¿Un Universo de la "Nada"? (Parte 2)

Al no deberle nada a la doctrina de Dawkins y su empeño en refutar la existencia de Dios, el propio Vilenkin va en dirección opuesta. En la introducción a su artículo, escribe: “La idea de que el universo fue creado de la nada es por lo menos tan vieja como el Antiguo Testamento”. [1]

Después cita las confesiones de San Agustín: “¿Qué estaba haciendo Dios antes de crear al cielo y la Tierra? SI estaba descansando y no hacía nada, ¿Por qué no siguió haciendo nada por siempre, como lo había hecho siempre en el pasado?" [2]. La respuesta, según Vilenkin, es el efecto túnel a partir de la “nada”. El espacio y el tiempo se crearon en el Bing Bang que resulto de la fluctuación cuántica en la espuma.

Espuma cuántica
+
Fluctuación cuántica (a través del efecto túnel)
↓
El universo

Según este modelo, una vez que acontecen los efectos cuánticos, entra en juego la relatividad general de Einstein, y así encontramos el universo que tenemos hoy en día, dominado por la gravedad y las otras tres fuerzas de la naturaleza. 

Alexander Vilenkin, cosmólogo.

Así que el universo de Vilenkin no comienza a partir de la “nada”. El universo de Vilenkin comienza con una burbuja real existente dentro de la espuma cuántica preexistente. Esto es lo que escribe: 

“Describe una burbuja que se contrae en el (tiempo) t<0, después recupera su tamaño mínimo R0 y se expande en T>0. En la historia real de la burbuja, la parte T<0 está ausente: la burbuja, construye un túnel cuántico de R=0 a R=R0 Y después evoluciona”. [3]

Lo que Vilenkin describe aquí es una situación en la que, en una “burbuja” real en la espuma cuántica (¡preexistente!), de alguna manera la energía interna ( que se considera un tipo de presión) es menor que fuera de la burbuja. Así, justo como le pasaría a una bomba de chicle que pierde presión, la burbuja cuántica se contrae cuando la presión exterior supera la presión interna, hasta que la burbuja llega al tamaño cero. 

Después - gracias al milagro del efecto túnel- recupera su volumen mayor y de ahí se expande hasta ocasionar un Big Bang. El truco aquí es la contradicción al tamaño cero (la “nada”) ocurre en un tiempo que se define como negativo (t<0) y, por lo tanto, nunca se puede “observar”, ya que solo podemos “saber” lo que ocurre hasta que surge el concepto del tiempo, es decir, después del Big Bang, que es la creación del espacio y del tiempo. 


La idea de Vilenkin se origina, como él mismo nos dice en su artículo, en un revolucionario concepto previo que se propuso el físico Edward P. Tryon del Hunter College en Nueva York. Alan Guth, que acuño el término “almuerzo gratis”, también cita a Tryon como el creador de la idea del “universo a partir de la nada”.

El artículo de Tryon, “Is the universe a Vacuum Fluctuation? “ [4] propone la idea de que todos los números cuánticos de nuestro universo podrían sumar cero. [5] Cantidades como la carga eléctrica, que los físicos creen que se “conservan” en la naturaleza, es decir, que no crear ni destruir (recordemos que en la producción de pares a partir de un fotón neutral, una partícula debe tener una carga positiva y la otra debe tener una carga igual pero negativa), esta es la manifestación de una “ley de la conservación”. 

Se cree que la energía es la cantidad más importante que se conserva en la naturaleza: la energía no se puede crear ni destruir, solo puede cambiar de una forma a otra, como cuando la energía se transforma en masa y la masa en energía, según la famosa ecuación de Einstein. Tryon argumentó -quizá el primero en hacerlo- que la energía total del universo era cero. Debido a que se cree que la energía en el universo se conserva, esta no se puede “crear”. Esto quiere decir que la energía del universo existió siempre o la creó Dios. (¡Al parecer, Dios puedo romper todas las “leyes de conservación” de la física que han propuesto los humanos!) Si la energía total del universo es idéntica a cero, como lo sugiere Tryon, entonces la “creación” no es necesaria porque el cero es cero y siempre lo será. En este caso, la energía cero-que por lo tanto no tuvo que ser “creada”, violando así la ley de conservación de la energía - solo cambió de forma y se convirtió en energía positiva y negativa - y por lo tanto - según Tryon- en un universo de materia que coexiste con un universo de antimateria. 

Pero hoy en día sigue sin haber una respuesta a la pregunta sobre donde está toda la antimateria que supuestamente surgió con la materia normal en el Big Bang. La mayoría de la materia y la antimateria no se conserva. A esta forma de desequilibrio teórico entre la materia y la antimateria se llama violación CP, donde “C” quiere decir conjugación de carga (la inversión de cargas eléctricas positivas y negativas) y “P” quiere decir paridad (en esencia, verse en un espejo). Hasta mediados de la década de 1950, los físicos creían que la paridad era la cantidad conservada en la naturaleza. Esto quiere decir que si observamos un sistema físico, luego sostenemos un espejo frente a él y lo observamos a través del mismo, se observara exactamente las mismas leyes de la física (claro que en direcciones invertidas). 

Este tipo de idea parecía muy “natural”. 

