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¿Existe una selección natural cosmológica?

Área: Física — lunes, 6 de mayo de 2013

Estudian una posible selección natural entre los universos del multiverso para explicar cómo el Universo parece estar pensado para contener vida y seres conscientes.

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Una teoría o hipótesis no debe ser más que la posible solución a un problema. En el caso del origen y evolución del Universo hay algunos problemas importantes que todavía no hemos podido solucionar, así que está bien que alguien se moleste en tratar de encontrar soluciones.
El Universo es de una determinada manera, pero no de otras posibles. En realidad, el Universo tiene un infinito número de maneras de ser y parece que se ha elegido una. Basta ajustar los parámetros físicos de otra manera para que se obtenga otro universo diferente. Obviamente los humanos no podemos hacer tal cosa, pero cabe la posibilidad de que exista un multiverso con distintas combinaciones de, por ejemplo, carga del electrón y masa del protón, aunque tampoco los podamos ver.
La existencia de eso a lo que llamamos vida no permite mucho margen en la variación en esos parámetros (aunque sí alguno), por lo que un universo con sus parámetros definitorios escogidos al azar tiene una probabilidad casi nula de contener vida. ¿Por qué el Universo es como es y no de otra manera?
El multiverso se escapa al método científico positivista, pues no podemos crear otros universos, ni tampoco podemos observar otros universos de ese posible multiverso. Esto es algo a tener muy en cuenta, pero como ejercicio teórico puede ser interesante pensar sobre ello. Tampoco la ciencia pretende o debe pretender dar respuestas a los porqués, sino generalmente al cómo, que es más fácil. La ciencia no pretende contestar preguntas finales. Sin embargo, y ante la necesidad de contestar preguntas casi más filosóficas que científicas, a veces nos basta con inventar un mecanismo de plausibilidad que nos explique que algo es posible, aunque no sea necesariamente así.
Lo ideal para muchos físicos sería dar con una teoría que explique que el Universo sólo puede ser de una manera posible (la que observamos) y que todas las demás están de algún modo prohibidas. De momento no se ha encontrado prueba de tal cosa. Otros físicos creen en un multiverso con un número virtualmente infinito de universos y que nosotros habitamos uno de ellos que porta vida. Tenemos un sesgo por estar precisamente en él. La mayoría no tienen vida ni, por lo tanto, tampoco entes que se pregunten sobre la naturaleza de su universo.
Hay una relación entre la vida y los agujeros negros. Éstos no se forman en todos los posibles universos de un posible multiverso, sino sólo en aquellos en los que las estrellas masivas viven lo suficiente como para transformarse en supernovas y producir elementos pesados (y, por tanto, agujeros negros). Pero si hay ese tipo de estrellas, también hay otras estrellas menos masivas alrededor de las cuales se pueden formar planetas a partir de las cenizas de otras estrellas, incluyendo las supernovas. Así que un universo que favorezca la formación de agujeros negros favorece la aparición de vida e inteligencia.
Ahora viene el salto teórico más interesante. Según algunas hipótesis, los agujeros negros pueden dar lugar a otros universos “al otro lado”. Así que un universo con vida favorece la formación de otros universos que, a su vez, podrán contener vida.
Ahora supongamos que el multiverso forma una especie de ecosistema cosmológico en el que las “especies” se reproducen y evolucionan. En tal ecosistema habría una selección darwiniana que favorecería a los de mayor éxito reproductor. Lo ideal no es imaginarlo como especies de animales, sino más bien como bacterias. La “reproducción sexual” de universos no es necesaria.
Un universo con mayor capacidad de generar agujeros negros generaría mayor número de universos y así sucesivamente (universo con éxito reproductor). De este modo, el multiverso se llenaría con universos con capacidad de crear agujeros negros y esto, a su vez, favorecería la presencia de vida. El multiverso estaría lleno de universos con vida y nuestro Universo no sería especial.
Se ha denominada a esta idea “selección natural cosmológica” (SNC) y fue desarrollada como alternativa al principio antrópico débil.
