NeoFronteras

Sin señales de otros universos

Área: Física — sábado, 14 de mayo de 2016

El experimento que trataba de encontrar pruebas de la existencia de universos paralelos no consigue llegar a resultados concluyentes.

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Si a alguien bien informado le hubieran dicho hace 20 años que en la actualidad estaríamos buscando señales de otros universos no lo hubiese creído. Pero sí que los buscamos, aunque la búsqueda de pruebas sobre ello sea, de momento, infructuosa.

Los primeros resultados experimentales por parte de un equipo de investigadores franco-belgas sobre la búsqueda de universos paralelos son inconclusos.

La idea de universos paralelos apareció hace ya tiempo en la Física teórica. Según algunas teorías, nuestro universo es una brana espacial tridimensional dentro un bulk. Para hacernos una idea podemos imaginar que nuestro universo sólo tiene 2 dimensiones y está embebido, a modo de una membrana u hoja, en un espacio tridimensional en donde puede haber muchas otras branas o universos.

La distancia entre una brana y otra en una dimensión superior podría ser cualquiera dentro del bulk, pero podría ser muy pequeña. Un universo paralelo podría estar a sólo unas cuantas longitudes de Planck del nuestro. Todo esto en teoría, claro. El problema es demostrar algo así. Las energías necesarias para alcanzar un régimen en el que estas teorías de gravedad se muestren distintas de la versión clásica pueden ser tan enormes que esta idea se podría considerar no falsable.

Sin embargo, Michaël Sarrazin (Universidad de Namur, Bélgica) ideó una manera barata de poner a prueba esta la idea. Según él, y de manera ocasional, una partícula podría saltar por efecto túnel cuántico de una brana a otra vecina con cierta probabilidad no nula. Lo ideal era probar esta idea con neutrones, que al no tener carga eléctrica, no se verían afectados en gran medida por campos electromagnéticos.

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Así que junto a otros investigadores propuso la construcción de un detector que contendría helio-3 dispuesto a escasos metros del reactor nuclear ya existente del Instituto Laue-Langevin, que sería la fuente de los neutrones. El objetivo era contabilizar los neutrones que detectara el sistema de helio.

Un neutrón emitido por el reactor podría existir en una superposición de dos estados, uno correspondiente a nuestra brana y otro correspondiente a la brana adyacente a la nuestra (despreciando el efecto de branas lejanas). Entonces, la función de onda del neutrón colapsaría a uno de los dos posibles estados cuando colisionara con lo núcleos de agua pesada (agua con deuterio en lugar de hidrógeno normal) que hace las veces de moderador del reactor y que rodea a este.

La mayoría de los neutrones terminarían en nuestra brana, pero una pequeña fracción de ellos podría entrar en la adyacente y escapar del reactor, ya que interaccionarían muy débilmente con el agua del moderador y el muro de hormigón que rodea, a su vez, todo ello (ver imagen de cabecera).

Pero, como una pequeña parte de esos neutrones tendría todavía una función de ondas que todavía existiría dentro de nuestra brana incluso después del colapso de la función de ondas, podrían retornar entonces a nuestra brana de nuevo al chocar contra el núcleo de los átomos de helio-3.

Es decir, si todo esto es correcto, se observaría una pequeña cantidad de neutrones emitida por el reactor que desaparecería en un universo paralelo y volvería a aparecer en el nuestro.

Los neutrones normales emitidos por el reactor que se quedarían desde un principio en nuestra brana, serían bloqueados por el aislamiento del reactor (so pena de matar a los investigadores) y no llegarían al detector de helio-3.

De todos modos, el montaje experimental no fue nada fácil. El problema fue aislar el detector de otras fuentes de neutrones que constituyen el flujo de fondo, algo que introducía ruido en las medidas. La idea era detectar sólo los neutrones (provenientes de una dirección específica determinada por el reactor) que aparentemente aparecen de la ‘nada’, no otros neutrones “normales” del entorno. Así que estos físicos rodearon al detector de un aislamiento multicapa de 20 cm de grosor de polietileno y boro. Este aislamiento redujo el ruido de fondo en un factor un millón. El aislamiento no afecta a los neutrones que vienen de la otra brana, pues estos se materializan dentro del detector al chocar contra el helio-3.

