¿Es nuestro Universo extremadamente antinatural, una extraña permutación?
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La pregunta, la gran incógnita, que preocupa a la física teórica Nima Arkani-Hamed, profesora del Instituto de Estudios Avanzados (IAS) de Princeton, Nueva Jersey, es la siguiente:
“¿Sería nuestro universo extremadamente antinatural, una extraña permutación entre innumerables otras posibilidades, observada por la única razón de que sus condiciones especiales permitieran el surgimiento de la vida, o las propiedades del universo son inevitables, predecibles, es decir, ‘naturales, ‘bloqueando juntos en un patrón sensato?
Más allá del espacio-tiempo y la física cuántica
Arkani-Hamed nos lleva más allá del límite, más allá de Einstein, más allá del espacio-tiempo y la mecánica cuánticay los tropos de la física del siglo XX, para una nueva y espectacular vista del cosmos. En 2012, ganó el premio inaugural de Física Fundamental de $ 3 millones “por enfoques originales a problemas sobresalientes en física de partículas, incluida la propuesta de dimensiones extragrandes, nuevas teorías para el bosón de Higgs, nuevos logros de supersimetría, teorías de la materia oscura y la exploración de nuevas estructuras matemáticas «.
El «Universo Participativo»
La preocupación de Arkani-Hamed es el tema que intrigó a su predecesor, el gran físico cuántico estadounidense John Archibald Wheeler en las últimas décadas de su vida:
«¿Son la vida y la mente irrelevantes para la estructura del universo o son fundamentales para él?»
Wheeler originó la noción de un universo consciente “participativo”, un espacio en el que todos estamos insertados como co-creadores, reemplazando el universo aceptado “allá afuera”, que está separado de nosotros. Sugirió que la naturaleza de la realidad fue revelada por las extrañas leyes de la mecánica cuántica. Según la teoría cuántica, antes de realizar la observación, una partícula subatómica existe en varios estados, denominada superposición (o, como la llamó Wheeler, «dragón ahumado»). Una vez que se observa la partícula, se colapsa instantáneamente en un solo estado.
«Multiverso» de universos más allá de nuestro alcance
Notas de Arkani-Hamed:
“Un universo natural es, en principio, un universo cognoscible”, escribe Béatrice de Géa en Quanta. Pero si el universo no es natural y está bien ajustado para la vida, el resultado afortunado de una ruleta cósmica, entonces es lógico que exista un vasto y diverso “multiverso” de universos más allá de nuestro alcance: los productos sin vida, menos giros aleatorios. . Este multiverso hace que nuestro universo sea imposible de comprender completamente en sus propios términos «.
Increíblemente bien adaptado para la vida
Las partículas elementales conocidas, concluye Béatrice de Géa, codificadas en un conjunto de ecuaciones de 50 años llamado «Modelo estándar», carecen de un patrón sensible y parecen sorprendentemente ajustadas de modo que las vidas de Arkani-Hamed y otros físicos de partículas, guiadas por su creencia en la naturalidad, para pasar décadas inventando formas inteligentes de encajar el modelo estándar en un patrón más grande y natural, mientras que los colisionadores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones, no logró encontrar evidencias de sus propuestas en forma de supersimetría, nuevas partículas y fenómenos, «apuntando cada vez más a la oscura y radical perspectiva de que la naturalidad está muerta».
La ruina del espacio-tiempo
Hoy en día, muchos físicos se sienten atrapados, escribe Natalie Wolchover en la revista The New Yorker.y ven la necesidad de reformular las teorías de la física moderna en un nuevo lenguaje matemático.
Ella escribe:
“Tienen la corazonada de que necesitan trascender la noción de que los objetos se mueven e interactúan en el espacio y el tiempo. La teoría general de la relatividad de Einstein teje maravillosamente el espacio y el tiempo en un tejido de cuatro dimensiones, conocido como espacio-tiempo, y equipara la gravedad a las deformaciones de ese tejido. Pero la teoría de Einstein y el concepto de espacio-tiempo se rompen dentro de los agujeros negros y en el momento del Big Bang . Es decir, el espacio-tiempo puede ser la traducción de alguna otra descripción de la realidad que, aunque más abstracta o desconocida, puede tener mayor poder explicativo ”.
Desafía el espacio y el tiempo, como componentes fundamentales de la realidad.
En 2013, Nima Arkani-Hamed y Jaroslav Trnka descubrieron una reformulación de las amplitudes en expansión que no hace referencia ni al espacio ni al tiempo; en cambio, encontraron que las amplitudes de ciertas colisiones de partículas están codificadas en el volumen de un objeto geométrico similar a una joya, al que llaman «amplituedro», lo que simplifica drásticamente los cálculos de las interacciones de las partículas y desafía la noción de que el espacio y el tiempo son componentes fundamentales de la realidad.
El amplituedro, que conecta perfectamente imágenes del universo a gran y pequeña escala, podría ayudar eliminando dos principios de la física profundamente arraigados: localidad y unidad. «Ambos están programados de la manera habitual en que pensamos las cosas», dijo Arkani-Hamed. «Ambos son sospechosos.»
Este descubrimiento los llevó a explorar esta nueva formulación geométrica de amplitudes de dispersión de partículas, con la esperanza de que nos aleje de nuestra concepción cotidiana, limitada por el espacio-tiempo, hacia alguna estructura explicativa «más grandiosa» de la realidad.
La pregunta desconocida a la que el universo es la respuesta
Para Arkani-Hamed, las leyes de la naturaleza sugieren una concepción diferente de lo que es la física.
Él dice:
“No estamos construyendo una máquina que calcule las respuestas. En cambio, estamos descubriendo preguntas. Las leyes de cambio de forma de la naturaleza parecen ser la respuesta a una pregunta matemática desconocida.
El ascenso al décimo nivel del cielo intelectual sería si encontramos la pregunta a la que el universo es la respuesta, y la naturaleza de esa pregunta en sí misma explica por qué fue posible describirla de tantas formas diferentes.
Ahora parece que las respuestas nos rodean. Es la pregunta que desconocemos. «
