¿Extrañezas en la cuántica? Culpa a los universos paralelos

Por Glenys Álvarez

La imaginación del ser humano es, aparentemente, infinita. Así como los mundos paralelos.

¿Los mundos paralelos?

Nos encantan las historias de universos paralelos y otras dimensiones. La imaginación humana se ha divertido mucho con ellas, no sólo proponiendo sus existencias en ecuaciones matemáticas sino expandiendo el contexto en a veces asombrosas historias de ciencia ficción y fantasía. Ahora, investigadores en las universidades de Griffith y California nos dicen que no sólo existe una cantidad infinita de universos paralelos sino que interactúan entre ellos y que es precisamente esta interacción que hace que todo lo demás no tenga sentido.

Espera un poco... ¿qué es lo que no tiene sentido?

Eso que llaman “lo demás” se refiere a la física cuántica. Pues nada parece carecer del sentido que le damos al mundo macro como el comportamiento de las partículas cuánticas. Algunas parecen estar en dos lugares distintos al mismo tiempo, otras parecen transportarse o comunicarse en la lejanía con un enredo que nadie aún entiende. Y a eso se refieren Michael Hall del Centro de Griffith de Dinámica Cuántica, y Dirk-Andre Deckert de la Universidad de California, quienes indican que la existencia misma de los universos paralelos explica toda esa rareza que nos encontramos en la mecánica cuántica. Los investigadores nos recuerdan la teorías de los “Universos paralelos o Mundos múltiples”, propuesta por Hugh Everett en 1957. Y las cosas se ponen aún más extrañas.

“En la conocida teoría de los Universos paralelos, cada rama del universo se convierte en un montón de nuevos universos cada vez que se hace una medición cuántica”, escribieron en Phys.org.

Preparémonos para más chistes sobre Heisenberg, el gato y el electrón.

Y los científicos nos regalan esos ejemplos que suenan más a ficción que a ciencia; entre ellos, un universo donde Australia es colonizada por Portugal y otro donde el meteorito que acabó con el reino de los dinosaurios falló y no le dio a la Tierra, permitiendo una evolución completamente distinta.

Pero no todos están convencidos, por supuesto. Si estamos hablando de mundos que interactúan entre sí, entonces deberíamos observar comportamientos extraños a nuestro alrededor. Sin embargo, nuestro mundo macro no parece ser afectado por estos otros universos paralelos. ¿Por qué no?

Pues es donde entra la cuántica. Los científicos nos dicen que sólo somos un mundo más entre infinitos otros. Pero que existe una repulsión entre universos, y es esa fuerza que nos aleja de los demás universos la que origina el extraño comportamiento de la cuántica. No sólo eso, los físicos dicen que es posible detectar la existencia de estos otros mundos si se exploran nuevas formas de matemáticas y física.

“La belleza de nuestro enfoque es que si hay un solo mundo nuestra teoría se reduce a la mecánica newtoniana, mientras que si hay un número gigantesco de mundos se origina entonces la mecánica cuántica”, expresó Hall.

¿Sencillo, no? Así que cuando te hablen de extrañezas cuánticas, culpa a los universos paralelos.

Publicado en Physical Review X: https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.4.041013

La paradoja del abuelo en el mundo cuántico

Un equipo de investigadores desarrolló simulaciones cuánticas del modelo de la curva cerrada tipo tiempo, asegurando que la cuántica permite el viaje en el tiempo

Por Glenys Álvarez

Los viajes en el tiempo son posibles. Es lo que asegura la mayoría de las principales teorías físicas, las que no ponen ninguna prohibición al respecto; la Teoría de la Relatividad, por ejemplo, describe la gravedad como la curvatura del espaciotiempo realizada por la energía y la materia. Un campo gravitatorio extremadamente poderoso, como el que produce un agujero negro, podría, en principio, deformar profundamente el tejido mismo del Cosmos, tanto así que el espaciotiempo se curvaría sobre sí mismo. El resultado de este fenómeno crearía una “curva cerrada de tipo tiempo”, o CTC, un bucle que podría ser atravesado para viajar al pasado y ¿matar a tu abuelo?

