jueves, 5 de septiembre de 2019

George Ellis y el multiverso

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George Ellis
George Ellis es un cosmólogo sudafricano que saltó a la fama hace casi medio siglo cuando escribió un libro junto con Stephen Hawking (The Large Scale Structure of Space-Time, 1973) que hoy se considera clásico.
En un artículo anterior de este blog, publicado en noviembre de 2014, mencioné que hay seis teorías independientes sobre el multiverso, casi todas ellas incompatibles entre sí. En un artículo reciente titulado Theory Confirmation and Multiverses publicado en el libro Why Trust a Theory?, editado por Radin Dardashti, Richard David y Karim Thébault (Cambridge University Press, 2019), George Ellis pone al día las teorías de los multiversos, pero ya no encuentra seis, como yo hace cinco años, sino nueve, y aún se le ha quedado fuera alguna, pues no habla de una de las seis que yo mencionaba en mi artículo (la de Smolin), quizá porque esa teoría haya sido abandonada. Las nueve teorías son:
  1. El multiverso en el universo: Partes indetectables de nuestro universo, situadas más allá de nuestro horizonte de sucesos, podrían tener propiedades físicas diferentes de las nuestras.
  2. El multiverso inflacionario caótico: Si nuestro universo pasó por una fase de inflación que luego se frenó, podría haber otras burbujas en un universo mucho más grande a las que les hubiese pasado lo mismo.
  3. El multiverso de la teoría M: Se trata de una extensión de la teoría de cuerdas que añade una dimensión adicional, que separaría los diversos universos que la constituyen, cada uno de los cuales se llama brana.
  4. Universos cíclicos: Yo no mencioné esta versión, porque se trata de universos separados, no en el espacio, sino en el tiempo (cada uno sucede al anterior y da origen al siguiente). Los universos cíclicos estuvieron de moda hacia los años 80, pero hoy no parecen cotizar muy alto.
  5. El paisaje de la teoría de cuerdas: Viene a ser el mismo que el multiverso número 3, pero sin las branas. En mi artículo yo uní estas dos teorías en una sola.
  6. Ramificaciones de la función de onda de la mecánica cuántica: Esta teoría, que se remonta a Hugh Everett III en 1957, es la que yo llamaba multiverso cuántico en el tiempo. También recibe el nombre de interpretación de los muchos mundos de la mecánica cuántica. De acuerdo con esta teoría, todo lo que puede suceder, sucede en alguno de esos mundos.
  7. Proyecciones holográficas: Esta es una propuesta nueva, que supone que nuestro universo es la proyección holográfica de un universo multi-dimensional sobre tres dimensiones. Si existe una proyección, podría haber otras, lo que nos daría un multiverso.
  8. Vivimos en una simulación: Nuestro universo no es real, sino una simulación en un ordenador. Sobre esto hablé en otro de mis artículos. Esta teoría ha sido desmentida por una investigación reciente (2018).
  9. El multiverso matemático de Tegmark: Todo lo que puede existir existe en algún sitio.
Ellis añade una décima posibilidad alternativa:
  1.  Sólo existe un universo. Por lo tanto, el multiverso no existiría, sólo sería una elucubración de algunos físicos. E inmediatamente añade que la evidencia disponible y la navaja de Occam favorecen esta posibilidad.
Ellis señala correctamente que la existencia de tantas teorías alternativas sobre el multiverso, ninguna de las cuales se puede demostrar que sea falsa, varias de ellas incompatibles con las demás, en lugar de hacer más plausible la existencia de un multiverso, la hace menos plausible:
…si entran en conflicto unas con otras, ¿por qué habría de ser verdadera una de ellas?
Todas estas teorías son, además, imposibles de comprobar. Con sus palabras:
…no podemos comprobarlas porque no tenemos acceso observacional ni experimental a otros universos que puedan existir… ¡Las teorías del multiverso pretenden decirnos lo que ocurre en regiones para las que no tenemos datos de observación! Estas teorías no tienen un objetivo modesto.
Ante esta situación, algunos partidarios de las teorías del multiverso pretenden que la ciencia debería flexibilizar los criterios para decidir si una teoría es científica o no. En lugar de exigir que la teoría pueda demostrarse falsa mediante un experimento (aunque sólo sea mental), deberíamos recurrir a argumentos tales como: si no tenemos nada mejor, esta teoría debe de ser verdadera.
Ellis propone una prueba interesante que permite distinguir si una teoría es realmente científica o filosófica (o ideológica):
¿Qué datos u observaciones le inducirían a abandonar la teoría del multiverso? Si su respuesta es ninguno, su teoría es dogma, no ciencia. Puesto que los multiversos pueden explicar cualquier cosa, lo más probable es que la respuesta a esta pregunta sea ninguno.
La conclusión final del artículo de Ellis es bastante demoledora:
El tipo de argumentos que se propone… no es adecuado para afirmar que la teoría es un resultado científico bien establecido. Tener una teoría matemática bien desarrollada no basta.

