ufoburn

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OCULTISMO                                         OVNIs                         
             PARAPSICOLOGÍA

Año 4                            Domingo 17 de abril de 2005                    
    N° 133            
AL FILO DE LA REALIDAD
"Disiento con lo que dices, estoy en total desacuerdo con ello,
pero defendería con mi vida tu derecho a decirlo". Voltaire.

((( Fundada el 10-5-2000 )))
                                                                                
                                      

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UNIVERSOS PARALELOS  



No son sólo un producto de la ciencia ficción:

los otros universos son consecuencia directa

de las observaciones cosmológicas

por: MAX TEGMARK
Scientific American, mayo de 2003
 
 

  a.. 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.
  a.. 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.


 

  

    ¿Habrá una copia de usted leyendo este artículo? ¿Alguien que no es usted, 
pero vive en un planeta llamado Tierra, con brumosas montañas, fértiles campos 
y extensas ciudades, en un sistema solar con ocho planetas más? La vida de esa 
persona ha sido, en todos aspectos, idéntica a la suya. Pero quizá decida ya no 
leer este artículo, mientras usted sigue leyendo.



    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.





Página web de Scientific American, en la que
se aprecia una ilustración de los Multiversos


    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.






¿Qué tan lejos hay un universo duplicado?

Multiverso Nivel I

El tipo más simple de universo paralelo es simplemente una región del espacio 
que está demasiado lejos de nosotros como para haber sido vista todavía. Lo más 
lejos que podemos observar es por lo general alrededor de 4 x 1026 metros, o 
42.000 millones de años-luz, la distancia que la luz ha sido capaz de viajar 
desde que comenzó el Big Bang. (La distancia es mayor a 14.000 millones de 
años-luz  porque la expansión cósmica ha alargado las distancias). Cada uno de 
los univeros paralelos Nivel I es básicamente igual al nuestro. Todas las 
diferencias provienen de variaciones en el arreglo inicial de la materia.







Nivel I: Más allá de nuestro horizonte cósmico


    LOS UNIVERSOS PARALELOS de sus otros yoes constituyen el multiverso Nivel 
I. Se trata del tipo menos controvertido. Todos aceptamos la existencia de 
cosas que no podemos ver, pero que podríamos ver al desplazarnos a un punto 
distinto de observación o sencillamente al esperarlas como a un barco que 
aparecerá en el horizonte. La condición de los objetos más allá del horizonte 
cósmico es similar. El universo observable crece anualmente un año-luz, durante 
el cual ésta, cada vez más lejana, cumple su plazo para llegar aquí. El 
infinito está allá afuera, esperando que lo podamos ver. Usted seguramente 
habrá muerto antes de que aparezcan sus alter egos, pero en principio, y si la 
expansión del cosmos coopera, tal vez sus descendientes remotos puedan 
observarlos con un telescopio suficientemente poderoso.



    Por decir lo menos, el multiverso Nivel I parecería muy obvio. ¿Cómo podría 
el universo no ser infinito? ¿Habrá un rótulo por allí que diga “AQUÍ ACABA EL 
ESPACIO – CUIDADO CON LA ZANJA”? En tal caso, ¿qué hay más allá? La teoría de 
la gravedad de Einstein cuestiona esta intuición. El espacio podría ser finito 
si tuviera una curvatura convexa o una topología poco usual (es decir, 
interconectada). Un universo esférico, toroide (en forma de dona) o de cilindro 
anudado de diversas maneras tendría un volumen con límites pero sin bordes. El 
fondo cósmico de microondas permite hacer pruebas de tales posibilidades (véase 
Jean-Pierre Luminet, Glenn D. Starkman y Jeffrey R. Weeks, “Is Space Finite?”; 
Scientific American, abril de 1999). Hasta ahora, sin embargo, las evidencias 
van en contra. Incontables modelos se ajustan a las observaciones, y les han 
impuesto severos límites a otras alternativas.





  Datos cosmológicos apoyan la idea de que el espacio continúa más allá de los 
confines de nuestro universo observable. El satélite WMAP midió recientemente 
las fluctuaciones del fondo de microondas (izquierda). Las fluctuaciones más 
grandes están a sólo medio grado por encima, lo que significa —después de 
aplicar las reglas de la geometría— que el espacio es muy grande o infinito 
(centro). (Una advertencia: algunos cosmólogos especulan que el punto de 
discrepancia a la izquierda del gráfico es evidencia de un volumen finito). 
Además, WMAP y el 2dF Galaxy Redshift Survey ha encontrado que el espacio en 
grandes escalas está lleno con materia uniformemente (derecha), significando 
que otros universos deberían parecerse básicamente al nuestro.



    Otra posibilidad es que el espacio sea infinito pero que la materia esté 
confinada en una región finita a nuestro alrededor: el histórico y popular 
modelo de los “universos islas”. En una variante de este modelo, la materia 
adelgaza a grandes escalas en un patrón fractal. En ambos casos, casi todos los 
universos del multiverso Nivel I estarían vacíos y muertos. Pero observaciones 
recientes de la distribución tridimensional de las galaxias y del fondo de 
microondas mostraron que la disposición de la materia da lugar a una aburrida 
uniformidad a grandes escalas, donde no hay estructuras coherentes mayores de 
unos 1024 metros. Suponiendo que el patrón continúe, el espacio más allá de 
nuestro universo observable bulle de galaxias, estrellas y planetas.



