EL UNIVERSO ÚNICO / LEE SMOLIN

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La ciencia cuenta historias insuperables, historias que son teorías que intentan comprender el pasado, el presente y el futuro de la realidad. Algunas teorías devienen leyes otras no. Otras teorías ni siquiera se pueden falsar de acuerdo a los criterios de Karl Popper, es decir no se pueden probar experimentalmente sin embargo siendo muy poderosas matemáticamente no son del todo rechazadas y esperan que en algún momento cambie la forma de hacer ciencia, la epistemología

Hay una historia de universos múltiples que forman el todo, un todo que es el multiverso, un multiverso donde el tiempo no existe, donde el tiempo es una ilusión que emerge en el mundo macroscópico, un universo donde la leyes naturales son diferentes en cada universo.

Lee Smolin un gran físico teórico, nos cuenta una historia alternativa, la del Universo Único y el Tiempo Fundamental, para contar esa historia nos pasea por la física, la selección natural, la mecánica quántica, la biología, la cosmología, la teoría de las cuerdas, la filosofía, el mundo platónico de las matemáticas y un sinnúmero de teorías comprensibles y otras de complejidad inaudita, para decirnos que las leyes naturales evolucionan y que el universo es una sola y única historia ligada a un solo tiempo: el tiempo fundamental y nada más…

El sufrido lector, sin embargo, puede pasar mirando el paisaje que nos dibuja Smolin sin intentar saberlo todo, entonces experimentará la gran emoción que de seguro Smolin experimentó al escribir en Physics Wordl, que es de donde fue traducida , no sin sufrimiento y alegría…

Adelante pues y buena suerte, invito al lector a sumergirse en un mundo de maravillas, más extraordinario que aquellos del Señor de los Anillos y el Viaje a las Estrellas, los hipervínculos son de la traducción.

GRAZNIDO

-o-

Jun 2, 2009

El universo único

Muchas teorías cosmológicas no solo ven nuestro universo como uno de muchos sino que también pretenden que el tiempo no existe. Lee Smolin argumenta contra el multiverso sin tiempo o atemporal.

Hace tres décadas, hablar de otros universos no era visto como parte de la ciencia por la mayoría de los físicos. La mayoría de las investigaciones en física teórica y la cosmología concernían a características observables en nuestro universo y en la mayoría de las publicaciones y seminarios se hacía referencia a resultados experimentales. Sin embargo, desde entonces, ha habido un cambio gradual, durante el cual se empezó a aceptar trabajo en teorías que describen no sólo nuestro universo, sino que otros posibles universos, universos con menos o más dimensiones, o de universos con diferentes tipos de partículas y fuerzas. En los últimos años, hemos ido más lejos en las teorías de nuestro universo, ya que esos otros mundos pasaron de ser lógicamente posibles a hipotéticamente reales. Ahora es común escuchar sobre el multiverso – una cosmología cuántica que da por sentado que el universo visible que vemos a nuestro alrededor es sólo uno de uno de un vasto o número infinito de universos.

La suposición de un multiverso a menudo viene de la mano con una hipótesis metafísica sobre la naturaleza del tiempo. Se ha sostenido por muchos expertos en la cosmología cuántica que el tiempo no es un concepto fundamental, sino que uno de aproximación y de emergencia. Si esto es correcto, entonces nosotros experimentamos el tiempo en un universo sin tiempo por razones similares a por qué nosotros, que vivimos en un universo cuántico, experimentamos lo que obedece a la física clásica: estamos compuestos de un muy gran número de partículas fundamentales y son regularidades estadísticas periódicas emergentes las que determinan mucho de lo que experimentamos.

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Además, la combinación de la hipótesis multiverso y la hipótesis atemporal efectivamente nos da una meta-universo estático. Incluso si nuestro propio universo evoluciona en el tiempo, a un nivel más profundo es parte de un conjunto de universos sin tiempo, eterno.

Hay buenas razones para estas conclusiones, y como muchas otras en el campo de la cosmología cuántica que he explorado. Sin embargo, en los últimos años he llegado a creer que estas conclusiones están profundamente equivocadas. En colaboración con el filósofo brasileño Roberto Mangabeira Unger, hemos estado intentando comprender el origen de los problemas y desarrollar una noción alternativa de tiempo y de ley en la escala cosmológica. Nuestras razones para hacerlo se basan en parte en las preocupaciones acerca de si estas teorías son comprobables por las observaciones factibles, particularmente considerando los resultados actuales en los intentos de hacer realidad el enfoque atemporal y en parte en consideraciones filosóficas.

