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Un multiverso (o meta-universo) es el conjunto hipotético de múltiples universos posibles (incluyendo nuestro universo), que en conjunto constituyen toda la realidad.
Los diferentes universos dentro de un multiverso son a veces llamados universos paralelos.
La estructura del multiverso, la naturaleza de cada universo dentro de ella y la relación entre los diversos universos constituyentes, depende de la hipótesis del multiverso específico considerado.
Los multiversos han sido planteados como hipótesis en la cosmología, la física, la astronomía, la filosofía, la teología y la ficción, sobre todo en ciencia ficción y fantasía.
El término específico "multiverso", que fue acuñado por William James, [1] fue popularizado por el autor de ciencia ficción Michael Moorcock.
En estos contextos, los universos paralelos también son llamados,
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"universos alternativos"
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"universos cuánticos"
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"mundos paralelos"
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"realidades alternas"
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"líneas de tiempo alternativas", etc.
La posibilidad de muchos universos plantea diversas cuestiones científicas y filosóficas.
Hipótesis del Multiverso en la física
Laura Mersini-Houghton sostiene que el punto frío de WMAP puede proporcionar evidencia empírica contrastable para un universo paralelo dentro del multiverso.
Según Max Tegmark, [2] la existencia de otros universos es una implicación directa de observaciones cosmológicas.
Tegmark describe el conjunto de conceptos relacionados que comparten la idea de que existen universos más allá del familiar observable, y pasa a ofrecer una taxonomía de los universos paralelos organizados por niveles. [3]
Clasificación
Con el fin de aclarar la terminología, George Ellis, U. Kirchner y WR Stoeger recomiendan el uso de la palabra,
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"El Universo" para el modelo teórico de la totalidad del espacio-tiempo conectados causalmente en el que vivimos,
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"Dominio de universos" para el universo observable o una parte similar del mismo espacio-tiempo
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"Universo" de un espacio-tiempo en general, ya sea nuestro propio "Universo" o otro desconectado del nuestro
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"Multiverso" para un conjunto de espacio-tiempo desconectados
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"Universo multi-dominio" para referirse a un modelo de la totalidad de un único espacio-tiempo conectado en el sentido de los modelos de inflación caóticos [4]
Los niveles de acuerdo con la clasificación de Tegmark y utilizando la terminología de Ellis, Koechner y Stoeger se describen brevemente a continuación.
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Universos multi-dominio (según Ellis, Koechner y Stoeger) - Nivel I (multiverso Abierto)
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Una predicción genérica de la inflación cósmica es un universo ergódico infinito, que, por ser infinito, debe contener volúmenes de Hubbles registrando todas las condiciones iniciales.
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Universos con diferentes constantes físicas - Nivel II (teoría de la burbuja de Andrei Linde)
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En la inflación caótica, otras regiones termalizadas pueden tener diferentes constantes físicas efectivas, dimensionalidad y el contenido de partículas. (Sorprendentemente, este nivel incluye la teoría del universo oscilante de Wheeler también.)
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Multiversos (según Ellis, Koechner y Stoeger) - Nivel III (interpretación de los muchos mundos de Hugh Everett III)
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Esto, de acuerdo con Tegmark, "es irónico teniendo en cuenta que este nivel ha sido históricamente el más controvertido". En septiembre de 2007 David Deutsch presentó lo que se considera una prueba de la interpretación de los muchos mundos. [5] [6]
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La opinión generalizada es que la interpretación de Everett (considerada como una teoría formal) es una extensión conservadora de la mecánica cuántica estándar - es decir, en lo que se refiere a los resultados que se pueden expresar en el lenguaje de la mecánica cuántica ordinaria, que no conduce a ningún nuevo resultado.
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Una interpretación de la mecánica cuántica, que propone la existencia de múltiples universos, todos los cuales son "idénticos", pero posiblemente existen en diferentes estados.
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Último Conjunto - Nivel IV (La última "Teoría de Ensamblaje" de Tegmark)
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Dado que este incluye todos los demás conjuntos posibles, trae cierre a la jerarquía de los multiversos: no puede haber un nivel V. La cuestión está abierta si es que los científicos subdividen o no el Nivel IV en el futuro.
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Otras estructuras matemáticas dan diferentes ecuaciones fundamentales de la física. Este nivel considera "real" cualquier universo hipotético basado en una de estas estructuras.
La teoría de la burbuja
"Universos burbuja", cada disco es un universo burbuja (Universo 1 a Universo 6 son diferentes burbujas, tienen constantes físicas que son diferentes de nuestro universo), nuestro universo es sólo una de las burbujas.
La teoría de la burbuja postula un número infinito de multiversos abiertos, cada uno con diferentes constantes físicas. (El conjunto de universos burbuja es, pues, un multiverso Nivel II.)
Contra-intuición, estos universos están más lejos que incluso el universo más lejano de nuestro multiverso abierto.
