La física cuenta con múltiples teorías e interpretaciones sobre la existencia de un multiverso

¿Existen los multiversos? Si es así, ¿qué aspecto tienen? ¿Cómo se puede llegar a ellos sin alterar el 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 aficionados a 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 qué significa que algo sea real. Como astrofísico que estudia la cosmología —la historia y la estructura a gran escala del universo— y la filosofía de la física, he reflexionado sobre esta cuestión en numerosas ocasiones a lo largo de mi carrera.

La definición más inmediata de “real” podría ser que se puede ver y tocar. Mi almuerzo es real en este sentido, porque puedo saborearlo y puedes oírme masticarlo (espero que no demasiado fuerte). Así pues, “real” podría definirse como algo que se puede percibir con al menos uno de los cinco sentidos.

Pero eso dejaría fuera muchas cosas que también son reales. Los microondas que calientan la comida son reales, pero no podemos percibirlos directamente, solo su efecto: la comida caliente. Así que algunas cosas reales solo podemos “verlas” indirectamente a través de las evidencias que dejan. La existencia de los dinosaurios es otro ejemplo: solo podemos ver sus fósiles.

Así pues, podemos plantearnos dos versiones de la pregunta de si el multiverso es real. Una: ¿Se puede ver, oír, tocar, oler o saborear? Dos: Incluso si no se puede, ¿existe alguna evidencia de sus efectos?

¿Tienen los expertos algo que aportar al debate público?

Nosotros creemos que sí.

Mecánica cuántica del multiverso

La mayoría de los investigadores responderían que es posible percibir el multiverso con los cinco sentidos, probablemente no. Sin embargo, existen muchas cosas reales que no lo son en este sentido, como las microondas. Entonces, ¿podemos observar alguna evidencia indirecta del multiverso, como los efectos que podría tener en el mundo ob<aazservable?

La respuesta corta es sí, más o menos.

El multiverso es una forma de comprender el comportamiento de cosas diminutas, como átomos y partículas subatómicas. Los científicos denominan mecánica cuántica a las reglas que rigen el comportamiento de estos objetos . En mecánica cuántica, nunca se sabe con certeza cuál será el resultado de un experimento. Solo se puede escribir la probabilidad de que algo ocurra.

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

Es como tirar los dados: no puedes estar seguro de qué número saldrá, pero tienes la misma probabilidad de obtener uno, dos, tres, cuatro, cinco o seis. Sin embargo, si tuvieras suficiente información sobre el dado —como su forma y masa exactas, la trayectoria del aire a su alrededor y la forma precisa en que lo lanzaste— podrías predecir con exactitud en qué cara caerá. Podría requerir una gran simulación por computadora para calcular los números, pero es posible.

Ahora imagina dados realmente, realmente, realmente pequeños. Incluso con una computadora muy potente, no podrías predecir en qué cara caería este dado diminuto. Esto se debe a que se rige por la mecánica cuántica, donde no se pueden predecir los resultados con absoluta certeza. Solo se puede predecir la probabilidad.

Muchos mundos y el multiverso

La mecánica cuántica es solo parcialmente aleatoria; no todo tiene la misma probabilidad de ocurrir. Podemos predecir la probabilidad de cada escenario, pero no el resultado exacto. En el caso de los dados cuánticos, lo único que sabemos es que hay una probabilidad de 1 entre 6 de que caigan en cualquier cara.

Una forma en que los científicos han interpretado esta extraña propiedad de la mecánica cuántica es que cada escenario posible ocurre realmente. Pero cuando ocurre, crea otro universo. Esto se conoce como la visión de los muchos mundos de la mecánica cuántica.

En el caso de nuestros dados cuánticos, la teoría de los muchos mundos indicaría que existe una probabilidad de 1 entre 6 de obtener cada número, ya que se crean seis universos cada vez que lanzamos los dados. Si bien permanecemos en uno de ellos —por ejemplo, el mundo donde el dado muestra un tres—, también se crean otros cinco universos donde el dado muestra alguno de los demás números.

En esta representación de la mecánica cuántica, los universos se ramifican en cada escenario. Por supuesto, no podemos crear un dado cuántico y lanzarlo; tan solo interactuar con él destruiría su naturaleza cuántica.

¿Significa esto que la mecánica cuántica es prueba de la existencia del multiverso? Yo diría que no. Si bien es una forma fascinante de concebir la mecánica cuántica, es solo una interpretación, no una prueba irrefutable del multiverso.

El multiverso y la teoría de cuerdas

Otro aspecto relevante del multiverso es su papel en la teoría de cuerdas. Esta teoría sostiene que las partículas fundamentales que componen la materia están formadas por cuerdas vibrantes de energía. Imagínese una banda elástica vibrando dentro de cada partícula.

La teoría de cuerdas también sostiene que el universo tiene más de tres dimensiones. Las distintas teorías de cuerdas predicen un número diferente de dimensiones adicionales. Esto significa que constantes físicas como la velocidad de la luz y la carga de los electrones podrían tener valores diferentes. Lo mismo podría ocurrir con la cantidad de materia en el universo. Esto sugiere un panorama de posibles universos diferentes, cada uno con condiciones distintas: un multiverso.

Hasta ahora, no existe evidencia concluyente de un multiverso basada en la teoría de cuerdas. Es probable que estos universos no estén conectados entre sí, ya que de lo contrario no se considerarían universos separados, sino parte del nuestro. Por lo tanto, 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 hacer predicciones sobre cómo se comporta la materia a escalas muy pequeñas. Si estas predicciones resultan ser ciertas, eso podría ser evidencia de la teoría de cuerdas. Y si la teoría de cuerdas es posiblemente real en nuestro universo, esto significa indirectamente que el multiverso también podría ser real.

Si bien no existe ninguna evidencia definitiva en nuestro propio universo que respalde la teoría de cuerdas, quién sabe qué nos deparará el futuro.

Con información de The Conversation.