Multiverso: el conjunto múltiples universos.
La idea del multiverso es una que traigo rumiando en la cabeza desde hace un buen tiempo, y de hecho es la culpable de que pausara una serie que había comenzado en youtube: Ideas Locas de la Física.
Se le han dado muchos nombres, tales como universos alternos, líneas de tiempo alternativas, realidades alternas, o mi favorita, universos paralelos.
Aparece en la cultura popular, y especialmente en la ciencia ficción. De manera genérica, se coquetea con la idea de posible interacción entre los universos paralelos o como mínimo con el posible paso de una persona a través de los distintos universos.
En ciencia, en cambio, los distintos universos en general no interactúan entre sí... bueno, al menos no de la manera en que se piensa en la ciencia ficción.
Hay varias formas en que aparece la idea, y yo solo haré dos divisiones generales:
I. La idea de universos coexistiendo en el tiempo. Demonios... no sé ni siquiera qué signifique esto en el contexto de los anteriores posts sobre el tiempo, pero básicamente es la idea de que ahora mismo existen múltiples universos.
II. La idea de que los múltiples universos surgen a lo largo del tiempo, unos antes o después de otros. Imagínese la idea de un universo cíclilico y que se da infinitas veces. Tal como ocurre al pensar en el infinito, supóngase que a través de tantas repeticiones (¡infinitas!), es posible que se den condiciones muy similares para la existencia de una versión alternativa de las personas y condiciones a las actuales.
Aunque me enfocaré mayormente en la primera versión, tómese en cuenta que hay cierta dualidad entre los muchos (o infinitos) mundos simultáneos, y los muchos (o infinitos) mundos secuenciales. Mentalmente pongan muchisísimos changos, o solo uno con vida infinita picándole a un teclado. En ambas versiones se da aquello de escribir Shakespeare aleatoriamente. Quien se vea más como un von Neumann que un Borges, ponga por ahí máquinas de Turing. Y quien sea más un Fowler, póngale la palabra ensemble (ensamble si es muy puntillista).
Para esta entrada hablaremos de lo que sucede en inflación. La siguiente imagen resume 13 800 millones de evolución del Universo.
Están marcadas las etapas importantes:
* Desde el comienzo tenemos una como sopa de material que absorbía los fotones y no mantenía estables a los átomos que se formaran. Unos 380 000 años después del Big Bang, el Universo se enfría volviéndose transparente a los fotones al formarse primordialmente hidrógenos y un poco de helios estables. Esos fotones libres constituyen el fondo de radiación cósmica (CMB), muy cercano al modelo teórico de un cuerpo negro.
* Entre los 100 a 200 millones de años, se formarían las primeras estrellas, terminando el período con el mote tolkeniesco "las era oscuras". En estas dos fases, la separación entre puntos del universo iba decelerando gracias a la atracción gravitacional.
* En algún punto cercano a la mitad de la edad actual del Universo, los conjuntos de galaxias comenzaron a acelerarse, es decir el Universo comenzó a actuar en forma repulsiva, con lo que se conoce como energía oscura.
Pero hay un pedacito de evolución que no se alcanzaría en realidad bien en la escala mostrada, el periodo inflacionario. Este periodo contiene también una repulsión como la mencionada, pero más drástica. Esta expansión exponencial duraría solo una pequeñísima fracción de segundo (entre 10−36 a los 10−32 segundos) del mero inicio. Pero su influencia sería enorme, dando ciertas propiedades al Universo que conocemos, tales como ser bastante plano a gran escala, o que la temperatura del fondo de radiación cósmica sea prácticamente la misma si volteamos en una dirección del cielo o a la dirección contraria.
Este modelo fue creado entre 1979 y refinado en años subsecuentes por Starobinsky, Linde, Guth, entre otros. Es parte del mainstream de la cosmología moderna, y se estuvo discutiendo bastante en un congreso al que fui hace años en Chicago, cuando andaba de moda el tema de si se habían encontrado indicios de esta etapa del universo en el mismo CMB. Una de las implicaciones es la idea del Multiverso Inflacionario: La expansión acelerada que causa un campo (el inflatón) gracias a la presencia de un falso vacío, da lugar a que se cree una infinidad de "universos burbuja", en donde el periodo inflacionario sí termina.
Estas series de comienzos propios de Universos quedan desconectados para siempre, y pueden tener (curiosamente no he visto información concluyente) distintas proporciones entre las distintas fuerzas fundamentales debido a rompimientos de simetría locales (es decir en regiones que vuelven a quedar conectadas causalmente). Si uno supone infinitos universos, es fácil imaginarse que algunos de ellos puedan tener también una versión propia de la Tierra, con una historia copiada de su pasado, etc... pero esto casi siempre pasa con los infinitos.
Hay muchísimas cosas detrás de todo esto y como siempre la idea es que esto motive a googlear más al respecto. Culminaré mencionando ideas a las que no les daré más énfasis por el momento -pues la siguiente entrada es sobre el multiverso cuántico-, pero que sirven para contrastar cosas mencionadas más arriba.
* En teoría de cuerdas se da también un tipo de multiverso inflacionario, pero las posibilidades ahí son mayores, con leyes de la física posiblemente muy distintas en cada Universo.
* Otra idea es la idea de la creación de universos bebés. Se atribuye como iniciador de este tipo de idea a Sidney Coleman, y una idea muy en boga es que al formarse un agujero negro se puede formar un universo bebé que puede llegar a expandirse tanto como el nuestro o de plano eliminarse muy rápido. Esto llevaría a una idea de multiverso secuencial, tal como comentamos.
* Lee Smolin, quien fue alumno doctoral de Coleman, también ha ahondado sobre el tema de universos bebés pensando en una especie de selección natural: los universos van heredando características de ser más benévolos para la formación de vida que otros, por ejemplo.
* Un poco más reciente aún, Carroll también ha manejado una idea similar para atribuir a dichos universos bebés una entropía baja al desconectarse de su universa madre, permitiendo creación de entropía gratis y una flecha del tiempo preferente.
En todas estas versiones resulta casi inevitable en algún momento invocar el principio antrópico, tipo "el Universo es como es porque estamos aquí para observar cómo es". Como quisiera ahondar después sobre este principio, por ahora ciao, deseando que se encuentren por estos días con una muy buena versión de ustedes en el Multiverso.
Nota enana: Si notaron, no entré a la discusión de si multiverso es una idea científica o no. De hecho, ya le tengo algo de aversión a la frase "eso no es ciencia". Tienden a decírsela experimentales a teóricos, pero de repente también luego nos encontramos los que llegan a soltar algo como "eso no es ciencia, eso es ser un técnico". Así que aquí no: a prejuiciar a otro lado.
