El problema es la observancia de nuestro universo. Si bien la mayoría de nosotros simplemente damos por hecho el que debemos ser capaces de observar nuestro universo, es una historia diferente para los cosmólogos. Al aplicar la mecánica cuántica – la cuál describe correctamente el comportamiento de objetos muy pequeños como los átomos - a todo el cosmos, las ecuaciones implican que el debe existir en varios estados al mismo tiempo, un fenómeno conocido como una superposición. Sin embargo, eso claramente no es lo que observamos.
Los cosmólogos concilian esta aparente contradicción al suponer que la superposición con el tiempo "colapsa" a un solo estado. Pero tienden a ignorar el problema de cómo o por qué un colapso podría ocurrir, dice el cosmólogo Rafael Bousso en la Universidad de California, en Berkeley. "No tenemos derecho a suponer que el “colapsa”. Hemos estado mintiendo a nosotros mismos acerca de esto", dice.
En un intento por encontrar una manera más satisfactoria para explicar el universo observable , Bousso, junto con Leonard Susskind en la Universidad de Stanford en California, se volcaron a la labor de los físicos que se han interrogado sobre el mismo problema pero en mucho menor escala:porqué pequeños objetos como los electrones y los fotones existen en una superposición de estados, pero objetos más grandes como balones de fútbol y los planetas al parecer no lo hacen?.
Este problema se refleja en el famoso experimento mental del gato de Schrödinger . Este infeliz felino está dentro de una caja sellada que contiene un frasco de veneno que se abrirá cuando un átomo radiactivo se desintegra. Al ser un objeto cuántico, el átomo existe en una superposición de estados - por lo tanto ha decaído y no decaído al mismo tiempo. Esto implica que el frasco debe estar en una superposición de estados también - tanto roto y no roto. Y si ese es el caso, entonces el gato debe estar a la vez vivo y muerto también.
Para explicar por qué nunca nos parece ver a los gatos que están a la vez vivo y muerto, y sin embargo, podemos detectar los átomos en una superposición de estados, los físicos han sustituido en los últimos años la idea de superposición colapsándo, con la idea de que los objetos cuánticos, inevitablemente, interactúa con su entorno, permitiéndo que la información sobre la posible superposición se pierda y se convierta en inaccesible para el observador. Todo lo que queda es la información sobre un solo estado.
Los físicos llaman a este proceso "decoherencia". Si usted puede evitarla - mediante el seguimiento de toda la información sobre todos los estados posibles – usted puede conservar la superposición.
En el caso de algo tan grande como un gato, eso puede ser posible en la teórica caja sellada de Schrödinger. Pero en el mundo real, es muy difícil de lograr.Así que los gatos todos los días sufren de decoherencia rápidamente, dejando atrás el único estado que observamos. Por el contrario, las pequeñas cosas como los fotones y los electrones son más fáciles de aislar de su entorno, para que puedan ser conservados en una superposición por mucho más tiempo: así es como detectamos estos estados extraños.
El enigma es cómo la decoherencia podría funcionar en la escala de todo el universo: él también debe existir en una superposición de estados hasta que alguna de la información que contiene se escapa, dejando el único estado que vemos, pero en las formulaciones convencionales del universo, no hay nada más allá para que nuestro universo pueda filtrarse.
¿Lo qué Bousso y Susskind han hecho es llegar a una explicación de cómo el universo en su conjunto podría decoheredarse. Su truco es pensar en el volumen de espacio que abarca toda la información de nuestro universo y todo lo que posiblemente podría interactuar con él en el futuro. En trabajos anteriores, Susskind ha llamado a esta región un “parche causal”. La nueva idea es que nuestro universo es sólo un parche de causalidad entre muchos otros en un multiverso mucho mayor.
Muchos físicos han jugado con la idea de que el cosmos está formado por regiones que se diferencian tan profundamente que se pueden considerar como universos distintos dentro de un multiverso más grande . Bousso y Susskind sugieren que la información puede escaparse de nuestro parche causal hacia los demás, lo que permite a nuestra parte del universo la decoherencia en un estado u otro, lo que resulta en el universo que observamos.
Pero mientras que la decoherencia explica por qué no vemos gatos que están muertos y vivos al mismo tiempo, o nuestro propio universo en una gran superposición de estados, no nos dice nada acerca de cuál estado el gato, o el universo, deberían tener. Por lo tanto Bousso y Susskind también han vinculado la idea de un multiverso de parches de causalidad con algo conocido como " muchos mundos "que es una interpretación de la mecánica cuántica , que se desarrolló en la década de 1950 y 60, pero sólo ha llegado a ser popular en los últimos 10 años aproximadamente.
De acuerdo con esta idea extraña, cuando una superposición de estados se produce, el cósmos se divide en múltiples paralelos pero de otro modo universos idénticos . En un universo podríamos ver al gato sobrevivir y en otro lo vemos morir. Esto se traduce en un número infinito de universos paralelos en los cuales cada resultado concebible de todos los eventos realmente suceden.
La afirmación de Bousso y Susskind es que la realidad alternativa de la interpretación de muchos mundos son los parches causales adicionales que componen el multiverso. La mayoría de estos parches se habrían separado de otros universos, tal vez antepasados de los nuestros. "Sostenemos que el multiverso global es una representación de los muchos mundos en una geometría única", dicen. Ellos llaman a esta idea la interpretación multiverso de la mecánica cuántica y en un documento disponible en línea han propuesto el marco matemático detrás de él .
Una de las características de su marco es el que podría explicar aspectos desconcertantes de nuestro universo, tales como el valor de la constante cosmológica y la cantidad aparente de energía oscura.
El documento ha causado oleada de entusiasmo en los blogs de físicos y en la comunidad de la física en general. "Es un documento muy interesante que presenta una gran cantidad de nuevas ideas", dice Don Page, un físico teórico en la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá. Sean Carroll, cosmólogo del Instituto Tecnológico de California en Pasadena y autor del blog Cosmic Variance, cree que la idea tiene algún mérito. "He pasado de ser un escéptico confundido a un creyente provisional," él escribió en su blog . "Me di cuenta de que estas ideas encajan muy bien con otras ideas que he estado pensando yo mismo
Sin embargo, la mayoría coinciden en que todavía hay cuestiones que limar."Es un paso importante para tratar de entender las implicaciones cosmológicas de la mecánica cuántica, pero yo soy escéptico de que se trata de una respuesta final", dice Page.
Por ejemplo, una cuestión pendiente es cómo la información puede escaparse de un “parche causal”, un volumen supuestamente autónomo del multiverso.
Susskind dice que tomará tiempo para que la gente considere adecuadamente su nuevo enfoque. Y aún entonces, las ideas pueden haber sido refinadas. "Este no es el tipo de documento donde alguien hace un cálculo y confirma que estamos en lo correcto," dice Bousso. "Es el tipo de cosa que tomará un tiempo para digerir."
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fuente de la información:
http://www.newscientist.com/article/mg21028154.200-when-the-multiverse-and-manyworlds-collide.html?page=1
