Multiverso | ¿Qué es? ¿Existe? ¿Cómo sería? ¿Qué tipos hay?

La palabra «multiverso» hace referencia a la existencia de varias realidades en paralelo que, en principio, no se incluyen entre ellas. Sin embargo, la forma en que un multiverso podría existir puede obedecer a razones muy distintas. Según las interpretaciones, conjeturas y teorías cosmológicas a la que nos acojamos, podemos concebir diferentes clases de multiversos.

Qué es el multiverso

«Multiverso» es un término genérico que hace referencia la existencia hipotética de otra realidad o entorno físico diferente al que todos conocemos.

Hay muchas maneras de concebir la existencia de un multiverso. Un multiverso basado en la inflación cósmica sería muy diferente a la concepción del multiverso planteada por la teoría de cuerdas, o a la interpretación que haría la mecánica cuántica de estos universos múltiples. De este modo, el multiverso es tan solo una idea sujeta a la interpretación.

Por otro lado, en términos científicos, el multiverso, más que una teoría, es una una propiedad o característica que está presente en determinadas teorías sobre el universo. Esto significa que hay diversas teorías cuya demostración conllevaría la existencia de universos paralelos.

La hipótesis de los múltiples universos puede abordarse desde muchas perspectivas, disciplinas y teorías científicas. De tal manera que, en función de la óptica desde la que miremos, se pueden conjeturar multiversos muy distintos en lo que respecta a su explicación o a las leyes que lo hacen posible.

Tipos de multiversos

El físico teórico Brian Green, en su libro La realidad oculta: Universos paralelos y las profundas leyes del cosmos, teoriza que hay hasta 9 tipos de multiversos. Es decir, 9 formas diferentes a través de las cuales estos podrían originarse o explicarse.

No hace falta irse a la mecánica cuántica, cuyo funcionamiento está lejos de poder ser entendido por el ser humano, para concebir un multiverso. Ni siquiera para concebir un multiverso en el que existan otros yoes. Veamos una primera posibilidad.

Multiverso mosaico

Si el universo es infinito, lo cual es bastante razonable, entonces dentro de él habría infinitas regiones del espacio desconectadas entre sí, por lo que serían completamente independientes. Esto significa que cada una de estas regiones sería un mundo paralelo.

Lo que sabemos del universo es que es un espacio reducido debido a la capacidad que tenemos de ver. Es por ello que se llama universo visible. Se sabe que esta porción de universo observable tiene 100.000 millones de años luz de diámetro. Es así porque esa es la distancia máxima desde la que la luz ha tenido tiempo de llegar a nosotros. Lo que hay más allá es una zona negra de la que no conocemos nada.

Sin embargo, los cálculos no son capaces de determinar si realmente el universo es finito o infinito. Si el universo es infinito, y según lo que sabemos podría serlo perfectamente, existirían infinitas formas de reordenar la materia, por lo que en ese espacio infinito habría infinitos nosotros haciendo infinitas cosas en infinitas realidades. Y no hace falta invocar ninguna teoría loca ni recurrir a explicaciones no demostradas. Esta posibilidad entraría dentro de lo que ya está demostrado.

Estas realidades infinitas serían volúmenes de Hubble, que pueden definirse como regiones del espacio-tiempo desconectadas causalmente que no pueden comunicarse ni interaccionar entre ellas, ya que no comparten energía, materia ni información.

En un volumen de Hubble, los objetos que están más allá de los límites de dicho espacio se alejan del mismo a una velocidad mayor que la de la luz. Esto se debe a que el universo se expande a un ritmo cada vez más acelerado.

Cumpliéndose la única condición de que el universo fuera infinito, los universos múltiples e infinitos estarían ocurriendo dentro de nuestra realidad tridimensional, y todo ello sin la necesidad de que la teoría de cuerdas, la mecánica cuántica ni ninguna otra teoría fueran ciertas.

Para entender esto podemos acudir al teorema del mono infinito. Este afirma que un mono inmortal pulsando teclas al azar sobre un teclado a perpetuidad terminaría escribiendo El Quijote en algún momento. Y no solo eso, sino que acabaría escribiendo cualquier texto posible, sin importar la extensión. Además, cada texto sería escrito un infinito número de veces. Si aplicamos la misma idea a un universo infinito, los átomos y las partículas elementales, también ilimitadas, se relacionarían de infinitas formas dando lugar a todos los universos posibles.

