Sunday, September 4, 2016

LA REALIDAD OCULTA DE BRIAN GREENE





Muchos de los desarrollos importantes en la física teórica fundamental (Teoría de la Relatividad, física cuántica, física cosmológica, física unificada, física computacional) llevan a considerar una u otra variedad de universos paralelos. En ellos las leyes pueden ser iguales que las nuestras, parecidas o totalmente diferentes.





La Realidad Oculta fe Brian Greene

Portada del libro La Realidad Oculta, escrito por Brian Greene






En este libro de Brian Greene se repasan, en los diferentes capítulos, los tipos de Universos Paralelos a los que conducen las teorías físicas actuales, y que serían:



  • Multiverso Mosaico
  • Multiverso Inflacionario
  • Multiverso Brana
  • Multiverso Cíclico
  • Multiverso Paisaje
  • Multiverso Cuántico
  • Multiverso Holográfico
  • Multiverso Simulado 
  • Multiverso Final 

Capítulo 2 - Multiverso Mosaico



Si el espacio se extiende indefinidamente, entonces debe haber dominios ahí fuera donde copias nuestras disfrutan de versiones alternativas de nuestra realidad.

Las condiciones en un universo infinito se repiten necesariamente a lo largo del espacio, lo que da mundos paralelos. Si el número de partículas de un universo es finito, hay una manera finita de ordenarlas, generando universos replicados a lo largo del espacio infinito.


Capítulo 3 - Multiverso Inflacionario



La teoría inflacionaria genera su propia versión de mundos paralelos. Cada uno de estos universos en rápido aumento es infinito, y con ello contiene un número infinito de los mundos paralelos como los del segundo capítulo.

La inflación cosmológica eterna da una enorme red de universos burbuja, de los que nuestro universo sería uno.

Big Bang con una primera fase de inflacion
Representación del Big Bang con una primera fase de inflación o expansión acelerada


Fondo Cosmico de Microondas
Explicar la homogeneidad del Fondo Cósmico de Microondas es uno de los objetivos de la Teoría de la Inflación


Capítulo 4 - Teoría de Cuerdas


Ideas básicas y estado actual de la Teoría de Cuerdas. Algunas de estas ideas son:

  • Partículas como modos vibracionales de cuerdas o filamentos de energía.
  • Cuerdas abiertas y cerradas.
  • Dimensiones extra compactificadas.


La Teoría de Cuerdas incluye de manera natural y necesaria una partícula de masa nula, neutra y espín 2: el gravitón, que sería un ejemplo de cuerda cerrada. Con lo que la gravedad es necesaria en esta teoría. Por ello ascendió rápidamente a Teoría de Gravedad Cuántica, más aún cuando Schwarz y Green demostraron a mediados de los años 80 que era una teoría libre de anomalías.

Para que la teoría esté libre de anomalías el número de dimensiones debe ser 9 + 1 = 10. El tamaño y la forma de estas dimensiones extra determinan las propiedades de las partículas. La geometría de estas dimensiones adicionales determina las pautas vibracionales posibles y, por tanto, sus propiedades.

Las matemáticas de la Teoría de Cuerdas imponen que las 6 dimensiones extra compactificadas formen una variedad de Calabi-Yau. Pero hay un número extraordinariamente grande de estos espacios sin que se disponga de un principio para escoger uno de ellos, lo que impide poder hacer predicciones definitivas. Además las matemáticas que ligan las propiedades de las partículas (masa, carga,...) con la forma de las dimensiones extra son extremadamente complicadas.


Cuerdas de energia vibrantes
Las cuerdas son filamentos de energía vibrantes en los que cada modo de vibración da lugar a un tipo de partícula diferente


Así pues, en la actualidad la Teoría de Cuerdas proporciona una manera de unir la gravedad y la Mecánica Cuántica, unificar todas las fuerzas (como pautas vibracionales de cuerdas) incorporando la Relatividad General y la Mecánica Cuántica como límites a baja energía o velocidad.

Sin embargo todavía no es capaz de explicar por qué las partículas tienen las propiedades que tienen (al no proporcionar una manera de escoger entre las múltiples maneras de compactificar las dimensiones extras). Tampoco hay una confirmación experimental la teoría al no haberse podido extraer predicciones de ella. La limitación de la tecnología actual tampoco ayuda.

Parece que el siguiente paso en la Teoría de Cuerdas sería intentar expresar las ecuaciones de la teoría en su forma más exacta, útil y general, evitando o mejorando las aproximaciones perturbativas.

Capítulos 5 y 6 - Multiversos Brana, Cíclico y Paisaje



La teoría de Cuerdas sugiere 3 tipos de Universos Paralelos:


1) Mundobranas flotando en un espacio de más dimensiones.

En el escenario mundobrana de la teoría-M/de cuerdas, nuestro universo existe en una brana tridimensional que flota en una extensión de dimensiones más altas potencialmente poblada por otras branas, otros universos paralelos.


