Teoría del multiverso (Primera parte)
Contemplando el maravilloso cielo estrellado de una cálida noche de verano, probablemente nadie ha dejado de preguntarse alguna vez sobre la existencia de vida en otros planetas. Pero, ¿te has formulado la pregunta que da título a este artículo? La propuesta que introduce seguramente te resulte a primera vista descabellada, pero no te precipites, no aventures conclusiones. Deja que lo intentemos. Permítenos buscar esa copia tuya en algún lugar.
¿Existe una copia de usted?
En entregas sucesivas intentaremos recorrer un camino hacia a la respuesta que estamos buscamos. Este camino no discurrirá por el terreno de la ciencia ficción. Todo lo que vamos a encontrar en nuestro viaje tiene una base científica, incluso cuando aparentemente se trate de conjeturas o especulaciones. Nos apoyaremos en teorías que pueden estar en mayor o menor medida contrastadas, pero siempre consideradas y debatidas en la comunidad científica. En muchos casos, estas teorías han pasado ya del “esto es absurdo” al “esto es difícil de creer”.
Investigaremos en primer lugar la posible existencia de otros universos. Si no tenemos éxito en este primer paso, nuestro camino habrá sido corto. Si, por el contrario, encontramos evidencias de que el universo en que vivimos no es único, buscaremos alguno idéntico a él, donde además sea posible encontrar una réplica de la Tierra y de ti.
¿Existen otros universos?
Para nosotros, universo (o nuestro universo) es lo que el ser humano, con su tecnología, alcanza a observar. Gracias a sondas como la “WMAP” (enviada al espacio en 2001 por la NASA) o la “Plank” (lanzada en 2009 por la Agencia Europea del Espacio) se han podido determinar con precisión muchos datos de nuestro universo: radio, volumen, cantidad total de materia que contiene, composición, edad (aproximadamente 13.800 millones de años), etc. Esas sondas nos dicen también que el universo tiene una geometría plana y confirma la teoría del “Big Bang” como el comienzo de todo.
La sonda WMAP
El modelo cosmológico actualmente aceptado por la comunidad científica contempla una gran explosión, el “Big Bang”, como el origen del universo observable. Tras la explosión solo había gas uniforme a altísima temperatura. Este gas se expande, enfría y transforma a lo largo de millones de años, dando lugar a la aparición del espacio, de las galaxias y de toda la materia que nos rodea. La cuestión, todavía en permanente debate, es qué había un instante antes de la gran explosión.
"Tras cada “Big Bang”, en el recién nacido universo la expansión se ralentiza (el nuestro está actualmente en expansión y duplica su tamaño cada 8.000 millones de años)."
El cosmólogo estadounidense Alan Guth propuso a este respecto en 1981 una idea conocida como “Teoría de la Inflación”. Según ella, mucho antes de la creación del universo observable todo comenzó con una minúscula “gota” de una sustancia desconocida, cuya densidad permanece constante independientemente del espacio que ocupe al extenderse, es decir, nunca se diluye.
Si dejamos deslizar una gota de aceite sobre una superficie inclinada, la mancha que origina se extiende rápidamente intentando cubrir toda la superficie, pero se detiene cuando el aceite queda diluido sobre ella. Por el contrario, nuestra sustancia, que en lo sucesivo denominaremos “inflacionaria”, nunca se diluye, de manera que podría seguir avanzando eternamente.
La Física y los modelos matemáticos correspondientes demuestran efectivamente que esta “gota” podría expandirse indefinidamente, creciendo exponencialmente y duplicando su tamaño cada minúscula fracción de segundo (específicamente cada 10-38 segundos). La duplicación del tamaño provoca automáticamente la duplicación de su velocidad de expansión.
Los defensores de la teoría defienden que la sustancia inflacionaria tiene sin embargo un periodo de vida limitado (como los compuestos radioactivos), transcurrido el cual decae, es decir se convierte en otro tipo de sustancia. La materia resultante no es inflacionaria, aunque continúa expandiéndose, pero lo hace ahora a una velocidad mucho menor. Esto sucede en determinadas regiones del espacio mediante un efecto “Big Bang” que da lugar a la creación de un universo.
El Big Bang
Nuestro universo es en definitiva el resultado de uno de esos “Big Bang”, ocasionado por el decaimiento de una minúscula parte de esta extraña sustancia. Fuera de él, la inflación continúa, se expande y duplica su tamaño en fracciones de segundo, creando nuevos “Big Bangs” y nuevos universos. Tras cada “Big Bang”, en el recién nacido universo la expansión se ralentiza (el nuestro está actualmente en expansión y duplica su tamaño cada 8.000 millones de años).
"Nuestro universo es extremadamente particular y está regido por unas leyes físicas muy concretas y no menos conocidas, las que en su día nos enseñaron en la escuela o en la universidad: gravitación, termodinámica, relatividad…"
En consecuencia, la Teoría de la Inflación predice la formación de universos en distintos momentos y espacios como parte del decaimiento de la sustancia inflacionaria. Dado que el proceso es eterno, el número de universos creados, según predice esta teoría, es forzosamente infinito.
