El universo comenzó como un Big Bang y casi de inmediato comenzó a expandirse más rápido que la velocidad de la luz en un brote de crecimiento llamado "inflación". Este estiramiento repentino alisó el cosmos, untando materia y radiación por igual como el ketchup y la mostaza en una hamburguesa bollo.
Esa expansión se detuvo después de solo una fracción de segundo. Pero de acuerdo con una idea llamada "multiverso inflacionario", continúa, pero no en nuestro universo donde pudimos verlo. Y como lo hace, genera otros universos. E incluso cuando se detiene en esos espacios, continúa en otros. Esta "inflación eterna" habría creado un número infinito de otros universos.
Juntas, estas islas cósmicas forman lo que los científicos llaman un "multiverso". En cada una de estas islas, los fundamentos físicos de ese universo, como las cargas y masas de electrones y protones y la forma en que se expande el espacio, podrían ser diferentes.
Los cosmólogos estudian principalmente esta versión inflacionaria del multiverso, pero el extraño escenario también puede tomar otras formas. Imagine, por ejemplo, que el cosmos es infinito. Entonces, la parte que podemos ver, el universo visible, es solo uno de los innumerables universos del mismo tamaño que se suman para formar un multiverso. Otra versión, llamada "Interpretación de muchos mundos", proviene de la mecánica cuántica. Aquí, cada vez que una partícula física, como un electrón, tiene múltiples opciones, las toma todas, cada una en un universo diferente y recién engendrado.
Una representación de la evolución del universo a lo largo de 13.77 mil millones de años. El extremo izquierdo representa el momento más temprano que ahora podemos investigar, cuando un período de "inflación" produjo una explosión de crecimiento exponencial en el universo. (Equipo de ciencia de NASA / WMAP) 
Ganadores del Premio Kavli por invención de la inflación (El Premio Kavli) 
Una imagen de cómo podría aparecer una colisión con otro universo en el fondo de microondas (University College London) Pero todos esos otros universos podrían estar más allá de nuestro alcance científico. Un universo contiene, por definición, todas las cosas que cualquier persona puede ver, detectar o investigar. Y debido a que el multiverso es inalcanzable, física y filosóficamente, es posible que los astrónomos no puedan descubrir, con seguridad, si es que existe.
Sin embargo, determinar si vivimos o no en una de las muchas islas no es solo una búsqueda de conocimiento puro sobre la naturaleza del cosmos. Si el multiverso existe, la capacidad de albergar vidas de nuestro universo particular no es un misterio: también existe un número infinito de universos menos hospitalarios. La composición nuestra, entonces, sería una feliz coincidencia. Pero no lo sabremos hasta que los científicos puedan validar el multiverso. Y cómo lo harán, y si es posible hacerlo, sigue siendo una pregunta abierta.
Resultados nulos
Esta incertidumbre presenta un problema. En ciencia, los investigadores intentan explicar cómo funciona la naturaleza utilizando predicciones que formalmente llaman hipótesis. Coloquialmente, tanto ellos como el público a veces llaman a estas ideas "teorías". Los científicos gravitan especialmente hacia este uso cuando su idea trata con un amplio conjunto de circunstancias o explica algo fundamental sobre cómo opera la física. ¿Y qué podría ser más amplio y fundamental que el multiverso?
Sin embargo, para que una idea pueda pasar técnicamente de la hipótesis a la teoría, los científicos tienen que probar sus predicciones y luego analizar los resultados para ver si los datos respaldan o refutan su conjetura inicial. Si la idea obtiene suficiente apoyo consistente y describe la naturaleza de manera precisa y confiable, es promovida a una teoría oficial.
A medida que los físicos profundizan en el corazón de la realidad, sus hipótesis, como el multiverso, se vuelven cada vez más difíciles de probar. Sin la capacidad de probar o refutar sus ideas, no hay forma de que los científicos sepan qué tan bien una teoría representa la realidad. Es como cumplir con una posible fecha en Internet: si bien pueden verse bien en papel digital, no se puede saber si su perfil representa su identidad real hasta que se conozca en persona. Y si nunca te encuentras en persona, podrían estar cazando. Y también podría el multiverso.
Los físicos ahora están debatiendo si ese problema mueve ideas como el multiverso de la física a la metafísica, del mundo de la ciencia al de la filosofía.