Estos investigadores realizaron el experimento durante cinco días, registrando un pequeño número de eventos que podrían ser casi todos provenientes del fondo normal.

De todos modos, las medidas permitieron establecer una cota superior sobre la probabilidad de que un neutrón entre en la brana adyacente a la nuestra: una en 2000 millones. Es una cota 15.000 veces menos permisiva que los límites deducidos con anterioridad. Esto viene a decir que la distancia entre branas tiene que ser mayor que 87 longitudes de Planck.

Nos es fácil sacar conclusiones e incluso parte la señal observada podría corresponder a neutrones venidos de otra brana. Pero todavía hay ruido de neutrones de fondo y, además, el modelo usado no predice la fuerza del acoplamiento entre branas.

Así que, de momento, la idea no está completamente descartada ni confirmada. Pero el montaje es increíblemente barato comparado con tratar de comprobar la idea con un colisionador del estilo del LHC. Encima, si la escala de energía es la de Planck entonces no habría posibilidades de observar algo así con ningún colisionar presente o futuro. Estos experimentos sencillos son la única vía de comprobación de estas locas ideas.

Este experimento con neutrones no es el único que trata de comprobar la existencia de branas. Axel Lindner (DESY) trata de hacer lo mismo con fotones.

Habrá que esperar los resultados futuros de estos experimentos, porque, al final, es la única manera de hacer ciencia y de hacer limpieza al descartar propuestas teóricas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Copia de artículo original.
Ilustración: Michaël Sarrazin y colaboradores.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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21 Comentarios

  1. David:

    Yo tenía la visión de la existencia de varios universos, flotando en el espacio, como pompas de jabón en el aire. Creo que esta idea es de los griegos (o que ellos creían que el universo, había sido creado, tocando notas musicales, ya no estoy seguro de ello).

    Pero de ser cierto, esto de que hay varios universos, y no uno solo. Que implicaciones tendría para nosotros.? Podríamos viajar entre universos, como hacemos entre planetas del sistema solar en que nos encontramos; o a otros sistemas solares cercanos, como proxima Centauri en un futuro, con viajes tripulados.(si es que esto no es una fantasía futurista, y no una especulación científica, como propone la literatura y cine de ciencia ficción.?

  2. Tomás:

    Para mí que, además de estar entre esos “veinteañeros”, ni siquiera estoy bien informado, pues eso, que puedo creer que se estén buscando extrañezas, pero mi sorpresa sería mayúscula si se encontrasen.

  3. lluís:

    – Leyendo esto se me plantean bastantes preguntas.” La mayoría de los neutrones terminarían en nuestra brana ( nuestra brana, ¿como una “hoja”?, ¿no debería estar combada o arqueda por la gravedad, al contener energía y materia?) pero una pequeña fracción podría entrar en la brana adyacente” ¿ Por qué sólo una pequeña fracción? ¿No puden escapar todos? o es que hay interacciones distintas para cada neutrón?.
    – El hecho de que exista una función de ondas dentro de una nuestra brana, que podría retornar, tras visitar la brana adyacente, a nuestra brana,¿implica el hecho de que la función de ondas estaría “repartida”?, es decir, una “trozo” de función de ondas permanecería en nuestro universo y otro “trozo” de función en la brana adyacente y luego ese “trozo” de función retornaría a nuestra brana.
    – Y esos neutrones en la brana adyacente, ¿podrían ser partículas “Q”aluza-“K”lein o equivalentes desde nuestra perspectiva tridimensional?. Digo esto porque la relación entre masa y momento que impone la relatividad especial afirma que el momento extradimensionalse vería como si de masa se tratara en el espaci-tiempo tetradimensional.Desde luegos de existir las partículas “Q”aluza-“Q”lein podríamos tener por seguro noticias de un mundo de mayor dimensionalidad e incluso de su geometría, pero para eso se necesitarían unas energias que creo que no son alcanzables en el LHC.
    _ En cuanto a lo que se pregunta David, el asunto de viajes entre “distintos universos”. Pues no, porque nosotros estaríamos confinados en nuestra brana, la que contiene nuestro universo, y por tanto totalmente desconectados de otras posibles mundos brana. Es lo mismo que si fueramos seres bidimensionales, no podríamos acceder a una tercera dimensión que incluso nos parecería un idea muy extraña o incluso ignorada, quizá tanto como nos lo puedan parecer 9 dimensiones espacio y una de tiempo.
    – Saludos.