Esta idea o hipótesis de la SNC, controvertida entre los físicos, fue divulgada en el pasado por Smolin en uno de sus libros, pero no ha sido del todo desarrollada. De entrada, en estos modelos no está claro cuál es la presión de selección ni cómo se da la variación “genética” en los parámetros que definen los universos.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Oxford Andy Gardner y Joseph Conlon han publicado un artículo sobre este tema en Complexity.
En ese trabajo sostienen que el teorema de Price, que es la ecuación básica de la evolución genética, captura el proceso de la selección natural cosmológica y explica cómo el Universo parece diseñado para el propósito de ser una fábrica de agujeros negros, de manera similar al pez que parece diseñado para nadar bajo el agua o al ave que parece diseñada para volar.
El teorema de Price no sólo permite explicar, según estos investigadores, cómo funciona la selección a la escala de genes, sino que además permitiría explicar algo tan inimaginablemente vasto como el multiverso. El modelo usado por Gardner y Conlon usa unas matemáticas similares a las empleadas en la teoría darwinista de adaptación de la Biología, que explica cómo la dinámica de la selección natural da lugar a organismos aparentemente diseñados para maximizar su idoneidad.
Obviamente hay diferencias entre la selección natural cosmológica, que supuestamente se da en el multiverso, y la de los ecosistemas biológicos. Una de las más importantes es que en el primer caso no hay realmente un concepto de cambio a lo largo del tiempo. No hay un tiempo absoluto, ni siquiera para un único universo, pero para un multiverso la situación es mucho peor. Pero, aún así, en la SNC simplemente nos podemos concentrar en las transformaciones que se dan entre generaciones, donde cada universo es asignado a una generación inmediatamente siguiente a la de su universo madre.
Además está la mortalidad y la competición, que juegan un papel importante en la evolución biológica, pero que están completamente ausentes del SNC. Sin embargo, aún así, la SNC sostiene el teorema de Price.
Usando un programa de optimización, estos autores han conseguido formalizar la idea de un universo con el objetivo de generar agujeros negros en una aproximación estándar que capta las nociones de propósito o meta. Además, la SCN es un factor importante de la evolución del multiverso y, en las sucesivas generaciones, los universos parecen estar cada vez mejor optimizados en la producción de agujeros negros que los universos de generaciones anteriores.
Según los autores se pueden establecer algunas correspondencias positivas entre el caso biológico y el cosmológico. El resultado obtenido por este tipo de modelos sobre sistemas biológicos permite usar las licencias formales del lenguaje intencional, como “egoísmo”, “altruismo”, “conflicto de intereses”, etc., aunque las especies no tienen obviamente intereses ni intenciones. En el caso cosmológico se puede hablar de un objetivo o una intencionalidad por parte de los universos, pero en el fondo no hay tal.
Tal y como propuso Cuvier en su día para los organismos biológicos, los seres no adaptados, e incapaces de sobrevivir y reproducirse, no son observados. Por lo que la observación de organismos adaptados no requiere una explicación especial. Esto, trasladado al caso cosmológico, nos dice que el supuesto ajuste fino del Universo tampoco requiere una explicación especial. Por tanto, la hipótesis SNC elimina al observador de la explicación.
Sin embargo, la evolución darwinista aplicada a los ecosistemas tiene un papel predicativo que la SNC no tiene, aunque Smolin dice que hay algunas predicciones razonablemente falsables, como la masa de las estrellas de neutrones.
Quizás la SNC no haya sido el mecanismo que ha usado la realidad para generarse, pero es una posible explicación que no necesita de agentes externos. Basta saber con que hay una posible explicación, aunque nunca encontremos la “verdadera” o podamos demostrar que lo es.
Naturalmente siempre nos quedarán preguntas por responder, pues nuestra capacidad para formularlas es superior a nuestra capacidad para responderlas: ¿por qué hay algo en lugar de nada?, ¿qué es la existencia?, ¿por qué la carga del electrón puede ser diferente en otro universo y el valor de π no?, ¿por qué se inventó el detergente líquido?, ¿por qué esa chica no me hace caso pese a todo lo que daría por ella?, ¿por qué tengo la vida que tengo y no otra?, ¿tengo elección?