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Manuel Alfonseca

14 comentarios:

  1. Mil gracias Manuel por la lectura, un gran artículo.

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  2. Es cierto que no hay ninguna prueba del multiverso, pero tampoco la hay de que haya un solo universo. Si es verdad que habría que probar que existen varios universos, también haría falta una teoría que modelase por qué solo hay uno. Que yo sepa, no existe de momento.

    Luis

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    1. En efecto, pero a eso responde Ellis aludiendo a la navaja de Occam.

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  3. Uf no sé si me habré hecho miembro de Divulciencia, o no pruebo intentando postear este comentario. Este tema lo hemos hablado muchísimas veces, y yo como el Padre Brown en "El puñal alado" con el multiverso soy agnóstico. Puede, que sí, puede que no. Lo que no me agrada es que pueda utilizarse cualquiera de las diferentes teorías brillantemente presentadas por el Profesor Alfonseca con fines filosóficos, o partidistas para negar ciertas creencias religiosas. Eso no lo voy a aceptar. Habrá que seguir investigando, para ver que teoría es la verdadera, aunque no sé si será posible con los medios actuales de los que disponemos. Eso, si da para escribir maravillosas novelas de ciencia ficción.

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  4. Para las personas religiosas es evidente que este mundo/universo es una simulación generada por una realidad verdadera y superior, distinta a la material creada por la anterior.
    La demostración a que se alude como prueba de la no existencia de un "Matrix" solo es referida al mundo material actuando sobre ese mismo mundo, pero no tiene nada que ver con que sea posible esa simulación generada desde una realidad superior o al menos distinta.

    Saludos

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    1. No me parece correcto utilizar la palabra "simulación" en el contexto de la creación realizada por Dios. Este término tiene una acepción muy concreta, que suele referirse a un modelo construido en un ordenador.

      En cuanto a la teoría de que vivimos en una simulación, tal como la propone Nick Bostrom, se refiere a simulaciones en ordenador desde un mundo parecido al nuestro, como las que nosotros mismos podríamos llegar a hacer algún día. En este contexto, el artículo al que he hecho referencia sí es aplicable.

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    2. De acuerdo, si no queremos utilizar esa palabra digamos que esta realidad es una "sombra" o un "pálido reflejo" de la realidad superior que la ha creado y una vez admitido no existe duda de que una realidad superior puede crear otra.
      Lo que han demostrado, según los artículos publicados, es que nuestra realidad no puede crear otra de la misma potencia, pero eso no es óbice para que podamos crear otra de distinta e inferior potencia, pero enormemente compleja.
      Por tanto sí podemos estar viviendo en una simulación, originada por otra realidad material y superior, digamos una "supra-materialidad", de la que somos un reflejo algo menos complejo.

      Saludos

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    3. Por supuesto que si Dios ha creado un universo, puede crear otros. Por eso no tiene sentido utilizar las teorías de los multiversos como si se opusieran a la existencia de Dios.