La figura adjunta ilustra lo dicho hasta ahora. En color más claro se representa la sustancia inflacionaria expandiéndose sin llegar nunca a diluirse. En oscuro, los universos que surgen de ella.
El proceso de la Inflación
Bien, ya hemos dado respuesta a nuestra primera pregunta. Si tomamos como cierta la teoría inflacionista, deberíamos aceptar que existen infinitos universos.
Ya sé que no resulta fácil digerir términos como “expansión eterna” o “infinitos universos”, pero de momento no pongamos nada en cuestión. Tendremos ocasión de hacerlo más adelante.
Por ahora y en aras de su credibilidad apuntemos tan solo que la Inflación es considerada ya por la comunidad científica como parte del modelo cosmológico de la creación del universo y que ha sido capaz de explicar algunos fenómenos físicos observados.
¿Qué posibilidades hay de que alguno de los universos que hemos encontrado sea idéntico al nuestro?
Nuestro universo es extremadamente particular y está regido por unas leyes físicas muy concretas y no menos conocidas, las que en su día nos enseñaron en la escuela o en la universidad: gravitación, termodinámica, relatividad… Nosotros existimos porque estas leyes son esas y no otras. Por ejemplo, la teoría de la gravitación universal dice que la fuerza con que se atraen dos masas (pongamos dos planetas) separados una distancia “d” disminuye con el factor d2. Esto es así no porque lo dijera Isaac Newton hace más de trescientos años, sino porque nuestro universo funciona de esta forma. Si en lugar de d2 este factor fuera d3, no existirían las galaxias, ni los planetas, ni nada de lo observable. Probablemente existirían otras cosas, pero no sabemos cuáles. Estaríamos hablando de un tipo de universo distinto.
"Aunque entre estos infinitos modelos de universo encontremos el nuestro, no podemos decir que hayamos dado con lo que buscábamos. El universo alternativo debe contar también con un equipamiento similar."
Si los infinitos universos proceden de la misma sustancia y se crearon en idéntica forma, sería lógico pensar que todos ellos se rigen por los mismos principios, pero en realidad no tiene por qué ser así. También influyen las condiciones iniciales en que fueron creados. Cada uno de ellos tuvo su propio momento y sus propias circunstancias, lo que obliga al menos a no descartar la posibilidad de infinitos tipos de universos, cada uno de ellos con leyes físicas distintas.
Ya sé que todo esto puede sonar a un tremendo despropósito, porque ninguna realidad tangible nos hace sospechar que puedan existir leyes físicas diferentes a las que rigen nuestro entorno. Cuesta creer que en algún lugar la materia pudiera tener más de los tres estados que conocemos (sólido, líquido o gaseoso), que no exista movimiento, que las cosas no tengan color… Pero, recordemos la alegoría de la caverna de Platón. Bueno, mejor no. Dejemos a Platón para nuestro compañero Ulises Adrados y pensemos más bien en un pequeño pez que vive en las profundidades del cálido mar de Acapulco. Si tuviera una mínima capacidad de razonamiento estaría convencido de que el “espacio vacío” por el que se mueve es un medio líquido y podría establecer como ley fundamental del movimiento algo así: “Cualquier pez que deje de aletear dentro del espacio se detiene”. Si además fuera capaz de analizar la estructura molecular del agua, sería capaz de predecir la existencia de otro tipo de universo cuyo espacio es sólido (hielo) o gaseoso (vapor de agua).
El pez científico
Cada vez constatamos más evidencias de que a nosotros nos está sucediendo algo parecido. Los físicos que investigan cómo son las partículas más pequeñas de la materia (Teoría de Cuerdas) hablan de la existencia de nueve dimensiones espaciales. En nuestro universo solo percibimos tres (largo, alto y profundidad); los seis restantes quedaron, por decirlo de alguna manera, “atrofiadas” en nuestro “Big Bang” particular y por ello no las percibimos, aunque sin embargo sí son perceptibles a escalas subatómicas, es decir cuánticas. Nada impide pensar por tanto que puedan existir universos de cuatro, cinco o más dimensiones espaciales. Esto es solo un ejemplo de los muchos que podríamos poner.
Espacios tridimensionales y extra dimensionales
Hemos visto hasta ahora que aparentemente es posible la existencia de infinitos universos, que podrían además regirse por leyes físicas distintas. Si estuviéramos buscando un deportivo descapotable, diríamos que tenemos un catálogo con infinitos modelos comerciales donde elegir.
Aunque entre estos infinitos modelos de universo encontremos el nuestro, no podemos decir que hayamos dado con lo que buscábamos. El universo alternativo debe contar también con un equipamiento similar.
Seguiremos buscando en la próxima entrega.
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