El Gran Diseño, libro de Stephen Hawking
y Leonard Mlodinow (The Great Design, Bantam, 2010) se propone responder científicamente a
algunas cuestiones que en tiempos pasados se explicaban mediante mitos
de creación: por qué existe el universo, y por qué es como es. Nos
centramos aquí en una de sus propuestas más controvertidas, la teoría
del multiverso y de la realidad multitemporal, una noción favorita en
ciencia ficción antes de pasar a algunos negociados de la cosmología
actual. (Retropost de 2011).
Texto completo:
13 Pages
Posted: 7 Apr 2022
Date Written: 2011 - Ibercampus (Sept. 30, 2021)
English abstract:
Choosing Our Universe (The Great Design and Star Maker, 6)
The
Great Design, a book by Stephen Hawking and Leonard Mlodinow (Bantam,
2010) tries to provide a scientific answer to som questions which in the
past used to be explained through creation myths: why does the universe
exist, and why it is the way it is. Here we focus on one of the book's
most controversial proposals, the theory of the multiverse and of
multitemporal reality, a notion which has ben a favourite in science
fiction before it was adopted in some departments of contemporary
cosmology. (A retropost from 2011).
Keywords: Stephen Hawking, Physics, Cosmology, Universe, Multiverse, Science fiction, Time
Suggested Citation:
Garcia Landa, Jose Angel, Eligiendo nuestro universo (Choosing Our
Universe) (2011).
Ibercampus (Sept. 30, 2021), Available at SSRN:
https://ssrn.com/abstract=4038884
El Gran Diseño y Hacedor de
Estrellas (6): Eligiendo nuestro universo
El Gran Diseño de Hawking y Mlodinow se propone responder científicamente a algunas cuestiones
que en tiempos pasados se explicaban mediante mitos de creación: por
qué existe el universo, y por qué es como es. Arguye Hawking-M que
desde tiempos antiguos se podía establecer la siguiente alternativa: o
bien el universo o bien la humanidad había de ser algo muy reciente—y
eso "porque la raza humana ha ido mejorando tan rápidamente en
conocimientos y tecnología que si la gente hubiera estado aquí desde
hace millones de años, la raza humana estaría mucho más avanzada en su
dominio" (124).
Suena plausible, pero... lo cierto es que no recuerdo
que ningún antiguo ni moderno haya hecho este razonamiento; desde
luego, no era la percepción general. De hecho,
las cantidades que menciona Hawking no se podían siquiera plantear como
una posible edad del universo (del "mundo")—Los mitos griegos conectan
unas genealogías de dioses de vida indefinida con unos antepasados
humanos extremadamente recientes, y si nos ha de servir de punto de
referencia el cristianismo, por su generalidad, entonces la edad de la
tierra no llegaba a seis mil años. Según las genealogías de Ussher la
creación tuvo lugar "a las nueve de la mañana del 27 de octubre del
4004 antes de Cristo". La idea misma de
buscar fechar con exactitud estas cuestiones da prueba ya de una
mentalidad moderna (¡incluso
en Ussher, en cierto modo!).
Lo
que no existía en la concepción antigua era
una larguísima historia del mundo sin humanidad en él; el mundo sin
humanos no tiene sentido ni planteamiento posible en las concepciones
precientíficas. Pero al parecer los mitos de creación sí que tenían una
característica acertada que la ciencia no había terminado de asumir:
que el Universo había tenido un origen—y que tendría un fin. Costó
elaborar las teorías científicas con capacidad de trazar el esquema de
una historia del universo. "La primera evidencia científica de que el
universo tuvo un principio vino en los años 20", dice Hawking-M., con
Edwin Hubble, y con Eddington y su imagen del universo en expansión en
los años 30. Esta noción de un universo en expansión fue una novedad
para Einstein (como la teoría cuántica, por otra parte). La noción del
Big Bang la formuló un físico y sacerdote católico, Georges Lemaître,
en 1927, siguiendo hacia atrás la lógica de un universo en expansión.
Sin embargo, la prehistoria de estas ideas siempre es más compleja—se
me ocurre, por ejemplo, que el planteamiento básico evolutivo de
Herbert Spencer favorece la noción de una fuerza inicial indiferenciada
que se va diversificando y multiplicando en sus efectos, a medida que
actúa sobre la materia generada ya en fases anteriores. En este
planteamiento general puede encontrarse el planteamiento intelectual
que permita una historización del universo, hasta reducirlo,
retrospectivamente, a la fuerza originaria e inanalizable que lo
constituyó. La teoría de la multiplicación progresiva de efectos, o
generación de la complejidad por efecto mariposa, se presta a una
lectura inversa, cuyo corolario es la fuerza indiferenciada original.