      En cuanto a la posible existencia de una realidad material "superior" que nos haya creado, esta hipótesis es tan fantasiosa y a-científica como cualquier otra teoría del multiverso, y sólo sirve para dar argumentos a la ciencia-ficción. En octubre insistiré sobre este punto en otro artículo.

      Lo de que nosotros mismos podríamos crear universos "inferiores" lo he utilizado en una de mis novelas de ciencia-ficción: La Escala de Jacob.

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  5. Vamos a ver, el que nosotros podamos crear "universos" de menor complejidad es algo ya realizado ¿pero no ha creado usted mismo simulaciones de esos "universos"? ¿No se están creando inteligencias artificiales en muchos campos superiores a los humanos y que incluso pueden seguir conversaciones ya bastante coherentes?

    En el futuro esto que ahora hacemos será ridículo en comparación con lo que vendrá, lo que demuestra y bien a las claras, que una realidad material como nosotros puede crear otra que incluso se pregunte por ella misma, con muchísima complejidad.

    Por tanto eso ya está realizado y como mínimo asegura que de igual modo puede ocurrir con nosotros mismos y por tanto no es cierto que alguien haya demostrado la imposibilidad de vivir en un "Matrix" sino que lo demostrado, como hago notar claramente comentarios anteriores, es que no puede crearse este tipo de universos desde otro igual, con la misma potencia y complejidad que él mismo, pero sí desde otro distinto y más complejo.
    Por tanto sigue estando sin demostrar que nuestro mundo no sea una simulación tipo "Matrix" o más bien tipo "Nivel 13".

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    1. JL dice: "¿No se están creando inteligencias artificiales en muchos campos superiores a los humanos y que incluso pueden seguir conversaciones ya bastante coherentes?"

      No. No se están creando inteligencias superiores a las humanas. Recuerde la definición informal de "inteligencia artificial": es todo aquello que todavía no sabemos hacer con un ordenador. (:-) Y no me diga que hay máquinas capaces de ganar a ciertos juegos a los seres humanos (supongo que se refiere a eso con lo de "muchos campos"). Desde hace décadas los ordenadores superan a los humanos en la velocidad de cálculo aritmético, y nadie dijo jamás que fueran más inteligentes que nosotros por eso. La inteligencia se define de otra manera. Pero ya hablé de esto en varios de mis artículos en este blog, por ejemplo este: Qué es la inteligencia artificial.

      JL dice: "Por tanto eso ya está realizado". Lo niego, y en efecto, he trabajado en simulaciones de vida artificial, y precisamente por eso veo que lo que usted propone está mucho más lejos de lo que usted cree, si es que es posible, lo que me parece razonable dudar, a pesar de mis novelas sobre esto (aquí hay otra: Operación Quatuor).

      JL dice: "Por tanto sigue estando sin demostrar que nuestro mundo no sea una simulación tipo "Matrix" o más bien tipo "Nivel 13""

      Naturalmente, como sigue sin estar demostrado que exista ningún tipo de multiverso, y probablemente lo estará siempre. Por eso precisamente George Ellis menciona esta hipótesis como una de las formas del multiverso, y le aplica el criterio de la navaja de Occam.

      No entiendo bien a dónde quiere usted llegar, porque lo que está diciendo estaba también dicho en el artículo.

      Sobre las teorías de Nick Bostrom sobre que vivimos en una simulación, escribí también un artículo en este blog: No vivimos en una simulación.

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  6. A donde quiero llegar y lo que estoy diciendo no está dicho en el articulo sino todo lo contrario.

    El articulo dice:
    "Vivimos en una simulación: Nuestro universo no es real, sino una simulación en un ordenador. Sobre esto hablé en otro de mis artículos. Esta teoría ha sido desmentida por una investigación reciente (2018)."

    Mientras que yo mantengo que no ha sido desmentida, y eso y solo eso es a lo que me refiero.

    El que no exista todavía vida artificial inteligente (cosa que yo no he afirmado) no tiene nada que ver con lo anterior y ni siquiera tendría que ver que esa otra posible vida tuviese nuestra definición de inteligente, solo su posibilidad.

