¿Universo o multiverso?

The same post in English

En los artículos de este blog he dicho a menudo que las teorías sobre el multiverso (hay muchas) no son ciencia, sino elucubraciones, porque es imposible diseñar un experimento que demuestre la existencia o inexistencia de esos multiversos.

En un artículo que se publicó en mayo de 2023 en la revista Springer Nature, titulado Is Everyone Probably Elsewhere?, los autores aseguran que al menos sería posible distinguir entre las dos hipótesis siguientes:

1. Nuestro universo es único, no pertenece a ningún multiverso.
2. Nuestro universo pertenece a algún multiverso. Eso sí, no tendríamos ni idea de a qué tipo de multiverso pertenecería.

Cuando se trata de elegir entre dos hipótesis alternativas, se puede recurrir a varias herramientas estadísticas:

• Inferencia Bayesiana: Exige asignar probabilidades a priori o el coste de los tipos de error (falsos positivos y falsos negativos). En este caso, eso no es posible, por lo que este método queda eliminado.
• Máxima verosimilitud: Este método sí sería aplicable, pues permitiría distinguir entre dos hipótesis simétricas en función de una estimación de los parámetros que las distinguen, que en este caso serán las constantes fundamentales del universo.
• Contraste de hipótesis: Se contrastan una hipótesis básica y otra alternativa. Según los autores del artículo, este método también sería aplicable.

No voy a entrar en detalle en el desarrollo del artículo, que lleva una carga estadística considerable. Me limitaré a resumir las conclusiones:

El principio antrópico fuerte exige que las constantes fundamentales de nuestro universo sean compatibles con la vida (lo que lleva a constatar que hay ajuste fino). La cuestión que plantea el artículo es esta: ¿Hasta qué punto son compatibles?

• Si nuestro universo es único, lo más probable es que sus constantes fundamentales, aun cuando cumplan el principio antrópico, no sean óptimas en relación con la existencia de vida inteligente. Podrían ser marginalmente compatibles.
• Si nuestro universo pertenece a un multiverso con un número enorme de universos, lo más probable es que sus constantes fundamentales sean óptimas en relación con la existencia de vida inteligente. ¿Por qué? Porque si hay muchos universos compatibles con este tipo de vida, se agruparán alrededor de los valores óptimos de las constantes (véase la figura 2), mientras que habría muchos menos en zonas compatibles, pero menos óptimas, más cerca de las zonas en las que los universos serían incompatibles con la existencia de vida inteligente.

La figura 1 muestra un análisis de juguete realizado mediante el método de la máxima verosimilitud, que intenta distinguir un universo aislado de un multiverso con dos universos, en ambos casos con una sola constante fundamental α. Si α<0,4, el análisis llega a la conclusión de que es más probable que haya un solo universo; si, por el contrario, α>0,4, sería más probable que hubiera dos universos.

Figura 1

La figura 2 muestra otro análisis de juguete realizado mediante el método del contraste de hipótesis que distinguiría un universo aislado de un multiverso con infinitos universos, también con una sola constante fundamental C_i. Los valores de C_i compatibles con la vida corresponderían al intervalo [0,3; 0,7]. Si 0,3<C_i<0,4 o 0,6<C_i<0,7, este análisis llega a la conclusión de que es más probable que haya un solo universo; si, por el contrario, 0,4<C_i<0,6, sería más probable que hubiera infinitos universos.

Figura 2

El caso real, por supuesto, es mucho más complejo, pues el número de constantes fundamentales que conocemos se aproxima a 40. Por esta razón, los autores reconocen que, en el estado actual de la ciencia, no es posible distinguir entre las dos hipótesis alternativas (hay un solo universo o hay muchos). Pero sostienen que quizá en un futuro más o menos lejano podríamos llegar a distinguirlas.

Me pregunto si el hecho de que las masas del quark cima y el bosón de Higgs parecen combinar sus valores de tal modo que el universo es marginalmente estable, bastaría para afirmar que nuestro universo es único, según dice este artículo. Pero, como señalé en otro artículo del blog, eso tampoco está confirmado, por lo que la conclusión del párrafo anterior es válida.

Mi conclusión es que, a pesar de este estudio, las teorías del multiverso siguen sin ser ciencia, y aunque lleguen a serlo algún día, en un plazo bastante largo podemos olvidarnos de ello.

Hilo Temático sobre Multiverso y Ajuste Fino: Anterior Siguiente

Manuel Alfonseca