La revista Scientific American escribe sobre la fiesta que el físico Stephen Hawking organizó en 1992. El científico decoró el lugar con globos, había champaña helada y exquisitos bocadillos. Sin embargo, nadie fue a la fiesta ya que Hawking, envió las invitaciones luego de que había terminado. Precisamente, su fiesta era una “recepción de bienvenida a los futuros viajeros en el tiempo”, y para él, los resultados confirmaban lo que había ya teorizado: es imposible viajar en el tiempo.

Por supuesto, los que no somos muy allegados a las matemáticas, física y otras ciencias duras, tendemos a pensar en ciencia ficción cuando pensamos en viajes en el tiempo o nos metemos en discusiones sobre las probabilidades que resultarían si fuera posible. Sin embargo, el viaje en el tiempo tiene repercusiones importantes en ramas científicas como la criptografía cuántica y la computación; también, por supuesto, nos puede decir mucho más sobre la naturaleza del universo. De hecho, algunos piensan que podría cambiar completamente su actual paradigma.

Retornemos a la Tierra un momento, porque la información que tenemos está basada completamente en las matemáticas.

Regresemos al bucle cósmico que nos trasladaría por el tiempo. Para Hawking y muchos otros físicos, estas cosas son absurdas, de hecho, las han llamado “aborrecibles”, ya que afirman que cualquier objeto macroscópico viajando a través de uno de esos bucles, crearía unas paradojas inevitables que descompondrían la causa y el efecto. En un modelo propuesto por el teórico David Deutsch en 1991, sin embargo, las paradojas creadas por estos bucles podrían ser evitadas. ¿Cómo? Pues a través del uso de la escala cuántica ya que las partículas en este ultradiminuto mundo tienen reglas bien distintas donde la causa y el efecto no llevan el orden que le conocemos en nuestro mundo macro: siguen reglas difusas de probabilidad más que un estricto determinismo.

“Es intrigante como tenemos a la relatividad general prediciendo estas paradojas pero luego que las consideramos en términos de la mecánica cuántica desaparecen", dijo para Scientific American el físico de la Universidad de Queensland, Tim Ralph. “Hace que te preguntes si esto es importante en términos de la formulación de una teoría que unifique la relatividad general con la mecánica cuántica”.

Pues bien, un equipo de científicos liderado por Ralph y Martin Ringbauer, experimentó, por primera vez, con el modelo CTC de David Deutsch creado en 1991. Se centraron en un problema en particular: analizar cómo este modelo resuelve la paradoja del abuelo. Es decir, viajas en el tiempo y matas a tu abuelo, impidiendo así tu propio nacimiento.

Para explicarlo, los investigadores dicen que en vez de imaginar a un ser humano atravesando uno de estos bucles para viajar al pasado y matar al abuelo, imagina mejor que una partícula fundamental regresa al pasado para activar un interruptor en la máquina de generación de partículas que la creó. Si la partícula activa el interruptor, la máquina la envía de nuevo al bucle; si el interruptor no se activa, la máquina no emite nada. Deutsch postulaba que cualquier partícula que entrara por un extremo del CTC debía salir por el otro extremo con idénticas propiedades. En otras palabras, si la partícula fuera una persona, nacería con una mitad de probabilidades de matar a su abuelo, lo que le da al abuelo la mitad de probabilidades de escapar de esta muerte, lo cual es lo suficientemente bueno, en términos probabilísticos, para cerrar el lazo causal y escapar de la paradoja.

Por extraño que pueda ser, nos dicen, esta solución está en consonancia con las leyes conocidas en la mecánica cuántica.

Publicado en Nature Communications

http://www.nature.com/ncomms/index.html