Mostrarme estado
Algunos físicos teóricos dicen que su campo necesita más pruebas frías y contundentes y se preocupan hacia dónde conduce la falta de pruebas. "Es fácil escribir teorías", dice Carlo Rovelli, del Centro de Física Teórica en Luminy, Francia. Aquí, Rovelli está usando la palabra coloquialmente, para hablar sobre explicaciones hipotéticas de cómo funciona fundamentalmente el universo. "Es difícil escribir teorías que sobrevivan a la prueba de la realidad", continúa. “Pocos sobreviven. Mediante este filtro, hemos podido desarrollar la ciencia moderna, una sociedad tecnológica, curar enfermedades, alimentar a miles de millones. Todo esto funciona gracias a una idea simple: no confíes en tus fantasías. Guarde solo las ideas que se pueden probar. Si dejamos de hacerlo, volvemos al estilo de pensamiento de la Edad Media ".
Él y los cosmólogos George Ellis, de la Universidad de Ciudad del Cabo, y Joseph Silk, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, se preocupan porque, debido a que nadie puede probar ideas como que el multiverso es correcto o incorrecto, los científicos simplemente pueden continuar por sus caminos intelectuales sin saber si sus caminatas son cualquier cosa menos al azar. "La física teórica corre el riesgo de convertirse en una tierra de nadie entre las matemáticas, la física y la filosofía que realmente no cumple con los requisitos de ninguno", señalaron Ellis y Silk en un editorial de Nature en diciembre de 2014.
No es que los físicos no quieran poner a prueba sus ideas más salvajes. Rovelli dice que muchos de sus colegas pensaron que con el avance exponencial de la tecnología, y mucho tiempo sentados en las habitaciones pensando, ya podrían validarlos. "Creo que muchos físicos no han encontrado una manera de probar sus teorías, como esperaban, y por lo tanto están jadeando", dice Rovelli.
"La física avanza de dos maneras", dice. O los físicos ven algo que no entienden y desarrollan una nueva hipótesis para explicarlo, o amplían las hipótesis existentes que funcionan correctamente. "Hoy en día, muchos físicos están perdiendo el tiempo siguiendo una tercera vía: tratando de adivinar arbitrariamente", dice Rovelli. "Esto nunca ha funcionado en el pasado y ahora no funciona".
El multiverso podría ser una de esas suposiciones arbitrarias. Rovelli no se opone a la idea en sí, sino a su existencia puramente de tablero de dibujo. "No veo ninguna razón para rechazar a priori la idea de que hay más en la naturaleza que la porción de espacio-tiempo que vemos", dice Rovelli. "Pero no he visto ninguna evidencia convincente hasta ahora".
La "prueba" necesita evolucionar
Otros científicos dicen que las definiciones de "evidencia" y "prueba" necesitan una actualización. Richard Dawid, del Centro de Filosofía Matemática de Múnich, cree que los científicos podrían apoyar sus hipótesis, como el multiverso, sin encontrar apoyo físico. Expuso sus ideas en un libro llamado String Theory and the Scientific Method . Dentro hay una especie de rúbrica, llamada "Evaluación de la teoría no empírica", que es como una hoja de evaluación de la feria de ciencias para físicos profesionales. Si una teoría cumple tres criterios, probablemente sea cierto.
Primero, si los científicos han intentado, y fracasado, llegar a una teoría alternativa que explique bien un fenómeno, que cuente como evidencia a favor de la teoría original. En segundo lugar, si una teoría sigue pareciendo una mejor idea cuanto más la estudies, es otra ventaja. Y si una línea de pensamiento produjo una teoría que la evidencia más tarde apoyó, lo más probable es que lo vuelva a hacer.
Radin Dardashti, también del Centro de Filosofía Matemática de Múnich, cree que Dawid está tomando el camino correcto. "La idea más básica que sustenta todo esto es que si tenemos una teoría que parece funcionar, y no hemos encontrado nada que funcione mejor, es probable que nuestra idea sea correcta", dice.
Pero, históricamente, esa base a menudo se ha derrumbado, y los científicos no han podido ver las alternativas obvias a las ideas dogmáticas. Por ejemplo, el Sol, en su salida y puesta, parece dar la vuelta a la Tierra. La gente, por lo tanto, durante mucho tiempo pensó que nuestra estrella orbitaba la Tierra.
Dardashti advierte que los científicos no deberían andar aplicando la idea de Dawid de manera involuntaria, y que necesita más desarrollo. Pero puede ser la mejor idea para "probar" el multiverso y otras ideas que son demasiado difíciles, si no imposibles, de probar. Sin embargo, señala que el tiempo precioso de los físicos se gastaría mejor soñando formas de encontrar evidencia real.
Sin embargo, no todos son tan optimistas. Sabine Hossenfelder, del Instituto Nórdico de Física Teórica en Estocolmo, piensa que "post-empírico" y "ciencia" nunca pueden vivir juntos. “La física no se trata de encontrar la Verdad Real. La física se trata de describir el mundo ", escribió en su blog Backreaction en respuesta a una entrevista en la que Dawid expuso sus ideas. Y si una idea (que también llama coloquialmente una teoría) no tiene respaldo empírico, físico, no pertenece. "Sin hacer contacto con la observación, una teoría no es útil para describir el mundo natural, no es parte de las ciencias naturales y no la física", concluyó.
