¿El universo es una burbuja?

Olvídese del Big Bang. En el principio había un vacío. El vacío estaba lleno de energía (en ocasiones llamada energía oscura, energía del vacío, campo de inflación, o campo de Higgs). Como el agua en una olla, esa gran energía comenzó a evaporarse – y se formaron burbujas.

Imagen tomada de un vídeo en el que el Prof. Matthew Johnson explica los conceptos relacioandos de inflación, inflación eterna y multiverso (https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=w0uyR6JPkz4). Cortesía de Perimeter Institute.

Cada burbuja contenía otro vacío, cuya energía era menor. Esa energía hizo que las burbujas se expandieran. Inevitablemente, algunas burbujas colisionaron entre sí. Es posible que algunas hayan producido burbujas secundarias. Quizás las burbujas eran raras y distantes entre sí; quizás estaban tan próximas entre sí como en la espuma.

Pero este es el asunto: cada una de esas burbujas era un universo. En esta concepción, nuestro universo es una burbuja en un mar espumoso de universos burbuja. No es inventada: Como dicen los científicos, está motivada físicamente, y surge de lo que pensamos que sabemos acerca de la inflación cósmica.

No todos aceptan la inflación cósmica – la mayoría de los modelos cíclicos del universo la rechazan. Sin embargo, la inflación es una de las principales teorías del desarrollo temprano del universo, y hay cierta evidencia observacional que la apoya.

La inflación sostiene que en el instante después del Big Bang, el universo se expandió rápidamente – tan rápidamente que un área del espacio, una vez de un nanómetro cuadrado, terminó siendo de más de 250 mil millones de años luz de diámetro en apenas una billonésima de billonésima de billonésima de segundo. Es una idea increíble, pero explicaría algunas observaciones astrofísicas desconcertantes.

Se cree que la inflación fue impulsada por un campo de inflación – que es otro nombre que se da a la energía del vacío. Una vez que se postula que existe el campo de inflación, es difícil evitar que en «el principio había un vacío». Es aquí donde la teoría de la inflación se vuelve controversial – cuando empieza a postular universos múltiples.

Los defensores de la teoría del multiverso argumentan que es el siguiente paso lógico de la inflación. Los detractores argumentan que no es física, sino metafísica – que no es ciencia, porque no se puede probar. Después de todo, la física vive o muere por los datos que se pueden recoger y las predicciones que se pueden comprobar.

Ahí es donde el profesor adjunto de Perimeter, Matthew Johnson entra en escena junto con un pequeño equipo que incluye al docente de Perimeter, Luis Lehner, con quien Johnson está trabajando para llevar a la hipótesis del multiverso al reino de la ciencia comprobable.

En concreto, Johnson ha estado considerando los casos raros en los cuales nuestro universo burbuja podría colisionar con otro universo burbuja. Johnson dice que en su simulación informática de todo el universo, comienzan con un multiverso que contiene dos burbujas, que hacen colisionar para averiguar lo que sucede, y luego colocan a un observador virtual en varios sitios, y se preguntan lo que éste vería.

La simulación de todo el universo – o de más de uno – no es tan difícil como parece. La «simulación del universo es fácil», dice Johnson. Explica que no simulan a cada átomo, a cada estrella, o a cada galaxia – que de hecho no simulan nada de eso. «Únicamente simulamos las cosas a gran escala», añade el investigador.

De hecho, dice Johnson, el programa de simulación ha alcanzado el punto en que puede descartar ciertos modelos del multiverso: «Ahora podemos decir que algunos modelos predicen algo que deberíamos ser capaces de ver, y debido a que no lo vemos, podemos descartar esos modelos».

Por ejemplo, la colisión de un universo burbuja con otro dejaría lo que Johnson llama «un disco en el cielo» – un hematoma circular en el fondo cósmico de microondas. La búsqueda de ese disco no ha arrojado nada hasta ahora, lo que hace que ciertos modelos de colisión sean menos probables.

El equipo está trabajando en averiguar qué otro tipo de evidencia podría resultar de la colisión de las burbujas. Es la primera vez que alguien ha producido una serie cuantitativa directa de predicciones para las firmas observables de las colisiones de burbujas. Y aunque hasta el momento se no ha encontrado ninguna de esas firmas, es posible emprender la búsqueda de algunas.

El verdadero significado de la investigación es que demuestra que el multiverso puede ser comprobable. En otras palabras, si estamos viviendo en un universo burbuja, realmente podríamos compobarlo.

Fuente: Perimeter Institute