Multiuniverso Nivel III
LOS MULTIVERSOS NIVEL I Y NIVEL II implican mundos paralelos muy lejanos, más allá incluso de los dominios de los astrónomos. Pero el siguiente nivel del multiuniverso está justo alrededor de tuyo. Surge de la famosa y controvertida noción de los mundos múltiples de la mecánica cuántica: la idea de que los procesos cuánticos aleatorios ocasionan que el universo se ramifique en múltiples copias, una por cada posible resultado.
Hugh Everett , un estudiante de postgrado de Princeton que mostró que el postulado del colapso es innecesario. De hecho, la teoría cuántica pura no plantea ninguna contradicción. Aunque predice que una realidad clásica se va bifurcando en superposiciones de muchas realidades, los observadores experimentan subjetivamente esas bifurcaciones sólo como una leve aleatoriedad, cuyas posibilidades concuerdan exactamente con las debidas al viejo postulado del colapso. Esa superposición de mundos clásicos es el multiuniverso Nivel III.
La interpretación de los mundos múltiples de Everett ha confundido a físicos y a legos durante más de cuatro décadas. Pero la teoría es más fácil de entender si distinguimos entre dos maneras de percibir una teoría física: la visión exterior de un físico que estudia sus ecuaciones matemáticas, como la de un ave que explora desde las alturas un paisaje, y la visión interior de un observador que habita el mundo descrito por las ecuaciones, como la de una rana que habita en el terreno estudiado por el ave.
Desde la perspectiva del ave, el multiuniverso Nivel III es sencillo. Sólo hay una función de onda. Evoluciona tersa y determinísticamente en el tiempo, sin ningún tipo de bifurcaciones ni paralelismos. El mundo abstracto cuántico descrito por esta función de onda en evolución contiene una enorme cantidad de devenires clásicos y paralelos que se bifurcan continuamente y se vuelven a unir, como diversos fenómenos cuánticos que carecen de descripciones clásicas. Desde la perspectiva de la rana, los observadores perciben sólo una fracción de esa realidad total. Pueden percibir su propio universo Nivel I, pero un proceso llamado “decoherencia”, que imita el colapso de la función de onda pero preserva la unitaridad, impide que perciban copias paralelas Nivel III de sí mismos.
La existencia del Nivel III depende del supuesto crucial de que la evolución temporal de la función de onda es unitaria. Hasta ahora, los experimentadores no se han topado con nada que se aleje de la unitaridad. En las últimas décadas se confirmó la unitaridad incluso en los grandes sistemas, incluyendo moléculas “buckyball” de 60 carbonos y fibras ópticas de kilómetros de largo. En el aspecto teórico, las razones en favor de la unitaridad han sido reforzadas por el descubrimiento de la decoherencia (véase Max Tegmark y John Archibald Wheeler, “100 Years of Quantum Mysteries”, Scientific American, febrero de 2001). Algunos teóricos que trabajan sobre la gravedad cuántica cuestionan la unitaridad; les preocupa que los agujeros negros que desaparecen pudieran destruir la información, lo cual sería un proceso no-unitario. Pero un avance reciente de la teoría de cuerdas, conocido como correspondencia AdS/CFT, sugiere que incluso la gravedad cuántica es unitaria. En tal caso, los agujeros negros no destruyen la información sino que sólo la transmiten a otra parte.
Si la física es unitaria, debemos cambiar nuestra percepción estándar de cómo eran las fluctuaciones cuánticas poco después del Big Bang. Estas fluctuaciones no generaron condiciones iniciales al azar sino una superposición cuántica de todas las condiciones iniciales posibles, las cuales coexistían a la vez. Entonces, la decoeherencia hizo que esas condiciones iniciales se comportaran de manera clásica en ramas cuánticas separadas. Y aquí tenemos la cuestión crucial: la distribución de resultados en distintas ramificaciones cuánticas dentro de un determinado volumen de Hubble (Nivel III) es idéntica a la de los resultados en otros volúmenes de Hubble contenidos en una sola ramificación cuántica (Nivel I). Esta propiedad de las fluctuaciones cuánticas se conoce, en la mecánica estadística, como ergodicidad.
Lo mismo se aplica al Nivel II. El proceso de ruptura de simetría no produjo un resultado único, sino una superposición de todos los resultados, los cuales pronto tomaron caminos distintos. Entonces, si las constantes físicas, la dimensionalidad espacio-temporal y demás, pueden variar entre las ramificaciones cuánticas paralelas a un Nivel III, también pueden hacerlo entre los universos paralelos del Nivel II.
En otras palabras, el multiuniverso Nivel III no agrega nada nuevo más allá de los niveles I y II: sólo más copias indistinguibles de los mismos universos: los mismos “guiones” que se repiten indefinidamente en otras ramificaciones cuánticas. El apasionado debate sobre la teoría de Everett parece, por tanto, haber terminando en un gran anticlímax, con el descubrimiento de multiuniversos menos controvertidos (Niveles I y II) que son igual de grandes.
adolfocanals@educ.ar
LOS MULTIVERSOS NIVEL I Y NIVEL II implican mundos paralelos muy lejanos, más allá incluso de los dominios de los astrónomos. Pero el siguiente nivel del multiuniverso está justo alrededor de tuyo. Surge de la famosa y controvertida noción de los mundos múltiples de la mecánica cuántica: la idea de que los procesos cuánticos aleatorios ocasionan que el universo se ramifique en múltiples copias, una por cada posible resultado.
Hugh Everett , un estudiante de postgrado de Princeton que mostró que el postulado del colapso es innecesario. De hecho, la teoría cuántica pura no plantea ninguna contradicción. Aunque predice que una realidad clásica se va bifurcando en superposiciones de muchas realidades, los observadores experimentan subjetivamente esas bifurcaciones sólo como una leve aleatoriedad, cuyas posibilidades concuerdan exactamente con las debidas al viejo postulado del colapso. Esa superposición de mundos clásicos es el multiuniverso Nivel III.
La interpretación de los mundos múltiples de Everett ha confundido a físicos y a legos durante más de cuatro décadas. Pero la teoría es más fácil de entender si distinguimos entre dos maneras de percibir una teoría física: la visión exterior de un físico que estudia sus ecuaciones matemáticas, como la de un ave que explora desde las alturas un paisaje, y la visión interior de un observador que habita el mundo descrito por las ecuaciones, como la de una rana que habita en el terreno estudiado por el ave.
Desde la perspectiva del ave, el multiuniverso Nivel III es sencillo. Sólo hay una función de onda. Evoluciona tersa y determinísticamente en el tiempo, sin ningún tipo de bifurcaciones ni paralelismos. El mundo abstracto cuántico descrito por esta función de onda en evolución contiene una enorme cantidad de devenires clásicos y paralelos que se bifurcan continuamente y se vuelven a unir, como diversos fenómenos cuánticos que carecen de descripciones clásicas. Desde la perspectiva de la rana, los observadores perciben sólo una fracción de esa realidad total. Pueden percibir su propio universo Nivel I, pero un proceso llamado “decoherencia”, que imita el colapso de la función de onda pero preserva la unitaridad, impide que perciban copias paralelas Nivel III de sí mismos.
La existencia del Nivel III depende del supuesto crucial de que la evolución temporal de la función de onda es unitaria. Hasta ahora, los experimentadores no se han topado con nada que se aleje de la unitaridad. En las últimas décadas se confirmó la unitaridad incluso en los grandes sistemas, incluyendo moléculas “buckyball” de 60 carbonos y fibras ópticas de kilómetros de largo. En el aspecto teórico, las razones en favor de la unitaridad han sido reforzadas por el descubrimiento de la decoherencia (véase Max Tegmark y John Archibald Wheeler, “100 Years of Quantum Mysteries”, Scientific American, febrero de 2001). Algunos teóricos que trabajan sobre la gravedad cuántica cuestionan la unitaridad; les preocupa que los agujeros negros que desaparecen pudieran destruir la información, lo cual sería un proceso no-unitario. Pero un avance reciente de la teoría de cuerdas, conocido como correspondencia AdS/CFT, sugiere que incluso la gravedad cuántica es unitaria. En tal caso, los agujeros negros no destruyen la información sino que sólo la transmiten a otra parte.
Si la física es unitaria, debemos cambiar nuestra percepción estándar de cómo eran las fluctuaciones cuánticas poco después del Big Bang. Estas fluctuaciones no generaron condiciones iniciales al azar sino una superposición cuántica de todas las condiciones iniciales posibles, las cuales coexistían a la vez. Entonces, la decoeherencia hizo que esas condiciones iniciales se comportaran de manera clásica en ramas cuánticas separadas. Y aquí tenemos la cuestión crucial: la distribución de resultados en distintas ramificaciones cuánticas dentro de un determinado volumen de Hubble (Nivel III) es idéntica a la de los resultados en otros volúmenes de Hubble contenidos en una sola ramificación cuántica (Nivel I). Esta propiedad de las fluctuaciones cuánticas se conoce, en la mecánica estadística, como ergodicidad.
Lo mismo se aplica al Nivel II. El proceso de ruptura de simetría no produjo un resultado único, sino una superposición de todos los resultados, los cuales pronto tomaron caminos distintos. Entonces, si las constantes físicas, la dimensionalidad espacio-temporal y demás, pueden variar entre las ramificaciones cuánticas paralelas a un Nivel III, también pueden hacerlo entre los universos paralelos del Nivel II.
En otras palabras, el multiuniverso Nivel III no agrega nada nuevo más allá de los niveles I y II: sólo más copias indistinguibles de los mismos universos: los mismos “guiones” que se repiten indefinidamente en otras ramificaciones cuánticas. El apasionado debate sobre la teoría de Everett parece, por tanto, haber terminando en un gran anticlímax, con el descubrimiento de multiuniversos menos controvertidos (Niveles I y II) que son igual de grandes.
adolfocanals@educ.ar
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