La física de los universos paralelos

Vamos ya con un nuevo artículo de física que complementa el grupo que estoy preparando sobre mecánica cuántica formal y especulativa, siendo este artículo más del segundo grupo que del primero. Léalo si le apetece, y si existe usted en uno de los universos donde tomó esa decisión.

Todos estos conceptos que voy desarrollando conforman el cuerpo científico y tecnológico de las novelas de la saga Aesir-Vanir, donde pueden verse soluciones prácticas a estos conceptos. Alguien, en un futuro lejano, se dedicará a unir los artículos con la ficción. Y se divertirá bastante, espero. Pero vamos con lo que toca ahora.

Una de las ideas en muchas novelas y películas de ciencia ficción es el concepto de los “universos paralelos”, una propuesta que nace en los años cincuenta como consecuencia de las ideas de la función de onda y su colapso en valores concretos. Pero hagamos un poco de historia.

En los años veinte del siglo XX Werner Heisenberg desarrolló su famoso principio de incertidumbre, por el cual no se puede conocer a la vez el valor absoluto de una partícula de forma absoluta. Cuantos más precisión se obtiene de la velocidad, menos podemos obtener de la posición, y viceversa.

Este principio no tiene nada que ver, como mucha gente cree, con los límites de los instrumentos, de tal modo que un instrumento más preciso podría darnos más precisión. Sí tiene que ver con un límite fundamental de la naturaleza, que nos dice que conocer toda la información del estado de un sistema cuántico es imposible con una certeza absoluta.

Einstein siempre se negó a creer este hecho, y desarrolló su conocido experimento conocido como “Paradoja EPR“. Se da la circunstancia de que este experimento contribuyó a reafirmar todavía más este principio, que conecta con el famoso estado “entangled” o en español “entrelazado” entre dos o más partículas. Vamos a ver los aspectos generales de las consecuencias de estos conceptos.

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Modelo bidimensional del comportamiento de una función de onda probabilística desarrollada en base al espacio-tiempo y sus valores posibles.

Una partícula se encuentra en un estado llamado función de onda probabilística, que no es más que un estado en el cual los valores de ese estado son probables, no absolutos. De ahí viene el popular experimento del gato de Schrodinger, gato que nunca existió y nunca fue sacrificado, porque era un simple experimento mental.

Visto que un sistema, al ser observado, daba unos valores concretos, pero que no podían ser deducidos a priori, se desarrolló una idea en los años cincuenta. Esa idea postulaba que, dado el colapso de una función de onda en un valor concreto, ese valor concreto y probabilístico era uno entre millones, pero que, para cada uno de los valores posibles, existían otros universos donde, efectivamente, ese valor era generado.

Dicho de otro modo: observar el colapso de una función de onda no da un resultado concreto; da todos los resultados posibles, pero, como solo existimos en este universo, solo podemos ver el resultado de ese valor. Un ser hipotético que viviese a la vez en todos los universos posibles, observaría todos los valores posibles.

Como idea es fantástica, y como argumento de ciencia ficción es aún mejor. Pero aquí no estamos hablando de fantasía ni de ciencia ficción, sino de ciencia, que queremos crear de una forma seria y lo más rigurosa posible. ¿Existe alguna posibilidad de que existan esos otros universos, donde se dan esos otros valores?

WaveCollapse
De la nube de probabilidades que puede tomar la función de onda, su colapso revela un valor concreto y solo uno. En este universo.

De momento no es posible detectar, si existen, esos universos, mediante ningún sistema conocido. Sí podemos teorizar con ayuda de las matemáticas, las cuales nos dicen que, matemáticamente, son posibles. La teoría de cuerdas es un ejemplo de matemática que nos dice que existen miles de millones de universos.

¿Y cómo son esos universos? Algunos muy similares. Otros, muy distintos. Pero aquí nos hacemos una pregunta muy determinada: ¿puede existir otro universo igual que el nuestro? ¿Otro universo con otro yo haciendo lo mismo que estoy haciendo yo ahora mismo, y con otro usted haciendo lo que está haciendo usted ahora mismo?

En teoría, dados los universos múltiples, no solo es posible, sino que, además, es necesario y físicamente obligatorio. Vamos a verlo.