El problema del multiverso sin tiempo

En un mundo atemporal en el que nuestro universo es sólo uno de muchos universos igualmente reales, las leyes de la física deben ser muy diferentes de las que la mayoría de los físicos pueden haber jamás concebido. Esto se debe a que las leyes de la física ya no son determinables por lo que observamos en nuestro propio universo, ya que deben aplicarse a todo el vasto conjunto de universos. Una ley fundamental entonces no proscribe lo que sucede en nuestro universo; en lugar de eso da distribuciones de probabilidad para las propiedades del conjunto de universos

Para entender por qué, es útil distinguir entre la noción de una ley fundamental y una ley eficaz. Una ley fundamental se postula para ser valedera “meta universalmente” en base de los principios básicos o primeros y debe ser única. La teoría de las cuerdas, por ejemplo, es un intento de descubrir esas leyes fundamentales de la naturaleza. Las leyes eficaces, en el otro extremo, gobiernan experimentos en escalas que observamos directamente dentro de un universo, a pequeña escala como las probadas por el Gran Colisionador de Hadrones, y hasta las escalas como las probadas por observaciones del fondo cósmico de microondas. Sólo podemos observar las leyes eficaces, pero esperamos que sea posible obtener de ellas las leyes fundamentales – de otra manera estas últimas no tienen ninguna relación con lo que observamos. La cuestión es si la conexión indirecta proporciona suficiente terreno para la prueba experimental de las leyes fundamentales de manera que sean pertinentes para nuestra comprensión científica del mundo.

Lamentablemente, parece que si la teoría de las cuerdas, o una teoría similar, es verdadera, entonces la teoría fundamental en realidad no predice lo que las leyes efectivas de la naturaleza son. En lugar de ello, da lugar a un vasto paisaje de posibles leyes eficaces – un concepto que introduje en mi libro La vida del Cosmos (la palabra paisaje se entiende que evoca los paisajes adaptativos en biología). Debemos disponer entonces hipótesis de cómo la única ley eficaz que describe nuestro universo es elegida a partir de la vasta lista de posibilidades permitida por la teoría fundamental Esta es una de las principales motivaciones para especular acerca de multiversos.

Varias ideas han sido sugeridas para como seleccionar las leyes eficaces que se aplican a nuestro universo a partir del amplio conjunto de posibilidades. Una posibilidad, que se ha estudiado mucho, es que el conjunto de universos es poblado de leyes por un proceso efectivamente aleatorio. Un ejemplo de ello es la inflación eterna. En este escenario el proceso que produce el conjunto ocurre a energías tan altas que empantana cualquier proceso experimental al que tengamos acceso. El resultado es que un universo como el nuestro, poblado por estructuras que dependen de la física a escalas de energía mucho menor, es muy atípico en el conjunto de universos. Entonces uno tiene que depender del principio antrópico para seleccionar los pocos universos hospitalarios a la vida, que son muy raros en el conjunto real. No es de extrañar, dado que las características del conjunto pueden ser postuladas a voluntad y no están sujetas a pruebas experimentales, el resultado es que no podemos hacer predicciones precisas y sin ambigüedades sobre todo lo observable en nuestro propio universo.

Un enfoque alternativo, que da lugar a por lo menos unas pocas predicciones falsables, es la selección natural cosmológica, que presenté en 1992. Esta se basa en una hipótesis cosmológica que está construida para ser análoga a la biología de la población. Los universos nacen de “rebotes” en el interior de agujeros negros, que sustituyen sus singularidades, donde se ha hipotetizado que el tiempo ha de tener fin, con nuevos universos en expansión. Esto lleva a una predicción de que un universo típico es aquel donde los parámetros están sintonizados a fin de maximizar la producción de agujeros negros. Existe, en efecto, evidencia de que este es el caso de las leyes que rigen nuestro universo. Lo que es más importante, en esta teoría, es que nuestro universo se supone que es típico del conjunto, lo que conduce a varias predicciones genuinamente comprobables, todas las cuales se han llevado a cabo desde que se publicaron por primera vez, como la predicción de que el límite de masa superior estable de las estrellas de neutrones es alrededor de 1,6 masas solares.

El contraste entre estos dos tipos de teorías multiverso conduce a una pregunta: ¿por qué la teoría se basa en la selección natural predictiva – pero no en uno basada en la producción al azar de universos? Esto nos ayuda a entender por qué la realidad del tiempo es necesaria para explicar cómo las leyes de la física son elegidas.

