¿En cuantos universos diferentes puede haber vida?

La pregunta parece ser algo estúpida de primera intención. Antes se definía el "universo" como "todo lo que existe". Por lo tanto la idea de otros "universos" no era ni contemplada ni hacía sentido. Pero es muy difícil establecer conclusiones racionales sobre todo lo que existe. En la ciencia moderna se habla solo de lo que se puede deducir mediante observaciones y data empírica. Por eso muchos físicos fundamentales decidimos que en cosmología más vale ser humilde, y hablar solo de lo que vemos o podemos inferir lógicamente de lo que vemos. Así que definimos el universo como todo lo que concebiblemente esté a nuestro alcance y pudiésemos ver, (aunque puede ser que ahora mismo no lo hayamos visto todavía).

Como nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz, no hay nada que podamos ver que esté a una mayor distancia de 13.7 billones de años-luz. Porque todo lo que vemos comenzó en una explosión hace 13.7 billones de años. Así que no ha habido suficiente tiempo desde que comenzó todo para que si existe algo más lejos lo podamos ver. Y si no lo podemos ver nunca no debiéramos hablar de ello como si existiese. Pero hay la posibilidad de que puedan existir otras cosas que nunca podremos ver. Por eso surge la idea moderna de que puede haber otros "universos" además del nuestro, (que aún no conocemos bien, pues parece haber muchísimas cosas que tampoco hemos visto dentro de este universo que habitamos aunque estén a nuestro alcance. Pero al menos esas tenemos una buena oportunidad de verlas en un futuro con la tecnología adecuada. Las que estén en otros universos son imposibles de ver, no importa lo que hagamos o inventemos).

Para un físico realista a la Mach la idea de otros universos que nunca podremos ver es pura metafísica. Por lo tanto aunque se pueden concebir, no se puede decir nada de esos otros universos y se acabó la historia. No se deben ni de mencionar más. Pero el problema es que hay muchos misterios e inconsistencias en las teorías actuales que tenemos para explicar el universo que vemos. Muchos de esos misterios se resolverían nítidamente en teorías unificadoras de la Mecánica Cuántica y la Relatividad que postulan otros universos y otras dimensiones. Esto no prueba que existen esos otros universos, pero hace a la idea una más atractiva y aceptable. Al menos entre la mayoría de los cosmólogos y teóricos de gravedad cuántica. Todos aceptamos que técnicamente hablar de "otros universos" es una especulación sin prueba alguna, pero es una especulación que si funciona como esperamos puede resolver muchos problemas en las explicaciones del universo que sí podemos ver ahora.

Habiendo justificado lógicamente el concepto de un "multiverso" donde coexisten muchos universos diferentes en el cual el nuestro es solo un miembro particular de un grupo más grande, nos viene la pregunta de ¿cuán diferentes al nuestro pueden ser esos otros universos?

La pregunta también parece algo estúpida al principio. Si nunca podremos ver esos otros universos, ¿cómo vamos a contestar esta pregunta? ¿Qué posible sentido puede tener el querer comparar cosas que no se pueden comparar? Pero si uno mira las teorías de la física moderna podrá comprender mejor el significado numérico y preciso de "comparar" un universo hipotético que a lo mejor existe con el universo que podemos ver con nuestros ojos, satélites y telescopios.

La primera premisa filosófica que hay que aceptar antes de proceder en esta línea de argumentación es que todos estos universos son lógicos y racionales. Son universos que se guían por leyes matemáticas, ya no universales, sino multi-universales. Las leyes matemáticas que rigen la forma, estructura y evolución de todos esos universos son las "mismas".

Puede que en otro universo la fuerza de gravedad sea mayor o menor que aquí. Puede haber universos con electrones más pesados o más livianos que los de aquí. Puede haber universos con una atracción nuclear más débil que la de aquí. Puede haber universos donde haya más tipos de quarks que los que hay aquí. Pero en todos hay leyes matemáticas que dictan cuantas partículas fundamentales hay, que fuerzas e interacciones las relacionan, y como estas fuerzas hacen que se muevan en el espaciotiempo de ese universo. Si no aceptamos esto entonces la pregunta de "¿cuan diferente al nuestro es un posible universo donde no haya leyes matemáticas así?" es verdaderamente incontestable y sin sentido alguno.