    Los observadores que viven en universos paralelos experimentan las mismas 
leyes físicas que nosotros, pero con distintas condiciones iniciales. Según las 
teorías actuales, los procesos primordiales del Big Bang esparcieron la materia 
con cierta aleatoriedad, generando todos los arreglos posibles con probabilidad 
diferente de cero. Los cosmólogos asumen que nuestro universo, con su 
distribución de materia casi uniforme y sus fluctuaciones iniciales de densidad 
de una parte en 100.000, es bastante típico (cuando menos entre los que 
contienen observadores). Ese supuesto refuerza la estimación de que la copia 
idéntica a usted más cercana vive a 10 a la 1028 metros de aquí. A unos 10 a la 
1092 metros, debería haber una esfera con un radio de 100 años-luz, idéntica a 
la que tiene su centro aquí, por lo que todas las percepciones que tengamos en 
el próximo siglo serán idénticas a las de nuestras contrapartes en ese sitio. Y 
a unos 10 a la 10118 metros, debería haber todo un volumen de Hubble idéntico 
al nuestro.



    Las estimaciones anteriores son muy conservadoras, derivadas sólo de contar 
todos los posibles estados cuánticos que un volumen de Hubble puede contener si 
su temperatura no rebasa los 108 kelvins. Una manera de calcularlo es 
preguntándonos cuántos protones contendría un volumen de Hubble a esa 
temperatura. La respuesta es 10118 protones. Y cada una de esas partículas 
puede o no estar presente, lo que representa 2 a la 10118 posibles arreglos de 
protones. Una caja que contuviera ese número de volúmenes de Hubble agotaría 
todas las posibilidades. Si redondeamos, la caja tiene unos 10 a la 10118 
metros de ancho. Más allá de esa caja, los universos, incluido el nuestro, 
comienzan a repetirse. Un número bastante similar se derivaría usando cálculos 
termodinámicos o cuántico-gravitatorios del total de información contenida en 
el Universo.



    Es muy probable que su doppelgänger más cercano lo esté bastante más de lo 
que sugieren esas cifras, dados los procesos de formación planetaria y de 
evolución biológica que ponen las probabilidades a su favor. Los astrónomos 
sospechan que nuestro volumen de Hubble tiene cuando menos 1020 planetas 
habitables, y algunos bien podrían ser como la Tierra.



    El marco de un multiverso Nivel I se usa rutinariamente para evaluar las 
teorías de la cosmología moderna, pero rara vez se enuncia explícitamente este 
proceso. Por ejemplo, veamos cómo utilizaron los cosmólogos el fondo de 
microondas para descartar una geometría esférica finita. Los puntos calientes y 
fríos de los mapas del fondo de microondas tienen un tamaño característico que 
depende de la curvatura del espacio, y los observados parecen ser demasiado 
pequeños para corresponder a una forma esférica. Pero es importante ser 
estadísticamente rigurosos. El tamaño promedio de los puntos varía 
aleatoriamente de un volumen de Hubble al siguiente, por lo que es posible que 
nuestro universo nos esté engañando: podría ser esférico, pero con puntos 
anormalmente pequeños. Cuando los cosmólogos afirman haber descartado el modelo 
esférico con una certidumbre del 99,9 por ciento, en realidad quieren decir que 
si este modelo fuera cierto, menos de uno de cada 1.000 volúmenes de Hubble 
presentaría puntos tan pequeños como los que observamos.



    La lección es que la teoría de los multiversos puede ser probada y falsada 
pese a que no podamos ver los otros universos. La clave reside en predecir cuál 
es el conjunto de universos paralelos y especificar una distribución 
probabilística, o lo que los matemáticos llaman una “medida” para él. Nuestro 
universo debería surgir como uno de los más probables. En caso contrario (si, 
conforme a la teoría de los multiversos, vivimos en un universo improbable), la 
teoría estaría en graves problemas. Como explicaré más adelante, este problema 
de la medida puede convertirse en un gran desafío.





Nivel II: Otras burbujas de la post-inflación



Multiverso Nivel II




    SI EL MULTIVERSO NIVEL I era enorme y difícil de concebir, trate de 
imaginar un conjunto infinito de multiversos Nivel 1 distintos y discretos, 
algunos quizá con distinta dimensionalidad espacio-temporal y diferentes 
constantes físicas. Esos otros multiversos, que constituyen un multiverso Nivel 
II, son predichos por la teoría ahora popular de la inflación caótica.



    La inflación es una extensión de la teoría del Big Bang y ata muchos de sus 
cabos sueltos, como por qué el universo es tan grande, uniforme y plano. Un 
rápido estiramiento del espacio, ocurrido hace mucho tiempo, explicaría de una 
vez esos y muchos otros atributos (véase Alan H. Guth y Paul J. Steinhardt, 
“The Inflationary Universe”, Scientific American, mayo de 1984; y Andrei Linde, 
“The Self-Reproducing Inflationary Universe”, noviembre de 1994). El 
estiramiento es predicho por una amplia categoría de teorías sobre las 
partículas elementales, y toda la evidencia disponible lo confirma. El adjetivo 
“caótico” para la inflación se refiere a lo ocurrido en las escalas más 
grandes. El espacio en su totalidad se está estirando y continuará haciéndolo 
eternamente, pero algunas regiones del espacio dejan de crecer y forman 
burbujas definidas, como las de gas dentro de una hogaza de pan en el horno. 
Surge una cantidad infinita de estas burbujas. Cada una es un multiverso Nivel 
I incipiente: de tamaño infinito y lleno de materia depositada por el campo 
energético que impulsó la inflación.