Es evidente que un escenario en el que una población de universos evoluciona, en lugar de limitarse a ser una distribución aleatoria atemporal, se requiere una noción de tiempo que es real en un nivel por encima de los universos. Pero para entender por qué la imagen atemporal falla, tenemos que ir más profundo en los fundamentos de la teoría cuántica. Por ejemplo, sin tiempo, y sin el supuesto de que lo que existe es el único universo que observamos, es difícil dar sentido a las afirmaciones sobre la probabilidad relevante de lo que observamos en nuestro universo. Puesto que la mecánica cuántica es una teoría probabilística, tendremos problemas al tratar de extenderla a un ámbito donde la probabilidad no tiene sentido. Varios autores han tratado de abordar esta cuestión, proponiendo medidas ad hoc para deducir predicciones a partir de conjuntos de multiversos. Al menos hasta el momento, ninguna de ellos parece estar justificada por algo más que la necesidad de reproducir lo que observamos.

Una cuestión conexa es la recuperación del espacio y del tiempo clásicos, las cuales la relatividad general describe, como parte de una teoría efectiva. Estos aspectos deben ser aspectos emergentes de una teoría cuántica fundamental, como sucede con la noción clásica de una partícula que se encuentre en un lugar definido y que viaje en trayectorias definidas, es emergentes de la mecánica cuántica. Esto no es trivial porque las nociones de espacio-tiempo cuántico, que se plantean en las teorías cuánticas de la gravedad, son muy diferentes.

Hasta ahora, los enfoques de la gravedad cuántica que asumen que el espacio y el tiempo son emergentes fallan al reproducir el espacio-tiempo que conocemos. Por otra parte, dos enfoques que asumen que el tiempo es fundamental y no emergente tienen éxito, al menos en cierta medida, en la descripción de cómo el espacio-tiempo pueden emerger. El más desarrollado de éstos es la teoría de los símplices causales (causal dynamical triangulations; CDT), que ha obtenido resultados que indican la emergencia del espacio-tiempo clásico. Un intento más reciente, graphity cuántica quantum graphity, también da indicaciones preliminares de la aparición del espacio teniendo en cuenta la existencia de tiempo. Además, el tiempo fundamental es necesario para darle sentido de probabilidad y describir la evolución de las leyes efectivas, que se vincula a la cuestión anterior.

Estos resultados fueron la primera evidencia que me llevó a considerar la idea de lo que podría tener que ser una noción global del tiempo en cualquier enfoque totalmente coherente con la gravedad cuántica, que puede recuperar la relatividad general en una aproximación en la cual el universo es grande. Esta hipótesis se ve reforzada por los resultados recientes en gravedad unimodular (unimodular gravity), que varios autores han afirmado resuelve el problema de larga data de la constante cosmológica – algo que es necesario para que emerja un espacio-tiempo grande. Lo que es notable, como lo ha señalado los físicos Rafael Sorkin del Perimeter Institute for Theoretical Physics, William Unruh de la Universidad de Columbia Británica, Vancouver, y otros, es que este enfoque describe la evolución en tiempo global relacionado con el volumen de espacio-tiempo del pasado.

¿Qué es una ley cosmológica?

Para entender la diferencia entre los dos paradigmas, el del tiempo emergente frente al tiempo fundamental necesitamos apreciar cuanto de nuestra usual noción de ley física ha evolucionado históricamente a partir desde nuestra experiencia en las observaciones en laboratorio. En el laboratorio no hacemos, por definición, el estudio de todo el universo. Se estudia un pequeño subsistema del universo que, en cierta aproximación razonable, pueden considerarse como aislado (además de los instrumentos de medida que usamos para observar). Cuando hacemos esto, estamos estudiando la posibilidad de que podamos preparar un sistema cerrado una y otra vez, en diferentes momentos y en diferentes lugares, con los mismos elementos y diferentes configuraciones. Extraemos las leyes físicas de lo que es común en una amplia serie de experimentos, y estudiar lo que se convierten en diferentes cuando las condiciones iniciales son diferentes. Esto nos permite hacer una distinción entre las leyes y las condiciones iniciales. Las leyes son para ser invariantes, al menos en escalas de tiempo y el espacio más grande que las escalas pertenecientes a nuestros experimentos.

