3 teorías nuevas teorías científicas (muy locas) sobre nuestro Universo
A veces la Ciencia supera, por mucho, a la Ciencia Ficción
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Cuando Galileo empezó a difundir su teoría sobre que era el sol, y no la tierra, el que estaba en el centro del universo, estoy seguro que algún creador de contenido de la época, ya bien sea un juglar, un trovador, o algún informador de palacio, creó algún tipo de contenido parecido a este que estás leyendo hoy, pero en un formato más adaptado a la época.
Y es que nuestro conocimiento sobre el Universo que nos rodea cada vez es más amplio y profundo, y lo que un día parecen locas teorías de alguien que está fuera de sus cabales, en poco tiempo se demuestra que puede ser una realidad, o incluso entra en el consenso de la sociedad de lo que es nuestra realidad o estado científico actual.
Pero esto no quita que, algunas teorías que estamos viendo, de locas que son, parezcan auténtica ficción.
En las últimas semanas he visto varias de estas teorías, publicadas en revistas internacionales, o planteadas por científicos de primer nivel. Teorías que cambian totalmente la concepción del universo tal y como lo conocemos. Como si me enrollo mucho, puede que mientras escuches este episodio salga alguna nueva teoría todavía más interesante, voy directo al grano y entramos de lleno en la primera teoría que te quiero contar hoy.
Teoría 1: El Universo fue creado por “dioses alienígenas”
Antes de profundizar en esta teoría, conviene reseñar quién está detrás de ella. Abraham Loeb, más conocido como Avi Loeb, es catedrático de ciencia en la Universidad de Harvard, donde dirige su departamento de Astronomía. Desde 2016 es Presidente de la Comisión Consultiva del proyecto Breakthrough Starshot, fundador de la iniciativa de Agujeros Negros de Harvard y director del Instituto de Teoría y Computación del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.
También oculta otra multitud de cargos relacionados con la ciencia estadounidense, incluyendo formar parte del consejo de asesores del presidente sobre Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca.
Vamos, Avi Loeb es uno de los grandes pesos pesados de la astrofísica y cosmología a nivel internacional, tanto que la revista TIME lo incluyó en 2012 como una de las 25 personas más influyentes en ciencias espaciales.
Y te cuento todo esto para que veas que esta teoría no viene de alguien que haya tenido un viaje astral con peyote, si no de una persona a la que se le supone cierto criterio, aunque también es verdad que Loeb es polémico a rabiar.
En 2018 ya llamó la atención de los medios al sugerir una nave extraterrestre podría haber pasado por nuestro sistema solar. Su evidencia era el extraño comportamiento de Oumuamua, un objeto proveniente de otra galaxia y que debido a su extraña y poco normal forma alargada, así como su órbita altamente hiperbólica, suscitó muchas teorías científicas, aunque casi ninguna tan arriesgada y fantástica como la de Loeb.
El 15 de octubre de 2021, Loeb volvía a las andadas, publicando en Scientific American el artículo “Was Our Universe Created in a Laboratory"?, donde plantea que para explicar algunas de las inconsistencias y características de nuestro universo, quizás debiéramos acudir a
"la posibilidad menos explorada de que nuestro universo haya sido creado en un laboratorio de una civilización tecnológicamente avanzada”.
Loeb se apoya en dos teorías bien extendidas para apoyar la suya.
Primero se apoya en que nuestro universo es plano, algo que se ha demostrado experimentalmente con un margen de error del 0,4%. Aunque un universo curvo suficientemente largo puede arrojar los mismos resultados porque largas porciones de ese universo parecerán planas también.
Por otro lado, se apoya en la teoría del Universo de energía cero, una hipótesis que nos dice que la energía total en el universo es cero porque la energía positiva en forma de materia se anularía completamente con la energía gravitatoria generada por esta.
Para Loeb, que el universo sea plano y su suma de energía sea cero, nos puede dar indicios para pensar que seamos el “experimento de ciencia” de otra civilización mucho más avanzada. Una civilización que bien podría estar desarrollando varios universos en paralelo y viendo cuáles se adaptan mejor evolutivamente hablando.
En su planteamiento, Loeb también conecta con la escala de las civilizaciones de Nikolai Kardashev, de la que ya hablamos en el episodio de la esfera de Dyson (que te recomiendo escuchar si todavía no lo has hecho).