Es curioso, por cierto, que First
Principles termina
con una nota de 1900 en la que Spencer se pregunta por la posibilidad
del origen de las formaciones estelares en enormes explosiones cuya
razón, estructura y origen todavía están sin explicar. Pero (dice)
deberían formularse las relaciones entre fuerza y materia que permitan
explicar esa disposición del universo (esto era antes del
descubrimiento de las múltiples galaxias, pero el principio no parece
diferente). Si no se pueden establecer esas relaciones, escribe
Spencer, la estructura del universo sería inexplicable. "Inexplicable"
es pues, curiosamente, la última palabra de First Principles,
a menos que lo sea "Philology", con la que termina el índice de
términos. Y parece que en efecto en algún punto la ciencia ha de
conformarse con datos iniciales que explican otros, pero que quedan
ellos mismos sin explicación—el Big Bang parece ser uno de esos
fenómenos.
Volvamos a Hawking y Mlodinow. Narran cómo se han ido acumulando
pruebas que permiten medir y ubicar la Explosión Inicial. La teoría de
Einstein no permite analizar esta situación, pues remontándonos antes
de un determinado momento del tiempo, "la relatividad general predice
que hay un punto del tiempo en el cual la temperatura, densidad y
curvatura del universo se vuelven todas infinitas, una situación que
los matemáticos llaman una singularidad" (129). El resultado es que la
teoría de Einstein no funciona para esos parámetros, y por tanto "no es
correcto llevar la imagen del Big Bang hasta el principio de todo"
(129). Estos últimos días (septiembre de 2011) nos han hablado de
neutrinos que se mueven más deprisa que la luz. Hawking-M también
observan que el límite relativista de la velocidad de la luz no se
aplica a la expansión del propio espacio durante la primera fracción de
segundo del Big Bang. Una idea ésta de 1980, que combina mecánica
cuántica para ir más allá de la teoría de Einstein. La temperatura
equilibrada del universo requiere esta súbita expansión, pues no es
explicada por mecanismos que funcionen a la velocidad de la luz
(demasiado lenta, no habría habido tiempo para una ecualización
térmica).
Una cuestión de idoneidad
resulta intrigante. Resulta que "para que funcionen nuestros modelos
teóricos de inflación, había que establecer el estado inicial del
universo de una manera muy especial y altamente improbable" (130). Cosa
que parecería favorecer teorías sobre principios antrópicos (cuando no
sobre "diseños inteligentes", grandes ciertamente, para los que se
apuntan a esas cosas).
La duda que tengo es si, entrando en la ecuación una serie de
valores
inanalizables y arbitrarios (la velocidad de la luz, la velocidad de
expansión del universo, etc.) que sencillamente han de aceptarse por lo
que son, la C, o llámalo X, –si tiene algún sentido hablar de estados
especialmente improbables. ¿No es igual de improbable o arbitrario que
la velocidad de la luz sea la que es, en lugar de la mitad, o el doble?
¿O que los quarks tengan los colores o sabores que tienen, y no media
docena más? No sé si a este nivel de principios tan básicos de la
física tiene sentido usar los conceptos de probabilidad o
improbabilidad, que me parece son aplicables más a fenómenos de otro
orden de complejidad.
Sea como sea, arguyen Hawking y Mlodinow que este problema del carácter
extremadamente especial del estado inicial necesario en la teoría
clásica del universo inflacionario quedaría eliminado en la teoría que
ellos proponen (ya veremos a qué precio).
La teoría clásica de la relatividad general no tiene en cuenta la
estructura cuántica de la materia a pequeña escala; es una teoría
válida para las grandes escalas. Pero el universo originario era de
escala cuántica en su tamaño (—Otro
interrogante se me plantea aquí: si tiene sentido hablar de escala
cuántica antes de que exista siquiera la materia o las partículas que
se supone definen el ámbito de aplicación esa escala).
Exponen
H-M la teoría del espacio-tiempo curvo, y cómo según la teoría cuántica
se
extrema la situación definida por la teoría de la relatividad—el tiempo
y el espacio se combinan de tal manera que en casos extremos de
curvatura, el tiempo se comporta como una dimensión más del espacio.