Multiverso (Universidad de Standford) La verdad está ahí fuera
Algunos partidarios del multiverso afirman que han encontrado evidencia física real para el multiverso. Joseph Polchinski, de la Universidad de California, Santa Bárbara, y Andrei Linde, de la Universidad de Stanford, algunos de los físicos teóricos que soñaron el modelo actual de inflación y cómo conduce a los universos insulares, dicen que la prueba está codificada en nuestro cosmos.
Este cosmos es enorme, suave y plano, al igual que la inflación dice que debería ser. "Pasó algún tiempo antes de que nos acostumbráramos a la idea de que el gran tamaño, la planitud, la isotropía y la uniformidad del universo no deberían descartarse como hechos triviales de la vida", escribió Linde en un artículo que apareció en arXiv.org en diciembre. "En lugar de eso, deben considerarse como datos experimentales que requieren una explicación, que se proporcionó con la invención de la inflación".
Del mismo modo, nuestro universo parece ajustado para ser favorable a la vida, con su tasa de expansión Goldilocks que no es demasiado rápida o demasiado lenta, un electrón que no es demasiado grande, un protón que tiene exactamente la carga opuesta pero la misma masa que un neutrón y un espacio cuatridimensional en el que podemos vivir. Si el electrón o el protón fueran, por ejemplo, un uno por ciento más grandes, los seres no podrían ser. ¿Cuáles son las posibilidades de que todas esas propiedades se alineen para crear una buena propiedad inmobiliaria para que la biología se forme y evolucione?
En un universo que es, de hecho, el único universo, las posibilidades son muy pequeñas. Pero en un multiverso que se infla eternamente, es cierto que uno de los universos debería ser como el nuestro. Cada universo isleño puede tener diferentes leyes y fundamentos físicos. Dadas las mutaciones infinitas, nacerá un universo en el que los humanos puedan nacer. El multiverso en realidad explica por qué estamos aquí. Y nuestra existencia, por lo tanto, ayuda a explicar por qué el multiverso es plausible.
Estas pruebas indirectas, combinadas estadísticamente, han llevado a Polchinski a decir que está 94 por ciento seguro de que existe el multiverso. Pero él sabe que eso es 5.999999 por ciento por debajo del 99.999999 por ciento de seguridad que los científicos necesitan para llamar a algo un trato hecho.
La imagen detallada de todo el cielo del universo infantil creada a partir de nueve años de datos WMAP. La imagen revela fluctuaciones de temperatura de 13.77 mil millones de años (mostradas como diferencias de color) que corresponden a las semillas que crecieron para convertirse en galaxias. (Equipo de ciencia de NASA / WMAP) Eventualmente, los científicos pueden descubrir evidencia más directa del multiverso. Están buscando las estrías que la inflación habría dejado en el fondo cósmico de microondas, la luz que quedó del Big Bang. Estas huellas podrían decirles a los científicos si la inflación ocurrió y ayudarlos a descubrir si todavía está sucediendo lejos de nuestra vista. Y si nuestro universo se ha topado con otros en el pasado, ese guardabarros también habría dejado huellas en el fondo cósmico de microondas. Los científicos podrían reconocer ese accidente de dos autos. Y si existen dos autos, también deben existir muchos más.
O, en 50 años, los físicos pueden presentar tímidamente evidencia de que la teoría cosmológica favorita de principios del siglo XXI estaba equivocada.
"Estamos trabajando en un problema que es muy difícil, por lo que debemos pensar en esto en una escala de tiempo muy larga", Polchinski ha aconsejado a otros físicos. Eso no es inusual en física. Hace cien años, la teoría de la relatividad general de Einstein, por ejemplo, predijo la existencia de ondas gravitacionales. Pero los científicos solo pudieron verificarlos recientemente con un instrumento de mil millones de dólares llamado LIGO, el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser.
Hasta ahora, toda la ciencia se ha basado en la capacidad de prueba. Ha sido lo que hace que la ciencia sea ciencia y no soñar despierto. Sus estrictas reglas de prueba sacaron a los humanos de castillos oscuros y húmedos y los llevaron al espacio. Pero esas pruebas llevan tiempo, y la mayoría de los teóricos quieren esperar. No están listos para archivar una idea tan fundamental como el multiverso, que en realidad podría ser la respuesta a la vida, el universo y todo, hasta que, a menos que puedan probarse a sí mismos, no existe. Y ese día tal vez nunca llegue.
