«Todo en todas partes al mismo tiempo»: qué es el «multiverso»

En una entrevista con The New York Times, los directores de la cinta, Daniel Scheinert y Daniel Kwan, describieron su multiverso como una combinación de la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica y de la idea de los universos de burbujas cósmicas.

«En lo que respecta al uso de la idea del ‘multiverso’ en ese filme maravilloso, no creo que haya ninguna implementación científica precisa del concepto y, claro, es algo que uno no esperaría de un trabajo artístico», le señala a BBC Mundo Djordje Minic, profesor en el departamento de Física de la universidad Virginia Tech, en Estados Unidos.

«Esta gran película, que vi con inmenso placer, está realmente jugando con la idea del ‘¿qué pasaría si?’, un concepto explorado por algunos lógicos y filósofos, en el sentido de ‘patrones de vida alternativos’, para poder contar una historia familiar que es existencialmente conmovedora».

Pero, ¿qué se entiende realmente por multiverso desde una perspectiva científica?

Minic y otros expertos nos ayudan a dilucidarlo.

Y es que se trata de un concepto sobre el que no hay consenso.

«No todos los físicos se sienten cómodos con él», indica el académico.

Un gran misterio

En 2022, el cosmólogo Carlos Frenk, profesor de la Universidad de Durham, en Inglaterra, exploró en un video de la BBC cinco misterios de nuestro universo.

«No hay razón para creer que nuestro universo es único. Es muy posible que así como se creó nuestro Universo, también se crearon muchos universos», dice al abordar el primer misterio.

«Si ese es el caso, entonces vivimos, no en un solo universo, sino en una vasta colección de universos a los que los físicos se refieren como el multiverso».

«Podemos pensar en ellos como universos insulares, cada uno con sus propias peculiaridades, tal vez incluso cada uno con sus propias leyes de la física.

«Por ejemplo, podría haber uno de estos otros universos donde la gravedad es 100 veces más fuerte que en nuestro Universo.

«Si de alguna manera pudiéramos probar de manera concluyente la existencia de múltiples universos, del multiverso, eso sería una revolución intelectual genuina, un cambio completo en nuestro pensamiento cósmico».

¿Y del otro lado?

La física Julieta Fierro, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM, en México, nos pide imaginar una caja vacía en la que están todas las fuerzas de la naturaleza y donde pueden haber fluctuaciones del vacío tales que se genere algo como el Big Bang.

Así nació nuestro universo: «Se liberó energía del vacío, creó materia y vivimos en este universo en expansión», le dice a BBC Mundo.

«Estamos de este lado de la Gran Explosión, pero ¿qué habrá pasado del otro lado? Pueden haber cosas diferentes, universos diferentes», plantea.

«Además de esa caja vacía que hizo nuestro universo, nuestra Gran Explosión, pudo haber hecho otras, infinitas. Debe haber universos paralelos», señala la experta.

«Probablemente hayan formas de comunicarse instantáneamente entre un universo y otro, pero de ahí a que eso se pueda hacer realidad y sea como en las películas, hay un abismo: la ciencia ficción son inventos».

Fierro vio la película y le gustó que haya puesto de manifiesto la parte humana, las emociones. La base física no la encontró.

Una consecuencia

El multiverso es, para muchos científicos, el resultado de varias teorías.

«Es importante tener en cuenta que la visión del multiverso no es en realidad una teoría, sino más bien una consecuencia de nuestra comprensión actual de la física teórica. Esta distinción es crucial«, escribió Eugene Lim, catedrático de Física Teórica en King’s College de Londres.

«No hemos agitado nuestras manos y dicho: ‘Que haya un multiverso’. En cambio, la idea de que el universo es quizás uno entre muchos infinitos se deriva de teorías actuales como la mecánica cuántica y la teoría de cuerdas».

Así lo indicó en el artículo The theory of parallel universes is not just maths – it is science that can be tested (La teoría de los universos paralelos no es solo matemáticas, es ciencia que puede ser probada), publicado en The Conversation, en 2015.

En esa misma línea, Minic indica que la teoría cosmológica conocida como «inflación eterna» también conduciría al concepto de multiverso «de forma bastante natural».

La teoría de la inflación cósmica postula que nuestro universo se expandió exponencialmente en los primeros momentos de su existencia, después del Big Bang.

«Ahora, hay una consecuencia lógica de algunos de los modelos inflacionarios más simples que sugiere que la inflación (la rápida expansión exponencial del universo) nunca se detiene y que, de hecho, muchos universos serían generados en este proceso».

Burbujas

La cosmóloga Jo Dunkley, profesora de física y de ciencias astrofísicas de la Universidad de Princeton, en EE.UU., le señala a BBC Mundo que el multiverso es una teoría, pero «hay muchas ideas posibles y diferentes de lo que podría ser».

«En términos generales, es la idea de que podrían haber muchos universos existiendo ahora mismo, y podrías pensar en ellos como burbujas separadas«.

«Y en cada uno de ellos, las cosas se comportan de manera un poco diferente, quizás con distintas constantes de la naturaleza».