Esta situación es prácticamente la misma para la mayoría de las observaciones astronómicas. No podemos preparar las estrellas y galaxias en cualquier estado que queramos, pero podemos observar un gran número de ellas y podemos tratarlas como aisladas. Por lo tanto, en la astronomía, también tenemos una justificación para distinguir entre las leyes y condiciones iniciales

La separación de la explicación científica entre ley y condiciones iniciales conduce a uno de los más universales y poderosos conceptos de la física – la noción de espacio de configuración . Este es el espacio de todas las configuraciones posibles, o estados del sistema. En la física cuántica clásica suponemos que este espacio existe, a priori, y fuera del tiempo, y que puede ser estudiado independientemente de las leyes del movimiento. Estas leyes entonces, especifican las normas de la forma en que el punto que describe las condiciones iniciales en el espacio de configuración y como evoluciona en el tiempo. Llamamos a esto esquema Newtoniano para la explicación (Newtonian schema for explanation)

El esquema de Newton es la base para la afirmación de que el tiempo no es fundamental en la cosmología. Desde este punto de vista, el tiempo es visto simplemente como un parámetro de configuración de una trayectoria en el espacio, y no como una parte intrínseca de la ley física. El momento presente, el momento que experimentamos, no tiene cabida en esta descripción. El filósofo que no cree en el flujo de los puntos de tiempo en la trayectoria en la configuración espacial y dice que lo único que es real es que toda la historia del universo existe atemporalmente – cree en lo que en la relatividad general se llama la imagen del “universo bloque”. Muchos de los físicos y filósofos han caído por la tentación de creer en la imagen del “universo bloque”. Para ellos, nuestra experiencia del flujo del tiempo es sólo una ilusión.

Este argumento es erróneo por dos razones. En primer lugar, eso no demuestra que el tiempo no es fundamental. Cuando observamos el movimiento, grabamos una serie de mediciones de la posición de un sistema. Estos pueden ser un gráfico de la configuración del espacio, dando lugar a una curva que representa el registro del movimiento. Este gráfico es atemporal, porque es una representación de un registro del pasado del movimiento, el cual, por supuesto, ya no cambia. La correspondencia entre un objeto matemático, que es estático, y una serie de registros de observaciones, que también es estático. El hecho de que podemos hacer esta correspondencia entre un objeto matemático y un registro del pasado del movimiento no implica que la grabación de las observaciones del movimiento real es atemporal. Tampoco implica que detrás de la evolución en el tiempo real del mundo real, exista una completa correspondencia con un objeto matemático atemporal. Sostener aún más esta relación es pura fantasía metafísica, que no es algo que implica en la ciencia (ver “El cuarto principio: las matemáticas y el platonismo” más abajo).

Nuevos principios

La segunda falla para un tiempo no-fundamental es que no está nada claro que el esquema de Newton se aplique a escala del universo en su conjunto. En casi todos los trabajos de cosmología clásica y cuántica se da por supuesto que sí. Sin embargo, dadas las dificultades que enfrentan estos temas, creo que es más probable que la respuesta sea no.

Una de las razones para sospechar que el esquema de Newton no es aplicable a la cosmología es que el contexto experimental que da sentido a la separación de causas de leyes y condiciones iniciales es totalmente ausente. No hay ninguna posibilidad de preparar el universo en diferentes configuraciones iniciales, y no hay manera de determinar por observación las condiciones iniciales completas. Cualquier observador, al interior del universo, sólo puede ver una fracción de cualquier superficie de condición inicial. Así, la noción de condiciones iniciales es simplemente no realizable en cosmología. Si hay un solo universo, no hay razón para una separación en leyes y condiciones iniciales, ya que queremos una ley que acabe de explicar una historia de un universo.

Lo mismo es cierto para el espacio de configuración del cosmos. El universo pasa una vez, así que ¿cuál es el significado de todos los estados que existen en el espacio de estados, pero nunca realizados en la historia del universo? El concepto de “estado cuántico del universo” es una ficción, divorciados de todo lo que pueda ser medido o preparado en la práctica. Estas consideraciones sugieren que las nociones de espacio de configuración y espacio de estado corresponden a las mediciones y los preparativos que pueden ser operativamente concretados sólo en el caso de un pequeño subsistema del universo. Estos conceptos – o al menos su base operativa – nos fallan cuando tratamos de extenderlos a todo el universo.

