Los universos paralelos son una concepción mental, en la que entran en juego la existencia de varios universos o realidades más o menos independientes. El desarrollo de la física cuántica, y la búsqueda de una teoría unificada (teoría cuántica de la gravedad), conjuntamente con el desarrollo de la teoría de cuerdas, han hecho entrever la posibilidad de la existencia de múltiples dimensiones y universos paralelos.


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Los inicios

La idea de los universos paralelos o de las dimensiones paralelas no es nueva. La teoría de la relatividad de Einstein predijo primero la existencia del espacio-tiempo tetradimensional y de los agujeros negros. Sin embargo, no fue sino hasta 1935 que Einstein y su colega en la universidad de Princeton, Nathan Rosen, presentaron su nueva teoría relacionada con el funcionamiento de los agujeros negros. Propusieron que, en lugar de un simple agujero o grieta en el espacio-tiempo, como se creía al principio, el agujero negro era en realidad un puente que conectaba un universo a otro universo posible. Einstein y Rosen plantearon que los agujeros negros eran «puentes» hacia cualquier parte y en cualquier época. En la época actual este concepto se conoce como el Puente de Einstein-Rosen.

El Puente de Einstein-Rosen fue la primera teoría científica ampliamente aceptada acerca de la posible existencia de universos o dimensiones paralelas. La obra de Einstein y Rosen preparó la escena para que las siguientes generaciones de físicos estudiaran seriamente el concepto de los universos paralelos. Por ejemplo, influyó decisivamente en el trabajo de la «interpretación de muchos mundos» presentada en 1951 por el físico Hugh Everett III. La teoría de Everett plantea que con el nuestro, coexisten muchos mundos o universos; sin embargo, se dividen continuamente en dimensiones separadas y diferentes que son mutuamente inaccesibles. Según Everett, cada mundo o dimensión contiene una versión diferente de las mismas personas efectuando diversas acciones en el mismo momento en el tiempo.


Esta teoría, aunque discutida, es muy conocida en la física moderna y algunas personas consideran que aporta una explicación posible de la realidad cuántica.

Durante los sesenta años anteriores, varios físicos reconocidos plantearon el concepto de universos-energía paralelos y sus puentes de interconexión, entre ellos Arthur Eddindgton, Christian Fronsdal, David Finkelstein, John Wheeler, G. Szertes y Charles Misner. Pero fue otro físico, Martin Kruskal, de Princeton, el primero que desarrolló este concepto por escrito. En 1961, Kruskal presentó su mapa de un agujero negro, el cual mostraba una interconexión entre nuestro universo físico y otro, invisible.

En 1963, el físico y matemático australiano Roy P. Kerr desarrolló ecuaciones precisas en relación con la rotación de los agujeros negros. Las ecuaciones de Kerr indicaban la existencia de un número infinito de universos paralelos, todos conectados directamente a los agujeros negros. Propuso que una serie o mosaico de universos se extendía hacia el pasado y hacia el futuro simultáneamente. Aunque el concepto parezca extraño, los físicos de todo el mundo lo calificaron favorablemente. Muchos consideran que sus ecuaciones son uno de los descubrimientos más importantes de la astrofísica teórica de mediados del siglo veinte.

Además, H. Reissner en Alemania y G. Nordstrom en Dinamarca formularon una representación de agujeros negros conectados a otros universos. Por este trabajo, los agujeros negros con carga eléctrica se denominan «agujero negro de Reissner-Nordstrom.»

La existencia de los agujeros negros, el Puente de Einstein-Rosen, y las ecuaciones, mapas y teorías de Everett, Kruskal, Kerr, Reissner y Nordstrom, son todos evidencias de la naturaleza y de la estructura multidimensional del universo. Esta recopilación cada vez mayor de evidencias acumuladas por físicos y astrónomos de todo el mundo apunta hacia el descubrimiento más importante del siglo XX: nuestro universo es un continuo multidimensional de energía interconectada.

El gato de Schrödinger y un
nuevo inicio para los universos paralelos

A partir de la paradoja de el gato de Schrödinger se retomó el estudio de los Universos paralelos. El gran físico Erwin Schrödinger ideó esta paradoja porque, al igual que Einstein, no podía creer que Dios jugara a los dados con el mundo. Un gato está encerrado en una caja junto a un trocito de uranio radiactivo. Un átomo de uranio puede desintegrarse, pero no hay forma de predecir cuándo. Todo lo que la física cuántica nos permite saber es cuál es la probabilidad de que se desintegre en un plazo dado: digamos, por ejemplo, que hay una probabilidad del 50% de que cualquier átomo del trocito de uranio se desintegre en el próximo segundo.


En la caja hay un contador Geiger (capaz de detectar las partículas alfa de la desintegración) conectado a un martillo suspendido sobre una ampolla de gas mostaza. Si a cualquier átomo de uranio le da por desintegrarse en el próximo segundo, adiós gato. Pero, hasta que no abramos la caja, no tenemos forma de saber si el gato está vivo o muerto. Sólo sabemos que hay una probabilidad del 50% de que esté vivo y otra del 50% de que esté muerto.