Otro ejemplo que sirve como símil es el del número pi. Pi es un número irracional con infinitos decimales. Y de hecho, dentro de los decimales de pi puedes encontrar una foto tuya desnudo. Sí, has leído bien. La infinitud de los decimales de pi hace que estén contenidas infinitas combinaciones numéricas en la secuencia. Y como los números pueden traducirse a píxeles, puedes estar seguro de que una de esas secuencias podría ser leída por un ordenador y ser transformada en una imagen tuya como dios te trajo al mundo. Es más, en el número pi están contenidas todas las fotos imaginables.

Por otro lado, cada uno de los universos paralelos podría estar duplicado una cantidad infinita de veces, por lo que podría haber infinitos clones nuestros existiendo simultáneamente o incluso haciendo exactamente lo mismo que nosotros en cada momento. Esto se explica con cierta sencillez.

Cada volumen de Hubble sería una configuración diferente del conjunto de partículas existente en ese volumen. Pero en nuestro universo hay 10⁸⁰ partículas, al menos de las que se conocen hasta el momento. Es decir, un número finito de partículas. Si se cumple que cada volumen de Hubble tiene un número limitado de partículas, teniendo en cuenta que no hay infinitas maneras de ordenar un conjunto de partículas, por muy grande que este sea, habría universos idénticos repetidos infinitamente.

Hay que dejar claro que estos universos paralelos, tal y como los hemos explicado, estarían en el mismo continuo espacio-tiempo, tendrían el mismo espacio tridimensional, las mismas leyes físicas y un comportamiento análogo al nuestro.

Si bien es una posibilidad que el universo sea infinito, desde el punto de vista de la cosmología está muy cuestionado por varias razones. Cuando uno mira el universo, parece que es infinito, al menos en apariencia. No obstante, la materia existente en el universo afecta a su curvatura. Esto significa que el universo tendría curvatura positiva, es decir, sería como una esfera, por lo que, tridimensionalmente hablando, tendría un fin.

Se han realizado medidas muy precisas para determinar la geometría del universo. Y aun así, el margen de error existente no permite establecer si el universo es plano, esférico o hiperbólico. Sin embargo, la hipótesis que cuenta con un mayor respaldo actualmente es la de que el universo es plano e infinito.

Esta es la explicación más básica del multiverso y, de hecho, estamos hablando de algo que roza el consenso científico, ya que su existencia dependería simplemente de que el universo fuera infinito, algo que, al menos, es razonable de acuerdo con el conocimiento del que disponemos hoy en día.

Multiverso inflacionario

La teoría de la inflación habla de una supuesta expansión que tuvo que ocurrir al inicio del universo y que daría una explicación a las discrepancias que existen entre las observaciones y la teoría del Big Bang. Si se demostrara que nuestro universo surgió como resultado de esta gran expansión dentro del espacio-tiempo, sería muy probable que, de forma paralela, se hubiesen producido otras expansiones en otras regiones, dando lugar a un multiverso.

La teoría clásica del Big Bang no es correcta. Hay varias cosas que no encajan con lo observado empíricamente. Si estudiamos el universo cuando era extremadamente joven, encontramos que regiones que están muy distantes tienen la misma temperatura. Pero es muy raro que cosas que estén tan alejadas tengan la misma temperatura, ya que no han tenido tiempo de estar en contacto. Este tipo de problemas se resuelven al postular la inflación cósmica.

La inflación cósmica hace referencia a un periodo muy corto del universo, justo después de su nacimiento, en el que, supuestamente, este sufrió una enorme expansión pasando de tener el tamaño de un átomo a convertirse en una galaxia en una fracción de 10⁻⁵⁰ segundos.

Aunque no está probado, supuestamente esta inflación ocurre porque hay un campo o partícula elemental llamado inflatón que, en el inicio del universo, debió producir un crecimiento exponencial. La teoría inflacionaria tiene mucho apoyo entre los cosmólogos y astrofísicos porque, en caso de ser demostrada, resolvería el problema del horizonte. Este problema consiste en intentar comprender por qué la distribución de la materia y la radiación es homogénea en todas las regiones del universo.

