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¿Y si vivimos en un multiverso?

Un importante reto para la física del siglo XXI, afirma el astrónomo Martin Rees, es determinar si hubo un solo Big Bang o muchas grandes explosiones regidas por las mismas leyes

Imagen de la nebulosa Helix captada por el telescopio espacial infrarrojo, Spitzer.
Imagen de la nebulosa Helix captada por el telescopio espacial infrarrojo, Spitzer.

Lo que tradicionalmente hemos denominado “el universo” (el resultado de “nuestra” gran explosión) puede que solo sea una isla, solo un pedazo de espacio y tiempo, en un archipiélago quizás infinito. Pudo haber habido muchas grandes explosiones, no solo una. Cada constituyente de este “multiverso” podría haberse enfriado de manera diferente, y quizá terminar siendo regido por leyes distintas. De la misma manera que la Tierra es un planeta muy especial entre tropecientos millones de otros, así (en una escala mucho más grandiosa) nuestro Big Bang podría haber sido muy especial. En esta perspectiva cósmica enormemente expandida, las leyes de Einstein y del cuanto podrían ser meros reglamentos provincianos que rigieran nuestro pedazo cósmico. Así, no solo el espacio y el tiempo podrían ser intrincadamente “granulados” a una escala submicroscópica, sino que también, en el otro extremo (a escalas mucho mayores de las que los astrónomos pueden examinar), podrían tener una estructura tan intrincada como la fauna de un ecosistema rico. Nuestro concepto actual de la realidad física podría ser tan restringido, en relación con el todo, como la perspectiva de la Tierra de la que dispone un organismo del plancton, cuyo “universo” es una cucharada de agua.

¿Podría ser verdad esto? Un reto para la física del siglo XXI es dar respuesta a dos preguntas. Primera: ¿existen muchas “grandes explosiones” en lugar de solo una? Segunda (y esta es todavía más interesante): si hay muchas, ¿están todas regidas por la misma física?

Si nos hallamos en un multiverso, esto implicaría una cuarta revolución copernicana, y la mayor de todas; hemos tenido la propia revolución copernicana, después el darnos cuenta de que existen miles de millones de sistemas planetarios en nuestra galaxia; después, que existen miles de millones de galaxias en nuestro universo observable. Pero, ahora, eso no es todo. El panorama entero que los astrónomos pueden observar podría ser una parte minúscula del resultado de “nuestro” Big Bang, que es solo una explosión de entre quizá un conjunto infinito.

(A primera vista, el concepto de universos paralelos podría parecer demasiado esotérico para tener algún impacto práctico. Pero puede ofrecer realmente [en una de sus variantes] la perspectiva de un tipo completamente nuevo de ordenador: el ordenador cuántico, que puede trascender los límites incluso del procesador digital más rápido al compartir efectivamente la carga computacional entre una casi infinitud de universos paralelos).

Hace 50 años, no estábamos seguros de si había habido una gran explosión. Mi tutor en Cambridge, Fred Hoyle, por ejemplo, rechazaba el concepto, y prefería un cosmos en “estado estacionario” que era eterno e invariable. (Nunca se convirtió del todo; en sus últimos años defendía una idea de compromiso que podía calificarse de “explosión estacionaria”). Ahora tenemos suficientes pruebas para delinear la historia cósmica y remontarnos al primer nanosegundo ultradenso, con tanta confianza como un geólogo que infiere la historia primitiva de la Tierra. De modo que, en 50 años más, no es excesivamente optimista esperar que tengamos una teoría física “unificada”, corroborada por el experimento y la observación en el mundo cotidiano, que sea lo bastante amplia para describir lo que ocurrió en la primera cuatrillonésima de segundo, en que las densidades y las energías eran muy superiores a la gama en la que son de aplicación las teorías actuales. Si esta teoría futura hubiera de predecir múltiples grandes explosiones, deberíamos tomarnos muy en serio dicha predicción, aunque no pueda verificarse directamente (de la misma manera que damos crédito a lo que la teoría de Einstein nos dice acerca de las entrañas inobservables de los agujeros negros, porque la teoría ha sobrevivido a muchas pruebas en ámbitos que podemos observar).