Pero si bien Kardashev centraba la escala del desarrollo de las civilizaciones en torno al uso que hacen de la energía y su capacidad para realizar viajes interestelares, en el caso de Loeb se centra en las capacidades de cada civilización para reproducir las condiciones astrofísicas que han llevado a su existencia.
Loeb nos sitúa en pañales a nivel de civilización, en un lugar equivalente al que nos situaba Kardashev: somos una civilización de clase C ya que no somos capaces de recrear las condiciones de habitabilidad de nuestro propio planeta. Si muere nuestra estrella, el sol, morimos con él.
Una civilización de clase B es independiente de su estrella y puede convertir cualquier planeta en un lugar donde vivir.
Y una civilización de clase A puede recrear las condiciones que crearon su propia existencia física. En definitiva, crear universos desde un laboratorio.
Una civilización de clase A sería una civilización de dioses, y de hecho el propio Loeb asegura que la posibilidad de que haya más de una civilización de clase A es muy remota. Para llegar a ese nivel de civilización, necesitas ser capaz de producir una gran densidad de materia oscura en una región muy pequeña del espacio, algo muy alejado de nuestras capacidades actuales.
Loeb también conecta, de cierta manera, su teoría con las grandes degradaciones de Carl Sagan. Esta teoría apunta que el ser humano ha descubierto que no es el centro de la creación, luego que la tierra no está en el centro del sistema solar, que el sol no está en el centro de la galaxia y que nuestra galaxia es de lo más corriente y menos interesante que hay en el universo. Seguramente ni siquiera este cosmos dónde vivimos sea el único ni último cosmos.
Somos un grano de arena perdido en una larguísima playa que no somos capaces ni de abarcar a ver. Dentro de ese contexto, ser el experimento de ciencia de una raza alienígena muy avanzada, casi resulta más fácil de explicar, ¿no?
Teoría 2: El Universo no tiene un principio, siempre ha estado ahí
Desde pequeñitos nos han explicado que nuestro universo nació en el Big Bang. Según esta teoría, hace unos 13.800 millones de años, existía una singularidad que dio lugar a la materia, el espacio y el tiempo.
La base de la teoría del Big Bang son las observaciones de Georges Lemaitre, que en 1927 se dio cuenta que si el universo estaba en continua expansión, si nos íbamos hacia atrás en el tiempo, llegaríamos a un único punto de origen.
En 1929, Edwin Hubble descubrió gracias al análisis de corrimiento al rojo que las galaxias se estaban distanciando dando más puntos a la teoría del Big Bang.
En 1964 se descubrió la radiación de fondo cósmico de microondas. Esta radiación ya había sido predicho teóricamente por la teoría del Big Bang, y al descubrirse empíricamente, se dio el empujón final que necesitaba la teoría para convertirse en la explicación estándar de cómo nació nuestro universo.
Sabiendo esto, una buena pregunta podría ser ¿Y qué había antes del Big Bang?
Si pudiéramos acercarnos desde ahora hasta el Big Bang retrocediendo hacia atrás en el tiempo, veríamos como la flecha que marca la dirección del tiempo se va contrayendo a medida que el universo se hace cada vez más pequeño.
Cuanto más cerca del Big Bang, la densidad de materia y energía es mucho mayor, ya que todo se concentra en un punto extremadamente pequeño, más pequeño incluso que un átomo. Eso hace que el tiempo deje de fluir, y de hecho las leyes físicas y del tiempo que conocemos, dejan de funcionar tal y como las conocemos.
Es como si tratáramos de nadar en un lodazal que es cada vez más denso. Según avanzamos hacia zonas más densas, nuestra velocidad es menor, nos cuesta todo mucho más. Algo similar nos pasaría con el tiempo según nos acercáramos a ese punto de origen.
Así pues, nuestro entendimiento actual del Universo nos dice que el Big Bang es el inicio de todo, tanto de nuestro universo como del tiempo.
Y este enfoque no convence, para nada, a Bruno Bento, un joven físico de la Universidad de Liverpool. Bruno defiende que el universo nunca ha tenido un comienzo, y bautizado esta teoría como la teoría de conjuntos causales.
La teoría de Bento parte del punto donde falla una de las teorías físicas más conocidas y aceptadas en nuestra sociedad: la teoría de la relatividad general.