La teoría inflacionaria fue propuesta por el cosmólogo americano Alan Guth en el año 1981. Posteriormente, Andrei Linde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt introdujeron modificaciones a la propuesta de Guth para modernizarla y adaptarla al conocimiento actual. Actualmente, la inflación cósmica está integrada dentro del modelo estándar del Big Bang.

La inflación plantea que las distancias entre los distintos puntos del espacio se incrementó de forma exponencial en un brevísimo lapso de tiempo. Y como las condiciones físicas de un momento al siguiente eran las mismas, eso explicaría la gran simetría y homogeneidad que se observa en el universo actual.

A la hora de entender esta supuesta inflación, surgen muchos interrogantes, como por ejemplo cuál fue su causa o por qué se frenó. Y la manera más elemental que tienen los científicos de arrojar algo de luz acerca de estas cuestiones es suponer que la inflación fue un proceso puntual dentro de algo más global. Es decir, imaginar que la inflación tuvo lugar en nuestro universo en concreto de forma puntual mientras que, en paralelo, se produjeron sendas inflaciones en otras entidades de espacio-tiempo. Estas entidades serían universos paralelos.

Para visualizar de un modo más sencillo este fenómeno, podemos pensar en el universo como una olla llena de granos de maíz explotando y convirtiéndose en palomitas. La diferencia sería que la inflación sería eterna y los universos no tendrían contacto entre sí.

El multiverso que se originaría de esta manera tendría una peculiaridad. En este caso las leyes físicas sí que podrían cambiar de un universo a otro. En principio, existirían las mismas fuerzas fundamentales en el cosmos, pero estas podrían tener características diferenciadas en cada universo. De hecho, las fuerzas existentes en nuestro universo son como son porque en las fases iniciales del universo, el Campo de Higgs hizo que las fuerzas se diferenciaran.

Bajo esta hipótesis, las fuerzas elementales en el origen del universo debían ser las mismas para todo el espacio y, según se expandió, se diferenciaron en cada universo. Y lo más impactante es que se cree que esa diferenciación fue casual. 

Considerando que este multiverso fuera real, podría haber infinitos universos con comportamientos totalmente diferentes. Universos en los que solo hubiera materia o energía oscura. Universos en los que el espacio-tiempo siguiera otros patrones o donde el funcionamiento de la materia y sus constituyentes fuese radicalmente diferente. En definitiva, universos con sus propias reglas. 

Multiverso cuántico

En la cuántica, un sistema pueda estar en una superposición de estados, es decir, en varios estados a la vez. Nos obstante, cuando lo observamos, aparenta estar en uno solo de esos estados posibles. Según la interpretación clásica de la mecánica cuántica, lo que sucede para que solo se vea ese estado es un colapso de la función de onda. 

¿Qué sucede con el resto de estados? Este colapso resulta todavía incomprensible desde el punto de vista de la física. Para evitar este colapso, surge lo que se conoce como la interpretación del multiverso de Hugh Everett. De acuerdo con esta interpretación, no estaría ocurriendo un colapso, sino que todos los posibles están ocurriendo a la vez, solo que en realidades diferentes.

La mecánica cuántica está abierta a la interpretación dentro de la comunidad científica. No hay una interpretación asumida o que genere consenso sobre cómo las matemáticas, que son claras al respecto, podrían conciliarse con la física. Sin embargo, ciertas interpretaciones de la mecánica cuántica generan la necesidad de que existan múltiples realidades. El multiverso cuántico implicaría que puede haber otras versiones de nosotros mismos tomando elecciones distintas a las nuestras en sus respectivos universos.

Según el modelo cuántico, las partículas se describen como una función de onda. Las ondas, a diferencia de las partículas entendidas al modo tradicional, tienen varios valores a la vez. Esto significa que la partícula tiene varias propiedades simultáneamente. Es lo que se llama superposición cuántica.

Esto es lo que da lugar al Gato de Schrödinger, una de las paradojas más famosas del mundo científico. Se trata de un experimento mental que consiste en extrapolar la multiplicidad de estados de las partículas al caso de un gato que está a la vez vivo y muerto dentro de una caja hasta que, al abrirla, la observación hace que la realidad tome una de las dos posibilidades.

