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Resumen
Un multiverso es un conjunto hipotético de universos posibles finitos o infinitos que juntos pueden comprender cualquier cosa, desde una colección comparativamente simple de continuos de espacio-tiempo universales paralelos de 4 dimensiones, hasta la estructura multiversal de 11 dimensiones que se supone que es nuestra realidad en algunas teorías, o a veces incluso niveles más altos de realidad.
Esto incluye la totalidad del espacio y el tiempo dentro de un cierto continuo, así como las leyes y constantes físicas que los describen.
Hay una gran distinción entre los personajes que simplemente pueden destruir o crear colecciones simples de universos y los que pueden destruir o crear estructuras más complejas de dimensiones superiores.
Teorías de Dimensiones Superiores
En física, la teoría de cuerdas es un marco teórico en el que las partículas puntuales de la física de partículas se reemplazan por objetos unidimensionales llamados cuerdas. La teoría de cuerdas describe cómo estas cuerdas se propagan a través del espacio e interactúan entre sí. En escalas de distancia mayores que la escala de la cuerda, una cuerda parece una partícula ordinaria, con su masa, carga y otras propiedades determinadas por el estado vibratorio de la cuerda. En la teoría de cuerdas, uno de los muchos estados vibratorios de la cuerda corresponde al gravitón, una partícula mecánica cuántica que transporta la fuerza gravitatoria. Así, la teoría de cuerdas es una teoría de la gravedad cuántica.
En la vida cotidiana, existen tres dimensiones familiares (3D) del espacio: alto, ancho y largo. La teoría general de la relatividad de Einstein trata el tiempo como una dimensión a la par de las tres dimensiones espaciales; en la relatividad general, el espacio y el tiempo no se modelan como entidades separadas, sino que se unifican en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones (4D). En este marco, el fenómeno de la gravedad es visto como una consecuencia de la geometría del espacio-tiempo.
A pesar del hecho de que el Universo está bien descrito por el espacio-tiempo 4D, hay varias razones por las que los físicos consideran teorías en otras dimensiones. En algunos casos, al modelar el espacio-tiempo en un número diferente de dimensiones, una teoría se vuelve más manejable matemáticamente y uno puede realizar cálculos y obtener conocimientos generales más fácilmente. También hay situaciones en las que las teorías en dos o tres dimensiones del espacio-tiempo son útiles para describir fenómenos en la física de la materia condensada. Finalmente, existen escenarios en los que en realidad podría haber más de 4D de espacio-tiempo que, sin embargo, han logrado escapar a la detección.
Una característica notable de las teorías de cuerdas es que estas teorías requieren dimensiones adicionales de espacio-tiempo para su consistencia matemática. En la teoría de cuerdas bosónica, el espacio-tiempo tiene 26 dimensiones, mientras que en la teoría de supercuerdas tiene 10 dimensiones y en la teoría M tiene 11 dimensiones. Para describir fenómenos físicos reales utilizando la teoría de cuerdas, uno debe imaginar escenarios en los que estas dimensiones adicionales no se observarían en los experimentos.
Para comprender mejor esto, lea aquí y aquí.
Clasificaciones de Max Tegmark
El cosmólogo Max Tegmark ha proporcionado una taxonomía de universos más allá del familiar universo observable. Los cuatro niveles de la clasificación de Tegmark están organizados de tal manera que los niveles subsiguientes pueden entenderse para abarcar y ampliar los niveles anteriores. Se describen brevemente a continuación.
Multiverso de Nivel I: Extensión de nuestro universo
Una predicción genérica de la inflación cósmica es un universo ergódico infinito, el cual, por su infinitud, debe contener volúmenes de Hubble que contemplen todas las condiciones iniciales.
Un universo infinito debería englobar un número infinito de volúmenes de Hubble, todos ellos con leyes y constantes físicas iguales a las nuestras. Sin embargo, casi todos ellos serán diferentes de nuestro volumen de Hubble en cuanto a configuraciones tales como la distribución de la materia en el volumen. Según las teorías actuales, algunos procesos ocurridos tras el Big Bang repartieron la materia con cierto grado de aleatoriedad, dando lugar a todas las distintas configuraciones cuya probabilidad es distinta de cero. Nuestro universo, con una distribución casi uniforme de materia y fluctuaciones iniciales de densidad de 1/100.000, podría ser un representante típico.