Y es que resulta que la relatividad general es una teoría incompleta. Las matemáticas de la relatividad general se rompen y no son capaces de producir resultados confiables en dos tipos de lugares del universo: los centros de los agujeros negros y al comienzo del universo.
Estas regiones se llaman singularidades porque, básicamente, son sitios donde todas nuestras leyes físicas se van a tomar por saco. Singulares son, eso está claro.
Dentro de las singularidades, la gravedad se vuelve increíblemente fuerte a escalas de longitud muy pequeñas, lo que hace que los físicos necesiten una descripción microscópica de la gravedad, a lo que llaman teoría cuántica de la gravedad.
Bento propone una alternativa al continuo espacio-tiempo que hace que todo esto encaje de forma más clara.
En lugar de asumir que el espacio-tiempo es un continuo, una especie de tela suave que subyace a toda la realidad, la teoría de los conjuntos causales reinventa el espacio-tiempo como una serie de átomos del espacio tiempo. Es decir, el espacio-tiempo estaría compuesto por una serie de fragmentos discretos.
Lo vas a ver más claro con un ejemplo. Cuando miras una imagen en tu ordenador o en tu móvil, ves un continuo, es decir, ves la imagen tal cual es, con sus degradados, sus distintas formas y todo parece muy suave y continuo. Pero si haces mucho zoom a la imagen, empiezas a ver los píxeles y te das cuenta que ese continuo que era la imagen, está formada por pequeños cuadraditos de colores, pequeños fragmentos discretos de realidad.
Con esta teoría, desaparecen las singularidades, ya que es imposible que la materia se comprima en puntos más pequeños que un átomo de espacio-tiempo.
Eliminando la opción de una singularidad, Bento explica que lo que percibimos como Big Bang pudo ser simplemente un momento particular en la evolución de un conjunto causal que siempre ha existido. Es decir, el Big Bang no fue el comienzo de todo, si no un estado intermedio de un universo que siempre ha existido.
Teoría 3: El tiempo transcurre en dos direcciones, que emergen en el Big Bang
Volvemos a poner el Big Bang encima de la mesa, y asumimos que hace unos 13.800 millones de años, un punto más pequeño que un átomo dio origen a todo lo que conocemos, al espacio y al tiempo.
La teoría del Big Bang supone que el espacio y la materia se expanden en todas direcciones, desde su punto de origen hacia cualquier otra dirección. Pero el tiempo solo se mueve hacia adelante.
En su libro, “The Janus Point: a new theory of time”, Julian Barbour, un profesor retirado de física de la Universidad de Oxford, propone que el tiempo avanza en dos direcciones.
Ya en 2014 Barbour publicó un artículo explicando que la dirección del tiempo estaba gobernada por la gravedad y no por la termodinámica. Para realizar este artículo, realizaron una simulación con 1.000 partículas gobernadas por la gravedad newtoniana.
Al realizar esta simulación, vieron que gracias a la gravedad, las partículas acababan estando a la menor distancia posible entre ellas. A esto le llamaron el Punto Jano o Janus Point, en honor a Jano, el dios romano de los comienzos y finales.
A partir de ese momento, las partículas empiezan a expandirse en distintas direcciones.
Por ahora solo estamos hablando de partículas que se acercan y luego se alejan, ¿qué tiene que ver esto con el tiempo?
Para entenderlo, tenemos que recurrir a la segunda ley de la termodinámica, que dice que en cualquier sistema aislado, como un universo, la entropía o desorden ha de incrementarse. Así pues, vaya para dónde vaya la flecha o dirección del tiempo, las cosas siempre deben moverse a un mayor nivel de entropía.
Simplificándolo, podríamos decir que nuestra dirección del tiempo mira siempre hacia donde más entropía o desorden hay.
Viéndolo desde esta perspectiva, la simulación de Barbour donde una serie de partículas desordenadas primero convergen en un punto y luego se alejan unas de otras, muestra dos direcciones del tiempo, siendo el punto Jano el momento del que surgen las dos líneas temporales.
Otros dos investigadores, Sean Carrol del Instituto Tecnológico de California y Alan Guth del MIT, también han llegado a resultados similares con otro modelo de partículas.
En su caso modelaron una nube de partículas en un universo infinito. Rápidamente su simulación les permitió ver cómo emergían dos flechas del tiempo de forma espontánea. Una porción de las partículas se movía hacia un entorno con mayor entropía y desorden, pero otra mitad de las partículas se congregaba en el centro, decrementando su entropía, aunque posteriormente volvían a moverse aumentando su entropía hacia el caos.
