Teoría del multiverso. ¿Hay otros mundos?

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Teoría del multiverso. ¿Hay otros mundos?
Teoría del multiverso. ¿Hay otros mundos?
Anonim

La realidad física puede ser mucho más extensa que solo un pedazo de espacio en el tiempo que llamamos Universo. Nuestro entorno espacial se puede construir a una escala increíble y nuestros instrumentos astronómicos son increíblemente limitados. Nosotros, como las hormigas, no sabemos cuán grande es el mundo fuera del hormiguero. Entonces, algunos físicos teóricos están considerando seriamente la teoría del multiverso, según la cual nuestro mundo es solo uno de muchos. Además, al aplicar la teoría cuántica al Universo, nos vemos obligados a admitir que existe simultáneamente en muchos estados. En otras palabras, al permitir la aplicación de fluctuaciones cuánticas al Universo, nos vemos prácticamente obligados a admitir la existencia de mundos paralelos. También es interesante que la combinación de la teoría de cuerdas y la versión "eterna" de la cosmología inflacionaria (hablando del modelo inflacionario del Universo) proporciona una base natural para el llamado "multiverso del paisaje".

Teoría del multiverso: inflación

Para empezar, el concepto de multiverso emerge en varias áreas de la física (y la filosofía) a la vez, pero el ejemplo más llamativo es la teoría de la inflación, que describe un evento hipotético que sucedió cuando nuestro universo era muy joven, menos de un año. segundo de edad. Según la NASA, en un período de tiempo increíblemente corto, el Universo ha pasado por un período de rápida expansión, "hinchazón", haciéndose cada vez más grande.

Se cree que la inflación en nuestro universo terminó hace unos 14 mil millones de años. Sin embargo, la inflación no termina en todas partes al mismo tiempo. Los investigadores creen que tal vez a medida que la inflación termina en una región, continúa en otras.

Por lo tanto, mientras la inflación terminó en nuestro universo, podría haber otras regiones mucho más distantes donde la inflación continuó, y continúa en este momento. Además, los universos individuales, de acuerdo con LiveScience, pueden "pellizcar" universos más grandes y en expansión, creando un mar interminable de inflación eterna, lleno de numerosos universos individuales.

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Modelo inflacionario del Universo.

En este escenario de inflación eterna, cada universo surgiría con sus propias leyes de la física, su propia colección de partículas, su propia disposición de fuerzas y sus propios valores de constantes fundamentales, dicen los investigadores.

Esto puede explicar por qué nuestro universo tiene propiedades que posee, y especialmente aquellas que son difíciles de explicar utilizando conceptos como la materia oscura o la constante cosmológica. "Si hubiera un multiverso, entonces tendríamos constantes cosmológicas aleatorias en diferentes universos, y es solo una coincidencia que el que tenemos en nuestro universo adquiere el valor que observamos", dijo Dan Heling, cosmólogo de la Universidad. Arizona y experto en teoría de multiversos.

Teoría del multiverso: observaciones y evidencia

Curiosamente, otra evidencia de la existencia de la caricatura son las observaciones: en nuestro Universo tuvieron que suceder tantas cosas que la existencia de vida parece increíble. Y si solo hubiera un Universo, lo más probable es que no hubiera vida en él. Pero en el multiverso, la probabilidad de vida es mucho mayor. Pero esta teoría difícilmente puede llamarse convincente, razón por la cual la mayoría de los científicos siguen siendo escépticos sobre la idea de un multiverso.

Y, sin embargo, muchos han intentado encontrar pruebas más físicas y convincentes de su existencia. Por ejemplo, si un universo vecino estuvo cerca del nuestro hace mucho tiempo, puede haber chocado con él, dejando una huella notable.

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La radiación reliquia puede almacenar "huellas digitales" de otros universos.