    No obstante actualmente existen no solo programas que superan a los humanos en cuestiones de cálculo, sino en otras facetas; p. e. un sistema experto japonés ha superado a prácticamente todos los estudiantes del país en interpretación y redacción de textos y pruebas similares, teniendo en cuenta que su nivel y dureza de enseñanza es superior a la práctica totalidad de los países.

    En entornos no solo de cálculo, sino de juegos de estrategia con toma de decisiones "humanas", un sistema de Google ha vencido sin problemas a todos los mejores jugadores del mundo, y prácticamente sin supervisión.

    Para estar en los inicios no está nada mal el resultado; visto lo anterior lo que se puede esperar debe ser muy superior por lo que la posibilidad de estos "universos" se muestra bastante factible, aunque y esto sí lo han demostrado, sin llegar a la complejidad de nuestro mundo que le habría creado.

    No puede ser más sencillo; la posibilidad de que si nosotros podemos hacerlo con mundos de inferior complejidad nada impide la existencia de otros mundos de mayor complejidad que puedan generar el nuestro, y esto se admite incluso en la supuesta "demostración", que buen cuidado tiene de indicar que solo es valida en mundos que pretendamos crear con igual potencia o complejidad que el nuestro.

    Es que más fácil no puede ser el tema.

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    1. Entendido. Usted sólo se opone a la frase "Esta teoría ha sido desmentida" porque el desmentido se aplica sólo a la simulación de universos de la misma potencia que el nuestro. Estoy dispuesto a aceptar esta corrección.

      Por otra parte, el multiverso que usted propone (simulaciones sucesivas de universos desde universos más complejos) me recuerda mucho al multiverso de Smolin, que partía de la hipótesis de que cada agujero negro de un universo se convertiría en un universo independiente. Lo cual, obviamente, llevaba a la conclusión de que cada universo de nivel inferior tendría que tener mucha menos masa que el universo superior del que había surgido, y a la larga haría insostenible la hipótesis inicial, pues la teoría de las probabilidades implicaría que nosotros deberíamos vivir en un universo de orden ínfimo (puesto que estos serían mucho más abundantes). No sé si será esta la razón, pero el multiverso de Smolin parece haber desaparecido del panorama cosmológico actual.

      Me temo que el multiverso que usted propone estaría sujeto a la misma limitación.

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    2. Los astrofísicos saben desde hace 90 años que el Universo se está expandiendo, y desde entonces han estado tratando de medir la velocidad exacta de esta expansión. Pero diferentes métodos producen diferentes resultados, lo que ha obligado a los científicos a preguntarse si su teoría del cosmos es sólida.
      En la década de 1920, los astrofísicos Georges Lemaître y Edwin Hubble descubrieron que el Universo se expandía, en lugar de ser un espacio delimitado y calmo.
      En 1998, dos equipos de investigadores descubrieron que el ritmo de esta expansión se aceleraba con la distancia, y que el Universo estaba lleno de una misteriosa "energía oscura" que causa esta aceleración desde hace 14.000 millones de años. Ganaron el Premio Nobel en 2011.
      La velocidad se calcula gracias a la Constante de Hubble. Esta constante es estimada cada vez con mayor precisión por los físicos. El problema es que es de 67,4 según un método, y de 73 según otro.
      La unidad indica kilómetros por segundo por megaparsec. Un megaparsec equivale a unos tres millones de años luz. Quiere decir lo siguiente: las galaxias a tres millones de años luz de distancia (1 megaparsec) se expanden a 67,4 (o 73) kilómetros por segundo.
      Aunque ambos números parecen cercanos, para los cosmólogos se trata de una diferencia más que significativa. Dado que cada método tiene un margen de error pequeño, la diferencia entre los dos resultados no puede explicarse por un simple error de cálculo, sino que sugiere que hay un problema más fundamental, algo que se nos escapa sobre el Universo y que la teoría actual no es capaz de explicar.
      Tal vez la ecuación que explica el Big Bang y el cosmos necesita ser actualizada.

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    3. Gracias, Frank. Estoy preparando un artículo sobre eso.

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