Siendo infinito el número de tales volúmenes, algunos de ellos son muy similares e incluso iguales al nuestro. Así, más allá de nuestro horizonte cosmológico, existirá un volumen de Hubble idéntico al nuestro.
Tegmark estima que un volumen exactamente igual al nuestro estaría situado aproximadamente a una distancia de 10(10115)
Brian R. Greene denominó a este megauniverso infinito o semi-infinito constituido por innumerables universos o burbujas-Hubble como Multiverso mosaico.
Multiverso de Nivel II: Universos con diferentes constantes físicas
En la teoría de la inflación caótica eterna, una variante de la teoría de inflación cósmica, el multiverso en conjunto se estira y continuará haciéndolo para siempre; sin embargo, algunas regiones del espacio dejan de dilatarse, formándose burbujas diferenciadas, semejantes a las bolsas de gas que se forman en un pan que se está cociendo. Tales burbujas son universos embrionarios de Nivel I de tamaño infinito llenos de materia depositada por la energía del campo que provocó la inflación; Linde y Vanchurin han calculado que el número total de estas puede ser de 10(1010.000.000)
La distancia que nos separa de la burbuja más cercana es «infinita», en el sentido de que no se puede llegar a ella ni aun viajando a la velocidad de la luz; el espacio existente entre nuestra burbuja y las burbujas circundantes se expande más deprisa de lo que se puede viajar a través de él. Sin embargo, se ha propuesto que universos adyacentes al nuestro podrían dejar una huella observable en la radiación de fondo de microondas, lo cual abriría la posibilidad de probar experimentalmente esta teoría.
A diferencia del multiverso de Nivel I, en el multiverso de Nivel II las distintas burbujas (universos) varían no solo en sus condiciones iniciales sino en aspectos tan relevantes como las dimensiones del espacio-tiempo, las cualidades de las partículas elementales y los valores que toman las constantes físicas. Las diversas burbujas pueden experimentar diferentes rupturas espontáneas de la simetría, lo que se traduce en universos de propiedades dispares.
En este sentido, cabe señalar que la teoría de cuerdas sugiere que en nuestro universo alguna vez coexistieron nueve dimensiones espaciales semejantes; sin embargo, en un momento dado, tres de ellas participaron en la expansión cósmica, siendo estas las que reconocemos actualmente. Las otras seis no son observables, bien por su tamaño microscópico, o bien porque toda la materia está confinada en una superficie tridimensional denominada brana dentro de un espacio de más dimensiones. Se piensa que la simetría original entre dimensiones se rompió, pudiendo otras burbujas (otros universos) haber experimentado rupturas de simetría distintas.
Otra manera de llegar a un multiverso de Nivel II es a través de un ciclo de nacimiento y muerte de universos. Esta idea, propuesta por Richard Tolman en la década de 1930, implica la existencia de una segunda «brana» tridimensional paralela desplazada a una dimensión superior. En este sentido, no cabe hablar de un universo separado del nuestro, ya que ambos universos interaccionarían entre sí.
Este nivel también incluye la teoría del universo oscilante de Hannah Wheeler así como la teoría de universos fecundos de Lee Smolin.
De acuerdo a la terminología de Brian R. Greene, en este metaverso se incluirían los siguientes tipos de multiverso: Multiverso inflacionario, Multiverso cíclico, Multiverso autorreproductor, Multiverso brana, Multiverso paisaje y Multiverso holográfico.