La formación de nuestro universo a partir de una "burbuja" de un multiverso fue propuesto por Andre Linde. Esta teoría del universo burbuja encaja bien con la teoría ampliamente aceptada de la inflación cósmica. El concepto del universo burbuja implica la creación de universos de la espuma cuántica de un "universo padre."
En escalas muy pequeñas, la espuma está echando espuma debido a las fluctuaciones de energía.
Estas fluctuaciones pueden crear pequeñas burbujas y agujeros de gusano. Si la fluctuación de energía no es muy grande, un pequeño universo burbuja podría formarse, experimentar alguna expansión como un globo inflado, y luego contraerse y desaparecer de la existencia.
Sin embargo, si la fluctuación de energía es mayor que un determinado valor crítico, un diminuto universo burbuja se forma a partir del universo padre, experimentando una expansión a largo plazo, y permite que la materia y estructuras galácticas de gran escala se formen.
Interpretación de la física cuántica de los Muchos Mundos
La interpretación de Muchos Mundos de Hugh Everett (MWI) es una de las varias interpretaciones dominantes de la mecánica cuántica.
Otras interpretaciones incluyen las interpretaciones de Copenhague y las interpretaciones consistentes de las historias. El multiverso propuesto por MWI tiene un parámetro de tiempo compartido. En la mayoría de las formulaciones, todos los universos constituyentes son estructuralmente idénticos entre sí y aunque tienen las mismas leyes físicas y valores para las constantes fundamentales, pueden existir en diferentes estados.
Los universos constituyentes, además, no se comunican, en el sentido de que ninguna información puede pasar entre ellos, a pesar de que en la formulación de Everett pueden potencialmente afectarse entre sí [7] a través de la interferencia cuántica. [8]
El estado de todo el multiverso está relacionado con la estados de los universos constituyentes de superposición cuántica, y es descrito por una única función de onda universal. Relacionadas están las interpretaciones de múltiples historias de Richard Feynman y de H. Dieter Zeh la interpretación de muchas mentes.
La interpretación de Muchos Mundos no puede explicar el universo aparentemente afinado. Las constantes físicas de todos los "muchos mundos" son las mismas. La interpretación de Muchas Mundos puede, sin embargo explicar la aparente improbabilidad de la existencia de un planeta parecido a la Tierra.
Si la interpretación de muchos mundos es cierta, hay tantas copias de nuestro universo que la existencia de al menos un planeta como la tierra no es de extrañar.
Teoría M
Un multiverso de un tipo algo diferente se ha previsto dentro de la extensión de 11 dimensiones de la teoría de cuerdas conocido como teoría-M. En la teoría M nuestro universo y otros son creados por las colisiones entre las membranas en un espacio de 11 dimensiones.
A diferencia de los universos en el "multiverso cuántico", estos universos pueden tener diferentes leyes de la física.
Paisaje de Cuerdas
La teoría del paisaje de cuerdas afirma que existe un universo diferente para cada uno de los grandes conjuntos de soluciones generadas cuando la teoría de cuerdas de diez dimensiones se reduce al mundo de cuatro dimensiones de baja-energía que vemos.
Las críticas a las teorías de multiversos
Reclamaciones no- científicas
Los críticos afirman que estas teorías no tienen correlación empírica y capacidad de prueba, y sin evidencia física son infalsificables; están fuera de la metodología de la investigación científica para confirmar o refutar.
Mala Ciencia
Algunos han argumentado que el trabajo de un científico es proporcionar explicaciones fundamentales de los fenómenos observados, sin hacer referencia a los observadores.
El recurso a los principios antrópicos constituye una "salida perezosa" de dar cuenta de las características tales como el aparente ajuste de parámetros en relación con la existencia de vida.
Leonard Susskind afirma, sin embargo, que alguna forma de multiverso es inevitable, dado el estado actual de la física, y que los efectos del observador son inevitables y deben ser tenidos en cuenta en otras ciencias
La Navaja de Occam
El postular una infinidad de universos invisibles e imposibles de ver sólo para explicar el que sí vemos parece superficialmente contrario a la navaja de Occam.
"Un rasgo común de los cuatro niveles de multiversos es que la teoría más simple y posiblemente más elegante involucra universos paralelos por defecto.
Para negar la existencia de esos universos, hay que complicar la teoría mediante la adición de procesos experimentalmente no compatibles y ad hoc postulados: espacio finito, colapso de la función de onda y la asimetría ontológica.
Nuestro juicio se reduce a lo que encontramos más derrochador y poco elegante:.. muchos mundos o muchas palabras " [9]
Por lo tanto, de acuerdo con Tegmark, paradójicamente el escenario del multiverso es más parsimonioso que el de un solo universo.
David Lewis, sin embargo, establece una distinción entre el exceso cualitativo y cuantitativo. Postular universos adicionales así como el nuestro no aumenta el número de tipos de cosas existen, y por lo tanto sólo hay una invariancia cualitativa.
Un universo único