Pero, según la física cuántica, el átomo de uranio está 50% intacto y 50% desintegrado a la vez. Luego el gato está 50% vivo y 50% muerto a la vez. Por supuesto, al abrir la caja veremos que el gato está vivo, o que está muerto. Y si está vivo, ¿dónde está el 50% de gato muerto que coexistía con él hasta que abrimos la caja? Para Schrödinger, esta consecuencia absurda de la interpretación probabilística del mundo subatómico demostraba que esa interpretación era incorrecta. Dios no juega a los dados.

El físico alemán Dieter Zeh, sin embargo, se dio cuenta en 1970 de que había una trampa en la paradoja de Schrödinger. El estado mágico en el que las probabilidades se superponen (ese gato que está 50% vivo y 50% muerto simultáneamente) existe, pero es muy frágil. Una simple molécula de aire que choque con el gato basta para destruir la magia. El gato vivo-muerto se ramifica en un gato vivo y un gato muerto que ya no se pueden comunicar entre sí.

Pero, una vez perdida la coherencia, ¿dónde están los dos gatos, el vivo y el muerto? El estudiante Hugh Everett III propuso la solución en 1957, al leer su tesis doctoral: ambos gatos existen, pero en dos universos paralelos. En el primer universo, tú abres la caja, ves el gato muerto y te preguntas dónde está el gato vivo. En el otro, ves el gato vivo y te preguntas dónde está el gato muerto.

“En esta misma habitación”, escribe el físico teórico Michio Kaku, “coexisten mundos donde los alemanes ganaron la II Guerra Mundial, donde los extraterrestres nos han visitado desde el espacio exterior, donde usted no ha nacido”. Otro físico, Frank Wilczek, añade: “Una infinidad de copias levemente diferentes de nosotros mismos están por ahí viviendo sus vidas paralelas, y en cada momento surgen nuevos duplicados que van ocupando nuestros muchos futuros alternativos”.

Teoría de los universos múltiples de Everett

Una de las versiones científicas más curiosas que recurren a los universos paralelos es la interpretación de los universos múltiples de Hugh Everett (IMM). Dicha teoría aparece dentro de la mecánica cuántica como una posible solución al problema de la medida. 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, sin embargo, en el estado actual de conocimiento no hay una base empírica sólida a favor de esta interpretación. 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:

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

2.- 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 deterministamente. Es decir, se podría predecir perfectamente hacia dónde irá el sistema.

3.- 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 nos deja tres salidas:

(A) O bien renunciamos a entender el proceso de decoherencia, por lo cual un sistema pasa de tener un estado puro que evoluciona deterministamente a tener un estado mezcla o “incoherente”.

(B) O bien admitimos que existen unos objetos no-físicos llamados “conciencia” que no están sujetos a las leyes de la mecánica cuántica y que nos resuelven el problema.

(C) O tratamos 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, que 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 de tipo (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, en una encuesta sobre la IMM, llevada a cabo por el investigador de ciencias políticas L. David Raub, que entrevistó a setenta y dos destacados especialistas en cosmología y teóricos cuánticos, dio como resultado que la mayoría apoyaba la teoría.

Entre los especialistas que se inclinaron por (1) estaban, Stephen Hawking, Richard Feynman o Murray Gell-Mann, entre los que se decantaron por (2) estaba Roger Penrose. Aunque Hawking y Gell-Mann han explicado su posición. Hawking afirma 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 ha llegado a decir que «La IMM es trivialmente verdadera» en cierto sentido. Por otro lado Gell-Man en una reseña de un artículo del físico norteamericano Bruce DeWitt, uno de los principales defensores de la IMM, Murray Gell-Mann 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 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.

Agujeros blancos y Universo de Reissner-Nordström

Se ha apuntado que algunas soluciones exactas de las ecuación del campo de Einstein pueden extenderse por continuación analítica más allá de las singularidades dando lugar universos espejos del nuestro. Así la solución de Schwarzschild para un universo con simetría esférica en el que la estrella central ha colapsado comprimiéndose por debajo de su radio de Schwarzschild podría ser continuada analíticamente a una solución de agujero blanco (un agujero blanco de Schwarzchild se comporta como la reversión temporal de un agujero negro de Schwarzschild). La solución completa describe dos universos asintóticamente planos unidos por una zona de agujero negro (interior del horizonte de sucesos). Dos viajeros de dos universos espejos, podrían encontrarse, pero sólo en el interior del horizonte de sucesos, por lo que nunca podrían salir de allí.

Una posibilidad igualmente interesante es la solución de agujero negro de Kerr que puede ser continuada analíticamente a través de una singularidad espacial evitable por un viajero. A diferencia de la solución completa de Schwarzchild, la solución de este problema da como posibilidad la comunicación de los dos universos sin tener que pasar por los correspondientes horizontes de sucesos través de una zona llamada ergosfera.

Universos paralelos en la ficción

La temática de los universos paralelos y de otras dimensiones es muy frecuente en la ficción. Si bien es la ciencia ficción la que más se ha destacado, también se utiliza en el género del terror (Lovecraft, Lumley, por ejemplo), en la fantasía (C.S. Lewis, por ejemplo) e incluso en el drama histórico (Turtledove, Nabokov, entre otros).

En algunos casos un universo paralelo es similar al nuestro pero con eventos históricos diferentes, aunque en otros (frecuentemente en historias de horror) otro universo ó dimensión son lugares sombríos e infernales repletos de formas de vida monstruosas (ejemplos Event Horizon, Doom, etc.).