El multiverso
Aunque es algo difícil de asimilar, las teorías de última generación sugieren que nuestro universo podría no ser el único que existe. Podría tratarse de una cantidad infinita de mundos que compondrían el multiverso. En este episodio, Brian Greene nos lleva a conocer esta nueva teoría de avanzada de la física, explicando por qué los científicos consideran que es verdadera y mostrando cómo serían estas posibles realidades alternativas. Algunos universos podrían ser casi indistinguibles del nuestro, otros podrían contener variaciones de todos nosotros --en donde existiríamos pero con familias, carreras e historias de vida diferentes-- y en otros, la realidad podría ser tan diferente de la nuestra que sería irreconocible. Brian Greene revela por qué esta nueva y revolucionaria idea del cosmos está siendo investigada seriamente por los científicos. No será fácil de probar, pero si es correcta, nuestra visión del espacio, el tiempo y nuestro lugar en el universo cambiará para siempre.
Multiverso es un término usado para definir los múltiples universos posibles, incluido nuestro propio universo. Comprende todo lo que existe físicamente: la totalidad del espacio y del tiempo, todas las formas de materia, energía y cantidad de movimiento, y las leyes físicas y constantes que las gobiernan.
La idea de que el universo que se puede observar es sólo una parte de la realidad física dio lugar al nacimiento del concepto de multiverso. Los diferentes universos dentro del multiverso son a veces llamados universos paralelos. La estructura del multiverso, la naturaleza de cada universo dentro de él, así como la relación entre los diversos universos constituyentes, dependen de la hipótesis de multiverso considerada.
El concepto de multiverso ha sido supuesto en cosmología, física, astronomía, filosofía, psicología transpersonal y ficción, en particular dentro de la ciencia ficción y de la fantasía. El término fue acuñado en 1895 por el psicólogo William James. En estos contextos, los universos paralelos también son llamados «universos alternativos», «universos cuánticos», «dimensiones interpenetrantes», «mundos paralelos», «realidades alternativas» o «líneas de tiempo alternativas».
En 2013 los científicos Laura Mersini-Houghton y Richard Holman afirmaron haber descubierto, a través del telescopio Planck, posible evidencia de que haya otros universos por fuera del nuestro. Esta teoría ha creado controversia en la comunidad científica. Por ejemplo, un artículo firmado por 175 científicos afirma que no se ha detectado "bulk flow", una de las bases de la teoría de Mersini-Houghton y Holman.
Hipótesis del multiverso en física
Clasificación de Tegmark.
El cosmólogo Max Tegmark ha proporcionado una taxonomía para los universos existentes más allá del universo observable. De acuerdo a la clasificación de Tegmark, los niveles definidos pueden ser entendidos como que abarcan y se expanden sobre niveles previos.
Multiverso de Nivel I.
Una predicción genérica de la inflación cósmica es un universo ergódico infinito, el cual, por su infinitud, debe contener volúmenes de Hubble que contemplen todas las condiciones iniciales.
Un universo infinito debería englobar un número infinito de volúmenes de Hubble, todos ellos con leyes y constantes físicas iguales a las nuestras. Sin embargo, casi todos ellos serán diferentes de nuestro volumen de Hubble en cuanto a configuraciones tales como la distribución de la materia en el volumen. Según las teorías actuales, algunos procesos ocurridos tras el Big Bang repartieron la materia con cierto grado de aleatoriedad, dando lugar a todas las distintas configuraciones cuya probabilidad es distinta de cero. Nuestro universo, con una distribución casi uniforme de materia y fluctuaciones iniciales de densidad de 1/100.000, podría ser un representante típico —al menos entre los que contienen observadores—.
Siendo infinito el número de tales volúmenes, algunos de ellos son muy similares e incluso iguales al nuestro. Así, más allá de nuestro horizonte cosmológico, existirá un volumen de Hubble idéntico al nuestro. Tegmark estima que un volumen exactamente igual al nuestro estaría situado aproximadamente a una distancia de 10(10115) m —un número más grande que un gúgolplex—.
Brian R. Greene denominó a este megauniverso infinito o semi-infinito constituido por innumerables universos o burbujas-Hubble como Multiverso mosaico.
Multiverso de Nivel II
Universos burbuja. Cada disco es un universo burbuja; los Universos 1 al 6 poseen distintas constantes físicas, correspondiendo nuestro universo a una de dichas burbujas.
