El significado de multiverso

R) Estoy intrigado por la teoría del multiverso como se menciona en el nuevo libro de Stephen Hawking, "The Grand Design" . Según su teoría, uno puede tener diferentes 'universos' en una existencia última, un 'multiverso' . Pero, ¿qué es exactamente lo que difiere entre un universo y el otro? es que:

  1. Hay diferentes universos; la existencia de cada uno de los cuales no puede medirse desde ningún otro universo; pero todos los universos tienen leyes físicas idénticas, y todas las constantes físicas como la constante gravitacional y la velocidad de la luz son las mismas en todos los 'universos'?
  2. Hay diferentes universos, todos los cuales se rigen por las mismas leyes de la física, como la relatividad general y la mecánica cuántica (p. ej., las ecuaciones gravitatorias de Einstein y las ecuaciones de Dirac tienen la misma forma en todos los universos), pero ¿dónde las constantes físicas son diferentes? Por ejemplo, en otro universo, la velocidad de la luz puede ser solo la mitad de lo que es aquí.
  3. Hay diferentes universos, pero todos estos universos tienen diferentes leyes físicas. Por ejemplo, las ecuaciones gravitatorias de Einstein solo son aplicables en un subconjunto de estos universos, puede haber un universo donde las ecuaciones gravitatorias toman una forma diferente de expresión matemática; y en un límite de campo gravitacional débil, la fuerza gravitatoria sigue una 'ley del cuadrado proporcional' en lugar de la 'ley del cuadrado inverso' de newton.

¿Cuál de las anteriores es la verdadera teoría del multiverso?

B) En cualquiera de estos casos, no veo cómo la teoría de cuerdas/teoría M da lugar al concepto de multiverso , ¿alguna explicación laica para esto?

No hay una razón importante, experimental o teórica, por la que las teorías del Multiverso deban ser correctas. Son solo juguetes a partir de ahora.
@juanrga la pregunta es perfectamente válida y no tiene absolutamente nada de científico. Estoy totalmente en desacuerdo contigo. Intente escribir solo comentarios significativos y útiles que ayuden a dilucidar la física en la que está interesado el OP. Llamar a los temas que los físicos serios están investigando activamente, aparte del error, es muy grosero.
@Nemo El punto es que no hay física en el OP. Acepto que no está de acuerdo con las conocidas opiniones de importantes ganadores del Nobel como David Gross, que usan el término " no científico " para referirse al multiverso (ver enlaces en mi respuesta), pero su opinión tampoco va a cambiar los hechos. los términos utilizados en la literatura o en los discursos.
@juanrga Dije en mi respuesta que la existencia física de un multiverso correspondiente al espacio de soluciones no debe tomarse demasiado literalmente. Pero tener estas soluciones a la ecuación dinámica es perfectamente legítimo, David Gross ciertamente estaría de acuerdo con esto también. Estoy bastante asombrado de que aceptes lo que dice, ya que lo hizo y todavía trabaja en la teoría de cuerdas también...
@Nemo: Leí su respuesta, pero (i) está mal, no se preocupe, no me importa rechazarla, y (ii) no tiene relación con lo que realmente estoy diciendo. No acepto nada de lo dicho por Gross, pero con respecto al multiverso ambos estamos de acuerdo: "no científico". Para su información, él no es el único teórico de cuerdas que entiende que los paisajes, el multiverso y todo eso sale del ámbito de la ciencia y pertenece al campo de las "discusiones teológicas".
@juanrga ¿qué debería estar mal en mi respuesta? ¿Puedes ser mas específico?
@Nemo Si desea comentar su respuesta, lo hice en la sección de comentarios de su respuesta.
@juanrga ok, estaba confundido porque me llamaste y luego dijiste cuál era el problema con la pregunta ... Personalmente, estoy de acuerdo en que no tiene sentido suponer que algo como un multiverso realmente existe "físicamente". Pero esto es solo mi opinión.