    Esas burbujas están más que infinitamente alejadas de la Tierra, en el 
sentido de que jamás las alcanzaría aunque viajase eternamente a la velocidad 
de la luz. La razón es que el espacio que hay entre nuestra burbuja y sus 
vecinas se está expandiendo a mayor velocidad que la que usted podría tener 
para atravesarlo. Sus descendientes no verán a sus doppelgängers en ningún 
lugar del Nivel II. Igualmente, si la expansión cósmica se está acelerando, 
como sugieren las observaciones actuales, quizá tampoco vean a sus otros yoes 
ni siquiera en el Nivel I.



    El multiverso Nivel II es mucho más diverso que el Nivel I. Las burbujas 
varían no sólo en sus condiciones iniciales, sino en aspectos aparentemente 
inmutables de la Naturaleza. La idea predominante en la física actual es que la 
dimensionalidad del espacio-tiempo, las cualidades de las partículas 
elementales y muchas de las llamadas constantes físicas no son parte integral 
de las leyes físicas, sino que resultan de procesos conocidos como rupturas de 
la simetría. Por ejemplo, los científicos teóricos piensan que el espacio de 
nuestro universo tuvo alguna vez nueve dimensiones igual de importantes. Pronto 
en la historia del cosmos, tres de ellas contribuyeron a la expansión cósmica y 
se convirtieron en las tres que hoy observamos. Las otras seis son hoy 
inobservables, o porque permanecen microscópicas dentro de una topología 
toroide, o porque toda la materia está confinada en una superficie 
tridimensional (una “membrana”) dentro del espacio de nueve dimensiones.



    Se rompió, entonces, la simetría original entre las dimensiones. Las 
fluctuaciones cuánticas que impulsan la inflación caótica podrían causar 
distintas rupturas de simetría en las diversas burbujas. Algunas podrían 
volverse tetradimensionales, otras contendrían sólo dos y no tres generaciones 
de quarks, y otras más tendrían una constante cosmológica más fuerte que la de 
nuestro universo.





El misterio de lo posible: ¿cuáles son las probabilidades?



    Otra forma de producir un multiverso Nivel II podría ser a partir de un 
ciclo de nacimientos y destrucciones de universos. Esta idea fue presentada en 
la década de 1930 por el físico Richard C. Tolman y retrabajada recientemente 
por Paul J. Steinhardt de la Universidad de Princeton y Neil Turok de la 
Universidad de Cambridge. La propuesta de Steinhardt y Turok y otros modelos 
relacionados incluyen una segunda membrana tridimensional que es literalmente 
paralela a la nuestra, sólo que está desplazada a una dimensión más elevada 
(véase George Musser, “Been There, Done That”, Scientific American, marzo de 
2002). Este universo paralelo no es realmente un universo aparte, ya que 
interactúa con el nuestro. Pero el conjunto de universos —pasados, presentes y 
futuros— que estas membranas generan formarían un multiverso, tal vez con una 
diversidad similar a la producida por la inflación caótica. Una idea propuesta 
por el físico Lee Smolin, del Perimeter Institute de Waterloo, Ontario 
(Canadá), incluye un multiverso más, similar en diversidad al del Nivel II pero 
que muta y genera nuevos universos a partir de agujeros negros y no tanto por 
la física de las membranas.



    Si bien no podemos interactuar con otros universos paralelos del Nivel II, 
los cosmólogos pueden inferir indirectamente su presencia; su existencia 
resolvería ciertas coincidencias inexplicables de nuestro universo. Como 
analogía, suponga usted que se registra en un hotel, le asignan el cuarto 1967, 
que resulta ser su año de nacimiento. “¡Qué coincidencia!”, piensa usted. Pero 
meditándolo un poco, concluye que la cosa no es para tanto. El hotel tiene 
cientos de habitaciones, y no hubiera pensado en algo así si le hubieran 
asignado un número sin significado alguno para usted. La lección es que, 
incluso si usted no supiera nada sobre los hoteles, podría inferir la 
existencia de otros cuartos de hotel que explicaran la coincidencia.



    Sería un ejemplo más pertinente considerar la masa de nuestro Sol. La masa 
de una estrella determina su luminosidad, y es posible calcular con la física 
básica que la vida, tal como la conocemos en la Tierra, sólo es posible si la 
masa del Sol está dentro de un intervalo de entre 1,6 x 1030 y 2,4 x 1030 
kilogramos. De otro modo, el clima de la Tierra sería más frío que el actual de 
Marte o más caliente que el de Venus. La masa medida del Sol es de 2,0 x 1030 
kilogramos. A primera vista, esta aparente coincidencia entre los valores de la 
masa “habitable” y la masa observada parece ser una gran suerte. Las masas 
estelares van de los 1029 a los 1032 kilogramos, así que si el Sol adquirió su 
masa por azar, tenía apenas una ligera posibilidad de caer dentro del intervalo 
que posibilita la vida. Pero al igual que con el ejemplo del hotel, se puede 
explicar esa aparente coincidencia postulando un conjunto (en este caso, de 
sistemas planetarios) y un efecto de selección (el hecho de que tenemos que 
encontrarnos viviendo en un planeta habitable). Estos efectos de selección 
relacionados con el observador se denominan “antrópicos”, y aunque este vocablo 
despierta grandes controversias, los físicos están de acuerdo, en general, en 
que estos efectos de selección no deben ignorarse cuando se prueban teorías 
fundamentales.