  4. NeoFronteras:

    Estimado Lluís:
    Esto viene del hecho de que la gravedad es la más débil de las fuerzas, así que se sugirió que los gravitones escapaban de nuestra brana y de ahí esa debilidad. Así que, ya puestos, ¿y si otras partículas escapan aunque sea en una medida muy inferior?
    La idea de testarlo es muy buena y es una manera de hacer ciencia de verdad, pero la pregunta es la siguiente: ¿si al final no se detectan estos neutrones ocultos desecharemos la idea de las branas? Me temo que no.

    Quizás todo viene de que intentamos a toda costa imponer nuestra forma de ver la realidad a la realidad misma. ¿Y si la gravedad no es una fuerza como las otras? Si es así no podremos unificarla de la manera que lo hacemos y por eso nos encontramos en un callejón sin salida, cuando lo ideal es dar marcha atrás y tomar una calle distinta.

    La noción de “fuerza” es un constructo cultura humano. Quizás la Naturaleza opera de otras formas y no ve las similitudes que nosotros queremos ver.

    En todo caso es tanto esto último como el tema del que versa esta entrada son especulativos.

  5. Tomás:

    Muy de acuerdo en con el penúltimo párrafo del 4 de Neo. Muchas veces pensamos en conceptos como si fuesen absolutamente reales -o concordantes con la realidad-, sin darnos cuenta de que son constructos ideados por nosotros que, como más de una vez se ha demostrado, hemos de modificar. Un ejemplo muy elemental son las especies taxonómicas.

  6. apalankator:

    Tan barato no será este experimento cuando utiliza He3, en algún sitio leí que se cotiza a unos 6000€ el gramo, no sé si tiene crédito esta información pero en ese caso sería más caro que la tinta de impresora, que ya es decir.
    Saludos humorísticos.

  7. Teaius:

    No he comprendido nunca el afan por los universos paralelos. Si aceptamos que el universo es por definición, todo, entonces si podemos interaccionar con estos universos paralelos, por definición dejan de ser paralelos y serán otra parte más del propio universo.

    Otra cosa es que por “parelelo” o “adyacente” entendamos que son una serie de entes físicos “oscuros” o “fantasmales” con leyes físicas muy próximas a las nuestras pero inertes desde el punto de vista de interacción.

    Si es ese el caso, si no podemos interaccionar con ellos, a mi me dan igual los universos paralelos, porque me es irrelevante que existan o no.

  8. Tomás:

    Empiezo a ver esto de los universos paralelos y las bramas, cuerdas e historias así, como una tomadura de pelo. Por ese camino podemos construir una matemática para la Biblia y el Nuevo Testamento y explicarnos de manera científica las ascensión de Jesucristo a los cielos; a otra brama, vamos.

  9. juan:

    ¿Entonces es ridículo pensar que pueda existir Dios pero hablar de universos paralelos es normal?

  10. Tomás:

    Estimado “juan”: Ya ves que, en mi 8 digo que eso de los universos paralelos me parece una tomadura de pelo. Para cuestiones sobre Dios te recomiendo “El espejismo de Dios”, de Richard Dawkins. Por mi parte no considero ridículo pensar que pueda existir Dios. Una idea, un concepto, una forma de ver el mundo que lleve a la muerte de millones de personas, a guerras, a fanatismos y a infinidad de aberraciones podrá ser cualquier cosa menos ridículo. Eso no impide que existan muchas personas, cuyas creencias, sean de la clase que sean, se basen en el consuelo a sus desgracias, en que deseen seguir con sus seres queridos por toda una eternidad. Son la base inocente y bienintencionada de los que se sirven de esas creencias para dominar las mentes y las vidas de las gentes comunes, en el nacimiento, en la adolescencia y en la muerte, como hitos, pero en realidad durante toda su vida.
    Pero prefiero no continuar para no desviarnos más del tema propuesto.
    Recibe un fuerte abrazo.