La cuestión de tiempo también se ve diferente desde esta perspectiva. Tiempo en el esquema de Newton es un parámetro utilizado para etiquetar los puntos de una trayectoria que describe el sistema que evoluciona en el espacio de configuración. Cuando el sistema es pequeño y aislado, este parámetro se refiere al tiempo que se lee en un reloj en la pared del laboratorio del observador, no es una propiedad del sistema. Cuando tratamos de aplicar este concepto al universo en su conjunto, el parámetro de tiempo debe desaparecer. Algunos han intentado argumentar que esto significa que el tiempo no existe en una escala cósmica, pero esa es la conclusión equivocada. Lo que desaparece no es tiempo, sino que el reloj fuera del sistema – lo cual sería un objeto absurdo puesto que el sistema es el universo entero.

De hecho, puede ser que lo que marca el esquema newtoniano, ya que no tiene importancia operacional, es que nos lleva a tomar en serio la hipótesis multiverso. Si nuestra metodología científica sólo tiene sentido cuando se aplica a los subsistemas de un vasto universo, entonces se tiene la tentación de reaccionar, frente a los problemas que surgen cuando tratamos de ampliarlo, acríticamente afirmando que todo nuestro universo es en realidad un subsistema de un más vasto multiverso. Llegamos a hacer física como hemos sido formados para ella, pero esto es una trampa porque para ello debemos emplear estructuras que no tienen importancia operacional. Mejor es, en nuestra opinión, mirar el esquema de Newton como inaplicable a la cosmología, y buscar otro concepto de la ley que puede tener sentido cuando se aplica a todo nuestro, pero único, universo

Pero una vez que afirmamos que la distinción entre leyes y condiciones iniciales no tiene equivalente en el contexto cosmológico, esto hace discutible varios rompecabezas que la ampliación del paradigma newtoniano a la cosmología ha traído. ¿Cuál es el estado cuántico inicial del universo? ¿Cómo podemos interpretar esto? ¿Cómo podemos definir probabilidades en la cosmología cuántica? ¿Cómo hacemos física cuando el tiempo ha desaparecido?

La ley física en un universo único y tiempo-ligado

Renunciando al esquema de la cosmología newtoniana y prescindiendo de la noción de multiverso, ya no tenemos tampoco alguna razón para sospechar que el tiempo es una ilusión. Esto llevó a Unger y examinar las consecuencias de una filosofía natural basada en un conjunto diferente de principios.

1. Sólo hay un universo. No hay otros, ni hay nada isomorfo a él.

Esta lógica implica que no hay otros universos, ni copias de nuestro universo, ya sea dentro o fuera. Lo primero es imposible ya que un subsistema no puede modelar precisamente el sistema más amplio de que es parte, mientras que lo segundo es imposible porque el universo es, por definición, todo lo que hay. Este principio también excluye la noción de un objeto matemático isomórfico en todos los respectos a la historia del universo, una noción que es más metafísica que científica.

2. Todo lo que es real es real en un momento, lo cual es una sucesión de momentos. Cualquier cosa que es verdad es verdad del momento presente.

Esto dice que no sólo es el tiempo real, pero también que todo lo que es real se sitúa en el tiempo. Nada existe atemporalmente.

3. Todo lo que es real en un momento es un proceso de cambio que conduce a los momentos siguientes o futuros. Cualquier cosa que es cierta es entonces una característica de un proceso en este proceso que causa o que implica momentos futuros.

El tercer principio incorpora la noción de que el tiempo es un aspecto de las relaciones de causalidad. Una razón para afirmarlo es que algo que sólo exista en un momento, sin que cause o que implique un aspecto de la situación en un momento futuro, dejaría de existir en el momento siguiente. Las cosas que persisten deben ser consideradas como procesos que conducen al proceso recién cambiado. Un átomo en un momento es un proceso que conduce a un átomo diferente o uno cambiado en el momento siguiente.

Este marco alternativo metafísico tiene implicaciones para la naturaleza de la ley física. Ya que nada es cierto o real fuera de tiempo, no hay posibilidad de hablar de leyes eternas. Las leyes son regularidades que descubrimos valederas para muy largos períodos de tiempo, pero no hay ninguna razón para que las leyes sean de hecho verdaderamente atemporales, no hay manera de dar sentido a esa idea. Esto abre la puerta a la posibilidad de que las leyes evolucionan en el tiempo, que es una idea que está sobre la mesa desde que el gran lógico estadounidense Charles Sanders Peirce escribió en 1891 que “Suponer leyes universales de la naturaleza susceptibles de ser aprehendidas por la mente y, sin embargo, que no tienen razón de sus formas especiales, pero que existen inexplicables e irracionales, no es una posición justificable. Las uniformidades son precisamente el tipo de hechos que deben tenerse en cuenta. La ley es por excelencia lo que requiere una razón. Ahora la única manera posible de rendir cuentas de las leyes de la naturaleza, y la uniformidad en general, es de suponerlas resultantes de la evolución. “