La teoría clásica dice que un electrón puede estar en dos estados a la vez. Pero, ¿por qué entonces cuando lo observamos solo se ve una de sus versiones? Porque se produce un colapso de la función de onda, que es el término con el que los físicos se refieren a esta variación abrupta del estado de un sistema.

Sin embargo, la interpretación clásica de la mecánica cuántica no gusta mucho a los físicos, porque deja muchos interrogantes. Una alternativa es la teoría según la cual los dos estados pueden estar existiendo al mismo tiempo. O dicho de otra forma, se han disgregado las realidades.

El multiverso cuántico plantea la opción de que existan infinitas realidades detonadas por la disociación múltiple de cada acción acontecida en el mundo físico, por pequeña e insignificante que esta sea. Bajo esta interpretación, el mero hecho de mover la mano en un sentido o en otro constituiría la creación de diversas realidades.

Es más, el hecho de que una molécula, átomo o partícula elemental que conforma la mano se moviera de una manera u otra también generaría múltiples realidades, por lo que, teniendo en cuenta la cantidad de materia y energía que existe en el universo y la infinitud virtual del tiempo, la cantidad de universos sería de una magnitud ilimitada e incomprensible. 

Hay una manera de intentar entender este sinsentido. Imagina una nueva descripción del tiempo según la cual cada universo está codificando un fotograma diferente de la realidad y que tu vida no es más que una especie de concatenación de realidades vividas desde el punto de vista psicológico. Es decir, todos los fotogramas (los universos) existen al mismo tiempo, pero nuestro cerebro solo es capaz de percibir una ínfima secuencia de fotogramas de forma ordenada, lo cual nos generaría la ilusión del tiempo.

Multiverso brana

La teoría de cuerdas surge para explicar el comportamiento de las partículas fundamentales como pequeños fragmentos de cuerda unidimensional que se encuentran en permanente estado de vibración. Esta teoría se ha extendido para explicar no solamente las vibraciones de cuerda de una dimensión, sino de N  dimensiones. Este tipo de estructuras de múltiples dimensiones se conocen como branas o, más epecíficamente, como D-branas.

La teoría de cuerdas asume que el espacio tiene diez dimensiones. Y la única forma de encajar esto desde una perspectiva entendible es considerar que las seis dimensiones que no vemos son imposibles de ver porque son demasiado pequeñas y están replegadas sobre sí mismas.

El problema de la teoría de cuerdas es que hay muchas formas de «enrollar» estas dimensiones dentro del mundo submicroscópico. Cada una de ellas da lugar a nuevas leyes físicas y, por tanto, a un nuevo tipo de universo. Los físicos han calculado que existen diez elevado a quinientas maneras de configurar las dimensiones. Y todas son perfectamente posibles. Por lo tanto, a priori, todas tienen que existir. Esto daría lugar también a un multiverso.

Si nuestro universo es una brana, al solo ocupar tres dimensiones espaciales y otra relativa al tiempo, en teoría dejaría libres el resto de las dimensiones, las cuales pueden estar ocupadas por otras branas. Nuestro universo brana únicamente podría comunicarse con esos otros universos brana por medio de la fuerza de la gravedad, pues es la única fuerza de la naturaleza no anclada a nuestra brana.

Multiverso cíclico

Cuando se estudia el mundo brana, siempre surge una pregunta: ¿qué ocurriría si dos branas colisionaran? Curiosamente, esta colisión daría lugar a unas circunstancias similares a lo que llamamos Big Bang. Entonces, ¿podría ser el Big Band el resultado de un choque de branas?

Aunque es imposible dar una respuesta a estas preguntas, se cree que, de existir, estas branas estarían atrayéndose constantemente, por lo que producirían colisiones de forma cíclica. Este sería otro de los procesos que podrían originar un multiverso.

Multiverso paisaje

Hemos visto anteriormente que, dentro de la teoría del universo inflacionario, no hay nada que descarte que esta inflación pueda haberse producido en otros lugares del espacio-tiempo, dando lugar a un multiverso formado por una ingente cantidad de burbujas aisladas entre sí.

Si unimos la teoría de cuerdas a este escenario compuesto por universos paralelos inflacionarios, podríamos ver que cada uno de estos universos se correspondería con una de las realizaciones de la teoría de cuerdas. En cada una de ellas, las dimensiones ocultas se materializarían de una manera distinta. Además, el valor de su constante cosmológica también cambiaría. Se trataría, por tanto, de un multiverso en el que cada universo independiente evolucionaría de forma totalmente distinta.