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En los años sesenta Star Trek ya jugaba con la idea de universos paralelos, donde las circunstancias de los personajes eran ligeramente distintas a los de este universo.

Imaginemos un universo muy sencillo. Sencillo, pero teóricamente podría ser tan real como el nuestro. Es un universo formado por solo cuatro partículas. Cada una de esas partículas solo puede tener dos estados, que denominaremos 0 y 1.

Dado un universo así, los estados cuánticos de ese universo serían 4 elevado a la 2, es decir, 16. Podemos verlo en matrices:

(0, 0, 0, 0)
(0, 0, 0, 1)
(0, 0, 1, 0)…

Etc. Así hasta conformar los 16 estados. Si tenemos 16 universos, tenemos que pueden ser distintos cada uno de ellos respecto al otro en al menos un estado cuántico. Cada universo solo puede encontrarse en uno de esos estados. Lo mismo que ocurre con el nuestro. Nuestro universo tiene más partículas claro, pero el principio es exactamente el mismo.

Ahora vamos a imaginar que existen 17 universos en nuestro particular zoo de universos. Todos ellos con cuatro partículas. ¿Qué ocurre? Los 16 primeros universos pueden tener estados distintos entre sí, siendo universos en diferentes valores cuánticos.

Pero atención: el universo 17 tiene, necesariamente, que repetir alguno de los valores de alguno de los 16 universos anteriores. Es decir: uno de los universos va a tener, en un instante dado, los mismos valores que alguno de los otros universos. ¿Por qué? Porque teniendo en cuenta 16 estados posibles, y habiendo 17 universos, alguno de ellos obligatoriamente ha de repetirse en sus valores cuánticos para un momento dado.

¿Qué significa esto? Que tenemos dos universos iguales a nivel cuántico. ¿Y qué más significa? Que si ese universo fuese el nuestro, el otro universo sería una copia idéntica al nuestro.

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Multiversos que repiten modelos cuánticos

Dos universos exactamente iguales. A nivel atómico y subatómico. ¿Qué podemos encontrarnos en ese otro universo, que se encuentra en un estado cuántico exacto al nuestro?

Nos vamos a encontrar otra Tierra, otra Europa, otro grupo de The Beatles, otros programas de televisión donde se hable de la novia de aquel futbolista, o de ese eminente cantante de rock que ha llenado el estadio Del Real Madrid o del Barcelona en un concierto apoteósico.

Y todos los fans que van a ver al grupo tienen las mismas caras y la misma ropa. Todo es exactamente igual. Si un chico va al concierto  con su pareja y le da un beso en el minuto 53:31 del concierto, en el otro universo ocurre exactamente lo mismo. Si otro recibe una llamada y tiene que volver del concierto antes, ocurrirá en ambos universos.

¿Por qué? Porque ambos universos son estados cuánticos equivalentes. Están sincronizados, y se desarrollan exactamente igual.

Y usted dirá: “pero eso es muy poco probable”. No, no se trata de probabilidad. Si existen más universos que estados cuánticos posibles en cada universo existente, necesariamente habrá copias de los universos. No es una posibilidad. Es un hecho físico real. Evidentemente, siempre que existan esos universos adicionales.

Otros universos pueden tener además valores en sus constantes muy distintas a los que tienen nuestro universo. La constante de estructura fina es un valor adimensional que se ha medido con gran precisión. Su valor, sin embargo, no puede explicarse. ¿Por qué tiene el valor que tiene? ¿Por qué la masa del neutrón es algo mayor que la del protón? Si fuese al revés, el universo sería tremendamente distinto.

Nadie lo sabe. Pero una teoría dice que esos valores son arbitrarios, y son los que son en este universo porque tenían que tener algún valor, y tienen precisamente ese valor. Un universo con otros valores daría forma a otros universos, donde la vida no sería posible. Eso se llama principio antrópico, y ya he hablado del tema en alguna ocasión, algo que volveré a hacer con más información pronto.

En todo caso, no se ponga nervioso: su otro yo y usted no pueden comunicarse. Porque ese otro universo, si existe, no puede comunicarse con el nuestro.

¿O sí?

De eso hablaremos también pronto. Felices sueños hiperuniversales.

heinsenberg


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Autor: Fenrir

Amateur writer, I like aviation, movies, beer, and a good talk about anything that concerns the human being.

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