Desde este punto de vista, la noción de trascender nuestras experiencias limitadas en el tiempo a fin de descubrir las verdades que son valederas atemporalmente es una fantasía irrealizable. Cuando la ciencia tiene éxito, no hacemos nada por el estilo, lo que los físicos realmente hacen es descubrir las leyes que tienen en el universo que experimentamos dentro del tiempo. Esto, yo reivindicaría, debería ser suficiente, cualquier cosa más allá es más un afán de trascendencia religiosa que ciencia

Entonces, ¿qué es la física, sin una separación neta entre las leyes y condiciones iniciales y, por tanto, sin la noción de que hay un espacio de configuraciones que existe atemporalmente? No sabemos la respuesta completa a esta, pero tenemos unas pocas observaciones.

En primer lugar, renunciando al esquema de la cosmología newtoniana tenemos mucho menos razón para considerar nuestro universo como uno de los muchos otros universos reales. Verdaderamente, también podemos ser capaces de renunciar a la idea de un gran número de otros universos posibles, que de alguna manera nunca se realiza. Podemos imaginar en su lugar en una noción de ley que se aplica únicamente al universo único que existe realmente. Asimismo, ya no hay ningún motivo para sospechar que el tiempo es una ilusión porque, como se ha señalado anteriormente, los principales argumentos de la física para un tiempo que es emergente y no fundamental proceden de la mala aplicación del esquema newtoniano esquema al universo en su conjunto.

A medida que intentamos entender aquellos principios, queremos una noción de ley que no pueda ser aplicada a un universo imaginado dentro un multiverso, y que no se pueda imaginar suspendido por una espera atemporal para iniciar un universo que se pueda gobernar. Dado que el universo sólo ocurre una vez, tenemos que tratar de imaginar un nuevo tipo de ley que se aplica sólo que una vez. Una ley de este tipo no necesita – y no debería- tener ningún sentido que existiese fuera del tiempo. Tampoco puede ser concebida como aparte del universo que describe. Podría verdaderamente ser una ley que evoluciona en el tiempo, esto es, una ley donde la distinción entre una narración unitemporal de la historia del universo único y la declaración de principios que rigen es lo que la historia deja.

Si el paradigma del multiverso atemporal ahora ascendiente es correcto, entonces nos estamos acercando al final de un proceso que elimina la realidad del tiempo o lo sustituye por una especie de sombría “existencia” dentro de un mundo eterno congelado que consta de un gran número de posibilidades. Si, por otra parte, los principios que Unger y yo proponemos están más cerca de la verdad, entonces estamos en el comienzo de una nueva aventura en la ciencia en que tenemos que re concebir la noción de ley para aplicar a un universo único que sólo sucede una vez. En cualquier caso, acabaremos por concebir nuestro universo en términos muy diferentes y menos familiares que antes.

Pero, ¿realmente imaginamos que completar la revolución iniciada por Einstein sería posible sin tener que desechar algunas de nuestras confortables creencias en favor de ideas perturbadoras y casi inconcebibles? Llegados a este nivel hacemos ciencia no para nosotros mismos, sino para las futuras generaciones que vivirán cómodamente en mundos conceptuales a los que sólo podemos apuntar aproximadamente.

De un vistazo: Contra el multiverso atemporal.

• Muchos de los cosmólogos creen que hoy vivimos en un multiverso atemporal – un universo donde el nuestro es sólo uno de un conjunto de universos, y donde el tiempo no existe • El multiverso atemporal, sin embargo, presenta un montón de problemas. Nuestras leyes de la física ya no se pueden determinar a partir de la experimentación y no está claro cual es la conexión entre las leyes fundamentales y eficaces

• Por otra parte, las teorías que no postulan que el tiempo sea una propiedad fundamental fallan al reproducir el espacio-tiempo con el que estamos familiarizados • Muchos de estos rompecabezas se pueden evitar si adoptamos un conjunto de principios que postulen que sólo hay un universo y que el tiempo es una propiedad fundamental de la naturaleza. Este escenario también se abre el camino a la posibilidad de que las leyes de la física evolucionan en el tiempo.

