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Interpretación de los Universos Múltiples


Una de las versiones científicas más curiosas que recurren a los universos paralelos es la «interpretación de los universos múltiples» o «interpretación de los mundos múltiples» (IMM), de Hugh Everett. Dicha teoría aparece dentro de la mecánica cuántica como una posible solución al «problema de la medida» en mecánica cuántica. Everett describió su interpretación más bien como una metateoría. Desde un punto de vista lógico, la construcción de Everett evade muchos de los problemas asociados a otras interpretaciones más convencionales de la mecánica cuántica. Recientemente, sin embargo, se ha propuesto que universos adyacentes al nuestro podrían dejar una huella observable en la radiación de fondo de microondas, lo cual abriría la posibilidad de probar experimentalmente esta teoría.

El problema de la medida es uno de los principales «frentes filosóficos»​ que abre la mecánica cuántica. Si bien la mecánica cuántica ha sido la teoría física más precisa hasta el momento, permitiendo hacer cálculos teóricos relacionados con procesos naturales que dan 20 decimales correctos y ha proporcionado una gran cantidad de aplicaciones prácticas (centrales nucleares, relojes de altísima precisión, ordenadores), existen ciertos puntos difíciles en la interpretación de algunos de sus resultados y fundamentos (el premio nobel Richard Feynman llegó a bromear diciendo «creo que nadie entiende verdaderamente la mecánica cuántica»).

El «problema de la medida» se puede describir informalmente del siguiente modo:

De acuerdo con la mecánica cuántica, un sistema físico ―por ejemplo un conjunto de electrones orbitando en un átomo― queda descrito por una función de onda. Dicha función de onda es un objeto matemático que describe la máxima información posible que contiene un estado puro.

Si nadie externo al sistema ni dentro de él observara o tratara de ver como está el sistema, la mecánica cuántica nos diría que el estado del sistema evoluciona determinísticamente. Es decir, se podría predecir perfectamente hacia dónde irá el sistema.

La función de onda nos informa cuáles son los resultados posibles de una medida y sus probabilidades relativas, pero no nos dice qué resultado concreto se obtendrá cuando un observador trate efectivamente de medir el sistema o averiguar algo sobre él. De hecho, la medida sobre un sistema es un valor aleatorio entre los posibles resultados.

Eso plantea un problema serio: si las personas y los científicos u observadores son también objetos físicos como cualquier otro, debería haber alguna forma determinista de predecir cómo tras juntar el sistema en estudio con el aparato de medida, finalmente llegamos a un resultado determinista. Pero el postulado de que una medición destruye la «coherencia» de un estado inobservado e inevitablemente tras la medida se queda en un estado mezcla aleatorio, parece que sólo quedan tres salidas:

(A) O bien se renuncia a entender el «proceso de decoherencia», por lo cual un sistema pasa de tener un estado puro que evoluciona determinísticamente a tener un estado mezcla o «incoherente».

(B) O bien se admite que existen unos objetos no físicos llamados «conciencia» que no están sujetos a las leyes de la mecánica cuántica y que resuelven el problema.

(C) O se trata de proponer una teoría que explique el proceso de medición, y no sean así las mediciones quienes determinen la teoría.
Diferentes físicos han tomado diferentes soluciones a este «trilema»:

1. Niels Bohr, quien propuso un modelo inicial de átomo que acabó dando lugar a la mecánica cuántica y fue considerado durante mucho tiempo uno de los defensores de la «interpretación ortodoxa de Copenhague», se inclinaría por (A).

2. John von Neumann, el matemático que creó el formalismo matemático de la mecánica cuántica y que aportó grandes ideas a la teoría cuántica, se inclinaba por (B).

3. La interpretación de Hugh Everett es uno de los planteamientos que apuesta por la solución (C).

La propuesta de Everett es que cada medida «desdobla» nuestro universo en una serie de posibilidades (o tal vez existían ya los universos paralelos mutuamente inobservables y en cada uno de ellos se da una realización diferente de los posibles resultados de la medida). La idea y el formalismo de Everett es perfectamente lógico y coherente, aunque algunos puntos sobre cómo interpretar ciertos aspectos, en particular cómo se logra la inobservabilidad o coordinación entre sí de esos universos para que en cada uno suceda algo ligeramente diferente. Pero por lo demás es una explicación lógicamente coherente y posible, que inicialmente no despertó mucho entusiasmo sencillamente porque no está claro que sea una posibilidad falsable.