2) Mundobranas que chocan entre sí, creando múltiples Big Bangs.

Las colisiones entre mundobranas pueden manifestarse como comienzos tipo big bang, lo que da universos que son paralelos en el tiempo.


Choque de dos branas en el Big Bang
Recreación del Big Bang como choque de dos branas de tres dimensiones que viven en un espacio de más dimensiones



3) Multiverso Paisaje

Paisaje de la Teoría de Cuerdas debido a múltiples formas y tamaños posibles para las dimensiones extras.


Combinando cosmología inflacionaria y teoría de cuerdas, las muchas formas diferentes para las dimensiones extra de la teoría de cuerdas dan lugar a muchos universos burbuja diferentes.


Capítulo 6 - Energía Oscura


Observaciones en 1998 de un tipo concreto de supernovas muestran la existencia de una energía oscura o Constante Cosmológica, que hace que actualmente el Universo se esté expandiendo de forma acelerada.


Capítulo 7 - ¿Son ciencia las teorías de multiversos?


La consideración de universos más allá del nuestro, ¿ Puede ser entendida correctamente como una rama de la ciencia?

La cuestión es si las teorías sobre multiversos pueden conducir a predicciones comprobables en nuestro Universo, considerando que los otros nos son inaccesibles. En caso negativo no podrían considerarse como ciencia.


Capítulo 8 - Universos Paralelos de la Mecánica Cuántica



La mecánica cuántica, mediante su propiedad de linealidad, sugiere que cada posibilidad encarnada en sus ondas de probabilidad como soluciones de la Ecuación de Schrodinger se realiza en uno de un inmenso conjunto de universos paralelos.


Ecuacion de Schrodinger
Ecuación de Schrodinger

Es la interpretación de todos los caminos posibles como la existencia de múltiples universos donde se dan todos los posibles resultados de un experimento/ decisión.


Capítulo 9 - Multiverso Holográfico



El principio holográfico afirma que nuestro universo es exactamente reflejado por fenómenos que tienen lugar en una lejana superficie frontera, un universo paralelo físicamente equivalente.

Así pues, lo que experimentamos es una proyección holográfica de procesos que tienen lugar en alguna superficie lejana que nos rodea. Un suceso refleja un proceso paralelo que ocurre en una realidad distante y diferente.



Capítulo 10 - Multiversos Simulado y Final



¿Las leyes de la física permiten crear nuevos universos?¿Pueden existir universos software?

Multiverso Simulado

Los saltos tecnológicos sugieren que los universos simulados pueden ser posibles algún día. Se basan en la hipótesis de que la realidad se genera en nuestra mente al realizar un procesado de la información recibida de los sentidos por parte de nuestro cerebro.


Multiverso Simulado
El avance tecnológico de la computación podría llevar a la posibilidad de simular Universos enteros e incluso la propia realidad


Multiverso Final

El principio de fecundidad afirma que todo universo posible es un universo real, obviando con ello la pregunta de por qué una posibilidad – la nuestra – es especial. Estos universos ejemplifican todas las ecuaciones matemáticas posibles.



Es curioso que todas las propuestas de universos paralelos surjan espontáneamente de las matemáticas de Teorías desarrolladas para explicar datos y observaciones convencionales.


Opinión Personal



Me ha parecido un libro muy sobrio, equilibrado en el que el autor se muestra cauto y bastante neutral sobre las teorías físicas más vanguardistas. Por ejemplo, en el libro El Universo Elegante, este mismo autor se mostraba muy convencido de que la Teoría de Cuerdas debía de ser correcta y que solo las complicadísimas matemáticas nos impedían explorarla a fondo y obtener predicciones comprobables en el laboratorio.

Sin embargo, una década más tarde, se muestra algo más escéptico debido a las continúas dificultades con que se va topando esta teoría. Aún así hay otros autores menos rigurosos que creen que la Teoría de Cuerdas superará todas las dificultades y se convertirá en la gran teoría unificada de la física.

También me ha gustado que hace un repaso exhaustivo a todos los multiversos paralelos a los que conducen las teorías actuales, lo que proporciona una visión global bastante buena.

A pesar de la complejidad del contenido del libro, se esfuerza en explicarlo de la manera más didáctica posible, con múltiples ejemplos. Aún así, el capítulo sobre el multiverso inflacionario, seguramente el que más me ha gustadopor, requiere una lectura a conciencia para comprenderlo bien.

Los capítulos 7 y 10 son los que menos me han gustado. 

En el primero el autor reflexiona sobre si las teorías sobre multiversos pueden conducir a predicciones comprobables en nuestro Universo, considerando que los otros nos son inaccesibles. En caso negativo no podrían considerarse como ciencia.

El último capítulo del libro me parece de contenido muy especulativo, más propio de la metafísica que de la física. Sin embargo, es posible que en unos años, con el avance de la tecnología, este capítulo tenga más de científico que de filosófico.





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