¿Por qué cambiarían las leyes de la física con el reflejo de un espejo? De hecho, ¡si lo hacen! La violación de ley de conversación de la paridad fue descubierta teóricamente por dos físicos estadounidenses de origen chino, C.N. Yang y T.D. Lee, en la década de los cincuenta, mientras cenaban en un restaurante chino en Nueva York. Juntos, concibieron la idea de quizá la fuerza nuclear débil que actúa dentro del núcleo de un átomo no “respetaba” la paridad. 

Chien - Shiung Wue fue una física experimental estadounidense (nacida en China) que hizo contribuciones significativas al campo de la física nuclear.

Le sugirieron a otra física chino-estadounidense a quienes sus colegas apodaban con cariño “Madame Wu” (Chien-Shiung Wu), de la Universidad de Columbia, que llevara a cabo un experimento para comprobar su teoría. Lo hizo y, en efecto, confirmo su extraña predicción: la paridad no es una cantidad conservada, por lo menos en lo que respecta a una de las fuerzas de la naturaleza, la fuerza débil. Después, se revelÓ que cuando juntamos la paridad con la conjugación de carga para crear una “cantidad” llamada CP, dicha cantidad tampoco se conserva en la naturaleza. Por lo tanto, hay una diferencia - aunque posiblemente muy pequeña- entre materia y antimateria, ya que ir de la materia a la antimateria significa “mirar en el espejo e invertir todas las cargas eléctricas”.


Tal “violación CP”, como se le conoce, puede o no haber tenido la potencia suficiente como para resultar en un universo de materia y no de antimateria. La pregunta sigue abierta y es una de las más importantes en toda la física y la cosmología. 

Por otro lado, podría haber un universo entero hecho de antimateria pura que existe en algún lugar en el espacio, tal vez simétricamente opuesto al nuestro, si es que la materia y la antimateria en efecto se crearon en cantidades equivalentes desde la explosión de energía pura que fue el Big Bang. Los otros argumentos de Tryon dependen de que el universo este “cerrado” de tal modo que tendría, de forma natural, una energía total de cero (mediante un cálculo físico complicado).
Pero debido al descubrimiento astronómico en 1998 de la aceleración en la expansión del universo, y la evidencia de la radiación de fondo de microondas obtenidas de la observación satelitales, hoy sabemos que el universo no está “cerrado”. Más bien, nuestro perfectamente “plano”. Esto quiere decir que, en general, el espacio obedece la geometría de Euclides, caracterizada por las líneas rectas. Así que el argumento de Tryon falla por completo dado a lo que hemos aprendido del universo en las décadas desde que publico su artículo. 

De igual manera, el hecho de que se cree el universo contiene una cantidad inmensa de “energía oscura”, cuya naturaleza y cantidad exactas siguen siendo desconocidas, invalidad cualquier argumento sobre la “energía total de cero” para nuestro universo. 

Un “universo a partir de la nada”, tal como lo plantea Krauss, sigue siendo producto de la imaginación y no tiene base sólida en la realidad objetiva. No surge del trabajo de Krauss. 
Tampoco de la obra importante de Alan Guth, como hemos visto en detalle. Los universos de Vilenkin y Tryon no brotan de la “nada” absoluta tampoco: Vilenkin requiere de la espuma cuántica y de la “historia oculta” del universo diminuto que ocurre en un tiempo que no podemos observar (el tiempo negativo). Tryon, por su parte, requiere un universo cerrado, cuando ahora sabemos con toda seguridad que el nuestro no lo es, lo cual deja sin resolver el misterio de la desaparición de la antimateria, de la que también depende su teoría. Bien podría ser que nuestro universo haya derivado de una fluctuación cuántica en la espuma cuántica preexistente que precedió de al Bing Bang, como lo teorizo Vilenkin. La sustancia requerida de la espuma cuántica sin espacio ni tiempo clásico en el modelo Vilenkin implica que la fluctuación cuántica que produjo nuestro universo pudo haber ocurrido otra vez, según la filosofía de que cualquier cosa que puede proceder, a la larga sucederá.

Por lo tanto debe haber- según algunos cosmólogos- un multiverso: una multitud de universos.


En el lenguaje de San Agustín, si Dios dejó de hacer nada una vez, pudo haberlo dejado de hacer una y otra vez. Ya que para Dios el tiempo es eterno, existe la posibilidad de que haya creado una infinidad de universos. 

*Extracto del libro "Por qué la ciencia no refuta a Dios" de Amir D. Aczel, paginas 117-123. 
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sobre el autor:

Amir D. Aczel (1950-2015) fue un físico-matemático estadounidense y un particular y destacado conferencista sobre matemáticas, y divulgación científica. Fue también profesor en el Bentley College de Waltham (Massachusetts, Estados Unidos) y autor de diversos bestsellers tanto nacionales como internacionales. Destacó especialmente su libro Fermat's Last Theorem que trata sobre "El último teorema de Fermat".

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Referencias: 

1. 1. Alexander Vilenkin, “Quantum Origin of the Universe”, Nuclear Physics B, vol. 252, octubre de 1985, p. 141.

2. Ídem. 

3. Ibid., p. 142. 

4. Edward P. Tyron. “Is the universe a Vacuum Flcutuation?, Nature, vol. 246, diciembre de 1973,pp. 396-7. 

5. Idem.