«Sin embargo, no podemos viajar a través de estas burbujas separadas y, por eso, podría ser imposible probar si somos parte de un multiverso».

Dunkley no hace referencia a la película, no la ha visto, pero mientras escribo recuerdo cómo la magia del cine hace que Evelyn salte de una realidad a otra.

«La idea de ‘universos paralelos’ se ha utilizado como metáfora en la película, no en un sentido científico preciso», dice Minic.

Dos conceptos

El profesor aclara que hay que distinguir dos conceptos: por una parte, el multiverso, que es una idea de la cosmología, y, por la otra, el de la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica.

En 1957, Hugh Everett III formuló la interpretación de muchos mundos, que postula la existencia de múltiples universos.

El físico estaba buscando una solución al desconcertante problema de la medición cuántica.

Minic nos recuerda que, a diferencia de las partículas clásicas -piensa en un balón de fútbol o en un planeta- que se mueven a lo largo de trayectorias definidas, las partículas fundamentales, como los electrones, toman cualquier camino desde un punto inicial hasta un punto final.

En su libro The Many Worlds of Hugh Everett III (Los muchos mundos de Hugh Everett III), Peter Byrne explica que «el problema surge porque, lógicamente, una partícula atómica puede moverse a través del espacio y el tiempo en una multiplicidad de direcciones a la vez, como si fuera una onda esférica en expansión que pasa por todas las trayectorias posibles.

Pero cuando interactuamos con la partícula, cuando la medimos, siempre la encontramos en un lugar, no en muchos.

Everett demostró que es matemáticamente consistente decir que cuando un científico mide la posición de una partícula atómica, él se divide en numerosas copias de sí mismo.

Cada copia reside en un universo diferente. Y cada copia ve la partícula en una posición diferente.

El conjunto de todas las copias cubre el conjunto de todas las posiciones posibles de partículas dentro de un multiverso.

Según Everett, cada universo dentro del multiverso se ramifica constantemente, como un árbol, en mundos separados pero paralelos que no pueden comunicarse entre sí».

La formulación de Everett fue vista con desdén por destacados físicos de su época.

Hoy, aunque es reconocida como una de las teorías físicas más controvertidas, también es vista por algunos como prometedora.

Mundo cuántico

Minic advierte que el concepto de multiverso no se debería mezclar con el de la interpretación de muchos mundos.

Quizás nos pasa que cuando pensamos en esa idea de la teoría cuántica, tendemos a imaginar «muchos mundos clásicos con contenidos alternativos», pero en lo que realmente debemos pensar es «en un mundo cuántico y no en muchos mundos clásicos».

Y eso pasa porque solemos pensar en el espacio-tiempo en términos clásicos, «pero necesitamos una nueva noción del espacio-tiempo cuántico y eso nos lleva a la cuestión de la gravedad cuántica y a lo significa la teoría cuántica en ese contexto».

De acuerdo con el físico, en la interpretación de muchos mundos, la gente usa el término «universos paralelos» para abordar enigmas de la teoría cuántica.

Uno de ellos es el principio de superposición, cuando elementos cuánticos, como un electrón, «se encuentran en diferentes lugares al mismo tiempo, en principio, pero en la realidad son observados en algún lugar, en algún momento, según cierta probabilidad».

«La superposición no es posible para cosas grandes, como nosotros. No podemos atravesar las paredes, pero, en principio, los electrones sí».

Puntos de vista

George F. R. Ellis, cosmólogo y profesor emérito de matemáticas en la Universidad de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica, es autor junto a Stephen Hawking del libro The Large Scale Structure of Space-Time (La estructura a gran escala del espacio-tiempo)

En 2014, escribió en la revista Scientific American el artículo: Why the Multiverse May Be the Most Dangerous Idea in Physics (Por qué el multiverso puede ser la idea más peligrosa de la física).

En él abordaba la idea que ha cautivado a varios cosmólogos: «que el universo en expansión que vemos a nuestro alrededor no es el único; que miles de millones de otros universos también están ahí fuera».

Más adelante, se declaraba «escéptico» frente a la afirmación de que «el multiverso es una teoría científica, con todo lo que eso implica sobre que sea matemáticamente rigurosa y comprobable experimentalmente».

«No creo que se haya probado la existencia de esos otros universos, ni que se pueda probar nunca. Los defensores del multiverso, además de ampliar enormemente nuestra concepción de la realidad física, están redefiniendo implícitamente lo que significa ‘ciencia'».

Y culminaba con la idea de que «los universos paralelos pueden o no existir; el caso no está probado (…) No hay nada malo con la especulación filosófica con base científica, que es lo que son las propuestas de multiverso».

«Pero deberíamos nombrarlo por lo que es».

Años después, en 2022, Adam Frank, profesor de astrofísica en la Universidad de Rochester, en Inglaterra, sentenció (en un artículo del sitio Big Think) que «no existe una razón científica empíricamente fundamentada para creer que existe un multiverso de realidades paralelas».

Aunque la comunidad científica está dividida en torno al multiverso, lo cierto es que cada idea, cada hipótesis, enriquece a la ciencia y, definitivamente, al cine, sea cual sea el universo en el que esté Evelyn.