Esto permitiría (al parecer) obviar el problema de la peculiaridad
estructural del tiempo, es decir, de su discontinuidad o (vale decir)
de su temporalidad, que paracería requerir que si hay un inicio, tenga
que haber un impulso inicial externo al sistema (es decir, un papel
para un dios, se apresuran a apuntar H-M, aunque a mí se me ocurren
otras posibilidades sin barbas). En fin, que la extrema curvatura del
espacio Big Bang haría que el tiempo pierda su honesto nombre, a ese
nivel de simplicidad, y que lo que a nosotros nos aparece como un
principio, viéndolo desde el tiempo, no sea un principio en el sentido
de que antes de la generación del tiempo como tal no puede haber ni
principios ni anterioridad—y el tiempo sería tan continuo como el
espacio, al menos en esta perspectiva matemática sobre el mismo.
Aclaran H-M. que estas condiciones ajenas a nuestra experiencia del
espacio y del tiempo está fuera de nuestra experiencia, pero no de
nuestras matemáticas. Se puede construir un modelo matermático en el
que el tiempo, en lugar de ser lineal y discontinuo, sea tan continuo
como la superficie de una esfera, y no tendría sentido hablar del
tiempo anterior al Big Bang. "Esta idea de que las historias habrían de
ser superficies cerradas sin límites se llama una situación de no
límite" (135).
"A
lo largo de los siglos mucho, entre ellos Aristóteles, creían que el
universo debe haber existido desde siempre, con el fin de evitar la
cuestión de cómo se dispuso. Otros creían que el universo tenía un
principio, y lo usaron como argumento para la existencia de Dios. El
descubrimiento de que el tiempo se comporta como el espacio presenta
una alternativa diferente. Elimina la antiquísima objeción a que el
universo tuviera un principio, pero también significa que el principio
del universo estaba regido por las leyes de la ciencia y no necesita
que algún dios lo ponga en movimiento." (135)
La aplicación de los cálculos de Feynman a esta situación requeriría
que se generasen (en teoría al menos) todas las historias posibles que
conducen hasta nuestro universo.
"Según
esta perspectiva, el universo apareció espontáneamente, arrancando de
todas las maneras posibles. La mayoría de éstas corresponden a otros
universos. Mientras que algunos de estos universos son similares al
nuestro, la mayoría son muy diferentes.No son sólo diferentes en
detalles, como que Elvis en realidad sí murió joven, o en que allí se
tomen nabos de postre, sino que más bien difieren incluso en las leyes
de la naturaleza que allí aparecen. De hecho, existen muchos universos
con muchos conjuntos de leyes físicas diferentes. Algunos hacen gran
misterio de esta idea, llamada a veces la noción del multiverso, pero
son sólo expresiones diferentes de la suma de historias de Feynman."
(136)
Según esta teoría de la creación de múltiples universos sólo algunos de
éstos pasarían de la fase de meras fluctuaciones cuánticas. No entiendo
por qué "unos pocos" y no infinitos; serán pocos proporcionalmente
hablando—pocos de los generados pasan a la fase inflacionaria— pero
sobre el papel no tiene por qué haber un límite a su número, al menos
no se entiende qué es lo que pondría ese límite. 
Lo que sí podría explicarse matemáticamente con esta teoría— bueno explicarse
es mucho decir; pongamos que lo que sí podría proporcionar esta teoría
es un modelo matemático de por qué el universo no es regular,
simétrico, simple, etc— viniendo como viene de una fuerza simple no
obstaculizada sino por sí misma. (Es la cuestión que nos intrigaba al
comentar la versión victoriana del Big Bang, en la teoría de la
complejidad de Spencer, aquí: "El efecto mariposa y la complejidad ex nihilo"). La Irregularidad Inicial (a.k.a. the crack there is in everything) sería el producto de una fluctuación cuántica:
"En la suma de historias, sólo hay una historia completamente
uniforme y regular, y tendrá la mayor probabilidad, pero muchas otras
historias con ligeras irregularidades tendrán probabilidades casi igual
de altas. Por eso la inflación predice que es probable que el universo
temprano [supongo que quiere decir "UN" universo temprano] sea
ligeramente no uniforme, correspondiendo a las pequeñas variaciones de
temperatura que se observaron en la CMBR [la radiación de fondo— las
irregularidades que darían lugar a acumulaciones de materia, galaxias,
etc.] (138)
Y el origen y distribución de estas irregularidades sería mero producto del azar:
"Si uno fuera religioso, podría decir que Dios realmente sí que juega a los dados" (139)
Esto por contradecir a Einstein, que (el pobre) creía en un solo
universo, el nuestro. Se aprecia aquí también lo engañoso del título de
este capítulo de The Grand Design,
no menos engañoso que el uso del término "design", diseño, con sus
connotaciones intencionalistas y creacionistas. Me refiero a la
"elección" de nuestro universo. No elegimos, claro, nosotros menos que
nadie, pero ni siquiera el imaginario creador "elegiría", pues quien
echa los dados no está eligiendo el resultado. Hawking_Mlodinow parecen
bastante conscientes de esto, y el uso de esta terminología
intencionalista es casi juguetón, alguno podría decir que provocador o
irresponsable.