El cuarto principio: Matemáticas y Platonismo

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Los creyentes en la verdad eterna a menudo apuntan a las matemáticas como un modelo de un reino de verdades atemporales. Lo que se denomina la visión platónica de la matemáticas sostiene que los objetos matemáticos (las cosas a las que los teoremas de las matemáticas se refieren, como los números, las esferas, planos, curvas, etc) existen en un reino eterno de la realidad. Los matemáticos exploran este campo con sus mentes y descubren las verdades que existen fuera del tiempo, del mismo modo que descubrimos las leyes de la física mediante experimentos. Pero las matemáticas no sólo son auto-consistentes, sino que también desempeñan un papel central en la formulación de leyes de la física fundamental, al que el premio Nobel de física Eugene Wigner una vez denominó “el irrazonable éxito de las matemáticas en la física”.

Una manera de explicar este éxito dentro del paradigma metafísico dominante del multiverso atemporal es suponer que la realidad física es matemática, es decir, que son criaturas en el reino eterno platónico. El cosmólogo Max Tegmark llama a esto la hipótesis del universo matemático. Una aproximación un poco menos provocativa consiste en afirmar que, puesto que las leyes de la física se puede representar matemáticamente, no sólo es su verdad esencial fuera de tiempo, sino que hay en el reino platónico un objeto matemático, una solución a las ecuaciones de la teoría final, que es “isomórfica” en todos los aspectos de la historia del universo. Es decir, cualquier verdad acerca del universo puede ser mapeada en un teorema acerca del objeto matemático correspondiente.

Si nada existe o es verdad fuera de tiempo, entonces esto está todo mal. Sin embargo, si la matemática no es la descripción de un reino eterno de la realidad, ¿qué es? ¿Acerca de que son los teoremas de las matemáticas si los números, fórmulas y curvas no existen fuera de nuestro mundo?. Esto conduce a Unger y a mí una nueva visión sobre las matemáticas que se pueden resumir en un cuarto principio.

4. La matemática se deriva de la experiencia como una generalización de las regularidades observadas cuando el tiempo y la particularidad se eliminan

Considere la posibilidad de un juego, por ejemplo ajedrez. Fue inventado en un momento determinado, ante el cual no hay ninguna razón para hablar de cualquier verdad del ajedrez. Pero una vez que el juego fue inventado, una larga lista de hechos se convirtió en demostrable. Estos son demostrables a partir de las reglas, y pueden ser llamados con razón, los teoremas del ajedrez. Estos hechos son objetivos, en el que cualquiera de dos mentes razonando lógicamente a partir de las mismas reglas llegan a las mismas conclusiones acerca de si un teorema conjetura es cierto o no.

Ahora un platónico diría que el ajedrez siempre existió atemporalmente en un espacio infinito de juegos describibles matemáticamente. No conseguimos nada por creer eso, con excepción de una emoción de hacer algo elevado. Por otra parte, es evidente que mucho se pierde, por ejemplo, tenemos que explicar cómo es que los seres finitos incrustados en el tiempo pueden obtener conocimientos acerca de este reino atemporal.

Nos parece mucho más sencillo pensar que en el momento en que el juego se inventó un gran conjunto de hechos se convirtieron en hechos objetivamente demostrables, como consecuencia de la invención del juego.

No tenemos necesidad de pensar en ellos como verdades eternamente existentes, que son de repente descubribles, en cambio, podemos decir que son hechos objetivos que son evocados en existencia por la invención del juego de ajedrez.

Nuestra visión es que la mayor parte de las matemáticas pueden ser tratadas de la misma manera, incluso si los temas de la matemática como números y la geometría se inspiran en la mayoría de nuestras observaciones fundamentales de la naturaleza. Las matemáticas no son menos objetivas, útiles o válidas por ser evocadas por y dependiente de descubrimientos de mentes vivientes en el proceso que explora el único, tiempo-ligado universo.

Más acerca: Contra el multiverso atemporal

R Bousso, B Freivogel and I-S Yang 2008 Boltzmann babies in the proper time measure Phys. Rev. D 77 103514
R Loll 2008 The emergence of spacetime or quantum gravity on your desktop Class. Quantum Grav. 25 114006
F Markopoulou 2008 Space does not exist, so time can
www.fqxi.org/community/essay/winners/2008.1
L Smolin 2000 The present moment in quantum cosmology: challenges to the arguments for the elimination of time
Time and the Instant (ed) R Durie (Manchester, Clinamen Press)
L Smolin 2006 The status of cosmological natural selection arXiv:hep-th/0612185
R M Unger 2007 The Self Awakened: Pragmatism Unbound (Harvard University

Acerca del autor

Lee Smolin es miembro fundador y físico investigador en el Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo, Canadá.