Lo que tradicionalmente llamamos “universo” puede que sea un pedazo de espacio en un archipiélago quizás infinito

A finales de este siglo podremos preguntar si vivimos o no en un multiverso, y cuánta variedad exhiben sus “universos” constituyentes. La respuesta a esta pregunta determinará cómo hemos de interpretar el universo “bioamigable” en el que vivimos (compartiéndolo con cualesquiera extraterrestres con los que un día podamos entrar en contacto).

Mi libro de 1997, Before the Beginning, especulaba acerca de un multiverso. Sus argumentos estaban motivados en parte por el carácter aparentemente biofílico y sintonizado de nuestro universo. Esto no ocasionaría ninguna sorpresa si la realidad física abarcara todo un conjunto de universos que “aprovecharan la ocasión” según las constantes y leyes básicas. La mayoría no habrían nacido todavía, o serían estériles, pero nos encontraríamos en uno de aquellos en los que las leyes permitieran la complejidad emergente. Esta idea había sido respaldada por la teoría de la “inflación cósmica” de la década de 1980, que ofrecía nuevas ideas acerca de cómo todo nuestro universo observable había “brotado” de un acontecimiento de tamaño microscópico. Obtuvo más atención seria cuando los teóricos de las cuerdas empezaron a defender la posibilidad de muchos vacíos diferentes, cada uno de ellos un escenario para microfísicas regidas por leyes diferentes.

Desde entonces he tenido una visión detallada de este cambio de opinión y de la aparición de estas ideas (ciertamente especulativas). En 2001 contribuí a organizar un congreso sobre este tema. Tuvo lugar en Cambridge, pero no en la universidad. Lo acogí en mi hogar, una granja en el límite de la ciudad, en un establo reformado que ofrecía una sede algo austera para nuestras discusiones. Algunos años más tarde, tuvimos un segundo congreso. Esta vez la localización fue muy distinta: una sala relativamente grande del Trinity College, con un retrato de Newton (el alumno más famoso del College) detrás del estrado.

El teórico Frank Wilczek (famoso por su papel, cuando todavía era un estudiante, en la formulación de lo que se llama el “modelo estándar” de la física de partículas) asistió a ambos congresos. Cuando habló en el segundo, comparó la atmósfera de las dos reuniones.

Describió a los físicos de la primera reunión como voces “marginales” en el desierto que durante muchos años habían promovido argumentos extraños sobre conspiraciones entre constantes fundamentales y universos alternativos. Sus preocupaciones y enfoques parecían completamente ajenos al consenso de vanguardia de la física teórica, que estaba atareada construyendo con éxito un universo único y matemáticamente perfecto. Pero en esta segunda reunión advirtió que “la vanguardia se había marchado para unirse a los profetas en el desierto”.

Hace algunos años, me encontraba yo en un comité de la Universidad de Stanford en el que el presidente nos pidió: “En la escala ‘se jugaría usted su pez de colores, su perro o su vida’, ¿cuán seguros están ustedes del concepto de multiverso?”. Yo dije que me hallaba cerca del nivel del perro. Andrei Linde, un cosmólogo ruso que había pasado 25 años promoviendo una teoría de “inflación eterna”, dijo que él casi apostaría su vida. Posteriormente, cuando se le explicó esto, el eminente teórico Steven Weinberg dijo que con mucho gusto se jugaría el perro de Martin Rees y la vida de Andrei Linde.

Andrei Linde, mi perro y yo moriremos antes de que esta cuestión se zanje. No se trata de metafísica. Es muy especulativo. Pero es ciencia apasionante. Y puede ser verdad.

Martin Rees es un astrónomo británico. Ha sido rector del Trinity College y es catedrático de la Universidad de Cambridge. Este texto es un extracto de su libro ‘En el futuro’, que publica Crítica el próximo 30 de abril.

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