Sin embargo, una encuesta sobre la IMM llevada a cabo por el investigador de ciencias políticas L. David Raub, quien entrevistó a setenta y dos destacados especialistas en cosmología y teóricos cuánticos, dio los siguientes resultados:

1. Sí, creo que la IMM (interpretación de mundos múltiples) es correcta (58 %)

2. No acepto la IMM (18 %)

3. Quizás la IMM sea correcta, pero todavía no me convence (15 %)

4. No tengo una opinión a favor ni en contra (9 %)

Entre los especialistas que se inclinaron por "Sí" (1) estaban Stephen Hawking, Richard Feynman y Murray Gell-Mann. Entre los que se definieron por "No" (2) estaba Roger Penrose, siendo una encuesta del año 2001; con posterioridad el porcentaje de los científicos que no aceptan la IMM ha ido disminuyendo notablemente. Aunque Hawking y Gell-Mann han explicado su posición. Hawking afirmó en una carta a Raub que «el nombre “mundos múltiples” es inadecuado, pero la teoría, en esencia, es correcta» (tanto Hawking como Gell-Mann llaman a la IMM, "interpretación de historias múltiples").

Posteriormente Hawking llegó a decir que «La IMM [interpretación de los mundos múltiples] es trivialmente verdadera». Por otro lado, Murray Gell-Man ―en una reseña de un artículo del físico estadounidense Bruce DeWitt (quien es uno de los principales defensores de la IMM)- se mostró básicamente de acuerdo con Hawking: «Aparte del empleo desacertado del lenguaje, los desarrollos físicos de Everett son correctos, aunque algo incompletos».

Otros físicos destacados como Steven Weinberg​ o John A. Wheeler​ se inclinan por la corrección de esta interpretación. Sin embargo, el apoyo de importantes físicos a la IMM (interpretación de los mundos múltiples) refleja sólo la dirección que está tomando la investigación y las perspectivas actuales, pero en sí mismo no constituye ningún argumento científico adicional en favor de la teoría.

Actualmente, instituciones de prestigio en el mundo se están interesando en estas teorías, como es el caso del Instituto de Física Teórica (IFT) de Madrid, uno de sus científicos, el físico Alberto Casas, en el año 2014 expuso en la conferencia titulada "La perturbadora teoría de los mundos paralelos" todas las posibilidades que abre en el campo de la física, que es extensivo y llega a los límites del campo de la filosofía. A continuación se presenta un párrafo de su disertación:

Esta Hipótesis de los Muchos Mundos de la física puede parecer delirante… Lo cual la hace también apasionante. Con el tiempo, la interpretación de los Muchos Mundos ha ido ganando adeptos, y hoy en día se considera una perspectiva perfectamente seria de la física cuántica, aunque no está comprobada (y es difícil diseñar experimentos que puedan decidir entre ella y la ortodoxa). Pensemos un momento sobre sus fascinantes implicaciones. Si se acepta la Hipótesis de los Muchos Mundos, el ‘yo’ que sentimos sería sólo una de nuestras versiones: el ‘yo’ de una cierta rama cuántica. Y de forma permanente se siguen creando desdoblamientos de nuestro ‘yo’, puesto que continuamente estamos realizando observaciones de uno u otro tipo. Los nuevos ‘yos’ que se crean a cada momento comparten un pasado común, pero tienen ante sí un futuro diferente. Naturalmente, las historias posteriores en cada una de las ramas serán también diferentes. Las dos realidades coexisten de forma simultánea. Esencialmente, todas las posibilidades potenciales se realizan en una rama u otra de nuestro complicado estado cuántico.

En adición, el principio de simultaneidad dimensional establece que dos o más objetos físicos, realidades, y objetos no físicos pueden coexistir en el mismo espacio-tiempo. Este principio tiene correspondencia biunívoca con la teoría de IMM (interpretación de mundos múltiples) y la teoría de multiverso de nivel III, aunque no ha sido planteado por Hugh Everett o Max Tegmark. Según Yasunori Nomura,​ Raphael Bousso, y Leonard Susskind, el espacio-tiempo global que aparece en el multiverso inflacionario es un concepto redundante, y los multiversos de Nivel I, II y III son, de hecho, la misma cosa. Esta hipótesis se conoce como "Multiverse = Quantum Many Worlds" (Multiverso = Muchos Mundos Cuánticos).

Isaac Asimov, en su novela Los propios dioses​ propone la idea de universos paralelos muy diferentes donde las constantes universales han colapsado en diferentes valores dando características únicas a cada universo. Asimismo, propone la idea de la posible interacción entre estos universos a través del intercambio espontáneo de partículas elementales resultando, a largo plazo, en el equilibrio termodinámico entre estos universos al terminar en el equilibrio del valor de las constantes fundamentales en los universos que han logrado interactuar.

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