UNIVERSO, o sea, “todo entero”. Así lo define Lucrecio en su “De la naturaleza de las cosas”, y, después de dos mil años, su significado se mantiene. ¿O ha cambiado algo?

Algunas teorías afirman que nuestro universo puede ser sólo una minúscula parte de un “superuniverso” llamado “multiverso”, que puede contener hasta infinitos universos.

Para entender esto, debemos ir un paso hacia atrás.

Sabemos que el universo se está expandiendo, por lo que, si extrapolamos hacia atrás, éste tuvo que ser más pequeño, denso y cálido en el pasado. Extrapolando aún más hacia el pasado, llegamos al Big Bang, la gran explosión primordial. Incluso así, el Big Bang no es el inicio de todo, por lo que queda preguntarse qué había antes. La única teoría capaz de darnos una explicación en la teoría de la inflación cósmica.

La inflación predice que antes del Big Bang, el universo no contenía partículas y radiación, sino que estaba dominado por la energía del espacio mismo, lo que permitió que éste se expandiera a una tasa exponencial. Sólo cuando el período de inflación acabó, toda la energía se convirtió en materia, creando así el Big Bang del cual nuestro universo se formó.

Para poder visualizar esta teoría, podemos imaginar la inflación como una pelota (que en términos técnico se define como “campo”) que está en la cima de una colina. Tal cima tiene que ser particularmente plana para que la pelota pueda pasar un tiempo suficientemente largo antes de que el período de inflación pueda ocurrir.

Inevitablemente, la pelota rueda lentamente hacia abajo y, cuando llega a los pies de la colina, el periodo de inflación termina y su energía se transforma en materia.

Considerando esta imagen, nos podemos preguntar: ¿cómo se pueden crear múltiples universos? El ingrediente clave es la física cuántica. Sabemos que todos los fenómenos físicos tienen que ser intrínsecamente cuánticos, incluso la inflación. Uno de los principios fundamentales de la física cuántica es que cualquier partícula y campo se puede representar como ondas, y sus posiciones están descritas según una distribución de probabilidad; o sea: puede ser que estén aquí o un poco más allá.

Aquí está la clave: esta indeterminación permite que la pelota tome distintas direcciones; puede, por ejemplo, caer hacia la base (la inflación se acaba) o subir de nuevo hacia la cima (la inflación continúa).

Este es el secreto. Mientras el espacio mismo se está expandiendo de manera exponencial debido a la inflación, distintas zonas pueden tener un campo que cae hacia abajo, creando —en este punto y en este instante— un Big Bang. En otras zonas, la inflación continúa, porque la pelota volvió a subir a la cima y a caer hacia los pies de la colina en distintos periodos, creando otros universos, en otros puntos y en otros instantes.

Así es como nace el multiverso: la unión de la teoría de la inflación con la física cuántica.

Lamentablemente, los distintos universos creados no estarían en comunicación entre sí porque el espacio entre ellos se seguiría expandiendo de manera exponencial.

La verdadera naturaleza del universo queda limitada por la capacidad de observación. Es efectivo: el universo puede ser todo lo grande que queramos, pero el universo observable (lo que podemos ver con nuestros telescopios) está restringido por la velocidad de la luz.

Domenico Sapone
Académico
Departamento de Física
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile