Multiverso: La idea que una vez fue peligroso negar

En 1277, el obispo de París anunció que cualquier académico que enseñara allí podía correr el riesgo de ser excomulgado si solo un universo existía – porque esa afirmación negaba a Dios el poder de crear tantos mundos como quisiera. Siglos antes de telescopios o satélites, el multiverso ya era un tema lo suficientemente serio como para amenazar carreras.

Hoy el multiverso es una esquina genuina, aunque controvertida, de la física: una familia de ideas sobre por qué nuestro universo podría no ser el único, construida sobre la teoría de la inflación, la mecánica cuántica y búsquedas de patrones débiles en la luz más antigua del cielo. Nada de esto es ciencia establecida, y algunos de los críticos más fuertes son los propios físicos. Pero la historia de cómo llegó la idea aquí, y lo que la gente realmente ha intentado probar, es más extraña que la mayoría de la ciencia ficción.

La noción de que la realidad podría contener más de un universo no es una invención moderna. Se remonta a los mismos antiguos pensadores griegos que primero propusieron la existencia de átomos – razonando que si la materia pudiera ser construida de partes indivisibles dispersas por el espacio infinito, no había una razón obvia por la que ese espacio contuviera solo un cosmos.

No todos estaban de acuerdo. Aristóteles se opuso firmemente, insistiendo en que la lógica misma exigía un único universo y nada más. Su argumento prevaleció durante más de mil años, moldeando el pensamiento occidental tan profundamente que en la Edad Media se había vuelto casi doctrina oficial – hasta que la iglesia misma decidió lo contrario. La declaración de 1277 del obispo de París invirtió completamente el guión: de repente fue la visión de un solo universo de Aristóteles la que era la posición arriesgada de defender, ya que parecía poner un límite al poder divino.

El término "multiverso" en sí precede al debate científico moderno por décadas. Fue el filósofo y psicólogo estadounidense William James quien primero usó la palabra, en 1895 – aunque tenía en mente algo bastante diferente de universos burbuja o ramas cuánticas. La física no alcanzaría el vocabulario durante la mayor parte de un siglo.

Las teorías modernas del multiverso se remontan principalmente a la inflación: la idea de que el universo en su infancia pasó por una ráfaga de expansión extremadamente rápida, elaborada por físicos como Alan Guth y Andrei Linde, entre otros, poco después de 1980. Esa única idea reformuló la forma en que los físicos imaginan los primeros momentos después del Big Bang.

Aquí está la parte que lleva directamente a un multiverso: la inflación no tiene que terminar en todas partes al mismo tiempo. En nuestro vecindario cósmico, se detuvo hace 13.700 millones de años, pero los cálculos sugieren que todavía está ocurriendo en regiones lejanas, continuamente desprendiendo nuevas "normales" bolsas de espacio-tiempo como la nuestra. Si esa imagen es correcta, todo nuestro universo observable es solo una burbuja en un mar infinitamente hirviente, y solo podemos ver una pequeña parte de la burbuja en la que resulta estar.

Esta es una implicación genuinamente extraña: significa que el Big Bang no fue un evento singular y único, sino algo que ocurre constantemente, en algún lugar, por siempre – solo no en ningún lugar donde podamos apuntar actualmente un telescopio.

Si otros universos burbuja existen y nuestra burbuja alguna vez se rozó con uno, razonaban los físicos, la colisión debería dejar una marca en el fondo de radiación cósmica – el débil resplandor posterior del Big Bang que llena todo el cielo. Esa idea llevó a uno de los pocos intentos genuinos de probar observacionalmente el multiverso en lugar de solo discutir sobre él filosóficamente.

Aparecieron dos documentos en dos revistas de física líderes, Physical Review Letters y Physical Review D, exponiendo por primera vez un método real para cazar otros universos. Procesando 7 años de datos del satélite WMAP de la NASA, el equipo llegó con el primer límite superior de cuántas marcas de colisión podrían estar acechando en esa radiación de fondo.

