Las teorías cosmológicas que predicen la existencia observadores formados en su mayoría por cerebros de Boltzmann son cognitivamente inestables.
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Sean Carroll (California Institute of Technology) vuelve a la carga con sus cerebros de Boltzmann.
Imagine que, de la nada, aparecen una serie de cerebros autoconscientes flotando en el vacío a partir de una fluctuación. Obviamente suena un tanto absurdo, pero resulta que estos cerebros, u otros tipos de entes absurdos, son producidos por ciertas teorías cosmológicas.
Esta noción proviene de Ludwig Boltzmann, que en siglo XIX propuso que la entropía, que es una medida del desorden, siempre crece en un sistema cerrado. Como hay muchas más maneras de que un sistema esté desordenado que ordenado, es mucho más fácil que este vaya hacia el desorden. Pero, entonces, hay una posibilidad no nula de que el sistema fluctúe hacia un estado más ordenado.
Puede que esa probabilidad sea muy pequeña, pero si el tiempo del que se dispone es infinito entonces, con total seguridad, se generarán entes extraños, como los cerebros de Boltzmann.
Si a todo esto añadimos las posibles fluctuaciones cuánticas entonces la aparición de estos entes se facilita. En un espacio totalmente desprovisto de materia, como el de un futuro universo expandido y diluido hasta el infinito, sería el propio espacio el que podría fluctuar.
Pero, no vemos ningún cerebro de Boltzmann por ningún lado, cosa obvia, por otra parte. De hecho, si se es un buen científico positivista se debe de dar crédito a lo que se observa y concluir que si nuestra teoría predice este tipo de cerebros es que hay algo que no funciona en ella.
Es aquí en donde nos encontramos con algo interesante. Lo malo de los físicos teóricos es son muy productivos. Generan un montón de teorías e hipótesis, pero luego hay pocas herramientas para deshacerse de la mayor parte de ellas, porque, entre otras cosas, aunque sean incompatibles entre sí, todas funcionan si se tienen en cuenta los pocos datos con los que contamos.
Uno esperaría que lo ideal sería que los experimentos se encargaran de hacer la criba. Pero, conforme avanza la Física, cada vez se tienen menos posibilidades en ese aspecto. A ver si LIGO nos ayuda en este aspecto experimental.
Así que nos tenemos que conformar con cribas teóricas, como la existencia de cerebros de Boltzmann. Si una teoría predice estos entes es que está mal.
Sean Carroll propone en un nuevo artículo suyo un nuevo concepto que no sólo ayuda a eliminar esas versiones de las teorías, sino que además propone un marco conceptual para el Cosmos como el más probable.
Así, por ejemplo, si el Universo se expande aceleradamente debido a la energía oscura entonces el Universo se expandirá para siempre. Eso significa un tiempo futuro infinito, por lo que puede haber fluctuaciones que produzcan cerebros de Boltzmann entre otros entes absurdos.
Lo malo es que estos cerebros serán observadores de ese Universo, por lo que, a largo plazo, los principales observadores conscientes del Universo serán precisamente cerebros de Boltzmann y similares. Lo peor es que, entonces, según ese razonamiento, nosotros podríamos ser cerebros de esos.
Carroll razona que si estos cerebros pueden aparecer a partir de una fluctuación entonces deben de vivir en un futuro lejano, pues el Universo necesita de un tiempo casi infinito para generar algo así.
Por tanto, como el Universo tiene sólo 13.800 millones de años de edad, no le puede haber dado tiempo a generar cerebros de Boltzmann y nosotros, por tanto, no somos ese tipo de ente.
Si nosotros fuéramos verdaderamente ese tipo de cerebros en un Universo viejo, entonces nuestras percepciones estarían completamente aturdidas, pues lo que vemos y medimos es un Universo de 13.800 millones de años de edad. “No tenemos razones para pensar que nuestra memoria del pasado sea precisa”, añade.
El asunto, según Carroll no es que la existencia de estos observadores esté descartada por nuestros datos, sino que las teorías que los predicen son cognitivamente inestables. Es decir, no pueden ser simultáneamente verdaderas y creíbles de un modo justificado.
A esta paradoja la denomina inestabilidad cognitiva, que es la incapacidad de confiar en nuestros propios procesos de razonamiento y memoria. Y esto es precisamente suficiente para descartar esos universos y los modelos cosmológicos que los producen.
Así, por ejemplo. Si en las teorías sobre la materia oscura esta cambia en intensidad e incluso signo en el tiempo, puede ocurrir que el Universo frene su expansión y colapse sobre sí mismo. En este caso no habrá tiempo de que se formen cerebros de Boltzmann.
Por otro lado, si la energía oscura permite la expansión eterna entonces sí se formarán estos cerebros al cabo de un tiempo a partir de fluctuaciones si se espera lo suficiente.
Pero saber si el universo fluctúa y en qué medida depende de las particularidades de una teoría cuántica de la gravedad de la que todavía carecemos. Si estas fluctuaciones están muy restringidas, la aparición de cerebros de Boltzmann puede que no se diera incluso en una expansión eterna.
Por tanto, este criterio de la presencia de cerebros de Boltzmann puede ayudar a decidir entre diversas versiones de teorías cuántica de la gravedad. O bien, si estas permiten muchas fluctuaciones, entonces debe de darse un Big Crunch y no una expansión eterna.
En otras palabras, si tu teoría predice una mayoría de observadores que son cerebros de Boltzmann entonces la teoría debe quedar descartada.
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Fuentes y referencias:
Artículo original [2]
Multiverso inflacionario y cerebros de Boltzmann. [3]
Ilustración: fotograma de la serie Futurama.