    Lo mismo que se aplica a los cuartos de hotel y a los sistemas planetarios 
se aplica a los universos paralelos. Muchos de los atributos (si no es que 
todos) fijados por la ruptura de la simetría parecen estar finamente 
calibrados. Alterar mínimamente sus valores generaría un universo 
cualitativamente diferente: uno en el que quizá no existiríamos. Si los 
protones fueran 0,2 por ciento más pesados, se descompondrían en neutrones, lo 
que desestabilizaría a los átomos. Si la fuerza electromagnética fuera 4 por 
ciento más débil, no habría hidrógeno ni estrellas comunes. Si la interacción 
débil fuera bastante más tenue, no habría hidrógeno; si fuera mucho más fuerte, 
las supernovas no sembrarían el espacio interestelar con elementos pesados. Si 
la constante cosmológica fuera mucho mayor, el Universo se habría despedazado 
antes de que pudieran formarse las galaxias.



    Aunque todavía se debate ese grado de calibración, estos ejemplos sugieren 
la existencia de universos paralelos con otros valores de las constantes 
físicas (véase Martin Rees, “Exploring Our Universe and Others”, Scientific 
American, diciembre de 1999). La teoría del multiverso Nivel II predice que los 
físicos no podrán determinar los valores de esas constantes a partir de los 
primeros principios. Cuando mucho calcularán distribuciones probabilísticas de 
lo que esperarían encontrar, teniendo en cuenta los efectos de selección. El 
resultado sería tan genérico como lo permitiera una congruencia con nuestra 
existencia.





Nivel III: Múltiples mundos cuánticos 
 




Multiverso Nivel III




    LOS MULTIVERSOS NIVEL I Y NIVEL II implican mundos paralelos muy lejanos, 
más allá incluso de los dominios de los astrónomos. Pero el siguiente nivel del 
multiverso está justo alrededor de usted. Surge de la famosa y controvertida 
noción de los mundos múltiples de la mecánica cuántica: la idea de que los 
procesos cuánticos aleatorios ocasionan que el universo se ramifique en 
múltiples copias, una por cada posible resultado.



    A principios del siglo XX, la teoría de la mecánica cuántica revolucionó la 
física al explicar el reino de lo atómico, que no obedece las reglas clásicas 
de la mecánica newtoniana. No obstante los evidentes éxitos de la teoría, sigue 
muy vivo el debate sobre lo que esto significa realmente. La teoría especifica 
el estado del universo no en términos clásicos, como las posiciones y 
velocidades de todas las partículas, sino en los de un objeto matemático 
denominado función de onda. De acuerdo con la ecuación de Schrödinger, este 
estado evoluciona con el tiempo de un modo que los matemáticos llaman 
“unitario”, es decir, que la función de onda gira en un espacio abstracto de 
dimensiones infinitas, llamado espacio de Hilbert. Aunque se dice a menudo que 
la mecánica cuántica es en sí misma aleatoria e incierta, la función de onda 
evoluciona de manera determinista: no tiene nada de aleatorio o incierto.



    Lo difícil es cómo relacionar esa función de onda con lo que observamos. 
Muchas funciones de onda legítimas corresponden a situaciones contrarias a la 
intuición, como la de que un gato esté a la vez vivo y muerto en lo que se 
denomina una superposición. En la década de 1920, los físicos “explicaron” esa 
rareza postulando que la función de onda se “colapsaba” hacia un determinado 
resultado clásico siempre que alguien realizaba una observación. Este añadido 
tenía la virtud de explicar las observaciones, pero convirtió una teoría 
elegante y unitaria en una torpe y no-unitaria. La aleatoriedad intrínseca que 
suele atribuirse a la mecánica cuántica se debe a este postulado.



    Con los años, muchos físicos abandonaron esa visión en favor de otra 
desarrollada en 1957 por Hugh Everett III, un estudiante de posgrado de 
Princeton que mostró que el postulado del colapso es innecesario. De hecho, la 
teoría cuántica pura no plantea ninguna contradicción. Aunque predice que una 
realidad clásica se va bifurcando en superposiciones de muchas realidades, los 
observadores experimentan subjetivamente esas bifurcaciones sólo como una leve 
aleatoriedad, cuyas posibilidades concuerdan exactamente con las debidas al 
viejo postulado del colapso. Esa superposición de mundos clásicos es el 
multiverso Nivel III.



    La interpretación de los mundos múltiples de Everett ha confundido a 
físicos y a legos durante más de cuatro décadas. Pero la teoría es más fácil de 
entender si distinguimos entre dos maneras de percibir una teoría física: la 
visión exterior de un físico que estudia sus ecuaciones matemáticas, como la de 
un ave que explora desde las alturas un paisaje, y la visión interior de un 
observador que habita el mundo descrito por las ecuaciones, como la de una rana 
que habita en el terreno estudiado por el ave.