El resultado fue un nulo firme: los datos descartaron aumentar el modelo cosmológico estándar con colisiones de burbujas, y fijaron el número promedio detectable en todo el cielo en menos de 1.6, con 68% de confianza. No es prueba de que otros universos no existan – solo que, si nuestra burbuja alguna vez chocó con un vecino, los datos WMAP no lo muestran claramente. Los investigadores señalaron que los universos burbuja que se acercan lo suficiente pueden y se pegan brevemente juntos, como lo hacen las burbujas de jabón, que es exactamente el tipo de evento para el cual se construyó esta búsqueda.

Una afirmación separada e inconexible reinició brevemente el debate. Después de examinar el espectro del fondo de radiación cósmica, el astrofísico Ranga-Ram Chary reportó una señal aproximadamente 4.500 veces demasiado brillante, según los números conocidos de protones y electrones que se cree existieron en los primeros tiempos del universo.

Lo que hacía interesante la anomalía era su forma: se ajustaba mejor con un cosmos donde la relación entre partículas de materia y fotones corre sobre 65 veces por encima del valor medido en nuestro universo – no solo un pequeño tambaleo estadístico, sino un desajuste con un conjunto completamente diferente de constantes físicas. Chary estimó que las probabilidades de que fuera simplemente ruido en 30%, mientras permitía una posibilidad mucho más dramática: que un universo vecino hubiera derramado algunas de sus propias partículas de materia en el nuestro.

Chary fue cuidadoso de no exagerar el hallazgo, escribiendo que afirmaciones tan inusual como prueba de universos alternativos demandan una carga de prueba igualmente alta. Casi una década después, ningún análisis de seguimiento ha confirmado la señal como prueba genuina de nada más allá de nuestro universo – un recordatorio de lo rápidamente que una anomalía intrigante puede desvanecerse una vez que llegan más datos.

No toda idea multiverso proviene de la cosmología. La mecánica cuántica tiene su propia versión, nacida de un acertijo sobre qué sucede cuando se realiza una medición. El físico Hugh Everett propuso, en 1957, que cada resultado posible de un evento cuántico realmente ocurre, cada uno en su propia versión ramificada de la realidad – un marco ahora usualmente llamado la interpretación de muchos mundos, aunque algunos físicos todavía se refieren a sus nombres más antiguos, la formulación de estado relativo y la interpretación de Everett.

En lugar de una única historia que se desarrolla, la imagen de Everett describe un árbol constantemente ramificado de realidades, con cada versión igualmente real para los observadores dentro de ella. Sigue siendo una de las interpretaciones más debatidas de la teoría cuántica precisamente porque no puede ser probada directamente – las otras ramas están, por construcción, para siempre fuera de alcance.

Si un multiverso realmente produce innumerables universos con diferentes constantes físicas, plantea una pregunta obvia: ¿por qué el nuestro tiene las constantes correctas para que las estrellas, planetas y química existan en absoluto? Una respuesta común se basa en lo que se llama el principio antroposo – el razonamiento de que no deberíamos sorprendernos de encontrarnos en un universo capaz de sostener el tipo de vida que puede hacer la pregunta en primer lugar, sin importar cuán raro pueda ser tal universo entre todos los posibles.

La frase en sí es más joven de lo que podrías esperar: apareció por primera vez en la contribución del físico Brandon Carter a un simposio de 1973 en Cracovia, más de una década después de que la idea subyacente ya había estado flotando por la cosmología. Desde entonces se ha convertido en uno de los conceptos más citados y más discutidos vinculados al multiverso – una forma de explicar nuestra propia existencia sin requerir que alguien la hubiera ajustado deliberadamente para nosotros.

Nada de esto resuelve si otros universos son reales. Lo que muestra es que el multiverso ha avanzado, sin embargo lentamente, de un argumento medieval sobre los límites del poder divino a un conjunto de predicciones comprobables sobre patrones débiles en el cielo – incluso cuando, hasta ahora, esas pruebas siguen regresando sin una señal clara en absoluto.

• Long Live the Multiverse! | Scientific American
• The Case for Parallel Universes | Scientific American
• Is our universe inside a bubble? First observational test of the 'multiverse' | ScienceDaily
• First Observational Tests of Eternal Inflation (arXiv)
• Cosmologist thinks a strange signal may be evidence of a parallel universe | phys.org
• Wikipedia: Multiverse
• Wikipedia: Many-worlds interpretation
• Wikipedia: Anthropic principle