Esta huella podría estar en forma de distorsiones en la radiación cósmica de fondo de microondas o radiación reliquia (la luz que queda de cuando el universo era un millón de veces más pequeño de lo que es hoy) o en las extrañas propiedades de las galaxias en la dirección de la colisión. según un artículo publicado por investigadores del University College London. …

Algunos astrofísicos han ido aún más lejos, buscando tipos especiales de agujeros negros que podrían ser artefactos de partes de nuestro universo que se dividieron en su propio universo a través de un proceso llamado túnel cuántico.

Si algunas áreas de nuestro universo se dividieran de esta manera, dejarían "burbujas" en nuestro universo, que se convertirían en estos agujeros negros únicos, que, según los investigadores, "pueden existir hoy".

"El descubrimiento potencial de estos agujeros negros podría indicar la existencia de un multiverso", dicen los físicos teóricos. Sin embargo, hasta ahora todos estos tipos de búsquedas no han llevado a ninguna parte, por lo que hoy el Multiverso sigue siendo hipotético.

Teoría del multiverso: radiación de fondo

En 1964, los físicos Arno Penzias y Robert Wilson trabajaron en Bell Laboratories en Holmdel, Nueva Jersey, creando receptores de microondas ultrasensibles para observaciones de radioastronomía. Pero, hicieran lo que hicieran, no consiguieron librar a los receptores del ruido de radio de fondo, que, curiosamente, parecía provenir de todas las direcciones al mismo tiempo.

Penzias se puso en contacto con el físico Robert Dicke de la Universidad de Princeton, quien sugirió que el ruido de radio podría ser radiación de fondo de microondas cósmico (CMB), que es la radiación de microondas principal que llena el universo.

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Si realmente existen otros universos, podrían haber dejado una "huella" en la radiación reliquia que llena uniformemente el Universo.

Esta es la historia del descubrimiento del CMB, simple y elegante. Por su descubrimiento, Penzias y Wilson recibieron el Premio Nobel de Física en 1978, y con razón. Su trabajo marcó el comienzo de una nueva era de la cosmología, permitiendo a los científicos estudiar y comprender el universo como nunca antes.

Curiosamente, el trabajo de los físicos también condujo a uno de los descubrimientos más asombrosos de la historia reciente: las características únicas de la radiación reliquia pueden ser la primera evidencia directa de que realmente existe un número infinito de mundos fuera del universo conocido. Sin embargo, para comprender correctamente esta afirmación inusual, es necesario hacer un viaje al principio de los tiempos.

Teoría del multiverso: el Big Bang

De acuerdo con la teoría generalmente aceptada del origen del universo, durante los primeros cientos de miles de años después del Big Bang, nuestro universo estuvo lleno de un plasma increíblemente caliente, que constaba de núcleos, electrones y fotones, que dispersaban la luz.

Alrededor de 380.000 años, la expansión continua de nuestro universo lo había enfriado a temperaturas por debajo de los 3.000 Kelvin, lo que permitió que los electrones se fusionaran con los núcleos para formar átomos neutros, y la absorción de electrones libres permitió que la luz iluminara la oscuridad.

Prueba de ello, en la forma del CMB antes mencionado, es lo que encontraron Penzias y Wilson. Su descubrimiento finalmente ayudó a establecer la teoría del Big Bang.

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El universo, como lo conocemos hoy, tuvo un comienzo.

Durante muchos eones, la expansión en curso ha enfriado nuestro universo a una temperatura de solo 2,7 K, pero esta temperatura es desigual. Las diferencias de temperatura surgen debido al hecho de que la materia está distribuida de manera desigual en todo el universo. Se cree que esto es causado por pequeñas fluctuaciones en la densidad cuántica que ocurrieron justo después del Big Bang.

En 2017, investigadores de la Universidad de Durham en el Reino Unido publicaron un artículo que sugiere que las impresiones de CMB (llamadas puntos fríos) pueden ser evidencia de otros mundos. Los autores sugirieron que las manchas en la radiación de fondo de microondas eran el resultado de una colisión entre nuestro universo y otro.