    Desde la perspectiva del ave, el multiverso Nivel III es sencillo. Sólo hay 
una función de onda. Evoluciona tersa y determinísticamente en el tiempo, sin 
ningún tipo de bifurcaciones ni paralelismos. El mundo abstracto cuántico 
descrito por esta función de onda en evolución contiene una enorme cantidad de 
devenires clásicos y paralelos que se bifurcan continuamente y se vuelven a 
unir, como diversos fenómenos cuánticos que carecen de descripciones clásicas. 
Desde la perspectiva de la rana, los observadores perciben sólo una fracción de 
esa realidad total. Pueden percibir su propio universo Nivel I, pero un proceso 
llamado “decoherencia”, que imita el colapso de la función de onda pero 
preserva la unitaridad, impide que perciban copias paralelas Nivel III de sí 
mismos.



    Cuando a los observadores se les hace una pregunta, toman una decisión y 
dan su respuesta, los efectos cuánticos dentro de sus cerebros conducen a una 
superposición de resultados, como serían “seguir leyendo el artículo” o 
“abandonarlo”. Desde la perspectiva del ave, tomar una decisión hace que una 
persona se bifurque en varias copias: una que sigue leyendo y otra que no. 
Desde su perspectiva de rana, cada uno de los alter egos no está consciente de 
los demás y percibe la bifurcación sólo como una ligera aleatoriedad: una 
determinada probabilidad de seguir leyendo o no.



    Por extraño que parezca, esa misma situación acontece incluso en el 
multiverso Nivel I. Usted ha decidido seguir leyendo el artículo, pero uno de 
sus alter egos en una galaxia distante botó la revista después del primer 
párrafo. La única diferencia entre el Nivel I y el Nivel III es dónde residen 
sus doppelgängers. En el Nivel I, viven en cualquier parte de un confortable 
continuo tridimensional. En el Nivel III, viven en otra bifurcación cuántica de 
un espacio de Hilbert con infinitas dimensiones.



    La existencia del Nivel III depende del supuesto crucial de que la 
evolución temporal de la función de onda es unitaria. Hasta ahora, los 
experimentadores no se han topado con nada que se aleje de la unitaridad. En 
las últimas décadas se confirmó la unitaridad incluso en los grandes sistemas, 
incluyendo moléculas “buckyball” de 60 carbonos y fibras ópticas de kilómetros 
de largo. En el aspecto teórico, las razones en favor de la unitaridad han sido 
reforzadas por el descubrimiento de la decoherencia (véase Max Tegmark y John 
Archibald Wheeler, “100 Years of Quantum Mysteries”, Scientific American, 
febrero de 2001). Algunos teóricos que trabajan sobre la gravedad cuántica 
cuestionan la unitaridad; les preocupa que los agujeros negros que desaparecen 
pudieran destruir la información, lo cual sería un proceso no-unitario. Pero un 
avance reciente de la teoría de cuerdas, conocido como correspondencia AdS/CFT, 
sugiere que incluso la gravedad cuántica es unitaria. En tal caso, los agujeros 
negros no destruyen la información sino que sólo la transmiten a otra parte. 
(Nota de los editores: En un artículo próximo se tratará con mayor detalle esta 
correspondencia.)



    Si la física es unitaria, debemos cambiar nuestra percepción estándar de 
cómo eran las fluctuaciones cuánticas poco después del Big Bang. Estas 
fluctuaciones no generaron condiciones iniciales al azar sino una superposición 
cuántica de todas las condiciones iniciales posibles, las cuales coexistían a 
la vez. Entonces, la decoeherencia hizo que esas condiciones iniciales se 
comportaran de manera clásica en ramas cuánticas separadas. Y aquí tenemos la 
cuestión crucial: la distribución de resultados en distintas ramificaciones 
cuánticas dentro de un determinado volumen de Hubble (Nivel III) es idéntica a 
la de los resultados en otros volúmenes de Hubble contenidos en una sola 
ramificación cuántica (Nivel I). Esta propiedad de las fluctuaciones cuánticas 
se conoce, en la mecánica estadística, como ergodicidad.



    Lo mismo se aplica al Nivel II. El proceso de ruptura de simetría no 
produjo un resultado único, sino una superposición de todos los resultados, los 
cuales pronto tomaron caminos distintos. Entonces, si las constantes físicas, 
la dimensionalidad espacio-temporal y demás, pueden variar entre las 
ramificaciones cuánticas paralelas a un Nivel III, también pueden hacerlo entre 
los universos paralelos del Nivel II.



    En otras palabras, el multiverso Nivel III no agrega nada nuevo más allá de 
los niveles I y II: sólo más copias indistinguibles de los mismos universos: 
los mismos “guiones” que se repiten indefinidamente en otras ramificaciones 
cuánticas. El apasionado debate sobre la teoría de Everett parece, por tanto, 
haber terminando en un gran anticlímax, con el descubrimiento de multiversos 
menos controvertidos (Niveles I y II) que son igual de grandes.



    Huelga decir que las implicaciones son profundas y que los físicos apenas 
comienzan a explorarlas. Consideremos, por ejemplo, las ramificaciones de la 
respuesta a una añeja pregunta: ¿La cantidad de universos se incrementa 
exponencialmente con el tiempo? La sorprendente respuesta es: NO. Desde la 
perspectiva del ave, es obvio que hay un solo universo. Desde la de la rana, lo 
importante es la cantidad de universos que se distinguen en un momento dado, es 
decir, la cantidad de distintos volúmenes de Hubble que pueden percibirse. 
Imaginemos mover los planetas a nuevas ubicaciones al azar, imagine haberse 
casado con otra persona... A nivel cuántico, existen 10 a la 10118 universos 
con temperaturas inferiores a 108 kelvins. Es un número enorme, pero finito.



