La
gente no se abstrae de reflexionar sobre una cuestión que le es desconocida,
llegando a ser, muchas veces, fuente de fantasmas. Detrás de la frontera de
Planck, los teóricos han elaborado escenarios que harían palidecer de envidia a
los novelistas de ciencia ficción. He aquí algunos ejemplos.
La
física moderna, ha asumido casi como un dogma el adagio «nada se pierde; nada
se crea». En cualesquiera de los espacios del cosmos, pares de partículas, de
toda masa y de toda especie, emergen para aniquilarse rápidamente. Este
aparecer y desaparecer se asemeja a el «zumbido» de los vientos en el vacío.
Esta febril actividad cósmica lleva el nombre de «fluctuación del vacío», y se
rige por los principios cuánticos.
¿Y si el
universo entero resultara de una fluctuación de este tipo? ¿Y si del «vacío
primordial» hubiese surgido, hace quince mil millones de años, un cosmos de
gran formato en el que galaxias, estrellas y planetas habitados hubiesen podido
aparecer? La idea de poder «explicar» la creación del cosmos apela a lo más
profundo del ser humano.
La gente
ha reflexionado durante muchos siglos sobre esa cuestión. Unos creen que la
solución ha de estar fuera del campo de la ciencia; creen que la creación del
universo fue un acto divino. Otros rechazan totalmente el planteamiento,
sostienen que el universo no empezó nunca, que siempre ha existido: punto de
vista expuesto por el modelo de estado estacionario del universo. Pero todos
los datos astronómicos apoyan el hecho de que nuestro universo era muy distinto
en el pasado remoto y de que tuvo un origen concreto. Es muy posible que el
universo sea infinitamente periódico, que tenga un ciclo de expansión, uno de
contracción, uno de nueva expansión…pero, según las observaciones actuales, tal
periodicidad, si es cierta, no puede demostrarse. Si bien un universo reciclado
es una posibilidad, nada nos obliga a aceptarlo y, en aras de la sencillez,
suponemos que el origen de nuestro universo es un acontecimiento único.
Si
estudiamos el universo ateniéndonos a los modelos cosmológicos habituales,
vemos que la temperatura y la densidad de la materia sigue aumentando sin
límites a medida que retrocedemos en el tiempo. Luego llegamos a la
singularidad estaciotiempo y las leyes física pierden sentido. De ahí, que se
pueden decir muchas cosas sobre cómo pudo haber surgido nuestro universo. Sin
embargo, cualesquiera de las ideas que se pueden esgrimir como posibles deben
guardar en consideración las desigualdades de Heisenberg que especifican las
condiciones de los «préstamos» de energía. Mientras más importantes son las
sumas, más rápido debe ser el reembolso. Para el universo observable, la
duración permitida no se cifraría en mil millones de años, sino en una ínfima
fracción de segundo...
Para a
cometer con esa condición, los científicos han recurrido a su habitual astucia
y para cumplir con ese requisito, han considerado todas las formas de energía.
Las masas se contabilizan como energías positivas (E = mc2), pero la
energía de gravitación tiene un signo negativo. En un universo que tendría
exactamente la densidad crítica, la suma de energías positivas sería
numéricamente igual a la energía de gravedad. La energía total sería nula. ¡El
universo podría emerger del vacío sin ningún préstamo!
Ahora
bien, si se quiere que las ideas que se elaboran sobre el origen del universo
tengan un sentido científico, conviene no olvidad el «método de postulación de Einstein». Este
método consiste en conjeturar intuitivamente un postulado físico (que no puede
comprobarse de modo directo) y deducir luego lógicamente sus consecuencias y
poner después esos resultados a prueba, cotejándolos con la experiencia. Si la
prueba falla, ha de rechazarse el postulado.
Los
científicos tendrán que conjeturar un modelo físico correcto del origen del
universo, desde luego, y hasta las leyes físicas que lo rigen. Pero nuestro
conocimiento de las leyes físicas y de las características observadas del
universo limitan severamente nuestra libertad de elección.
Los
esfuerzos científicos por resolver un problema en cosmología abren a menudo
toda una caja de Pandora de otros. Por ejemplo, las especulaciones acerca del
universo inmediatamente después del Big Bang condujeron casi inevitablemente a
consideraciones acerca de lo que hubo antes. Una hipótesis particularmente
fascinante es la que propugna que nuestro universo sería una «burbuja» en un
gran universo que contendría un número siempre creciente de ellas. Nuestro
«momento de Planck» correspondería al momento en que nuestro mundo nació de una
fluctuación cuántica en otro mundo. Del mismo modo, nuestro propio cosmos
podría a su vez dar a luz otros mundos completamente desconectados. La clave de
todas estas afirmaciones reside en la naturaleza de la «nada» y los campos
escalares de la física moderna juegan un papel fundamental en estas
generaciones espontáneas de universos.
En
nuestra comprensión actual, la nada es el vacío absoluto. Pero para la física
cuántica, un vacío es también algo más, una condición inherentemente inestable,
en la que no existen ni el espacio ni el tiempo en el sentido clásico.
Según algunos teóricos, la nada que precedió al espacio y al tiempo pudo ser muy bien el mismo tipo de espuma fluctuante, como la que vimos en nuestra anterior sección sobre la era de Planck. Quizás engendrada por las vibraciones de supercuerdas, estas fluctuaciones del vacío pueden ser visualizadas como diminutas burbujas. Algunas burbujas simplemente aparecieron y desaparecieron, pero otras pudieron expandirse repentinamente para convertirse en todo un cosmos. En teoría, pues, pueden existir innumerables universos alternativos, cada uno una burbuja separada en que nadie, salvo en los relatos de ciencia-ficción, puede viajar de uno a otro.
Como las
muñecas rusas, las matriuskas, este gran universo se presenta como un conjunto
de mundos, que engloba otros mundos, y otros, y otros y así ad infinitum.
Todas las escalas se parecen. El universo se perpetúa indefinidamente. Aquí un
mundo muere; allá otro nace ... Este gran universo no tiene fin. ¿Se puede
decir por eso que no tiene comienzo? La verdad es de que los que se adhieren a
esta idea, no se pronuncian con firmeza.
¿Qué
pensar de estos escenarios grandiosos? Algunos científicos están entusiasmados
porque las nuevas ideas basadas en la física cuántica pueden utilizarse para
elaborar modelos matemáticos del origen mismo del universo que evitan una
auténtica singularidad física. Estos modelos, por ahora, carecen todos de un
soporte experimental concreto. Pero en las primerísimas etapas de elaboración
de esas ideas teóricas, a los físicos no les preocupa la falta de apoyo
experimental. Porque lo notable de estos modelos no es tanto que al final se
demuestre que son correctos o erróneos, sino que sean posibles. Parece que el
universo, pese a su inmensidad y a su origen ignoto, acabará dominado por la
razón, porque es una entidad física.
De todas
maneras, siempre en la ciencia hay un verdadero test que alude a la fertilidad
de sus esquemas. ¿Proponen nuevas observaciones astronómicas, nuevas
experiencias de laboratorio? ¿Acarrean en sus huellas intuiciones originales?
¿Dan acceso a nuevos palmos de realidad? ¿Permiten, incluso indirectamente,
comprender más y mejor? El interés que les otorgaremos dependerá de las
respuestas a estas preguntas. Si no, se arriesgan a seguir siendo temas amenos
para los discursos de los banquetes de clausura de los congresos de físicos y
astrofísicos…