EscucharLa física teórica aspira a describir tanto de la realidad como sea posible, a partir de la menor cantidad de supuestos: su sueño último es descubrir una sola ecuación de la que todas las posibles observaciones científicas se puedan deducir lógicamente. Esto ya comienza a sonar como una misión imposible, pero algunos físicos con inclinaciones filosóficas, como el finado John Wheeler (de la Universidad de Princeton) o, más recientemente, Max Tegmark (de MIT), han señalado que aun si alcanzáramos este Santo Grial de la física teórica, quedaría una pregunta molesta: ¿Por qué esa ecuación en particular y no otra?
En el siglo XVII, el filósofo y matemático Gottfried Leibniz argumentó que este es el mejor de los mundos posibles, lo cual le valió el ridículo de Voltaire, en su inmortal farsa Cándido. Por su lado, el gran pesimista Schopenhauer sugirió que este podría ser el peor de los mundos posibles porque, si fuera un poco más malo, dejaría de existir del todo.
Esto, claro, es filosofía, pero en el último par de décadas el asunto de si el nuestro es el mejor o el peor de los mundos posibles se ha vuelto una pregunta científica, por una razón sorprendente: nuestras mejores teorías físicas predicen que el universo en que vivimos es uno de muchos.
Teoría del Big Bang. Nuestro universo no es estático: hace ya más de ochenta años que entendemos que, según la teoría general de la relatividad de Einstein, el tamaño del universo no es constante. El propio Einstein se resistió inicialmente a esta conclusión, pero el astrónomo Edwin Hubble pronto descubrió que nuestro universo se está expandiendo. Del ritmo al que las galaxias se alejan de nosotros hemos deducido que el universo debe haber tenido un comienzo hace más o menos catorce mil millones de años, con el llamado Big Bang (la “gran explosión”).
Por sí sola, sin embargo, la teoría del Big Bang deja sin contestar varias interrogantes sobre la estructura de nuestro universo. La teoría de la “inflación cósmica” fue originalmente propuesta a principio de la década de 1980 por Alan Guth (hoy profesor en MIT) en un esfuerzo por responder a estas preguntas. Esta nueva teoría logró hacer eso y más: formuló una predicción concreta que luego sería verificada por mediciones astronómicas precisas. Hoy, la teoría de la inflación de Guth, junto con el Big Bang, es parte de la visión más ampliamente aceptada sobre los inicios de nuestro universo.
Según esta teoría de la inflación cósmica, nuestro universo comenzó como una región increíblemente pequeña de espacio-tiempo (tan pequeña como una milmillonésima del tamaño de un protón) que sufrió un brevísimo período de crecimiento exponencial dramático (inflación). Pero esto sugiere que otras regiones podrían también haberse inflado hasta convertirse en universos distintos al nuestro. No los hemos visto porque el crecimiento exponencial se hizo tan rápido que la luz dejó de ser lo suficientemente rápida como para permitir la comunicación entre los diversos universos en inflación.
Una burbuja. Nuestro universo sería, entonces, una burbuja dentro de una vasta espuma de universos. Pero, si no podemos llegar a ver o a visitar esos otros universos, ¿por qué, como científicos, preocuparnos por ellos? La respuesta es que su existencia podría tener implicaciones para la pregunta de Wheeler y Tegmark: ¿Por qué tiene nuestro universo las leyes físicas que tiene y no otras?
En la década de 1970, el físico australiano Brandon Carter acuñó el término principio antrópico para referirse a que no todas las leyes física concebibles son compatibles con la existencia de vida inteligente, capaz de estudiar esas leyes. Por lo tanto, el mero hecho de que exista alguien que se ocupe de entender las leyes físicas ya restringe la forma que esas leyes pueden tener.
