por�Eugene Lim
02 Septiembre 2015�

del�Sitio�Web�TheConversation

traducci�n de Adela Kaufmann
Versi�n original en ingles

Versi�n en italiano


Los cient�ficos est�n buscando colisiones

entre diferentes 'burbujas del universo'

en el fondo c�smico de microondas.

Geralt


La existencia de universos paralelos puede parecer algo inventado por escritores de ciencia ficci�n, con poca relevancia para la f�sica te�rica moderna.

Pero la idea de que vivimos en un "multiverso" compuesto por un�n�mero�infinito�de universos paralelos�se ha considerado durante mucho tiempo una posibilidad cient�fica, aunque todav�a es un tema de debate vigoroso entre los f�sicos.

La carrera ahora est� en camino para encontrar una manera de probar la teor�a, incluida la b�squeda en el cielo de signos de colisiones con otros universos.

Es importante tener en cuenta que�la visi�n multiverso�no es en realidad�una�teor�a, sino m�s bien�una consecuencia�de nuestra comprensi�n actual de la f�sica te�rica.

Esta distinci�n es crucial.

No hemos agitado nuestras manos y hemos dicho:

"Que haya un multiverso"...

En cambio, la idea de que el universo es quiz�s uno de infinitos se deriva de las�teor�as�actuales�como lamec�nica qu�nticay la�teor�a de cuerdas.

La interpretaci�n de muchos mundos

Es posible que haya escuchado el experimento mental�del gato�de�Schr�dinger, 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 est� vivo y muerto.�La raz�n por la que esto parece tan imposible es simplemente porque nuestra intuici�n humana no est� familiarizada con ello.

Pero es completamente posible, de acuerdo con las extra�as reglas de�la mec�nica qu�ntica.

La raz�n por la que esto puede suceder es que el espacio de posibilidades en la mec�nica qu�ntica es enorme.�Matem�ticamente, un estado mec�nico qu�ntico es una suma (o superposici�n) de todas las�estad�sticas�posibles.

En el caso del gato de Schr�dinger, el gato es la superposici�n de estados "muertos" y "vivos".

Pero, �c�mo interpretamos que esto tiene alg�n sentido pr�ctico?

Una forma popular es pensar en todas estas posibilidades como dispositivos de contabilidad para que el �nico 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 teor�a de cuerdas�es una de nuestras v�as m�s prometedoras, si no la m�s prometedora, para poder�unificar la mec�nica qu�ntica y la gravedad.

Esto es notoriamente dif�cil porque la fuerza gravitacional es muy dif�cil de describir en escalas peque�as como las de los �tomos y las part�culas subat�micas, que es la ciencia de la mec�nica qu�ntica.

Pero la teor�a de cuerdas, establece que,

todas las part�culas fundamentales est�n formadas por cuerdas unidimensionales,

...que�pueden describir todas las fuerzas conocidas de la naturaleza:

  • gravedad

  • electromagnetismo

  • fuerzas nucleares

Sin embargo, para que la teor�a de cuerdas funcione matem�ticamente, se requieren al menos�diez�dimensiones f�sicas.

Como solo podemos observar cuatro dimensiones:

altura, ancho, profundidad (todo espacial) y tiempo (temporal),

...por lo tanto,�las dimensiones adicionales de la teor�a de cuerdas deben ocultarse de alguna manera para que esta sea correcta.

Para poder utilizar la teor�a para explicar los fen�menos f�sicos que vemos, estas dimensiones adicionales tienen que ser "compactadas" al enroscarse de tal manera que sean demasiado peque�as para ser vistas.

�Quiz�s para cada punto en nuestras cuatro grandes dimensiones, existen seis direcciones extra indistinguibles?

Un problema, o algunos dir�an, una caracter�stica de la teor�a de cuerdas es que hay muchas maneras de hacer esta�compactaci�n, y 10500�posibilidades es un n�mero normalmente promocionado.

Cada una de estas�compactaciones dar� como resultado un universo con diferentes leyes f�sicas, como diferentes masas de electrones y diferentes constantes de gravedad.

Sin embargo, tambi�n hay�objeciones�vigorosas�a la metodolog�a�de�compactaci�n, por lo que el problema no est� del todo resuelto.

Pero dado esto, la pregunta obvia es:

�en cu�l de estos paisajes de posibilidades vivimos?

La teor�a de cuerdas en s� no proporciona un mecanismo para predecir eso, lo que lo hace in�til ya que no podemos probarlo.

Pero afortunadamente, una idea de nuestro estudio de la cosmolog�a del universo temprano ha convertido este fastidio en una caracter�stica.

El universo primitivo

Durante el universo muy temprano, justo despu�s�del Big Bang, el universo experiment� un per�odo de expansi�n acelerada llamado 'inflaci�n'.

La inflaci�n�fue originalmente invocada para explicar por qu� el universo de observaci�n actual es�casi uniforme en temperatura.

Sin embargo, la teor�a tambi�n 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 teor�a a�n se est�n debatiendo acaloradamente, la�inflaci�n�es ampliamente aceptada por los f�sicos.

Sin embargo, una consecuencia de esta teor�a es que debe haber otras partes del universo que todav�a se est�n acelerando.�Sin embargo, debido a las fluctuaciones qu�nticas del espacio-tiempo, algunas partes del universo nunca alcanzan el estado final de inflaci�n.

Esto significa que el universo se est�, al menos seg�n nuestra comprensi�n actual,�inflando eternamente.

Por lo tanto, algunas partes pueden convertirse en otros universos, que a su vez podr�an convertirse en otros universos, etc.

Este mecanismo genera un n�mero infinito de universos.

Al combinar este escenario con la teor�a de cuerdas, existe la posibilidad de que cada uno de estos universos posea una compactaci�n diferente de las dimensiones adicionales y, por lo tanto,�tenga�diferentes�leyes f�sicas.

El fondo c�smico de microondas.

Recorrido por ondas gravitacionales

y se�ales de colisiones con otros universos.

NASA / Equipo de Ciencias WMAP / wikimedia

Probando la teor�a

Los universos predichos por la�teor�a de cuerdas�y la�inflaci�n�viven en el mismo espacio f�sico (a diferencia de los muchos universos de la mec�nica qu�ntica que viven en un espacio matem�tico), pueden superponerse o colisionar.

De hecho, inevitablemente deben colisionar,�dejando posibles 'trazas'�en el cielo c�smico que podemos intentar buscar.

Los detalles exactos de las trazas dependen �ntimamente de los modelos, que van desde�puntos fr�os o calientes�en el fondo c�smico de microondas hasta vac�os an�malos en la distribuci�n de galaxias.

Sin embargo, dado que las colisiones con otros universos deben ocurrir en una direcci�n particular, una expectativa general es que cualquier 'traza' romper� la uniformidad de nuestro universo observable.

Estas trazas est�n siendo perseguidas activamente por los cient�ficos.

Algunos las buscan directamente a trav�s de�huellas en el fondo c�smico de microondas, el resplandor del Big Bang.�Sin embargo, a�n no se ven tales trazas.

Otros buscan apoyo indirecto, como en las�ondas gravitacionales, que son,

ondas en el espacio-tiempo a medida que pasan a trav�s de objetos masivos.

Tales olas podr�an probar directamente la existencia de la inflaci�n, lo que en �ltima instancia fortalece el apoyo a�la teor�a del multiverso.�

Es dif�cil predecir si alguna vez podremos demostrar su existencia.

Pero dadas las enormes implicaciones de tal hallazgo, definitivamente vale la pena la b�squeda.