    Desde la perspectiva de la rana, la evolución de la función de onda 
corresponde al incesante deslizamiento de uno de estos 10 a la 10118 estados a 
otro. Ahora se encuentra en el universo A, en el que está usted leyendo esta 
oración. Ahora en el universo B, donde está leyendo esta otra. Dicho de otro 
modo, el universo B contiene un observador idéntico al del universo A, excepto 
que tiene un instante más de memoria. Todos los estados posibles existen a cada 
instante, por lo que el paso del tiempo podría estar en la mente del 
observador, una idea explorada en la novela de ciencia-ficción Permutation City 
de Greg Egan (1994) y desarrollada por el físico David Deutsch de la 
Universidad de Oxford, el físico independiente Julian Barbour y otros más. Por 
lo tanto, el marco de los multiversos podría ser indispensable para entender la 
naturaleza del tiempo.





Nivel IV: Otras estructuras matemáticas










Multiverso Nivel IV

  El último tipo de universo paralelo abre un mundo de posibilidades. Los 
universos pueden diferir no sólo en la ubicación, propiedades cosmológicas o 
estado cuántico, sino también en las leyes de la física. Existiendo fuera del 
espacio y el tiempo, son casi imposibles de visualizar; lo mejor que uno puede 
hacer es pensar en ellos en forma abstracta, como esculturas estáticas que 
representan la estructura matemática de las leyes físicas que los gobiernan. 
Por ejemplo, consideren un universo simple: Tierra, luna y sol, obedeciendo las 
leyes de Newton. Para un observador objetivo, este universo parece un anillo 
circular (la órbita de la Tierra se corrió hacia fuera en el tiempo) enrollado 
en una trenza (la órbita lunar alrededor de la Tierra). Otras formas dan cuerpo 
a otras leyes de la física (a, b, c, d). Este paradigma soluciona varios 
problemas concernientes a las bases de la física.



    LAS CONDICIONES INICIALES y constantes físicas de los multiversos Nivel I, 
Nivel II y Nivel III pueden variar, pero las reglas fundamentales que gobiernan 
a la Naturaleza no cambian. ¿Por qué limitarnos a eso? ¿Por qué no permitir que 
las propias leyes varíen? ¿Qué tal un universo que obedezca las leyes de la 
física clásica sin efectos cuánticos? ¿Qué tal un tiempo que fluya por pasos 
discretos, como en las computadoras, en lugar de ser continuo? ¿Qué tal un 
espacio sin tiempo? ¿Qué tal un universo que sea sólo un dodecaedro vacío? En 
el multiverso Nivel IV, todas esas realidades alternativas existen.



    Un indicio de que tal multiverso podría no ser mera especulación es la 
estrecha correspondencia entre los mundos del razonamiento abstracto y la 
realidad observable. Las ecuaciones, y más generalmente, las estructuras 
matemáticas, como los números, vectores y objetos geométricos, describen el 
mundo con notable verosimilitud. En una famosa conferencia de 1959, el físico 
Eugene P. Wigner dijo que “la enorme utilidad de las matemáticas para las 
ciencias naturales es algo casi misterioso”. A la vez, las estructuras 
matemáticas nos parecen sobrenaturalmente reales. Satisfacen el criterio 
central para una existencia objetiva: son las mismas sin importar quién las 
esté estudiando. Un teorema es verdadero sin importar que lo demuestre un 
humano, una computadora o un delfín inteligente. Las civilizaciones 
extraterrestres encontrarían las mismas estructuras matemáticas que nosotros. 
Por eso los matemáticos suelen decir que descubren estructuras matemáticas, no 
que las crean.



    Hay dos paradigmas sostenibles pero diametralmente opuestos para entender 
la correspondencia entre las matemáticas y la física, una dicotomía discutida 
desde Platón y Aristóteles. Según el paradigma aristotélico, la realidad física 
es fundamental y el lenguaje matemático es apenas una aproximación útil a ella. 
Según el platónico, la estructura matemática es la realidad auténtica y los 
observadores la perciben de manera imperfecta. En otras palabras, los dos 
paradigmas difieren sobre qué cosa es más básica, si la perspectiva de rana del 
observador o la de ave de las leyes físicas. El paradigma aristotélico prefiere 
la de la rana, mientras que el platónico opta por la del ave.



    Cuando niños, mucho antes de saber que las matemáticas existían, fuimos 
adoctrinados en el paradigma aristotélico. La visión platónica es un gusto 
adquirido. Los físicos teóricos modernos tienden a ser platónicos, sospechan 
que las matemáticas son tan buenas para describir el Universo porque éste es 
inherentemente matemático. Entonces, toda la física es, en resumidas cuentas, 
un conjunto de problemas matemáticos: en principio, un matemático con 
inteligencia ilimitada y recursos podría en principio calcular la perspectiva 
de la rana; es decir, calcular qué observadores conscientes hay en el Universo, 
qué perciben, y qué lenguajes inventan para comunicar sus percepciones.