  11. JavierL:

    hablar de universos paralelos no es lo mismo que aceptar su existencia sin pruebas amigo juan, y según la evidencia actual no hay pruebas que existan.

    Justamente se está proponiendo un experimento, y es el experimento el que tiene la última palabra.

    Es exactamente la misma actitud frente a dios.

  12. Tomás:

    El tema introducido por “juan” me justifica para contar lo que hace cosa de media hora he escuchado por la radio: dos universos paralelos han confluido en un lugar -creo- que de Madrid. Con ocasión del próximo e inevitable partido de Champions el párroco de la iglesia de San Antón, se ha apiadado de los/as “sin techo” (hablaba con alegre y caritativa candidez) y ha instalado un buen televisor en la parroquia para que pueda ser vista la confrontación. Ha asegurado que los santos también son forofos de sus equipos preferidos. Separará a los “atléticos” de los “realeros”: un grupo a cada lado del pasillo central. Como no está seguro de la afición del santo, lo colocará en medio, en situación preferente, como corresponde a tal alta dignidad. Pero intuye que hará algún gesto casi inapreciable cuando haya algún gol, porque dice que, aunque uno se esfuerce, una penalización injusta o una buena jugada, se refleja en el rostro por mucho que lo disimules. Harán algo de oración previa y, posiblemente, en el descanso, momento que será aprovechado por algunos/as poco devotos/as para salir del templo y pegarle a la birra para calentar el ánimo, fumarse un porrito o realizar algún tentáculo, o lo que sea, que parece mal hacer esas cosas en sagrado.
    Es un ejemplo claro de conexión del universo religioso con el universo futbolero; además macro: nada de neutrones ni grovitrones, que son nimiedades, y no hace falta ingenio alguno, salvo el televisor. Por el bien del templo le aconsejaría que atornillase los bancos al suelo, no cosa empiecen a comunicarse el universo “atlético” y el “realista” a bancazo limpio, que también sería macro.
    Si las cosas salen como él desea ya tiene ganado un puesto en el cielo y quien sabe si la misma santidad o, en la Tierra, quizá el nobel, pero como la experiencia reviente puede que el buen Dios lo mande al infierno de cabeza sin esperar a que se muera según la naturaleza.
    Ya ves, JavierL, que, si esto da resultado, puede ser una prueba definitiva.
    Abrazos para todos.
    Saludos.

  13. Miguel Ángel:

    Estimado “juan”:

    Nadie ha dicho eso.
    Un requisito indispensable para abordar el estudio de un concepto desde la ciencia es que sea falsable, es decir, que tenemos que disponer de una prueba o experimento con potencial para demostrar que tal concepto es falso. En otras palabras, en ciencia se acepta una teoría no porque se haya demostrado que sea cierta, sino porque no se ha podido demostrar que sea falsa.
    El conocimiento científico no proporciona verdades absolutas, solamente modelos que tratan de explicar la realidad. Y siempre es de modo provisional: se acepta una teoría solamente hasta que se postule otra nueva que se ajuste mejor a la realidad (o mejor aún, a los datos que nos proporciona la observación).
    En esto difiere de las religiones, en las que sí que se consideran verdades absolutas y además inamovibles (no sujetas a revisión ni a experimentación).
    Precisamente, lo que dicen Tomás y “JavierL” es que, si Dios no es falsable y los universos paralelos acaba resultando que tampoco, ambos conceptos son igual de inabordables por la ciencia (igual de ridículos, si quieres).

    Un saludo.

