que la teoría de cuerdas funcione matemáticamente, se requieren al menos diez dimensiones físicas.
Como solo podemos observar cuatro dimensiones:
...por lo tanto, las dimensiones adicionales de la teoría de cuerdas deben ocultarse de alguna manera para que esta sea correcta.
Para poder utilizar la teoría para explicar los fenómenos físicos que vemos, estas dimensiones adicionales tienen que ser "compactadas" al enroscarse de tal manera que sean demasiado pequeñas para ser vistas.
¿Quizás para cada punto en nuestras cuatro grandes dimensiones, existen seis direcciones extra indistinguibles?
Un problema, o algunos dirían, una característica de la teoría de cuerdas es que hay muchas maneras de hacer esta compactación, y 10500 posibilidades es un número normalmente promocionado.
Cada una de estas compactaciones dará como resultado un universo con diferentes leyes físicas, como diferentes masas de electrones y diferentes constantes de gravedad.
Sin embargo, también hay objeciones vigorosas a la metodología de compactación, por lo que el problema no está del todo resuelto.
Pero dado esto, la pregunta obvia es:
La teoría de cuerdas en sí no proporciona un mecanismo para predecir eso, lo que lo hace inútil ya que no podemos probarlo.
Pero afortunadamente, una idea de nuestro estudio de la cosmología del universo temprano ha convertido este fastidio en una característica.
El universo primitivo
Durante el universo muy temprano, justo después del Big Bang, el universo experimentó un período de expansión acelerada llamado 'inflación'.
La inflación fue originalmente invocada para explicar por qué el universo de observación actual es casi uniforme en temperatura.
Sin embargo, la teoría también predijo un espectro de fluctuaciones de temperatura alrededor de este equilibrio, que luego fue confirmado por varias naves espaciales como, Si bien los detalles exactos de la teoría aún se están debatiendo acaloradamente, la inflación es ampliamente aceptada por los físicos.
Sin embargo, una consecuencia de esta teoría es que debe haber otras partes del universo que todavía se están acelerando. Sin embargo, debido a las fluctuaciones quánticas del espacio-tiempo, algunas partes del universo nunca alcanzan el estado final de inflación.
Esto significa que el universo se está, al menos según nuestra comprensión actual, inflando eternamente.
Este mecanismo genera un número infinito de universos.
Al combinar este escenario con la teoría de cuerdas, existe la posibilidad de que cada uno de estos universos posea una compactación diferente de las dimensiones adicionales y, por lo tanto, tenga diferentes leyes físicas.
El fondo cósmico de microondas. Recorrido por ondas gravitacionales y señales de colisiones con otros universos. NASA / Equipo de Ciencias WMAP / wikimedia
Probando la teoría
Los universos predichos por la teoría de cuerdas y la inflación viven en el mismo espacio físico (a diferencia de los muchos universos de la mecánica quántica que viven en un espacio matemático), pueden superponerse o colisionar.
De hecho, inevitablemente deben colisionar, dejando posibles 'trazas' en el cielo cósmico que podemos intentar buscar.
Los detalles exactos de las trazas dependen íntimamente de los modelos, que van desde puntos fríos o calientes en el fondo cósmico de microondas hasta vacíos anómalos en la distribución de galaxias.
Sin embargo, dado que las colisiones con otros universos deben ocurrir en una dirección particular, una expectativa general es que cualquier 'traza' romperá la uniformidad de nuestro universo observable.
Estas trazas están siendo perseguidas activamente por los científicos.
Algunos las buscan directamente a través de huellas en el fondo cósmico de microondas, el resplandor del Big Bang. Sin embargo, aún no se ven tales trazas.
Otros buscan apoyo indirecto, como en las ondas gravitacionales, que son,
Tales olas podrían probar directamente la existencia de la inflación, lo que en última instancia fortalece el apoyo a la teoría del multiverso.
Es difícil predecir si alguna vez podremos demostrar su existencia.
Pero dadas las enormes implicaciones de tal hallazgo, definitivamente vale la pena la búsqueda.
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