En general, las manchas en la radiación de la reliquia pueden considerarse la primera evidencia de la existencia del multiverso (miles de millones de otros universos, similares al nuestro), escriben los investigadores.

Teoría del multiverso: materia oscura

Una investigación nueva y extremadamente interesante agrega otra prueba al tesoro de la teoría del Multiverso. Sus resultados, escribe Vice, sugieren que los agujeros negros formados a partir de universos colapsados generan materia oscura, y nuestro propio universo puede parecer un agujero negro para los forasteros.

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Uno de los objetos más misteriosos del universo, los agujeros negros, puede ser la fuente de materia oscura.

Tenga en cuenta que la materia oscura es una sustancia invisible que representa la mayor parte de la masa del Universo; aunque no emite luz detectable, todavía existe, ya que tiene un efecto gravitacional en los cúmulos de galaxias y otros objetos emisores en el espacio.

Se ha propuesto una serie vertiginosa de hipótesis para explicar la materia oscura, pero ahora los científicos han sugerido que los agujeros negros primordiales, objetos hipotéticos que se remontan a los primeros días del universo, "son un candidato viable para la materia oscura". A esta conclusión llegó un equipo internacional de investigadores de Estados Unidos, Japón y Taiwán, en un artículo publicado en la revista científica Physical Review Letters en enero de este año.

Y, sin embargo, por el momento, todos estos conceptos son especulativos, aunque los físicos esperan nuevas formas de observación con telescopios sofisticados en los próximos años para ayudar a responder muchas preguntas.

Teoría del multiverso: inflación de nuevo

El afamado físico teórico británico Stephen Hawking falleció el 14 de marzo de 2018 tras pasar décadas confinado en una silla de ruedas y dependiente de un sintetizador de voz debido al sufrimiento que le provocaba la esclerosis lateral amiotrófica. El último trabajo de investigación del científico, publicado apenas 10 días antes de su muerte, fue escrito junto con el profesor de física teórica Thomas Hertog y se refería al multiverso.

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¿Quién sabe en cuál de los innumerables mundos vivimos?

En un artículo titulado "¿Una manera fácil de salir de la inflación perpetua?" Hawking y Hertog teorizaron que la rápida expansión del espacio-tiempo después del Big Bang podría ocurrir repetidamente, creando múltiples universos.

Su trabajo es esencialmente una extensión de la Teoría de la Inflación, que sugiere que antes del Big Bang, el universo estaba lleno de energía que era parte del espacio mismo, y esta energía hizo que el espacio se expandiera a un ritmo exponencial. Fue esta energía la que dio lugar al Big Bang, y esto es de lo que hablamos antes.

Sin embargo, dado que la inflación, como todo lo demás, es de naturaleza cuántica, esto significa que debe haber regiones del espacio en el universo donde termina la inflación y comienza el Big Bang. Sin embargo, estas áreas nunca pueden chocar entre sí, ya que están separadas por áreas de espacio de inflado.

Teoría del multiverso: críticas y conclusiones

En conclusión, hay que decir que cuando alguien habla de la teoría del multiverso, puede sonar arrogante y humilde al mismo tiempo. Pero muchos físicos tienen una reacción completamente diferente: en su opinión, la idea de un multiverso no es científica y quizás incluso "peligrosa" en el sentido de que puede conducir a esfuerzos científicos mal dirigidos.

Por ejemplo, Paul Steinhardt, profesor de ciencias naturales en la Universidad de Princeton, llamó a la teoría del Multiverso "La Teoría de Todo", ya que es compatible con la observación arbitraria y, por tanto, no tiene ningún sesgo empírico.

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Hoy la ciencia moderna no puede probar ni refutar la existencia del Multiverso.

De una forma u otra, a pesar de las críticas a la teoría de la pluralidad de mundos, los datos de la investigación científica (algunos de los cuales se describen en este artículo) permiten plantear incluso teorías aparentemente locas. Después de todo, volviendo a la analogía del hormiguero, ¿qué sabemos sobre el mundo en el que vivimos?

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