Respuestas (2)

Se ha ideado todo un espectro de hipótesis del multiverso. Hace un año y medio, Scientific American presentó una descripción general de los diversos conceptos de multiverso . El artículo distingue cuatro 'niveles'.

Un multiverso de 'nivel 1' representa nada más que la continuación de nuestro universo observable más allá del horizonte cósmico. Pocos astrónomos dudarían de este tipo de hipótesis del multiverso. En niveles más altos tenemos teorías mucho más especulativas. El nivel más especulativo es el 'nivel 4' que describe la idea de Max Tegmark de innumerables universos múltiples, cada uno de los cuales corresponde a una teoría matemáticamente consistente que uno podría soñar.

Creo que es justo decir que los multiversos de "nivel superior" reciben cada vez menos apoyo de la física convencional.

Se puede encontrar mucha información (incluidos algunos artículos de SciAm que no están ocultos detrás de un muro de pago) aquí .

En la teoría de cuerdas/M, el multiverso corresponde al número de soluciones diferentes de las ecuaciones dinámicas. Cada miembro de este multiverso se caracteriza por la forma específica en que se ve el espacio de las dimensiones extra compactadas. La forma de las dimensiones extra determina los detalles de las leyes de la naturaleza, por lo que cada miembro de tal multiverso se rige por su propia ley de la naturaleza, número de grandes dimensiones observables, etc... Sin embargo, las leyes fundamentales de la mecánica cuántica y la relatividad general debe cumplirse para todos ellos.

La aparición de este gran espacio de soluciones en la teoría de cuerdas es algo natural y legítimo (no tiene nada de no físico o científico). Investigar las propiedades de este llamado paisaje de la teoría de cuerdas es una parte válida de la investigación en curso en física teórica. El objetivo de estos esfuerzos es reducir este enorme espacio de soluciones permitidas de las ecuaciones dinámicas utilizando métodos matemáticos y físicos para encontrar estas partes más pequeñas del paisaje que realmente podrían describir las leyes de la naturaleza y la observación que caracterizan nuestro universo. Es una tarea muy complicada, algunas dificultades que vienen con este emprendimiento se abordan en estepregunta. Sin embargo, no está claro si cada punto de este espacio de soluciones debe interpretarse como un "universo" que realmente existe. Mi conjetura es que uno debería tomar esta interpretación más bien no demasiado en serio.

Además, como pueden demostrar algunos argumentos holográficos, no tiene mucho sentido hablar de cosas que podrían existir fuera de nuestro propio horizonte cósmico (o universo). El universo inflado puede ser (matemáticamente) descrito por una noción que supone que las galaxias y todo lo demás está cayendo (acelerado) hacia el horizonte cósmico. En esta imagen, el horizonte cósmico es análogo al horizonte de un agujero negro, de modo que el interior del agujero negro se encuentra fuera de nuestro horizonte cósmico visible. El principio holográfico dice entonces que lo que se encuentra fuera del horizonte cósmico (dentro del agujero negro) no puede describirse independientemente de lo que se encuentra en el horizonte cósmico (el horizonte de sucesos); las dos descripciones son equivalentes. Así que físicamente no tiene sentido hablar de lo que se encuentra fuera de nuestro propio universo.

En resumen, se puede decir que el panorama de la teoría de cuerdas tomado como el espacio de soluciones a las ecuaciones dinámicas en sí no es nada acientífico y las investigaciones adicionales de sus propiedades son parte de la investigación actual válida en física teórica. Pero imaginar que realmente existe otro universo correspondiente a cada punto del paisaje es en mi opinión (y muchos teóricos de cuerdas dicen lo mismo) probablemente no apropiado por las razones que expliqué anteriormente. Aceptar el panorama de la teoría de cuerdas simplemente como un espacio de soluciones pero rechazar la existencia física de cualquier universo paralelo correspondiente no se contradice entre sí.

Aparte: el multiverso de muchos mundos de Everett es solo una interpretación de la mecánica cuántica y no tiene nada que ver con lo explicado anteriormente.

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