El universo podría “colapsar como un castillo de naipes”, según un nuevo estudio
Nuestro universo podría existir en un “falso vacío”, un estado de falsa estabilidad a la espera de colapsar para convertirse en un estado más estable.
Los científicos que estudian la teoría cuántica de campos han explorado esta idea, y un nuevo estudio en Nature simula los procesos detrás de este fenómeno, ofreciendo una visión de cómo el universo podría terminar dramáticamente.
«Estamos hablando de un proceso por el cual el universo cambiaría completamente su estructura», dijo el autor principal del estudio, Zlatko Papic, profesor de física teórica en la Universidad de Leeds.
“Las constantes fundamentales podrían cambiar instantáneamente y el mundo tal como lo conocemos se derrumbaría como un castillo de naipes”.
La teoría del falso vacío no es nueva, pero esta investigación es una de las primeras en simular su mecánica a gran escala. Un falso vacío implica que el estado de energía más bajo aparente del universo, o energía del vacío, es temporal.
En el futuro, podría decaer hasta un nivel de referencia aún más bajo. El coautor Jean-Yves Desaules, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, comparó esto con una montaña rusa con múltiples valles pero solo un estado más bajo “real” a nivel del suelo. Es posible que actualmente residamos en uno de estos “valles”, en un estado metaestable que dure millones o miles de millones de años.
“Si ese es realmente el caso, la mecánica cuántica permitiría que el universo eventualmente se convierta en un túnel hacia el estado de energía más bajo o el vacío ‘verdadero’, lo que resultaría en un evento global cataclísmico”, agregó Desaules.
En el centro de la teoría están las burbujas, regiones de “vacío verdadero” que se forman dentro del vacío falso. Estas burbujas podrían provocar la descomposición del vacío en todo el cosmos, de forma similar a la explosión de un refresco batido. Sin embargo, la física de estas burbujas ha sido esquiva.
Para estudiarlos, los investigadores utilizaron un recocido cuántico, una máquina cuántica de última generación, para simular la formación de burbujas durante la transición de un vacío falso a uno verdadero.
Utilizando 5564 qubits, la simulación reveló la complejidad de las interacciones de las burbujas. El hallazgo clave fue que el tamaño de las burbujas depende del equilibrio entre la ganancia de energía del volumen y la pérdida de energía de la superficie, lo que coincide con las predicciones teóricas.
«Es emocionante contar con estas nuevas herramientas que podrían servir efectivamente como un ‘laboratorio’ de mesa para comprender los procesos dinámicos fundamentales del universo», dijo Papic.
El estudio subraya la necesidad de comprender las interacciones de las burbujas, no solo su formación, para comprender la desintegración del vacío. Más allá de las implicaciones cósmicas, esta investigación podría ayudar a estabilizar los cúbits en las computadoras cuánticas, que son notoriamente propensas a errores.
