¿Son reales los multiversos? El astrofísico explica por qué depende de cómo se defina “real”

¿Son reales los multiversos? Si es así, ¿cómo son? ¿Cómo llegar allí sin perder tiempo? – Emily, 9 años, Pune, Maharashtra, India

La idea de un multiverso (una colección hipotética de todos los universos posibles) es algo que a los fanáticos de la ciencia ficción les encanta explorar. ¿Pero existe realmente el multiverso?

Para responder a la pregunta de si el multiverso es real, primero debemos ponernos de acuerdo sobre lo que significa que algo sea real. Como astrofísico que estudia cosmología (la historia y estructura a gran escala del universo) y la filosofía de la física, he pensado en esta cuestión más de una vez a lo largo de mi carrera.

La definición más inmediata de “real” puede ser que puedes verlo y tocarlo. Mi almuerzo es real en ese sentido, porque puedo saborearlo y puedes oírme masticarlo (con suerte, no demasiado fuerte). Así que “real” puede definirse como algo que puedes percibir con al menos uno de tus cinco sentidos.

Pero eso dejaría de lado muchas cosas que también son reales. Las microondas que calientan la comida son reales, pero no puedes percibirlas directamente, sólo su efecto: la comida calentada. Por lo tanto, algunas cosas reales sólo se pueden “ver” indirectamente mediante la evidencia que dejan tras de sí. La existencia de los dinosaurios es otro ejemplo: sólo se pueden ver sus fósiles.

Entonces puedes plantear dos versiones de la pregunta de si el multiverso es real. Uno: ¿Puedes verlo, oírlo, tocarlo, olerlo o saborearlo? Segundo: Incluso si no se puede, ¿existe evidencia de sus efectos?

Mecánica cuántica del multiverso

La respuesta que darían la mayoría de los investigadores a la pregunta de si es posible percibir el multiverso con los cinco sentidos probablemente sea no. Pero hay muchas cosas reales que no lo son en este sentido, como las microondas. Entonces, ¿podemos ver alguna evidencia indirecta del multiverso, como los efectos que podría tener en el mundo observable?

La respuesta corta es sí, en cierto modo.

El multiverso es una manera de entender el comportamiento de cosas muy, muy pequeñas, como los átomos y las partículas subatómicas. Los científicos llaman mecánica cuántica a las reglas que gobiernan el comportamiento de estos objetos tan pequeños. En mecánica cuántica, nunca es seguro cuál será el resultado de un experimento. Sólo puedes escribir la posibilidad, es decir, la probabilidad, de que algo suceda.

El gato de Schrödinger ilustra cómo pueden existir múltiples posibilidades al mismo tiempo.

Es como tirar un dado: no puedes estar seguro de qué número obtendrás, pero puedes decir que tienes las mismas posibilidades de obtener uno, dos, tres, cuatro, cinco o seis en la parte superior del dado. Sin embargo, si conocieras suficiente información sobre el cubo (como su forma y masa exactas, los patrones de aire a su alrededor y la forma exacta en que lo arrojaste), podrías predecir exactamente en qué dirección aterrizaría. Puede que sea necesaria una gran simulación por computadora para sumar los números, pero es posible.

Ahora imagina cubos muy, muy, muy pequeños. Incluso si tuvieras una computadora muy poderosa, no serías capaz de predecir de qué lado caería este dado súper pequeño. Esto se debe a que se rige por la mecánica cuántica, donde no se pueden predecir los resultados con absoluta certeza. Sólo puedes predecir la probabilidad.

Muchos mundos y el multiverso.

La mecánica cuántica es algo aleatoria: no todo tiene las mismas posibilidades de suceder. Podemos predecir la probabilidad de que ocurra cada escenario, pero no el resultado real. En el caso de los dados cuánticos, todo lo que podemos saber es que hay una probabilidad de 1 entre 6 de que caiga en cualquier cara.

Una forma en que los científicos han interpretado esta extraña propiedad de la mecánica cuántica es que todos los escenarios posibles realmente suceden. Pero cuando lo hace, crea otro universo. Esto se llama la visión de muchos mundos de la mecánica cuántica.

En el caso de nuestros dados cuánticos, la visión de mundos múltiples diría que hay una probabilidad de 1 entre 6 de lanzar cada número porque se crean seis universos cada vez que tiramos los dados. Aunque permanecemos en uno de ellos, digamos, un mundo donde el dado arroja tres, se han creado otros cinco universos donde el dado aparece como uno de los otros números.

En esta imagen de la mecánica cuántica, los universos se ramifican con cada escenario. Por supuesto, en realidad no podemos hacer un cubo de mecánica cuántica y tirarlo a la basura; simplemente interactuar con el cubo destruiría su naturaleza cuántica.

¿Significa esto que la mecánica cuántica es una prueba de que el multiverso es real? Yo diría que no. Si bien es una forma fascinante de pensar sobre la mecánica cuántica, es sólo una interpretación, no una prueba irrefutable de la existencia de un multiverso.

Si hay múltiples universos, pero no puedes percibir ninguno de ellos, ¿existen realmente? Victor de Schwanberg/Science Photo Libraries vía Getty Images El multiverso y la teoría de cuerdas

Otro aspecto relevante del multiverso es su papel en la teoría de cuerdas. La teoría de cuerdas afirma que las partículas fundamentales que componen la materia están hechas de cuerdas vibrantes de energía. Imaginemos una banda elástica vibrando dentro de cada partícula.

La teoría de cuerdas también afirma que el universo tiene más de tres dimensiones. Diferentes teorías de cuerdas predicen diferentes números de dimensiones adicionales. Esto significa que constantes físicas como la velocidad de la luz y la carga de un electrón pueden tener valores diferentes. También lo es la cantidad de cosas que hay en el universo, como la materia. Sugiere un paisaje de posibles universos diferentes, cada uno con diferentes condiciones: el multiverso.

Hasta el momento, no hay evidencia definitiva de un multiverso basado en la teoría de cuerdas. Estos universos probablemente no se conectarían entre sí; de lo contrario, no contarían como universos separados, solo como parte del nuestro. Entonces, incluso si existen, es posible que nunca obtengamos evidencia directa de su existencia.

Sin embargo, podría haber evidencia indirecta de la existencia de múltiples universos. Por ejemplo, la teoría de cuerdas puede ayudar a los científicos a predecir los resultados de experimentos de muy alta energía en nuestro propio universo. También puede predecir cómo se comporta la materia a escalas muy, muy pequeñas. Si estas predicciones resultan correctas, podrían ser una prueba de la teoría de cuerdas. Y si la teoría de cuerdas pudiera ser real en nuestro universo, indirectamente significa que el multiverso también podría ser real.

Aunque no existe evidencia definitiva de la teoría de cuerdas en nuestro universo, quién sabe lo que nos deparará el futuro.

Y como la curiosidad no tiene límite de edad, adultos, cuéntanos también qué te estás preguntando. No podremos responder todas las preguntas, pero haremos nuestro mejor esfuerzo.