Incompletitud y medida en física cuántica (VII): universos paralelos

Anillo Único

De las interpretaciones de la mecánica cuántica, unas hablan del colapso de la función de onda, otras de la existencia de variables ocultas, todas teniendo que explicar los mismos hechos experimentales. En entregas anteriores de esta serie hemos visto cómo afrontan el problema de la medida y en qué sentido son completas algunas interpretaciones significativas. Para introducir el concepto que vamos a abordar hoy, la teoría de los universos paralelos, permítaseme la licencia de emplear dos símiles, uno legendario y el otro fantástico, para ponerlo en perspectiva de inicio.

Nuestro símil legendario será el nudo gordiano: el carro del antiguo rey Gordias tenía atado el yugo con un nudo tan intrincado que nadie había sido capaz de desatarlo. Cuando en el siglo IV antes de la era común Alejandro de Macedonia, llamado el magno, conquistó Frigia (en la actual Turquía) y se encontró con el carro, intentó deshacer el nudo. La dificultad estaba en que el nudo no tenía cabos visibles así que, ni corto ni perezoso, sacó su espada y generó los cabos que necesitaba para deshacer el nudo. Ante su hazaña todos quedaron extasiados y el mismo Zeus dio su aprobación en forma de tormenta: tanto monta cortar que desatar (incidentalmente, de aquí viene el lema y símbolo del yugo de Fernando el Católico).

La interpretación de la superposición de la función de onda es un nudo gordiano. ¿En qué consistiría cortarlo? Por una parte, en no renunciar al realismo, es decir, no vivir en un mundo de variables desconocidas/inexistentes hasta que se midan (interpretaciones de Copenhague); y, por otra, prescindir de la existencia de variables ocultas (de Broglie-Bohm y similares). Hugh Everett adopta el papel de Alejandro y su teoría de los universos paralelos sería la espada.

Pero antes de entrar en algunos detalles conviene tener claro un aspecto fundamental de la teoría de los universos paralelos: no es una interpretación de la mecánica cuántica; esto es, siempre y cuando la mecánica cuántica y la función de onda por ella descrita sean lineales (y no hay de momento evidencia experimental que indique que no lo sean).

Para entender qué queremos decir será de utilidad nuestro segundo símil que, como habíamos dicho, es fantástico: los Anillos de Poder y el Anillo Único de “El Señor de los Anillos” de Tolkien . Los Anillos de Poder son anillos creados por los Mírdain (altos herreros élficos) en el comienzo de la Segunda Edad del Sol. Estos anillos tenían la particularidad de poseer grandes poderes incorporados por sus creadores con el objetivo de preservar la vida en la Tierra pero fueron todos corrompidos por Sauron el Maia, pues él contribuyó a crearlos con el fin de someter a todos los pueblos de la Tierra Media. Para ese control creó el Anillo Único que, entre otros poderes, otorgaba a su portador la invisibilidad, alargar su vida y entender otras lenguas, tres cosas que experimentó el hobbit Bilbo Bolsón.

Si las interpretaciones de la mecánica cuántica son los Anillos de Poder, la teoría de los universos paralelos de Everett es como el Anillo Único, en el sentido de que hace afirmaciones acerca de las interpretaciones de la mecánica cuántica. No es pues una interpretación, sino una teoría. En palabras del propio Everett es el “único enfoque completamente coherente para explicar tanto los contenidos de la mecánica cuántica como la apariencia del mundo”, esto es, técnicamente, una metateoría que permite entender otras lenguas. O, como ha dicho repetidamente David Deutsch, considerar la teoría de los universos paralelos como una interpretación “sería como referirse a los dinosaurios como una interpretación del registro fósil”.

Así pues, la teoría que propuso Hugh Everett en su tesis doctoral “La teoría de la función de onda universal” (1957) y que su director, John Archibald Wheeler, llamaba “teoría del estado relativo”, es realista, no contiene variables ocultas y es una metateoría. Veamos ahora qué dice de forma muy simplificada.

De entrada, Everett niega el colapso de la función de onda, la superposición de estados continúa (véase Decoherencia o el papel de la consciencia). Es decir, que el gato de Schrödinger (véase Un gato y el destino del universo) está en una superposición de estados permanente, incluso cuando abrimos la caja y miramos dentro. Pero, si esto es así, ¿cómo es que no observamos esa superposición? ¿Por qué no vemos el gato vivo y muerto a la vez?

La respuesta es que tanto el experimentador, como tú, querido lector, o yo, somos parte de uno de los estados que conforman la superposición de estados (véase La teoría superpositiva). Así, por ejemplo, los tres somos parte del estado en el que el gato está vivo. Pero, como no existe colapso de la función de onda, los otros estados de la superposición siguen existiendo. Los tres tenemos “homólogos” que son partes de esos estados. Nosotros vemos un gato vivo y una botella de veneno intacta y nuestros homólogos la ven rota y al gato muerto. Siguiendo con el símil del Anillo Único, nuestros homólogos existen pero son invisibles para nosotros y en nuestro estado el gato alarga su vida.

Pero démonos cuenta de que nada nos impide considerar al conjunto del universo como ente cuántico. La función de onda que representa al universo en su conjunto evoluciona de acuerdo con la ecuación de Schrödinger y, como todas, será una superposición de estados. La función de onda, por tanto, representa a un universo que consiste en la superposición de un número de estados enorme y que está continuamente creciendo. Es un árbol que se va ramificando furiosamente cada vez que un ente cuántico entra en una situación que pueda llevar a una superposición de estados.

Todos los universos paralelos así creados serían reales. Y ninguno es más real que otro.

 

Con esta breve exposición de la teoría de Everett ya tenemos un cuadro general de lo que hemos venido llamando incompletitud y medida en física cuántica. Pero, ¿qué sacamos en claro de todo ello? Eso será lo que tratemos en la última entrega de esta serie.

Incompletitud y medida en física cuántica 

La teoría superpositiva

Los dados de dios

Entrelazamientos y desigualdades

Un gato y el destino del universo

Decoherencia o el papel de la consciencia

La onda piloto

Universos paralelos

Esperando a Didinberg 

 Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance


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