TRADUCIDO DE: Physics Wordl

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NOTICIAS DESDE EL ESPACIO:

Hallan un compuesto básico para la vida en un cometa (Diario El Mundo/ España/ 18/08/2009)

http://www.elmundo.es/elmundo/2009/08/18/ciencia/1250592342.html.

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3 Respuestas a “EL UNIVERSO ÚNICO / LEE SMOLIN

  1. Santiago Hernandez

    Si las leyes son inmutables, entonces no pueden evolucionar en el tiempo.

    Obviamente, en toda realidad, lo inmutable es ley. De otra manera no sería describible y predecible en el tiempo. Hay dos tipos de geometrías: La de lo estático e inerte y la del movimiento. La última de estas dos sería la primera sin el tiempo. Y lógicamente, el tiempo es imposible sustraerlo de la realidad, porque esta es dinámica: aunque esté regida por lo inmutable ( Las leyes).

    La lógica da la posibilidad de estructurar discursos bien estructurados de lo percibido e imaginado como realidad. Este discurso asumirá un solo valor objetivo, de sus dos posibles, en correspondencia, positiva, con la experiencia, con independientemente del marco refencial.

  2. Estimado Santiago

    Muchas gracias por participar.

    Justamente lo que propone LS es abrirse a que las leyes evolucionan y que serían inmmutables pero en un gran lapso de tiempo, así lo entiendo, una selección natural de leyes… naturales, lo que se sumaría a la perpectiva de seleccion natural en biología y de las reglas morales de acuerdo a Von Hayek.

    Esto según entiendo es porque al realidad misma del universo desde el comienzo a nustro tiempo ha cambaido radicalmente desde la pura energía hasta la materia y la complejidad al menos en nuestro rincon.

    Este cambió haría pensar que si el ambiente ha camv baido las leyes naturales han cambiado.

    Hay que hacer notar que en comienzo nuestros modelos sean estos cuanticos o relativistas o clasicos sencillamente no funcionan.

    Ciertamente por otra parte entre mecanica cuantica y mundo macroscopico las leyes parecen emerger, entre la simplicida y los complejos otras leyes parecen emergen así el universo parciera ascender en escalas donde emergen leyes diferentes y hasta contradictorias.

    Emergencia es la palabra, y claro entonces el tiempo ante tamaña complejidad se supone emergente, es lo que refuta LS.

    Por su puesto digo todo lo anterior con extrema humildad.

    Un gran abrazo y gracias otra vez.

  3. Si existiera un universo atemporal, el universo no podría evolucionar, pues, si el tiempo no existiera, no habría movimiento de la materia. Entonces podemos decir, que el tiempo es en la dirección de cuantización en que se desplaza la materia.
    Si no existiera el movimiento, las realidades existentes o constituyentes universales locales y globales serían inmutables.
    Por lo tanto, no habría transformación, cambio de estado de la materia.
    Ahora bien, de existir leyes eficaces y leyes fundamentales de la naturaleza, como adelanta Lee Smolin, deberá existir una ley esencial, ligada al tiempo.
    Pues la selección natural parte del punto de un observador esencial, pudiendo seleccionar en el proceso aleatorio, dentro de la condición favorable, una posibilidad a seleccionar entre una ley eficaz u otra ley fundamental. Entonces esa posibilidad se da en fases, continuas y discretas, para entender lo concreto, lo que emerge no es l tiempo en sí, sino, la nueva realidad material, donde comienza el conteo del nuevo tiempo, para esa nueva realidad emergida. Producto de la reducción y del encuentro de carácter aleatorio gravitacional de la geodésica por el camino corto, reducido, digo, de 2 realidades a una fusionada o dispersa en una geometría de punto cero y tiempo cero para esa realidad emergida.
    Si existiera un flujo del tiempo, como ilusión al medir el movimiento, quiere decir que existe una relación áurea, de medida, entre media razón y otra razón extrema, por lo tanto si ha estas 2 ultimas razones le sumamos, la falsa razón (ilusión) medida antedicha mas arriba, falta la razón verdadera, estaríamos ante la presencia de 4 dimensiones. 3 espaciales + 1 temporal.
    HRB, Héctor Almagro, Buenos Aires, Argentina

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