Imagine a un físico sentado en una jaula con una pistola apuntando directamente a su cabeza. La dirección del giro de una partícula aleatoria en la habitación se mide cada pocos segundos. Si el giro es en una dirección, el arma dispara y el físico muere. Si se dirige al otro, solo se escucha un clic y el físico sobrevive. Entonces, las posibilidades de que un físico sobreviva son 50-50, ¿verdad?
Puede que no todo sea tan simple si vivimos en un multiverso, es decir, además de nuestro universo, que llamamos nuestro, hay muchos otros.
Un famoso experimento mental llamado "suicidio cuántico" comienza con un escenario con un físico y una pistola, y esta es una forma de tratar de comprender si solo vivimos en uno de los muchos (y potencialmente infinitos) universos.
Este experimento mental se basa en la mecánica cuántica y la idea de que no existe una realidad objetiva única. Todo lo que vemos a nuestro alrededor es solo una de las posibles configuraciones de todas las probabilidades de que ocurra tal o cual evento. Una interpretación de la mecánica cuántica es que todos los demás conjuntos de probabilidades pueden existir en sus propios universos separados. Entonces, si sigue el experimento mental, dada esta interpretación, cuando mida la segunda partícula, el universo se dividirá en dos, cada uno de los cuales tendrá su propia versión posible de la ocurrencia de eventos: en el que vive el físico y en el que murió el físico.
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Su supervivencia ahora está ligada a la probabilidad cuántica, por lo que parece estar vivo y muerto al mismo tiempo, solo que en diferentes universos. Si un nuevo universo se divide cada vez que se mide una partícula, y el arma dispara o no, entonces en uno de estos universos, el físico eventualmente sobrevivirá, digamos, a 50 mediciones de partículas. Esto se puede comparar con una moneda lanzada 50 veces seguidas. La probabilidad de que 50 veces seguidas salga cruz es extremadamente pequeña, pero lo es: la probabilidad tiende a cero.
Y si esto sucede, el físico comprenderá que el multiverso es real y, en un caso específico, en el experimento descrito, el físico es verdaderamente inmortal, ya que el arma nunca disparará. Pero también se convertirá en la única persona que sabe que existen estos universos paralelos. Y cuántos físicos tendrán que "gastar" para saberlo con seguridad.
Sin embargo, existen otras versiones más inteligentes de múltiples universos que están respaldados matemáticamente y potencialmente comprobables.
"Para algunas personas, los universos paralelos son como saltar a través de un portal a otro mundo o algo así", dice Matthew Johnson, físico del Perimeter Institute. "Pero eso es completamente diferente".
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La evidencia observable real de múltiples universos será difícil de encontrar, pero posible. Y así es como los físicos planean hacerlo.
Versiones multiverso
De hecho, hay bastantes teorías de un universo múltiple, y el multiverso de un experimento mental con "suicidio cuántico", donde cada posibilidad se convierte en realidad, es uno de los más radicales.
El físico del Instituto Tecnológico de Massachusetts, Max Tegmark, sugiere dividir las múltiples teorías del universo en cuatro tipos diferentes para facilitar el pensamiento.
Nos centraremos en el primer nivel del multiverso: estas versiones son más fáciles de entender que otras. En el primer nivel, también tenemos muchas posibilidades de encontrar evidencia que demuestre que el multiverso es real.
Múltiples universos se derivan de las predicciones matemáticas de teorías preexistentes, y un multiverso de Nivel 1 es predicho por una idea muy respetada y poderosa en física: la inflación.
¿Qué entendemos por "el universo"?
Para comprender la idea de múltiples universos, primero debe definir lo que queremos decir cuando decimos "universo". Nuestra definición del "universo" ha cambiado más de una vez, por ejemplo, cuando inventamos el primer telescopio, miramos al espacio y aprendimos que las estrellas no están unidas al cielo con clavos y que la Tierra no está sola en el espacio.
Pero el universo es mucho más grande de lo que podemos ver a través de un telescopio, dice Johnson. Nuestro universo es solo una esfera de luz que ha tenido suficiente tiempo para alcanzarnos. Si esperamos otros mil millones de años, veremos aún más y nuestro concepto del universo se volverá al revés nuevamente, dice Tegmark.