Establecido este importante punto podemos entonces empezar a inventar universos en donde cambiamos algunos de los parámetros de las teorías de la física fundamental y ver cuan diferente resultaría un universo que se comportara así. Estos son universos ficticios pero no hay ninguna razón lógica ni prohibición que conozcamos que diga que no puede haber universos así. Esto es así porque hay muchas cantidades en la física de partículas subatómicas que sabemos que número tienen porque los hemos medido experimentalmente, pero no sabemos de ninguna razón o causa de porque tienen ese particular número y no otro. Sabemos que hay tres generaciones de leptones y quarks que solo se diferencian en sus masas, pero no sabemos porque son tres y no una, o dos, o cuatro. Sabemos la masa de un electrón, pero no sabemos porque tiene esa masa y no otra. Sabemos la constante de acoplamiento entre partículas cargadas eléctricamente, pero no sabemos porque esa constante tiene ese valor y no otro. No hay nada en las teorías de la física fundamental que conocemos que prohíba que esas entidades tengan otros valores. Solo sabemos que hemos visto solo las que tienen ese valor y nunca hemos visto otras con otros valores diferentes.

Pero como no hay justificación alguna para estas cantidades parecería ser que en nuestro universo estos valores nos tocaron por azar una vez nuestro universo comenzó en el Big Bang. Por lo tanto si hay otros universos que provinieron de otras explosiones similares es posible que les hayan tocado otros números diferentes. La idea que motiva la pregunta del título de este artículo es ver si pudiera haber universos habitados y con vida inteligente pero con una física diferente a la que estamos viviendo nosotros en este universo.

Muchos han usado la idea del principio antrópico para tratar de sacar conclusiones sobre la física de nuestro universo basados en el dato importante de que este universo tiene formas de vida inteligente como nosotros. Y eso requiere de la gravedad correcta, de tener carbono y agua en bastante abundancia, de estrellas que brillen establemente durante billones de años y estén bien lejos unas de otras, y de muchas otras condiciones físicas que promuevan un proceso tan lento como la evolución biológica que nos permite existir hoy aquí. La premisa asume que esto es bien raro. Que si tuviéramos una gravedad muy fuerte las estrellas se quemarían muy rápido. Si las cargas del protón y el electrón no son exactamente iguales no habría átomos ni elementos. Y que en esencia en universos con otros parámetros sería muy difícil formar estrellas. Y sin estrellas no hay átomos más pesados que el helio. Y sin esos átomos no hay planetas sólidos. Y sin planetas no hay vida.

Pero recientemente un físico llamado Fred Adams, de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, decidió meterle mano a probar esta suposición de manera matemática. Y tratar de variar todos los parámetros de la física de partículas y ver en cuantos universos con un set diferente de estos parámetros se podían formar estrellas. En un artículo de la revista New Scientist, (gracias a Escéptico del blog "Ciencia y/o Religión" por pasarme este artículo), dicen que Adams concluye de sus estudios que como en una cuarta parte de todos los posibles universos que él ha examinado se "pueden formar estrellas". Por lo tanto parecería que no es tan raro nada tener universos con vida, y nosotros no somos tan especiales, ni aún en el agrandado set del multiverso.

Aunque esta conclusión hay que tomarla con pinzas, y por tanto lo que uno lógicamente puede deducir de ella no es todavía muy importante, filosóficamente hablando. Es la cuarta parte de un subset reducido de posibles universos, del cual no se sabe si es verdaderamente representativo o no. También está el problema de que no sabemos bien como interaccionan los cambios en más de una cantidad a la vez. Cosas como las delicadas resonancias nucleares que permiten una reacción de múltiples pasos que lleve a la formación de átomos de carbono en el interior de las estrellas en nuestro universo no sabemos si sobrevivirían al cambiar varios parámetros de la física de partículas a la misma vez. Muchas de las reacciones nucleares dentro de una estrella que permiten su longevidad son afectadas de diversas maneras al cambiar las ecuaciones de la física de partículas. Por lo que no sabemos con certeza cuanto durarían esas estrellas en esos otros universos. Y quizás en otro universo para cuando evolucione algo similar a un humano ya todas se hayan apagado y convertido en huecos negros.

Pero aunque la conclusión de Adams no es muy sólida aún, parece apoyar preliminarmente el principio copernicano en cosmología y echarle un balde de agua fría a muchos argumentos antrópicos que estaban poniéndose de moda entre los teóricos de supercuerdas. La aventura de la exploración de nuestro universo (y los demás, si existen) aún continúa.

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