Uno de los acertijos más viejos y difíciles de las física moderna es el llamado problema de la constante cosmológica. La teoría general de la relatividad de Einstein permite que el espacio vacío gravite con una intensidad dada por la “constante cosmológica.” Si esa constante es positiva, entonces el universo debe crecer exponencialmente, como ocurrió durante el breve período de inflación cósmica. Si la constante es negativa, el universo debiera eventualmente colapsarse sobre sí mismo hasta desaparecer.
Expansión acelerada. A finales de la década de 1990, dos grupos internacionales de astrónomos, trabajando de forma independiente, confirmaron que la expansión de nuestro universo se está acelerando ligeramente, lo cual significa que la constante cosmológica es positiva pero diminuta. Este valor es misteriosamente pequeño, comparado con los otros parámetros que aparecen en la teoría de la gravedad de Einstein. Este misterio, el “problema de la constante cosmológica” es considerado una de las interrogantes más profundas en la física contemporánea.
Asombrosamente, en 1987, Steven Weinberg (ganador del premio Nobel en física) había predicho una constante cosmológica pequeña, invocando precisamente el principio antrópico de Brandon Carter. Según Weinberg, si la constante cosmológica no fuera pequeñísima, entonces el universo no tendría ninguna posibilidad de desarrollar estructura; sin estructura —en la forma de átomos, moléculas, planetas y galaxias— sería altamente improbable, quizás completamente imposible, que llegara a haber alguna forma de vida inteligente.
Evolución de la vida. En otras palabras, Weinberg ofreció una versión científica moderna del argumento de Schopenhauer de que este es el peor de los mundos posibles: si la constante cosmológica fuera ligeramente más grande de lo que es, entonces el universo no podría albergar ningún tipo de consciencia. Esta idea parece encajar bien con la idea de un vasto multiverso, generado por la inflación cósmica. En un tal multiverso, la mayoría de los universos individuales tendrían constantes cosmológicas enormes y por lo tanto carecerían de vida. Pero si los distintos universos tienen distintos valores de la constante cosmológica, entonces no se necesita de un milagro para colocarnos dentro de uno de los pocos universos con una constante cosmológica suficientemente pequeña como para permitir la evolución de la vida.
Por décadas, la candidata más prometedora a una “teoría unificada” de la física ha sido la teoría de cuerdas, que describe toda la materia y sus interacciones como vibraciones de cuerdas diminutas. Originalmente, los expertos en este campo intentaron deducir las propiedades fundamentales de nuestro mundo (como, por ejemplo, los pesos de las partículas elementales que integran los átomos) a partir de las ecuaciones de la teoría de cuerdas. Pero a inicios de la década del 2000, físicos como Leonard Susskind (de la Universidad de Stanford) se percataron de que esas ecuaciones admiten un número enorme de soluciones distintas, cada una de las cuales llevaría a valores diferentes para esas propiedades que nosotros tomamos como fundamentales.
Este resultado, combinado con la teoría de la inflación cósmica, sugiere que cada una de las leyes físicas imaginables podría aplicarse en algún lugar del multiverso. Para físicos como Susskind y Tegmark, esto apunta a que tal vez el principio antrópico es la única explicación posible de las propiedades de nuestro mundo. En otras palabras, de todos los universos posibles, tal vez el nuestro es uno de muy pocos (tal vez el único) en que la vida inteligente es posible.
Esta idea, sin embargo, recientemente ha sido puesta en duda. Es difícil decir con certeza qué es necesario para que surja algún tipo de vida consciente, pero grupos de expertos en Berkeley y MIT han mostrado ejemplos de universos posibles que, aunque muy distintos del nuestro, podrían tener galaxias, estrellas, planetas y química orgánica. O sea, es posible imaginar universos muy distintos del nuestro, pero en que no habría obstáculos evidentes a la evolución de vida inteligente.
De manera que el nuestro tal vez no es, después de todo, ni el mejor ni el peor de los mundos posibles, lo cual nos devuelve a la pregunta : ¿Por qué vivimos aquí y no en otra parte?