    Una estructura matemática es una entidad abstracta e inmutable que está 
fuera del espacio y del tiempo. Si la historia fuera un filme, la estructura 
correspondería no a un cuadro, sino a todo el rollo de película. Consideremos, 
por ejemplo, un mundo formado por partículas puntuales que se mueven en un 
espacio tridimensional. En un espacio-tiempo tetradimensional (la perspectiva 
del ave) las trayectorias de esas partículas semejan una maraña de fideos. Si 
la rana ve una partícula que se mueve a velocidad constante, el ave percibe una 
fibra recta de fideo. Si la rana ve un par de partículas en órbita mutua, el 
ave percibe dos tramos de fideo trenzados, como una doble hélice. Para la rana, 
el mundo se describe mediante las leyes del movimiento y gravitación de Newton. 
Para el ave, se describe mediante la geometría de la pasta: una estructura 
matemática. La propia rana es simplemente un conjunto de fideos, cuyo complejo 
trenzado corresponde a un aglutinamiento de partículas que almacenan y procesan 
información. Nuestro universo es bastante más complicado que ese ejemplo, y los 
científicos todavía no saben a qué estructura matemática corresponde, si es que 
corresponde a alguna.



    El paradigma platónico propone la pregunta de por qué el Universo es como 
es. Para un aristotélico, esa pregunta no tiene sentido: el Universo 
simplemente es. Pero el platónico no deja de admirarse de que pudo ser 
distinto. Si el Universo es inherentemente matemático, ¿por qué sólo se escogió 
una de las muchas estructuras matemáticas para describir un universo? Parecería 
que el corazón mismo de la realidad incorpora una asimetría fundamental.



    Como salida de este laberinto, propongo que la simetría matemática total 
sigue siendo válida; que todas las estructuras matemáticas existen también en 
lo físico. Cada estructura matemática corresponde a un universo paralelo. Los 
elementos de este multiverso no residen en el mismo espacio, sino que existen 
fuera del espacio-tiempo. La mayoría de ellos quizá no tiene observadores. 
Podemos considerar esta hipótesis como una forma de platonismo radical, 
afirmando que las estructuras matemáticas del reino de las ideas de Platón o el 
“paisaje mental” del matemático Rudy Rucker de la Universidad Estatal de San 
José existen en un sentido físico. Es similar a lo que el cosmólogo John D. 
Barrow de la Universidad de Cambridge denomina “el p de los cielos”; lo que el 
difunto filósofo de la Universidad de Harvard, Robert Nozick, llamó el 
principio de fecundidad y lo que el difunto filósofo de Princeton, David K. 
Lewis, denominó realismo modal. El Nivel IV completa la jerarquía de los 
multiversos, pues cualquier teoría física fundamental congruente consigo misma 
puede expresarse como algún tipo de estructura matemática.



    La hipótesis del multiverso Nivel IV hace predicciones que pueden probarse. 
Como la del Nivel II, involucra un conjunto (en este caso, toda la gama de 
estructuras matemáticas) y efectos de selección. A medida que los matemáticos 
sigan categorizando las estructuras matemáticas, seguramente hallarán que la 
estructura que describe nuestro mundo es la más genérica y congruente con 
nuestras observaciones. De igual manera, nuestras observaciones futuras deberán 
ser las más genéricas que sean congruentes con nuestras observaciones pasadas, 
y nuestras observaciones pasadas deberán ser las más genéricas que sean 
congruentes con nuestra existencia. 

 

    Cuantificar qué significa “genérica” es un grave problema, y esta 
investigación apenas se inicia. Pero una sorprendente y alentadora 
característica de las estructuras matemáticas es que las propiedades de 
simetría e invariancia, a las que se debe la simplicidad y orden de nuestro 
universo, tienden a ser genéricas: más la regla que la excepción. Las 
estructuras matemáticas tienden a tener por principio esas propiedades, y es 
necesario agregarles complicados axiomas adicionales para disiparlas. 

 

Y, ¿qué opina Occam? 

 

    LAS TEORÍAS CIENTÍFICAS de los universos paralelos forman, entonces, una 
jerarquía de cuatro niveles, en la cual los universos van siendo cada vez más 
diferentes del nuestro. Podrían tener distintas condiciones iniciales (Nivel 
I); diferentes constantes físicas, partículas y simetrías (Nivel II); o 
diferentes leyes físicas (Nivel IV). Es irónico que el Nivel III haya sido el 
más atacado en las últimas décadas, pues es el único que no agrega tipos 
cualitativamente nuevos de universos.



    En la próxima década, las enormemente mejoradas mediciones cosmológicas del 
fondo de microondas y de la distribución a gran escala de la materia apoyarán o 
refutarán el Nivel I, al describir mejor la curvatura y topología del espacio. 
Esas mediciones también explorarán el Nivel II, al ensayar la teoría de la 
inflación caótica. Los avances en la astrofísica y en la física de altas 
energías deberán aclarar a qué grado están “calibradas” las constantes físicas, 
y así reforzarán o debilitarán la verosimilitud del Nivel II.



    Si tienen éxito los esfuerzos actuales por construir computadoras 
cuánticas, se tendrán mayores evidencias en favor del Nivel III, ya que, en 
esencia, se estaría explotando el paralelismo del multiverso Nivel III para 
realizar cálculos paralelos. Los experimentadores también están buscando 
evidencias de violación de la unitaridad, lo cual descartaría al Nivel III. 
Finalmente, el éxito o fracaso en el gran desafío de la física moderna —de 
unificar la relatividad general y la teoría cuántica de campos— será crucial en 
las opiniones sobre el Nivel IV. O bien descubriremos una estructura matemática 
que concuerde exactamente con nuestro universo, o nos toparemos con un límite a 
la irrazonable eficacia de las matemáticas y nos veremos obligados a olvidar 
ese nivel.