Multiverso holográfico

El principio holográfico establece que la realidad en la que vivimos no es más que una especie de reflejo de una realidad paralela. Esta realidad, llamada universo frontera, sería la superficie de una esfera, mientras que nuestro universo, sería el interior de la misma. Todo aquello que sucediese en esa superficie, se reflejaría o manifestaría en el interior.

Para entenderlo mejor, podemos imaginar el universo como una estructura de información en dos dimensiones escrita sobre un horizonte cosmológico, de tal manera que las tres dimensiones que observamos no serían sino la representación a escala macroscópica y en un bajo nivel de energía de esa realidad 2D. En otras palabras, el universo sería un holograma.

Sin embargo, asumiendo que esa superficie holográfica tuviera más de dos dimensiones, habría muchas maneras de reflejarla en su «interior», lo cual generaría diferentes universos holograma paralelos. Es decir, un multiverso holográfico. 

Llevando un poco más allá la analogía, este multiverso podría interpretarse como un fenómeno especular que daría lugar a diferentes formas de «mostrar» la realidad, como si la superficie (el universo real) fuera la base, el código fuente; y las múltiples realidades, maquetaciones o variantes desplegadas de esa realidad fundamental. 

Multiverso simulado

Hay un artículo científico que expone lo siguiente: si el universo es computable (se puede recrear de alguna forma) y el ser humano es capaz de crear conciencia en un ordenador, somos una simulación. No hay más, si se dan los dos puntos, la conclusión indefectible es que hemos sido simulados.

¿Por qué? Imagínate que un ser auténtico, real, crea una simulación en la que los individuos tienen la capacidad de experimentar sentimientos y pensar por sí mismos. Pero esos seres simulados también pueden llegar al punto de ser capaces de simular un universo. Y los seres simulados por estos, a su vez, también pueden crear su propia simulación. Y así sucesivamente hasta el infinito. Esto daría lugar al multiverso simulado.

Y llegados a este punto, ¿qué es más probable? ¿Que seamos el original? ¿O que seamos una de las copias? Evidementemente, ante un multiverso de simulaciones infinitas, lo razonables es pensar que somos una de las simulaciones.

El multiverso simulado, también llamado ciberverso, parte de la idea de que fuera posible no solo simular los últimos doscientos mil años de historia humana en una computadora cuántica, sino de que además fuese viable hacerlo en un ordenador pequeño y en tan solo una fracción de segundo. Si esto fuese posible, muchos de los universos generados acabarían desarrollando a su vez el conocimiento para desarrollar sus propios universos simulados.

En la teoría del multiverso simulado existen dos estrategias: la emergente y la ultrarreduccionista. La estrategia emergente requiere que el creador participe activamente ajustando ciertos parámetros o desbloqueando ciertas partes del universo cuando los seres simulados realizan determinados hallazgos. En cambio, en la estrategia ultrarreduccionista el creador solo establece unos parámetros iniciales y deja que el programa funcione de forma plenamente autónoma, posibilitando la evolución casual y aleatoria del universo.

Multiverso final

Todos los multiversos planteados representan diferentes variedades físicas que podrían ocurrir de forma paralela. No son excluyentes. El multiverso final o matemático sería un metaconglomerado de todos los multiversos, tanto de los ya planteados como de otros que aún no se han concebido. El multiverso final.

Propuesto por Max Tegmark, este concepto deriva del platonismo matemático, en donde se postula que los objetos matemáticos no se inventan, sino que se descubren. Están ahí, esperando a que alguien los encuentre y les dé un formato comprensible.

Bajo esta hipótesis, el mundo matemático sería un catálogo infinito que contendría todas las ecuaciones matemáticas ya descubiertas y por descubrir. Calquier cosa posible en el multiverso tendría una ecuación o expresión matemática, y toda expresión o ecuación matemática podría realizarse físicamente en algún tipo de universo. Es lo que se conoce como principio de fecundidad de Robert Nozick.

La enormidad de tal idea es de una magnitud y complejidad tal que incluye incluso la concepción de la nada como algo realizable. También los universos simulados, cuya naturaleza está subordinada a las matemáticas computables, entrarían dentro de este multiverso final.