  14. Alejandro Sánchez:

    Lo buenísimo de estos experimentos es que los universos paralelos ya han dejado la ciencia ficción, la teoría científica, para pasar al mundo de la ciencia. Seguro llevará unos cuantos años, pero estos experimentos nos llevarán a un salto cuántico en el mundo de la ciencia.

  15. Tomás:

    Querido Alejandro:
    Si por haber pasado a formar parte de la ciencia entiendes haberles proporcionado una base físico-matemática y haber ideado unas experiencias que pueden confirmarlos o falsearlos, habré de estar de acuerdo, aunque creo que no es bastante. Pero eso es factible también con un dios en un universo paralelo. No voy a perder el tiempo en idear cómo pero ha de ser bastante fácil. Para empezar habría que definir muy bien lo de “universo paralelo”. ¿Quiere decir que es imposible toda relación entre uno y otro en símil al axioma de las rectas paralelas euclidianas? Porque si es así, ya no hay problema: al dar por hecho la existencia de universos paralelos imposibles de comunicar, puede haber tantos dioses como universos. Lo malo para las religiones es que esos dioses están en todas partes e interaccionan con nuestro universo. Pero no voy a perder más tiempo en tonterías -con ello no me refiero a lo que tú dices, sino a lo que yo añado-.
    Un fuerte abrazo.

  16. JavierL:

    “‘Me parece” que la idea de universos paralelos de la ciencia ficción radica en universos iguales con tierras igual y personas iguales… Donde suceden ciertas diferencias que los hace distintos…

    Pero para la ciencia son otros universos sin relación con el nuestro en cuanto a esas similitudes…

    ¿Es eso correcto?

  17. NeoFronteras:

    En este caso se trataría de universos totalmente distintos.

    Lo malo es que, puestos los físicos a especular, hay distintas categorías de multiversos. En algunos de ellos (como los que se desprenden de la idea de Everet) hay universos casi iguales con pequeñas diferencias. En alguno de ellos conseguiste a la chica de tus sueños en tu juventud y ya estás divorciado. En otros estás muerto.

    Lo malo es que todas esas ideas no son falsables, es decir, no son científicas. Por definición no se tiene acceso a otro universo y si se tiene entonces pertenece a nuestro universo.

    Dudo que un experimento como el descrito tenga éxito, pero hay que intentarlo si es posible. Y si al final tienen éxito habrá que redefinir qué es lo que se entiende por “universo”.

    La ciencia ficción nos gusta a todos, pero no hay que confundirla con la realidad.

  18. JavierL:

    Gracias por la información querido neo

    Solo algo que agregar:

    Si al final tiene éxito habría que pensar de otra forma se puede explicar esos resultados… No esperaría menos de los científicos… Como siempre te leo, teorías extraordinarias requieren pruebas extraordinarias.

  19. Reysagrado:

    “Es lo mismo que si fueramos seres bidimensionales: no podríamos acceder a una tercera dimensión, que incluso nos parecería un idea muy extraña o incluso ignorada.”

    https://www.youtube.com/watch?v=OQH3ArmUzxM&list=PLAE6B078875D72075

    Esto es como “Las Meigas”, que dicen que haberlas, haylas, jeje…

  20. Miguel Ángel:

    Sin duda, Reysagrado: no podemos imaginarnos en dimensiones extras, en caso de existir, del mismo modo que un paciente ciego de nacimiento no puede imaginar colores.
    Pero tampoco las podemos añorar, porque no las conocemos…por cierto, estoy valorando si me conformaría incluso con vivir en un mundo unidimensional, con la simplicidad de solo tener la preocupación de que si “p’alante”, que si “p’atrás”.
    Saludos.

  21. Tomás:

    Pero hombre, Miguel, no te limites tanto. Digamos que, en dos dimensiones, al menos podrías hacer la digestión, pero en una no hay manera. Ni la mínima oblea por muy plana que fuese te serviría de alimento. Y, si lo meditas, tampoco un hilo alimenticio, pues engordaría la línea y ya estaríamos en las dos dimensiones. Lo siento, pero una sola dimensión no puede contener vida.
    Abrazos.

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