En la teoría de la inflación caótica eterna, una variante de la teoría de inflación cósmica, el multiverso en conjunto se estira y continuará haciéndolo para siempre; sin embargo, algunas regiones del espacio dejan de dilatarse, formándose burbujas diferenciadas, semejantes a las bolsas de gas que se forman en un pan que se está cociendo. Tales burbujas son universos embrionarios de Nivel I de tamaño infinito llenos de materia depositada por la energía del campo que provocó la inflación; Linde y Vanchurin han calculado que el número total de éstas puede ser de 10(1010.000.000)10 La distancia que nos separa de la burbuja más cercana es «infinita», en el sentido de que no se puede llegar a ella ni aún viajando a la velocidad de la luz; el espacio existente entre nuestra burbuja y las burbujas circundantes se expande más deprisa de lo que se puede viajar a través él. Sin embargo, se ha propuesto que universos adyacentes al nuestro podrían dejar una huella observable en la radiación de fondo de microondas, lo cual abriría la posibilidad de probar experimentalmente esta teoría.
A diferencia del multiverso de Nivel I, en el multiverso de Nivel II las distintas burbujas (universos) varían no sólo en sus condiciones iniciales sino en aspectos tan relevantes como las dimensiones del espaciotiempo, las cualidades de las partículas elementales y los valores que toman las constantes físicas. Las diversas burbujas pueden experimentar diferentes rupturas espontáneas de la simetría, lo que se traduce en universos de propiedades dispares. En este sentido, cabe señalar que la teoría de cuerdas sugiere que en nuestro universo alguna vez coexistieron nueve dimensiones espaciales semejantes; sin embargo, en un momento dado, tres de ellas participaron en la expansión cósmica, siendo éstas las que reconocemos actualmente. Las otras seis no son observables, bien por su tamaño microscópico, o bien porque toda la materia está confinada en una superficie tridimensional denominada «brana» —véase la teoría M— dentro de un espacio de más dimensiones. Se piensa que la simetría original entre dimensiones se rompió, pudiendo otras burbujas (otros universos) haber experimentado rupturas de simetría distintas.
Otra manera de llegar a un multiverso de Nivel II es a través de un ciclo de nacimiento y muerte de universos. Esta idea, propuesta por Richard Tolman en la década de 1930, implica la existencia de una segunda «brana» tridimensional paralela desplazada a una dimensión superior. En este sentido, no cabe hablar de un universo separado del nuestro, ya que ambos universos interaccionarían entre sí.
Este nivel también incluye la teoría del universo oscilante de John Archibald Wheeler así como la teoría de universos fecundos de Lee Smolin.
De acuerdo a la terminología de Brian R. Greene , en este metaverso se incluirían los siguientes tipos de multiverso: Multiverso inflacionario, Multiverso cíclico, Multiverso autorreproductor, Multiverso brana, Multiverso paisaje y Multiverso holográfico.
Multiverso de Nivel III.
La teoría de universos múltiples de Hugh Everett (IMM) es una de las varias interpretaciones dominantes en la mecánica cuántica. La mecánica cuántica afirma que ciertas observaciones no pueden ser predichas de forma absoluta; en cambio, hay una variedad de posibles observaciones, cada una de ellas con una probabilidad diferente. Según la IMM, cada una de estas observaciones posibles equivale a un universo diferente; los procesos aleatorios cuánticos provocan la ramificación del universo en múltiples copias, una para cada posible universo. Esta interpretación concibe un enorme número de universos paralelos; dichos universos se encuentran «en otra parte» distinta del espacio ordinario. No obstante, estos «mundos paralelos» hacen notar su presencia en ciertos experimentos de laboratorio tales como la interferencia de ondas y los de computación cuántica. Supongamos que lanzamos un dado y se obtiene un resultado al azar; la mecánica cuántica determina que salen todos los valores a la vez, pudiéndose decir que todos los valores posibles aparecen en los diferentes universos. Nosotros, al estar situados en uno de estos universos, solo podemos percibir una fracción de la realidad cuántica completa.
Tegmark sostiene que, para un volumen de Hubble, un multiverso del Nivel III no contiene más posibilidades que un multiverso de Nivel I-II. Todos los mundos diferentes con las mismas constantes físicas creados por ramificaciones en un multiverso de Nivel III pueden ser encontrados en algún volumen de Hubble en un multiverso de Nivel I. Por otra parte, una consecuencia interesante de un multiverso de Nivel III es cómo afecta este a la naturaleza del tiempo. Mientras que tradicionalmente se considera que el tiempo es una manera de describir los cambios, la existencia de mundos paralelos que abarcan todas las posibles configuraciones de la materia, permite redefinir el tiempo como una manera de secuenciar estos diversos universos. Los universos en sí son estáticos, siendo el cambio una mera ilusión.
La interpretación de historias múltiples de Richard Feynman y la interpretación de muchas mentes de H. Dieter Zeh están relacionadas con la idea de «muchos mundos».
Brian R. Greene denominó a este multiverso como Multiverso cuántico.
Multiverso de Nivel IV.
