¿Existen otros universos con mejores condiciones de vida? Un astrofísico cree que debemos explorar el multiverso para hallar otros posibles hogares.
¿Es nuestro Universo todo lo que hay o podría haber más? ¿Es nuestro Universo sólo uno de una multitud incontable, todos juntos en un multiverso que lo abarca todo?
Y si existen otros universos, ¿cómo serían? ¿Podrían ser habitables?
Geraint Lewis, profesor de astrofísica de la University of Sydney tiene mucho que decir:
Esto puede parecer especulación sobre especulación, pero no es tan descabellado como podría pensarse.
Mis colegas y yo hemos estado explorando cómo podrían ser otras partes del multiverso y qué pueden decirnos estos hipotéticos universos vecinos sobre las condiciones que hacen posible la vida y cómo surgen.
Universos hipotéticos
Algunos físicos sostienen que una explosión de rápida expansión en los albores cósmicos, conocida como inflación, hace inevitable algún tipo de multiverso. Nuestro Universo sería en realidad uno de tantos.
Según esta teoría, cada nuevo universo cristaliza a partir del hirviente fondo de la inflación, con su propia mezcla de leyes físicas.
Si leyes físicas similares a las nuestras gobiernan estos otros universos, entonces podemos enfrentarnos a ellos. Al menos en teoría.
Dentro de nuestro Universo, la física se rige por reglas que nos indican cómo deben interactuar las cosas entre sí, y por constantes de la naturaleza, como la velocidad de la luz, que dictan la fuerza de esas interacciones.
Así que podemos imaginarnos universos hipotéticos en los que cambiamos estas propiedades y exploramos las consecuencias en ecuaciones matemáticas.
Esto puede parecer simple, pero las reglas con las que jugamos son la composición fundamental del Universo. Si imaginamos un universo en el que, por ejemplo, el electrón es cien veces más pesado que en el nuestro, ¿cuáles serían las consecuencias para las estrellas, los planetas e incluso la vida?
Una línea de tiempo de la evolución del universo durante 13.77 mil millones de años. Cortesía: NASA / WMAP Science Team
¿Qué necesita la vida?
Recientemente hemos abordado esta cuestión en una serie de artículos en los que analizamos la habitabilidad en el multiverso. Por supuesto, la habitabilidad es un concepto complejo, pero creemos que la vida requiere unos cuantos ingredientes para ponerse en marcha.
La complejidad es uno de ellos. Para la vida en la Tierra, esa complejidad proviene de los elementos de la tabla periódica, que pueden mezclarse y organizarse en una miríada de moléculas diferentes. Somos máquinas moleculares vivientes.
Pero también son esenciales un entorno estable y un flujo constante de energía. No es de extrañar que la vida terrestre comenzara en la superficie de un planeta rocoso, con abundancia de elementos químicos, bañado por la luz de una estrella estable de larga vida.
Ajustar las fuerzas fundamentales
¿Existen entornos similares en toda la extensión del multiverso? Comenzamos nuestra exploración teórica considerando la abundancia de elementos químicos.
En nuestro Universo, aparte del hidrógeno y el helio primordiales que se formaron en el Big Bang, todos los elementos surgen a lo largo de la vida de las estrellas. O bien se generan a través de las reacciones nucleares en los núcleos estelares, o bien en la violencia suprema de las supernovas, cuando una estrella masiva se desgarra al final de su vida.
Todos estos procesos están regidos por las cuatro fuerzas fundamentales del universo. La gravedad aprieta el núcleo estelar, llevándolo a temperaturas y densidades inmensas. El electromagnetismo intenta separar los núcleos atómicos, pero si se acercan lo suficiente, la fuerza nuclear fuerte puede unirlos para formar un nuevo elemento. Incluso la fuerza nuclear débil, que puede convertir un protón en un neutrón, desempeña un papel importante en el encendido del horno estelar.
Las masas de las partículas fundamentales, como los electrones y los quarks, también pueden desempeñar un papel fundamental.
Así pues, para explorar estos universos hipotéticos, tenemos muchos diales que podemos ajustar. Los cambios en el universo fundamental repercuten en el resto de la física.
Crédito: depositphotos.com
El equilibrio carbono-oxígeno
Para abordar la inmensa complejidad de este problema, hemos dividido las distintas piezas de la física en trozos manejables: estrellas y atmósferas, planetas y tectónica de placas, los orígenes de la vida y mucho más. A continuación, los unimos para contar una historia global sobre la habitabilidad en el multiverso.
El panorama es complejo. Algunos factores pueden influir mucho en la habitabilidad de un universo.
Por ejemplo, la proporción entre carbono y oxígeno, establecida por una cadena particular de reacciones nucleares en el corazón de una estrella, parece ser particularmente importante.
Desviarse demasiado del valor en nuestro Universo, donde hay cantidades aproximadamente iguales de ambos elementos, da lugar a entornos en los que sería extremadamente difícil que surgiera y prosperara la vida.
Pero la abundancia de otros elementos parece ser menos importante. Mientras sean estables, lo que depende del equilibrio de las fuerzas fundamentales, pueden desempeñar un papel fundamental en la construcción de la vida.
Más complejidad por explorar
Para desentrañar la habitabilidad en el multiverso, sólo hemos podido adoptar un enfoque general, muestreando el espacio de posibilidades en pasos muy discretos.
Además, para hacer el problema manejable, hemos tenido que tomar varios atajos y aproximaciones teóricas. Así que sólo estamos en la primera fase de la comprensión de las condiciones para la vida en el multiverso.
En los próximos pasos, habrá que considerar toda la complejidad de la física alternativa de otros universos. Tendremos que comprender la influencia de las fuerzas fundamentales a pequeña escala y extrapolarla a gran escala, a la formación de estrellas y, finalmente, de planetas.
Una advertencia
La noción de multiverso no es más que una hipótesis, una idea que aún no se ha puesto a prueba. En realidad, aún no sabemos si es una idea que pueda ponerse a prueba.
Y no sabemos si las leyes físicas podrían ser diferentes en el multiverso y, en caso afirmativo, en qué medida.
Puede que estemos al principio de un viaje que nos revelará nuestro lugar definitivo en el infinito, o puede que nos dirijamos a un callejón sin salida científico.
Crédito imagen de portada: depositphotos.com
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