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INTRODUCCIÓN ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA

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La era de Planck
La era inflacionaria
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La planitud del Universo
La aparición de la materia y la bariogénesis

La evolución de la materia
El confinamiento de los quarks y la era hadrónica
El desacoplamiento de los neutrinos y la era leptónica
La nucleosíntesis primordial
La recombinación y la radiación fósil
Las fluctuaciones de densidad primordiales

Algunas curiosidades
La dualidad onda-partícula
La paradoja EPR y la no separabilidad
El ajuste de las constantes fundamentales
El gato de Schrödinger
Los universos paralelos

 

 

 

Universe_expansion_es

Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad infinita matemáticamente paradójica. El universo se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros.

 

Los universos paralelos

La teoría de los universos paralelos o múltiples fue introducida por el físico americano Hugh Everett en 1957. Se trata de una reinterpretación de la mecánica cuántica que intenta eliminar problemas conceptuales como los puestos por la experiencia del gato de Schrödinger o la paradoja EPR.

Las divisiones del Universo

Según esta teoría, el gato de Schrödinger no se encuentra en una superposición de Estados. Hay de hecho dos gatos, uno vivo, otro muerto, que forman parte de dos universos diferentes. Esto es posible, ya que cuando le imponemos la elección entre un gato muerto y un gato que vive, el Universo se divide en dos. Nacen entonces dos universos paralelos que son absolutamente idénticos, excepto que uno contiene un gato vivo y otro un gato muerto. En cada uno de estos universos, el gato está en un estado bien definido, y el concepto un poco absurdo de un animal ni muerto ni vivo ya no es necesario.

Por último, cuando abrimos la caja y observamos su contenido, seleccionamos uno de los dos universos que se convierte entonces en nuestro Universo. En este momento, los dos universos paralelos se desacoplan y se vuelven totalmente independientes uno del otro. Si descubrimos que el gato está muerto, podemos tranquilizarnos imaginando que existe un universo paralelo donde el gato está vivo.

Una reinterpretación de la paradoja EPR

La teoría de los universos paralelos propone una interpretación elegante de la paradoja EPR que no recurre al misterioso concepto de no-separabilidad. Cuando los dos fotones son emitidos por el átomo, el Universo está sometido a una elección en cuanto a sus direcciones. Va, pues, a dividirse en una multitud de universos paralelos. En cada uno de estos universos, los fotones tienen direcciones bien definidas y éstas son opuestas por razones de simetría.

Más tarde, cuando capturamos uno de los dos fotones, seleccionamos uno de estos universos múltiples. Ahora bien, en el universo así elegido, la trayectoria del otro fotón ya está determinada de antemano. Será, pues, detectada en la dirección opuesta al primero, sin tener necesidad por eso de intercambiar cualquier información.

Una explicación del ajuste de las constantes fundamentales

El concepto de universo paralelo permite reinterpretar el problema de la selección de las constantes fundamentales. En el momento de su nacimiento, el Universo se enfrenta a numerosas elecciones. Debe, por ejemplo, decidir el valor de la constante de gravitación o de la masa del electrón. Según la teoría de Hugh Everett, el Universo de divide en cada una de estas opciones. Nacen así una multitud de universos paralelos caracterizados cada uno por un conjunto dado de constantes fundamentales.

La gran mayoría de estos universos es incapaz de dar origen a la vida. Algunos están dotados con una fuerza de gravitación demasiado intensa o de una interacción electromagnética demasiado débil, y así sucesivamente. Sin embargo, una pequeña fracción de estos universos se revela apta para el desarrollo de la vida. Es en particular el caso del nuestro.

Adoptando este punto de vista, el ajuste de los constantes fundamentales no tiene ya nada de milagroso. La vida no surgió porque nuestro Universo singular estaba ajustado de manera mágica, apareció porque estamos en uno de los pocos universos paralelos capaces de darle origen.

La decoherencia

Tengamos en cuenta para terminar, que sólo una minoría de la comunidad científica defendería esta teoría hoy día. Experiencias de mecánica cuántica en laboratorio, durante la segunda mitad de los años noventa, han demostrado, en efecto, la existencia de un fenómeno capaz de explicar el enigma del gato de Schrödinger sin recurrir a una explicación tan exótica.

Un sistema físico, incluso microscópico, no está jamás aislado, sino siempre en contacto con su entorno externo. Las interacciones con este entorno, por ejemplo, en forma de fricción, perturban el estado de superposición cuántica inicial del sistema y lo hacen poco a poco evolucionar hacia un estado clásico.

Este fenómeno, llamado decoherencia, se discutió primero a nivel teórico en los años setenta, antes de observarse en laboratorio finalmente en los años noventa. Se produce con mayor rapidez cuando el sistema es grande y, para objetos macroscópicos como los gatos, la decoherencia sería efectivamente instantánea.

El fenómeno de decoherencia aporta una respuesta al problema planteado en 1935 por Schrödinger. No observaremos nunca un gato en una superposición de Estados, ya que su entorno inmediatamente lo habrá hecho deslizar hacia un estado clásico, o muerto o vivo. La teoría de los universos paralelos no es, pues, necesaria para interpretar esta experiencia.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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