    ¿Debería usted creer entonces en los universos paralelos? Los principales 
argumentos contra ellos dicen que son un desperdicio y que son raros. El primer 
argumento es que las teorías de multiversos no resisten la navaja de Occam (o 
principio de la parsimonia) porque postulan la existencia de otros mundos que 
no podremos observar. ¿Por qué habría de ser tan derrochadora la Naturaleza 
permitiendo una infinidad de mundos diversos? Pero ese argumento se puede 
voltear en favor de los multiversos. ¿Exactamente qué estaría desperdiciando la 
Naturaleza? Ciertamente no sería espacio, ni masa ni átomos; el 
incontrovertible multiverso Nivel I ya tiene cantidades infinitas de los tres, 
así que, ¿a quién le importa si la Naturaleza desperdicia un poco más? La 
cuestión importante aquí es la aparente disminución de la simplicidad. A un 
escéptico le preocuparía toda la información que faltaría para especificar 
todos esos mundos invisibles.



    Pero un conjunto completo es a menudo bastante más sencillo que uno de sus 
miembros. Este principio puede enunciarse más formalmente usando la noción del 
contenido de información algorítmica. En el caso de un número éste es, en 
general, la cantidad en bits del programa computacional más breve cuyo 
resultado sería ese número. Por ejemplo, consideremos el conjunto de todos los 
enteros. ¿Qué es más sencillo, todo el conjunto o un solo número? Ingenuamente 
podríamos pensar que un solo número es más sencillo, pero todo el conjunto 
puede generarse mediante un programa computacional bastante trivial, mientras 
que el programa para un solo número puede ser larguísimo. Por lo tanto, en 
realidad lo más sencillo es el conjunto completo.



    De manera similar, el conjunto de todas las soluciones a las ecuaciones de 
campo de Einstein es más sencillo que una solución específica. El primero 
consiste de unas cuantas ecuaciones, mientras que la segunda exige especificar 
una cantidad enorme de datos iniciales sobre alguna hipersuperficie. La lección 
es que la complejidad crece cuando restringimos nuestra atención a un 
determinado elemento de un conjunto y perdemos así la simetría y simplicidad 
que eran inherentes a la totalidad de los elementos tomados en conjunto.



    En este sentido, los multiversos de más alto nivel son los más sencillos. 
Pasar de nuestro universo al multiverso Nivel I elimina la necesidad de 
especificar condiciones iniciales; pasar al de Nivel II elimina la de 
especificar constantes físicas, y el multiverso Nivel IV elimina la de 
especificar cualquier cosa. La opulencia de la complejidad reside únicamente en 
las percepciones subjetivas de los observadores; es decir, en la perspectiva de 
la rana. Desde el punto de vista del ave, el multiverso no podría ser más 
sencillo.



    La objeción de la rareza es estética y no científica, y sólo tiene sentido 
dentro de una perspectiva aristotélica. Pero, ¿qué esperábamos? Cuando hacemos 
una pregunta profunda sobre la naturaleza de la realidad, ¿no se espera una 
respuesta que suene rara? La evolución nos confirió una intuición para la 
física cotidiana que ayudaba a nuestros lejanos antepasados a sobrevivir; por 
eso cuando nos aventuremos más allá del mundo cotidiano, deberíamos esperar que 
todo nos parezca raro.



    Una característica común de los cuatro niveles de multiverso es que la 
teoría más sencilla y discutiblemente más elegante implica por principio 
universos paralelos. Para negar la existencia de esos universos, tendríamos que 
complicar nuestra teoría agregándole procesos no comprobados experimentalmente 
y postulados ad hoc: el espacio finito, el colapso de la función de onda y la 
asimetría ontológica. Nuestra decisión depende, entonces, de lo que 
consideremos más dispendioso e inelegante: muchos mundos o muchas palabras. 
Quizá nos iremos acostumbrando poco a poco a las rarezas de nuestro cosmos y 
aceptaremos que son parte de su belleza.

 

Referencias:


 

Why Is the CMB Fluctuation Level 10-5? Max Tegmark and Martin Rees in 
Astrophysical Journal, Vol. 499, No. 2, pages 526-532; June 1, 1998. Available 
online at arXiv.org/abs/astro-ph/9709058 

Is "The Theory of Everything" Merely the Ultimate Ensemble Theory? Max Tegmark 
in Annals of Physics, Vol. 270, No.1, pages 1-51; November 20, 1998. Available 
online at arXiv.org/abs/gr-qc/9704009 

 

Many Worlds in One. Jaume Garriga and Alexander Vilenkin in Physical Review, 
Vol. D64, No. 043511; July 26, 2001. Available online at 
arXiv.org/abs/gr-qc/0102010 

 

Inflation, Quantum Cosmology and the Anthropic Principle. Andrei Linde in 
Science and Ultimate Reality: From Quantum to Cosmos. Edited by J. D. Barrow, 
P.C.W. Davies and C. L. Harper. Cambridge University Press, 2003. Available 
online at arXiv.org/abs/hep-th/0211048 

 

The author's Web site has more information at 
www.hep.upenn.edu/~max/multiverse.html 

 

Our Cosmic Habitat. Martin Rees. Princeton University Press, 2001.






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el campo de las "disciplinas alternativas", fundada el 15 de octubre de 1985 e 
inscripta en la Superintendencia de Enseñanza Privada dependiente del 
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