lunes, 2 de noviembre de 2009

El cerebro humano y el número de universos en el multiverso


El hombre es un pedazo del universo hecho vida.


Ralph Waldo Emerson


Desde New Scientist
Por Amanda Gefter
Traducción: KC

¿Cuántos universos hay? Los cosmólogos Andrei Linde y Vitaly Vanchurin de la Universidad de Stanford en California calculan que el número empequeñece los 10500 universos postulados en la teoría de cuerdas, y eleva el provocativo concepto de que la respuesta puede depender del cerebro humano.

La idea de que hay más de un universo, cada uno con sus propias leyes de la física, surge de varias teorías diferentes, incluyendo la teoría de cuerdas y la inflación cósmica. Este concepto de "multiverso" podría explicar un misterio desconcertante - ¿Por qué la energía oscura, la furtiva fuerza que está acelerando la expansión del espacio, parece improbablemente afinada para la vida?. Con un gran número de universos es probable que haya uno que tenga un valor de la energía oscura como en el nuestro.

Calculando la probabilidad de observar este valor - y otras características del cosmos - depende de cuantos universos de distintos tipos habitan el multiverso. La teoría de cuerdas describe 10500 universos, pero sólo contabiliza los diferentes estados de vacío, que son como los lienzos en blanco en el que están pintados los universos. Las características de cada lienzo determinan como  se verá el cuadro general - tal como las leyes de la física en ese universo - pero no los detalles.

Gracias a la aleatoriedad de la mecánica cuántica, dos estados de vacío idénticos pueden acabar como universos muy diferentes. Pequeñas fluctuaciones cuánticas en el universo primitivo se extienden a escalas astronómicas por la inflación, el período de expansión más rápido que la luz justo después del Big Bang. Estas fluctuaciones establecen un modelo gravitacional que finalmente determina la colocación de las estrellas y galaxias en el cielo. Pequeñas diferencias en la forma de estas fluctuaciones pueden producir un universo en el que la Vía Láctea es ligeramente más grande, o más cercana a sus vecinas.

Así que ¿cuántos de estos universos diferentes pueden producir las fluctuaciones cuánticas de la inflación? De acuerdo con Linde y Vanchurin, el total es de aproximadamente 101010,000,000 - esto es 10 elevado a un número que finaliza con 10 millones de ceros (arxiv.org/abs/0910.1589). De pronto, el multiverso de la teoría de las cuerdas de 10500 universos parece más bien claustrofóbico.

Podría ser, sin embargo, que este número sea irrelevante, y que en un mundo gobernado por la física cuántica, lo que importe es cuántos universos puede distinguir un solo observador. "Antes de la mecánica cuántica", dice Linde, "pensábamos que la realidad era una palabra bien definida". En la física clásica, los observadores son irrelevantes - simplemente queremos saber cuántos universos existen.

Es posible que no importe cuántos universos existen, sino cuántos puede diferenciar un solo observador.

Según la física cuántica, los observadores afectan los sistemas que miden (ver "visión restringida"). Si los observadores son una parte integrante de la fórmula cósmica, entonces es posible que no importe cuántos universos existen, sino cuántos puede diferenciar un solo observador Si el observador es una persona, eso depende de la cantidad de bits de información que su cerebro puede procesar. "Basado en el número de sinapsis en un cerebro normal, un observador humano puede registrar 1016 ", dice Linde. Eso significa que los seres humanos pueden diferenciar 101016 universos, que es mucho más manejable que los 101010,000,000 que Linde y Vanchurin encontraron, para empezar.

¿Pero el cerebro humano realmente desempeña un papel en la realización de predicciones en el multiverso? "Esto va más profundo en la filosofía", dice Linde. "Es una pendiente resbaladiza".

Alex Vilenkin cosmólogo de la Universidad de Tufts en Boston, es igualmente ambivalente. "Podría estar bien que lo importante sea lo que un observador ve,", dice. "Pero hay cosas que un observador podría no ver, que todavía están allí."

Visión restringida

La teoría cuántica divide el mundo en dos partes: el sistema en estudio y el resto del mundo, que contiene al observador. El sistema se cierne en un estado fantasmal cercano a la existencia formado por un sinfín de posibilidades hasta que el observador hace una medición - y lo reduce a una sola realidad.

La cosmología sufre la paradoja de que ningún observador puede estar fuera del universo - por lo que el universo está condenado a pasar la eternidad como sólo una vaga posibilidad. La lección de la cosmología cuántica es que no podemos hablar del universo como un todo, sino sólo lo que un observador dado en su interior puede medir. Aplicando esa lección al multiverso, Andrei Linde y Vitaly Vanchurin sugieren que lo que importa no es el número total de universos posibles, sino el número de universos un solo observador podía distinguir.

Si ese observador es un ser humano, su cerebro limita la cantidad de información que puede registrar. Pero cualquier observador - incluso alguien inanimado como una galaxia - está limitado en la información que puede almacenar. Estas limitaciones en lo que los observadores pueden medir reduce gradualmente el número de universos que entran en juego en las predicciones cosmológicas. Esto significa que un observador podría hacer una diferencia en la explicación del valor de las cosas, como la energía oscura.

5 comentarios:

Ego dijo...

Wow. Es verdaderamente sobrecogedor.

Georgells dijo...

Hola Keith!

Ojalá pudieras explicar un poco más sobre la Materia Oscura y cómo es que afecta o se relaciona con la probabilidad de vida.

Tenía entendido que esta materia oscura sería el polvo interestelar y que ello ayudaba a frenar la expansión del Universo, pero por tu escrito, veo que estoy atrasado de noticias...

Tampoco me queda claro hasta que punto la mecánica cuántica acepta el tema del observador en la posibilidad de un universo dado. ¿Cómo manejar el problema de varios observadores? Por reducción al absurdo, existirían universos donde todo es posible, dado el observador en él y, en un punto aún más radical, podríamos hablar de la "creación de un Creador" dado por el observador...

Espero más textos tuyos!

G.

Anónimo dijo...

como andas keith, date un tiempo para realizar un analisis del engaño de "la cara que se aparece en el sueño de todos" yo he leido varios argumentos, en especial en cuanto al imaginario colectivo, pero pues falta tu punto de vista
http://thisman.org/

saludos.

Sr Cincuentón dijo...

Aceptemos que para la física cuántica la "realidad" se instala solo cuando es observada, pero ¡¿Porqué debe ser el que observa un observador humano limitado por las sinapsis de su cerebro?! ¿¿Hay algo en este razonamiento que OBLIGUE a que el observador sea humano?? ¿¿Que tal si se arma un computador con N (mucho mayor a 10 elevado a la 100.000.000) con capacidad de dar un SI o NO a cada variante?
Luego, si no es preciso que lo haga un ser humano, en teoría la cantidad de multiversos "distinguibles" es infinita ... ¿La mecánica cuántica y/o la teoriá de las cuerdas soportan tanto?
¿Donde está el error en este procedimiento (si es que lo hay!)

Keith Coors dijo...

Para George:
Pues la materia oscura parece ser algo más extraño que el polvo interestelar. Según se tiene evidencia, es un tipo diferente de materia, que no interacciona con la luz, pero que sí tiene interacción gravitatoria.
La energía oscura, por otro lado, parece obrar en sentido contrario a la gravedad.
Lo de la creación de un creador me pasó muy por encima... Supongo que no te referirás a la interpretación de los místicos cuánticos, en el sentido de que al alterar el resultado de un experimento, un observador "crea" la realidad.

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