Para Carrol y Guth, esta porción de partículas que durante un momento se concentran a un nivel de entropía mínimo, podrían ser una descripción del Big Bang a la par que resolver el enigma del comienzo del tiempo. El Big Bang sería simplemente el estado con menor nivel de caos y entropía.
Si esta teoría es cierta, significaría que el Big Bang ocurrió el momento de menor entropía, pero a partir de ese momento se crearon dos universos. Uno en el que vivimos y en el que el tiempo se mueve hacia adelante, como lo vivimos. Pero también se crearía un universo espejo, donde el tiempo se mueve al revés.
Barbour también plantea una interpretación radicalmente distinta de la segunda ley de la termodinámica. Las leyes de la termodinámica se establecieron durante la revolución industrial, momento en el que estábamos tratando de lograr máquinas de vapor más eficientes.
Esto tiene bastante que ver con la interpretación de la segunda ley de la termodinámica, que asume que la energía se transfiere y transforma y parte de ella se disipa o desperdicia, al igual que le pasa a las máquinas de vapor.
Pero si pensamos en un espacio infinito como el universo quizás la interpretación deba de ser otra.
Barbour ejemplifica su visión con el ejemplo de un cubito de hielo dentro de una caja. Cuando está muy frío, tiene baja entropía, está muy ordenado. Pero según se derrite la entropía va aumentando. Al evaporarse el agua, el vapor de agua se repartirá de manera indistinguible por toda la caja, llegando al máximo nivel de entropía.
Pero si en lugar de estar en una caja, el cubito de hielo estuviera en un espacio sin límites, las partículas de vapor de agua podrían seguir viajando y, gracias a la gravedad, unirse a otras partículas, formando estructuras más complejas que irán creciendo en todas las direcciones del espacio y del tiempo.
Así pues, lo que determina el paso del tiempo no es el aumento de la entropía, si no el aumento de la complejidad.
Está visión de Barbour le da al universo un futuro mucho más alentador. Según la visión tradicional de la segunda ley de la termodinámica, al avanzar siempre hacia un mayor desorden y entropía, el calor y la energía se irán disipando hasta que todo quede frío e inerte y se produzca la muerte térmica o gran congelación.
Con la teooría de Barbour, esto no sucedería así. La energía se esparce pero para formar un universo más variado y dinámico, cada vez con formaciones más complejas.
Barbour va incluso un poco más allá y nos anima a soñar. Cree que esta teoría puede tener muchas ramificaciones y dar lugar a teorías incluso más interesantes. Tal y como la plantea, es como si el Big Bang fuera una gran fuente de la que emanan dos ríos en dos direcciones distintas. Pero… ¿y si realmente es más como una fuente del que emanan multitud de chorros en distintas direcciones? ¿Podríamos tener multitud de universos espejo donde el tiempo fluya de distintas maneras?
Espero que te hayan resultado interesantes estas tres nuevas teorías sobre nuestro Universo, el Espacio y el Tiempo. A mí me fascinan tanto que mi mente no puede hacer más que divagar pensando en posibles historias de ficción enmarcadas en los posibles futuros que generarían estas teorías.
Larga vida y prosperidad.
LIBROS RECOMENDADOS
The Janus Point: A New Theory of Time de Julian Barbour
Historia del tiempo: Del big bang a los agujeros negros, de Stephen Hawking
REFERENCIAS
Nuestro universo fue creado por una civilización alienígena de otro universo - El Confidencial
Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space - Carl Sagan, Ann Druyan (1997)
Was Our Universe Created in a Laboratory? - Scientific American
Universo de energía cero - Wikipedia
Stephen Hawking afirma saber lo que pasó antes del Big Bang - Muy Interesante
The Universe and Beyond, with Stephen Hawking - StarTalk (entrevista con Neil deGrasse Tyson)
If time had no beginning - arXiv (artículo de Bruno Bento)
The Universe May Have Never Begun, Physicists Say - Science Alert
Identification of a Gravitational Arrow of Time - Physical Review Letters (artículo de Barbour)
Time might flow backwards as well as forwards from the big bang - New Scientist
El físico que afirma que el tiempo transcurre en dos direcciones (y cómo esta idea cambia la visión del universo) - BBC News
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