Multiverso de Nivel III: Interpretación de Múltiples Mundos de la Mecánica Cuántica
La teoría de universos múltiples de Hugh Everett (IMM) es una de las varias interpretaciones dominantes en la mecánica cuántica. Brian R. Greene denominó a este multiverso como Multiverso cuántico. La mecánica cuántica afirma que ciertas observaciones no pueden ser predichas de forma absoluta; en cambio, hay una variedad de posibles observaciones, cada una de ellas con una probabilidad diferente. Según la IMM, cada una de estas observaciones posibles equivale a un universo diferente; los procesos aleatorios cuánticos provocan la ramificación del universo en múltiples copias, una para cada posible universo. Esta interpretación concibe un enorme número de universos paralelos; dichos universos se encuentran «en otra parte» distinta del espacio ordinario. No obstante, estos «mundos paralelos» hacen notar su presencia en ciertos experimentos de laboratorio tales como la interferencia de ondas y los de computación cuántica. Supongamos que lanzamos un dado y se obtiene un resultado al azar; la mecánica cuántica determina que salen todos los valores a la vez, pudiéndose decir que todos los valores posibles aparecen en los diferentes universos. Nosotros, al estar situados en uno de estos universos, solo podemos percibir una fracción de la realidad cuántica completa.
Tegmark sostiene que, para un volumen de Hubble, un multiverso del Nivel III no contiene más posibilidades que un multiverso de Nivel I-II. Esto significa que todos los mundos diferentes con las mismas constantes físicas creados por ramificaciones en un multiverso de Nivel III pueden ser encontrados en algún volumen de Hubble en un multiverso de Nivel I. En adición, según Yasunori Nomura, Raphael Bousso, y Leonard Susskind, el espacio-tiempo global que aparece en el multiverso inflacionario es un concepto redundante, y los multiversos de Nivel I, II y III son, de hecho, la misma cosa. Esta hipótesis se conoce como "Multiverse = Quantum Many Worlds".
Por otra parte, una consecuencia interesante de un multiverso de Nivel III es cómo afecta este a la naturaleza del tiempo. Mientras que tradicionalmente se considera que el tiempo es una manera de describir los cambios, la existencia de mundos paralelos que abarcan todas las posibles configuraciones de la materia, permite redefinir el tiempo como una manera de secuenciar estos diversos universos. Los universos en sí son estáticos, siendo el cambio una mera ilusión.
La interpretación de historias múltiples de Richard Feynman y la interpretación de muchas mentes de H. Dieter Zeh están relacionadas con la idea de «muchos mundos».
Multiverso de Nivel IV: Conjunto definitivo
El multiverso de Nivel IV considera que todas las estructuras matemáticas también existen físicamente. Esta hipótesis puede vincularse a una forma radical de platonismo que afirma que las estructuras matemáticas del mundo de las ideas de Platón tienen su correspondencia en el mundo físico. Considerando que nuestro universo es en sí matemático, cabe preguntarse por qué solo ha de existir una única estructura matemática para describir un universo. En consecuencia, este nivel postula la existencia de todos los universos que pueden ser definidos por estructuras matemáticas. Residiendo fuera del espacio y del tiempo, la mayoría de ellos se encuentran vacíos de observadores. De esta manera, mientras en los multiversos de Nivel I, Nivel II y Nivel III las condicionales iniciales y constantes físicas varían permaneciendo invariables las leyes fundamentales, en el multiverso de Nivel IV estas últimas también cambian.
De acuerdo a Tegmark, "las matemáticas abstractas son tan generales que cualquier teoría del todo que pueda ser definida en términos puramente formales, también es una estructura matemática". Argumenta que "cualquier universo imaginable puede ser descrito en el Nivel IV, cerrando la jerarquía de multiversos, por lo que no puede haber un multiverso de Nivel V".
De acuerdo a la terminología de Brian R. Greene, en este omniverso se incluirían los siguientes tipos de multiverso: El Multiverso final o Multiverso matemático, y el Multiverso simulado.
| “ | Las matemáticas abstractas son tan generales que cualquier Teoría del Todo (TOE) que sea definible en términos puramente formales (independientemente de la vaga terminología humana) también es una estructura matemática. Por ejemplo, un TOE que involucra un conjunto de diferentes tipos de entidades (denotadas por palabras, digamos) y relaciones entre ellas (denotadas por palabras adicionales) no es más que lo que los matemáticos llaman un modelo teórico de conjuntos, y generalmente se puede encontrar un sistema formal que es un modelo de. | „ |
| ~ Max Tegmark |
Argumenta que esto "implica que cualquier teoría concebible de universos paralelos puede describirse en el Nivel IV' y 'subsume todos los demás conjuntos, por lo tanto cierra la jerarquía de multiversos, y no puede haber, digamos, un Nivel V".