Alguien que se encuentre en un planeta a miles de millones de años luz de distancia tendrá una imagen completamente diferente del "universo" en función de la cantidad de luz que haya alcanzado su planeta.
No hay forma de que podamos alcanzar estas otras burbujas de universos por definición, porque no hay forma de viajar más rápido que la luz. Aunque no podemos verlos, los físicos creen que aún se pueden encontrar rastros de su nacimiento.
¿Dónde está la prueba?
La idea detrás de la inflación es que durante sus inicios, nuestro universo pasó por un período de rápida expansión (inmediatamente después del Big Bang), cuando un nanómetro de espacio explotó repentinamente 250 millones de años luz en menos de una billonésima de segundo.
Una vez que comenzó la inflación, nunca se detuvo por completo. En algunas áreas del espacio-tiempo, se detiene, en las que áreas del espacio se convierten en burbujas, como el universo que vemos alrededor, pero en otros lugares, el espacio continúa expandiéndose. Si la expansión es infinita, y muchos lo creen, entonces se forman constantemente nuevas burbujas de universos. Esto deja un rastro de burbujas. Navegamos por el espacio-tiempo en el espumoso jacuzzi de los universos.
Una vez más, no hay forma de comunicarse con estos otros universos burbuja, porque no podemos viajar más rápido que la luz. Pero teóricamente podemos probar que existen. Y así es como.
Cuando nuestro universo de burbujas se formó por primera vez, es posible que colisionara con otros universos de burbujas que se están formando alrededor del nuestro. Es poco probable que estemos todavía cerca de ellos, ya que la expansión en curso del espacio-tiempo nos lleva cada vez más lejos.
Sin embargo, los efectos de las primeras colisiones podrían haber alterado el fondo cósmico de microondas (calor del Big Bang). En teoría, podríamos detectar estas ondas con telescopios. Sería un disco descolorido, como un hematoma en el cuerpo de un fondo de microondas.
Jones está buscando tales "magulladuras", pero mucho depende de la rapidez con la que aparecieron otros universos burbuja y cuántos de ellos puede haber. Si hay pocas burbujas, es posible que no las hayamos encontrado.
El telescopio espacial de Planck está escuchando los cielos en busca de evidencia de tales colisiones con otros universos.
El multiverso dentro del LHC
Diferentes físicos sostienen diferentes teorías del multiverso. Esta versión surge de la teoría de cuerdas, así como de la idea de la existencia de muchas otras dimensiones a las que simplemente no tenemos acceso (como en la situación en la que se metió el héroe de McConaughey en la película Interstellar). Algunos físicos piensan que los universos paralelos se esconden en estas dimensiones adicionales.
Esta idea de un multiverso también es comprobable
Los físicos buscarán agujeros negros microscópicos en el Gran Colisionador de Hadrones, que recientemente entró en funcionamiento. El LHC no puede producir un agujero negro que sea peligroso, pero según esta teoría, es posible crear agujeros negros microscópicos que se evaporarán instantáneamente. La presencia de agujeros negros significaría que la gravedad de nuestro universo se está filtrando a dimensiones adicionales.
"Dado que la gravedad puede fluir fuera de nuestro Universo en dimensiones adicionales, este modelo puede probarse descubriendo agujeros negros en miniatura en el LHC", dijo el físico Mir Faisal. “Hemos calculado la energía a la que detectar estos agujeros negros en el arco iris gravitacional. Si encontramos agujeros negros en esa energía, sabemos que tanto la teoría del arco iris gravitacional como la teoría de las dimensiones extra son correctas.
Esta sería una evidencia convincente para la teoría de cuerdas y los universos paralelos, y también ayudaría a explicar por qué la gravedad es mucho más débil que otras fuerzas fundamentales.
Sin embargo, todavía no hay una confirmación seria. Solo dudas
"Sólo creo en lo que está respaldado por pruebas experimentales concretas y comprobables, y el concepto de universos paralelos no puede presumir exactamente de esto", dice Brian Green, físico teórico de la Universidad de Columbia.
El problema, dice Johnson, es que los físicos se están alejando de las discusiones filosóficas de múltiples universos. Algunos solo quieren probar la idea. Otros sostienen teorías radicales e incontestables. Tegmark dice que intentará experimentar con el suicidio cuántico cuando sea viejo y frágil. Pero esperemos que solo bromee.