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Fuentes y referencias:
Artículo original en pdf.

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13 Comentarios

  1. hector04:

    En derecho se dice la esperanza no es merito del derecho, aquí seria algo similar, refiriendome a los autores de una teoria que parece sacada de la cocina como ensalada macedonia. Buen articulo has reflejado muy bien sus flaquezas que a mi me parecen garrafales.

  2. josep:

    Por mi nivel de conocimientos científicos no alcanzo a entender muy bien el significado del artículo, pero encuentro muy interesantes las preguntas del final ya que siempre me he preguntado si el ser humano esta capacitado para responderlas.
    Cuanto más pienso en la verdadera naturaleza del concepto “nada” o “infinito” menos alcanzo a entenderlo, y lo mismo en relación a “algo o nada”, de hecho, en el fondo todo es un misterio absoluto.
    A lo largo de los siglos las religiones han tratado de dar respuesta a estas preguntas,pero en realidad, lo único que hacen es inventarse las respuestas. Así cualquiera.

    Muchas gracias por todos estos artículos. Siempre muy interesantes.

  3. Miguel Ángel:

    Pues tiene razón josep, muchas veces hablamos de conceptos que realmente se escapan a nuestra comprensión.

    La noticia hace mención a Lee Smolin: en los últimos años está cobrando fuerza la hipotesis del multiverso en detrimento de la teoría del Big Bang. Hace sólo unos días pusieron en La 2 el documental “¿Qué sucedió antes del Big Bang?” y salía Smolin con su hipótesis que tiene una gran analogía con el enfoque del darwinismo.
    También mencionaban el caso de Penrose que, habiendo sido durante muchos años un gran defensor de la teoría del Big Bang, ha cambiado de opinión y ahora defiende la idea de que para saber de dónde proviene nuestro Universo lo que hay que hacer es fijarse en lo que pasará en el futuro, es decir, que en el final de este Universo estarían las claves que definen el nacimiento del siguiente.
    Creo que el documental es el siguiente, pero no lo puedo comprobar en este momento porque estoy escribiendo desde mi lugar de trabajo y el filtro bloquea algunos vídeos (aunque en ocasiones sean tan inofensivos como éste):

    http://www.dailymotion.com/video/xt5oss_que-sucedio-antes-del-big-bang_shortfilms

    Abrazos desde mi universo paralelo.

  4. tomás:

    Querido amigo Miguel Ángel:
    Vi ese documental y concuerdo con las palabras de su inicio que creo son más o menos así: “¿Existe una respuesta definitiva? No lo sé. Ni siquiera sé si esas preguntas tienen sentido.”
    Al menos para la ciencia, es mi opinión de que no tienen sentido. Quizá sean más propias de algún tipo de filosofía sin meta o de alguna religión pseudocientífica, pues la respuesta es imposible. ¿No es inútil preguntarse por qué la piedra es piedra y no ser divino? Pues lo mismo. Sin embargo es cierto que calan en la mente humana. En mi opinión por la misma razón que se aceptan las respuestas sobrenaturales o los misterios que tantos respetan sin darse cuenta de que son una distracción para el intelecto de manera que no acaben preguntándose el por qué de tal enredo.
    Creo que lo más investigable es ese inclinación del ser humano, esa deriva a apartarse de la investigación de la realidad para sumirse en problemas artificiales. Como dice el artículo, la capacidad para hacerse preguntas es infinita. Pues continuemos con eso y preguntémosnos ¿por qué esa capacidad es infinita?

    Un fuerte abrazo absolutamente realista.

  5. NeoFronteras:

    Sólo un apunte:
    Esta hipótesis, el multiverso o las ideas de Penrose no contradicen el Big Bang. Es más, los últimos datos del Planck confirman aún más el Big Bang.

  6. Pocosé:

    ¿Podemos imaginar una selección parecida a la darwiniana sin interacción entre los seleccionables o al menos entre estos y el medio?
    ¿Interactuarán entre si los distintos universos? ¿Lo harán solo en sus faces “embrionarias”?
    ¿Que tipo de medio podría ejercer presión selectiva en la formación de los distintos universos?
    ¿Serán la energía y materia obscuras una interacción con otros universos que pujan por desplazarnos, parasitarnos o devorarnos?

    Si no podemos confirmar en la materia viva la intencionalidad de crear “vida inteligente”, ni en el universo conocido la intencionalidad de crear vida. ¿Porqué el multiverso habría de tener la intencionalidad de crear universos donde pudiera darse la vida y esta desarrollarse hasta ser “inteligente”?.
    ¿Realmente a la humanidad, vista como un todo, se le puede llamar “vida inteligente”?.

    “Naturalmente siempre nos quedarán preguntas por responder, pues nuestra capacidad para formularlas es superior a nuestra capacidad para responderlas:”
    Esta afirmación si que no tiene nada de especulativa.

    Saludos a todos.

  7. petrus:

    La idea del multiverso siempre me ha parecido fantástica y extraña, más que nada porque entre gentes, los científicos, acostumbrados a limitar su placet a solo lo observable y/o demostrable, aceptar teorías con infinitos universos parece una concesión disparatada, tan poco original como suponer la existencia de infinitos dioses creadores de todos y cada uno de ellos. En segundo lugar porque la propia existencia del universo actual presupone la imposibilidad de la nada en cualquier hipótesis previa, lo que nos obliga a admitir la presencia de un uni, multiverso ó lo que fuere de modo permanente y eterno en el escenario de la existencia. Y con esta teoría y en esa eternidad deberíamos concluir que se han realizado infinitas o finitas variaciones, todas las posibles incluida la actual , y entonces, sería seguro que Petrus, con todos los demás, han recorrido este mismo camino otras veces, sin recordarlo. Y las que nos quedarían… Fabuloso.