Jürgen Schmidhuber, sin embargo, dice que el conjunto de estructuras matemáticas ni siquiera está bien definido y que solo admite representaciones del universo descriptibles por matemáticas constructivas, es decir, programas de computadora.
Schmidhuber incluye explícitamente representaciones del universo descriptibles por programas que no se detienen, cuyos bits de salida convergen después de un tiempo finito, aunque el tiempo de convergencia en sí mismo puede no ser predecible por un programa que se detiene, debido a la indecidibilidad del problema de la detención. También analiza explícitamente el conjunto más restringido de universos rápidamente computables.
Hyperverso
Un Hyperverso es un término que decidimos usar para una realidad de un orden dimensional más alto que un multiverso de 11 dimensiones.
El término "Hyperverso" proviene de dos palabras: "Hiper", que se usa en matemáticas para designar un espacio de dimensión superior y algo extremo, por encima o más allá del nivel habitual, y "verso" como abreviatura de "universo". Por lo tanto, pretende ser una descripción de una existencia superior más allá de la realidad convencional.
Outerverso
Usamos el término Outerverse para personajes, objetos y estructuras que están fuera y más allá del concepto de dimensiones por completo.
El término "Outerverso" proviene de dos palabras: "Outer", inglés para "externo" o "exterior", y "verso" como abreviatura de "universo". Por lo tanto, pretende ser una descripción de una existencia más allá de cualquier realidad existente y fuera de los conceptos que forman la totalidad.
Megaverso
Un Megaverse es un término acuñado por los manuales de Marvel Comics para describir una colección de multiversos. Dado que esto podría significar cualquier cosa, desde una colección de multiversos simples (Lo que básicamente significaría un número mayor e indefinido de universos regulares de 4 dimensiones), hasta una colección de multiversos complejos de 11 dimensiones, y así sucesivamente, no usamos este término de ninguna manera.
Omniverso
La definición de Omniverso varía mucho según la fuente. Tampoco usamos más este término.
En esta wiki, no usamos el término siendo que ninguna fuente parece estar de acuerdo en qué es.
- El manual de Marvel lo define como toda la ficción y la realidad combinadas. Si esta es la definición, entonces ningún personaje ficticio puede lógicamente llegar tan alto, ya que cada entidad ficticia supuestamente "omnipotente" solo tiene influencia sobre su propia continuidad ficticia. Su alcance termina con los derechos de autor de la franquicia, y ciertamente no tienen ninguna influencia sobre nuestra realidad fuera de la ficción.
- Otras definiciones de omniverso incluyen el dado en la serie Quasar de Mark Gruenwald, como una colección infinita de multiversos. Dado que Mark fue probablemente el que vino originalmente arriba con el término "omniverso" en primer lugar, esta también es ciertamente una definición muy relevante. La serie New Exiles de Chris Claremont probablemente también sigue esta definición. Como una contradicción adicional, el manual de Marvel aparentemente también adoptó esta versión de la definición en ocasiones. En los cómics del escritor Al Ewing, Kevin Brashear, y más tarde el grupo de superhéroes Ultimates viaja fuera del Omniverso, y parece ser utilizado como sinónimo del multiverso normal, por lo que Marvel actualmente no trata el concepto como un absoluto.
- Además, el diccionario Merriam-Webster define un omniverso como un universo espaciotemporalmente de cuatro dimensiones, y Wiktionary lo define como una colección de universos.
La alternativa #1 significa que un omniverso es un término demasiado grande, mientras que las otras opciones significan que es demasiado pequeño.
Nota: Cuando el término "omniverso" se usa como declaración, generalmente se referirá a todo en la cosmología del verso. Esto se debe a que el significado de la raíz del prefijo "omni" significa todo. Sin embargo, debería ser bastante obvio que no establece la cosmología en un tamaño específico. Incluso entonces, hay ejemplos en los que este no es el caso. Es preferible evitar el uso del término en general a menos que el verso en cuestión use el término para describir su cosmología.