Multiverso: qué es, los cuatro tipos y si es ciencia

Cuando alguien dice «multiverso» puede estar hablando de cuatro cosas completamente distintas, y solo una de ellas es una consecuencia casi inevitable de la física que ya damos por buena. Las otras tres van de menos a más especulativas hasta llegar a un punto en el que muchos físicos dicen que aquello ya no es física. El físico Max Tegmark las ordenó en cuatro niveles, y esa clasificación es la única forma de tener esta conversación sin acabar mezclando cosmología con ciencia ficción.

Los cuatro niveles de multiverso, de lo aburrido a lo salvaje

La clasificación de Tegmark tiene una virtud: cada nivel exige aceptar más cosas que el anterior. No es una escalera que haya que subir entera. Puedes quedarte en el primer escalón y seguir siendo perfectamente ortodoxo.

Por qué la inflación cósmica lleva al multiverso casi sin querer

Este es el punto que más gente se salta, y es el importante: nadie inventó el multiverso porque quisiera. Apareció como efecto secundario de una teoría propuesta para resolver otros problemas.

La teoría inflacionaria se formuló en 1980 para explicar por qué el universo es tan uniforme y tan plano: una expansión brutal en una fracción ínfima de segundo lo estiraría todo hasta dejarlo liso. Funciona bien y encaja con las observaciones del fondo cósmico. El problema es que, cuando se estudia el detalle de cómo termina esa expansión, sale que no termina en todas partes. En la mayoría de las versiones del modelo, la inflación sigue eternamente en el espacio de fondo y solo se detiene en burbujas aisladas, cada una de las cuales es un universo entero.

El paisaje de cuerdas y el número más incómodo de la física

La segunda pata del Nivel II viene de la teoría de cuerdas. Para que sus ecuaciones funcionen hacen falta más dimensiones de las tres que vemos, y las sobrantes tienen que estar enrolladas sobre sí mismas. El problema es que hay muchísimas formas de enrollarlas: las estimaciones habituales hablan de 10 elevado a 500 configuraciones distintas, cada una con su propio juego de constantes físicas. A esa colección se la llama el paisaje.

Para hacerse una idea de esa cifra: en el universo observable hay del orden de 10 elevado a 80 átomos. El paisaje de cuerdas tiene más configuraciones posibles que átomos existen, elevado a seis.

Ese desajuste es lo que empuja a mucha gente hacia el multiverso, y conviene entender por qué. La teoría cuántica de campos predice para el vacío una densidad de energía descomunal. La que medimos —la que hace que el universo se expanda cada vez más rápido— es 120 órdenes de magnitud menor. No es un error de cálculo del 10%: es errar por un factor de un 1 seguido de 120 ceros.

Con un multiverso, la respuesta es fácil: si existen 10 elevado a 500 universos con constantes distintas, en la inmensa mayoría la energía del vacío es enorme y el espacio se desgarra antes de que se forme una sola galaxia. Solo en una fracción minúscula el valor es lo bastante pequeño como para que haya estrellas, planetas y alguien preguntándoselo. Nosotros estamos, necesariamente, en uno de esos. La constante no está ajustada: es que en los otros no hay nadie mirando.

Cómo se buscaría un multiverso de verdad

Aquí está la parte que casi ningún artículo cuenta y que cambia el tono de toda la discusión: el Nivel II sí tiene una predicción observable. No es ciencia incomprobable por definición.

Si nuestro universo es una burbuja entre muchas, en algún momento de su historia pudo chocar con una burbuja vecina. Ese choque dejaría una marca concreta en el fondo cósmico de microondas: un disco, una región circular con una temperatura ligeramente distinta y un patrón simétrico alrededor de un punto. Un moratón en el cielo.

La búsqueda empezó en serio en 2011, cuando un equipo peinó los datos del satélite WMAP buscando esos discos. Encontraron cuatro zonas candidatas, ninguna con significación estadística suficiente. Desde entonces se ha repetido con datos mejores y el resultado sigue siendo el mismo: nada concluyente.

Conviene ser preciso con lo que eso significaría. Encontrar una marca así no probaría que existen infinitos universos con constantes distintas: probaría que hubo otra burbuja, que ya sería enorme. Y no encontrarla tampoco refuta el multiverso, solo descarta los modelos en los que las colisiones son frecuentes. Es una prueba asimétrica, y esa asimetría es justo el nudo del siguiente apartado.

¿Es ciencia el multiverso?

La discusión es real, es agria y no está resuelta. En 2014, los cosmólogos George Ellis y Joe Silk publicaron en Nature un artículo titulado Defend the integrity of physics donde sostenían que aceptar teorías que no se pueden refutar —el multiverso y ciertas versiones de la teoría de cuerdas entre ellas— rompe el contrato que separa la ciencia de la filosofía, y que hacerlo por comodidad sienta un precedente peligroso.

La respuesta de la otra parte es que ese criterio, aplicado a rajatabla, dejaría fuera cosas que sí consideramos ciencia. Nadie ha visto un quark aislado ni el interior de un agujero negro, y no por ello dudamos de que existan: creemos en ellos porque la teoría que los predice acierta en todo lo demás que sí podemos medir. El multiverso, dicen, va en el mismo lote: es una consecuencia de teorías que funcionan, no un añadido decorativo.

Lo que todavía no sabemos

Casi todo, con honestidad. No sabemos si el universo es finito o infinito, y de eso depende directamente el Nivel I: en un universo finito y con una geometría cerrada, ese multiverso simplemente no existe. Las medidas del fondo cósmico salen compatibles con un universo plano, lo cual admite las dos opciones. Las alternativas están en el artículo sobre qué forma tiene el universo.

No sabemos tampoco si la teoría de cuerdas describe la realidad. Lleva medio siglo sin producir una predicción comprobada, y sin ella el paisaje de 10 elevado a 500 universos es un cálculo dentro de un marco que no sabemos si aplica. Y no sabemos cómo se combinan la gravedad y la cuántica, que es el requisito para hablar con propiedad del universo primitivo: el estado de ese frente lo repasamos en la búsqueda de una gravedad cuántica y en la teoría del todo.

Lo que sí puede decirse sin incomodar a nadie es lo modesto: que hay más universo del que vemos. A partir de ahí, cada nivel exige aceptar una cosa más, y cada uno tiene que juzgarse por separado. Si quieres seguir por la pregunta de qué hay al otro lado del horizonte, la desarrollamos en qué hay más allá del universo, y el principio de todo esto, en qué fue el Big Bang. Todo lo publicado sobre estos temas está en la sección de cosmología de Espacio Entrelazado.