No queda claro hasta ahora en qué medida la existencia de esos otros
universos, cada uno creado por fluctuaciones cuánticas incalculables,
es una mera conveniencia teórica, o si tiene posibilidades de pasar del
campo de las matemáticas al de la física.
En este punto me recuerda más que nunca el libro de Hawking al Hacedor
de Estrellas ideado por Stapledon en su novela de cosmología-ficción Star Maker (1937). En un artículo anterior hablé de la dimensión narrativa y reflexiva de esta novela (ver "Apocalipsis de la Comunicación Total").
Ahora me interesa más su teoría del multiverso, en analogía a estas
especulaciones de la física actual. Por tanto, haremos un breve excurso
hacia Stapledon antes de volver a la "elección de universo" según
Hawking.
_________
También aquí:
_____. "El Gran
Diseño y Hacedor de Estrellas (6): Eligiendo nuestro universo." In García
Landa, Fire Together Wire
Together: Blog de notas (Septiembre 2011) 30 Sept. 2011.
http://www.unizar.es/departamentos/filologia_inglesa/garciala/z11-9.html
2012
DISCONTINUED 2018 – Online at the Internet Archive:
https://web.archive.org/web/20120217163811/http://www.unizar.es/departamentos/filologia_inglesa/garciala/z11-9.html
2020
https://www.flickr.com/photos/garciala/46875557861/in/dateposted-public/
2020
_____. "El Gran
Diseño y Hacedor de Estrellas (6): Eligiendo nuestro universo." In García
Landa, Vanity Fea 30 Sept. 2011.*
http://vanityfea.blogspot.com/2011/09/el-gran-diseno-y-hacedor-de-estrellas-6.html
2011 DISCONTINUED 2025 – Online at the
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https://web.archive.org/web/20240715150539/https://vanityfea.blogspot.com/2011/09/el-gran-diseno-y-hacedor-de-estrellas-6.html
2025
_____. "El Gran
Diseño y Hacedor de Estrellas (6): Eligiendo nuestro universo." In García
Landa, Vanity Fea 3 Oct. 2011.*
https://garciala.blogia.com/2011/100304-el-gran-diseno-y-hacedor-de-estrellas-6-eligiendo-nuestro-universo.php
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_____.
"Eligiendo nuestro universo (El Gran Diseño y Hacedor de Estrellas,
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https://www.ibercampus.es/eligiendo-nuestro-universo-41529.htm
2021 DISCONTINUED 2025 – Online at the
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https://web.archive.org/web/20211024034332/http://www.ibercampus.es/eligiendo-nuestro-universo-41529.htm
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https://personal.unizar.es/garciala/publicaciones/eligiendonuestro.pdf
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March 2022.*
https://www.academia.edu/73740367/
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García Landa, Vanity Fea 13 April
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2022 DISCONTINUED 2025 – Online at the
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_____. "Eligiendo
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https://doi.org/10.17613/2rdj-e970
https://hcommons.org/deposits/item/hc:47209/
2022
_____. "Eligiendo
nuestro universo (El Gran Diseño y Hacedor de Estrellas, 6)." Net Sight
de José Angel García Landa 4 Jan. 2024, 20 Jan. 2025.*
https://personal.unizar.es/garciala/publicaciones/eligiendonuestro.pdf
2024
https://personal.unizar.es/garciala/publicaciones/grandiseno6.pdf
2025
_____. "Eligiendo nuestro universo (El Gran Diseño y
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García Landa, Vanity Fea 13 April
2022.*
https://blogdenotasvanityfea.blogspot.com/2025/10/eligiendo-nuestro-universo-el-gran.html
2025
https://x.com/JoseAngelGLanda/status/1975498663871799535
2025