  8. vaillant:

    ¿Los antigüos giegos, no tenían una idea parecida, de que habían multiples universos flotando en el espacio, como pompas de jabón flotando en el aire; o eran las notas musicales que creaban el o los universo/s?

    Antes en el S. XIX se creía que había un solo universo, y que este era infinito, según contaban al final de la pelicula Sahara de 1973 (creo que yo lo recordaba como el secreto del Sahara), cuya música hizo Ennio Morricone y salía Miguel Bosé, como uno de los actores.

  9. petrus:

    Sobre el uni y el multiverso, siempre me ronda por la mente un “axioma” que serviría muy bien para cualquier ciencia y que, dicho en pocas palabras sería: A la nada solo le sigue la nada.
    O, expresado en positivo: Si hay algo, siempre hubo algo. O una tercera forma, más popular: Si ha salido un conejo de la chistera, en la chistera había un conejo. Lo que, aplicado a estas teorías uni-multi implica consecuencias notables… una de ellas, que no me resisto a indicar es que “si hay inteligencia, siempre estuvo ahí”. Más que nada porque no soy partidario de la doctrina del caos absoluto ( no vale un caos observado por una mente) como generador de orden. Saludos.

  10. tomás:

    Mi respuesta hacia el último comentario de “petrus” es que la única solución resulta ser que no hay un tiempo en realidad, sino que este ha nacido de la mente humana. Una vez inventado, surgen los conceptos de antes y después y nos devanamos la sesera queriendo saber qué hubo antes del Big Bang. Para mi solo existen el espacio y el movimiento, ambos innegables y, de ellos, el ser humano deduce el tiempo, como de las magnitudes fundamentales deducimos la energía o la potencia de un evento, cuando debiera ser al revés utilizando sólo el espacio y una velocidad, tomando ésta referida a la de la luz, que es un absoluto.

  11. LLuís:

    No veo muy clara la afirmación de que hay una relación entre la vida y los agujeros negros. ¿ NO debería decirse que hay una relación entre la vida y las supernovas, que son las que producen los elementos pesados?. ¿Qué producen los agujeros negros?. ¿Hay que pensar que la materia que cae dentro de ellos es reciclada y convertida en otros posibles universos?. ¿NO serían los agujeros de gusano los que podrian conectar con otros universos?. ¿Escapa algo de los agujero negros?.Porque la “radiación de Hawking” no parece tener ninguna conexión directa con lo que fuera que formó el agujero negro en un primer momento o con lo que cayó en él.Así que si se pierde la información,(cuando se evapora el agujero negro, vulnerando con ello la ley física de la conservación de la información)no parece posible reconstruir el pasado del universo,por falta precisamente de importantes pérdidas de información. Y si esto no es posible aun se me antoja más difícil la relación vida-agujeros negros.

  12. NeoFronteras:

    Estimado Lluís:
    Pues sí, claro. Sin supernovas no hay elementos pesados y por tanto no hay vida, pero tampoco hay agujeros negros. Así que si no se forman agujeros negros no hay supernovas ni elementos pesados ni vida.
    En cuanto a lo de los universos hijos, los teóricos pueden justificar (especular) sobre generación de universos en agujeros negros. En los modelos más sencillos en agujero negro giratorios el cono de luz se invierte tanto que al final es como el cono de luz en una espacio normal de un universo “normal”. Según ellos se puede afirmar que el interior de un agujero negro se comporta como un (otro) universo. Hay otros modelos especulativos al respecto y no necesariamente se necesitan agujeros de gusanos, si es que éstos son posibles y estables.

  13. Miguel Ángel:

    Querido Neo:

    Es cierto lo que apunta en su 5, las nuevas ideas de Penrose no contradicen el Big Bang pero implican una explicación más amplia que sobrepasa lo considerado en la teoría del Big Bang.
    Penrose ha sido un gran seguidor de la teoría del Big Bang durante décadas, de hecho, uno de los primeros logros de Stephen Hawking fué darle la vuelta a una ecuación de Penrose sobre los agujeros negros para aplicarla al Big Bang.
    Tiene gracia cómo lo cuenta Penrose en el documental que he enlazado: dice que el cerebro se termina aburriendo de darle vueltas a una misma teoría durante tantos años…y que al final es normal que uno se vea tentado a contemplarlo todo bajo otro prisma.
    Al final del documental lo explica el propio Penrose: dice que a la pregunta ¿qué sucedió antes del Big Bang? solía responder que “nada”, pero que ahora ha cambiado de opinión y considera que antes de este Universo pudo haber otro y así sucesivamente. Por cierto que acabo de ver que en Wikipedia ya hablan de las ideas de Penrose dándoles el grado de “teoría”, pero ignoro si es correcto.

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