El multiverso de Nivel IV considera que todas las estructuras matemáticas también existen físicamente. Esta hipótesis puede vincularse a una forma radical de platonismo que afirma que las estructuras matemáticas del mundo de las ideas de Platón tienen su correspondencia en el mundo físico. Considerando que nuestro universo es en sí matemático, cabe preguntarse por qué solo ha de existir una única estructura matemática para describir un universo. En consecuencia, este nivel postula la existencia de todos los universos que pueden ser definidos por estructuras matemáticas. Residiendo fuera del espacio y del tiempo, la mayoría de ellos se encuentran vacíos de observadores. De esta manera, mientras en los multiversos de Nivel I, Nivel II y Nivel III las condicionales iniciales y constantes físicas varían permaneciendo invariables las leyes fundamentales, en el multiverso de Nivel IV estas últimas también cambian.
De acuerdo a Tegmark, "las matemáticas abstractas son tan generales que cualquier teoría del todo que pueda ser definida en términos puramente formales, también es una estructura matemática". Argumenta que "cualquier universo imaginable puede ser descrito en el Nivel IV, cerrando la jerarquía de multiversos, por lo que no puede haber un multiverso de Nivel V".
De acuerdo a la terminología de Brian R. Greene, en este omniverso se incluirían los siguientes tipos de multiverso: el Multiverso final o Multiverso matemático, y el Multiverso simulado.
Jerarquía de niveles.
Las teorías científicas de los universos paralelos constituyen una jerarquía de cuatro niveles. Conforme aumenta el nivel, los distintos universos difieren más del nuestro. Así, en el multiverso de Nivel I los distintos universos solo se diferencian en las condiciones iniciales mientras que en el multiverso de Nivel IV incluso las leyes físicas son distintas.
En la próxima década, mediciones más precisas de la radiación de fondo de microondas y de la distribución de la materia a gran escala corroborarán —o no— el multiverso de Nivel I ya que determinarán la topología y curvatura del espacio. A su vez, también indagarán el Nivel II poniendo a prueba la teoría de la inflación caótica eterna. En cuanto a la exploración del multiverso de Nivel III, la posible construcción en el futuro de ordenadores cuánticos puede jugar un papel crucial al respecto. Por último, el éxito o fracaso de la teoría del todo —que agruparía todos los fenómenos físicos conocidos en una sola teoría— permitirá tomar o no partido por el Nivel IV.
Multiverso en la ficción.
Dentro de la ficción, sobre todo en la ciencia ficción y la fantasía, el concepto de multiverso ha sido empleado exhaustivamente. Se pueden reseñar los ejemplos siguientes:
Literatura.
Flatland o Planilandia de Edwin A. Abott, que trata de un universo de solo dos dimensiones y la visita de un ser de un universo tridimensional
La novela Rescate en el tiempo, del escritor Michael Crichton, en que utiliza el multiverso como una manera de viajar al pasado.
Todas las novelas del Mundodisco de Terry Pratchett se sitúan en ese mágico planeta que viaja a lomos de una tortuga por, según el autor en algunas de sus obras, el Multiverso.
En la novela Multiverso Armantia y su segunda parte Multiverso Gemini, del autor Moisés Cabello Alemán, la protagonista Marla Enea se dedica a explotar en secreto el viaje por múltiples universos, quedando extraviada en uno de los multiversos.
En el libro Alicia y los universos alternativos de Juan de Urraza, se desarrolla la teoría de los universos alternativos a través de relatos interconectados mostrando paralelismos o alternativas al propio, donde una diosa tiene el poder de circular entre ellos a través de "anclas".
En la saga La materia oscura de Philip Pullman, los multiversos son una parte central de la trama.
La novela Crónicas del multiverso (ganadora del prestigioso Premio Minotauro en la edición de 2010), del escritor español Víctor Conde, retoma su primera visita al multiverso que ya hiciera seis años antes en Mystes (finalista del mismo premio).
En la saga de libros de La Torre Oscura del escritor Stephen King se menciona al multiverso (llamándolo "macrocosmos") como el conjunto de todas las realidades posibles, así mismo, todos los mundos giran al rededor del dios Gan y se pueden crear portales que conecten épocas y universos mediante la magia y la tecnología.
En la novela Los Propios Dioses de Isaac Asimov se especula la posibilidad de establecer una comunicación y transferencia energética mediante un procedimiento de física cuántica entre dos mundos situados en distintos universos.
En la saga Las Crónicas de Narnia del escritor C.S Lewis, se presentan varios universos además del nuestro como argumento del libro sobre mundos alternativos como Charn y Narnia.
En la trilogía de El Señor de los Anillos, esta gira en torno a un universo paralelo al nuestro conocido como la Tierra Media en el cual se centra la historia.
El volúmen 54 "Mundos Paralelos" de la serie Elige tu propia aventura tiene su argumento principal en los multiversos.
En el libro "Multiverso" del escritor Leonardo Patrignani. En él dos jóvenes se comunican con la mente a través de dos universos paralelos.
