¿Podrían cambiar las leyes fundamentales básicas de la física entre universos en modelos inflacionarios cosmológicos?

De acuerdo con los modelos inflacionarios cosmológicos, podrían existir diferentes universos gobernados por diferentes leyes físicas efectivas/de baja energía, pero las leyes más fundamentales de la naturaleza seguirían siendo las mismas. En otras palabras, mientras que las leyes efectivas de la física cambiarían, las leyes fundamentales permanecerían igual.

Pero, ¿es esto siempre cierto? ¿Podría la inflación dar a luz a universos con leyes físicas extremadamente diferentes? ¿Incluso diferentes leyes fundamentales de la física?

Pregunto esto porque algunos de los defensores más famosos de los modelos de inflación cosmológica parecen sugerir esta posibilidad:

Por ejemplo, Andrei Linde es uno de los físicos más destacados que proponen que la teoría de la inflación es cierta. En uno de sus artículos 1 dice:

La teoría inflacionaria permite que nuestro universo se divida en diferentes partes con diferentes leyes de física de baja energía permitidas por la teoría fundamental única. Lo que es más importante, hace que cada uno de esos dominios sea exponencialmente grande, lo cual es una parte necesaria de la justificación del principio antrópico. La diversidad de posibles leyes de la física puede ser muy alta, especialmente en los modelos de inflación caótica eterna donde las fluctuaciones cuánticas pueden tener una amplitud extremadamente grande, lo que hace que la transición entre todos los estados posibles sea particularmente fácil.

Hasta ahora, ha explicado que los modelos de inflación cosmológica predecirían universos donde cambiarían las leyes efectivas de una teoría más fundamental, mientras que las leyes fundamentales de esa teoría permanecerían iguales. Nada nuevo.

Pero luego, dice:

Además de eso, se pueden considerar diferentes universos con diferentes leyes de la física en cada uno de ellos. Esto no requiere necesariamente la introducción de la cosmología cuántica, la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica y la teoría del universo bebé. Es suficiente considerar una acción extendida representada por una suma de todas las acciones posibles de todas las teorías posibles en todos los universos posibles. Se puede llamar a esta estructura un 'multiverso'.

Y luego propone que podrían existir universos con diferentes leyes fundamentales de la física.

Esto parece indicar que en la teoría de la inflación también podríamos considerar o incluir universos en los que no solo serían diferentes las leyes físicas de baja energía, sino también las más fundamentales. El problema es que el autor no aclara y no indica si existe alguna versión específica de la teoría de la inflación que permita esto.

Asimismo, Andreas Albrecht, uno de los descubridores de la inflación, ha propuesto en múltiples ocasiones que las leyes fundamentales de la física no son tan fundamentales porque cuando nace un universo, sus leyes fundamentales se seleccionan entre un conjunto aleatorio de leyes, como aquí se indica. 2 :

He argumentado que un enfoque estándar para definir el tiempo en la gravedad cuántica conduce a una ambigüedad absoluta en las leyes fundamentales de la física.

Dado que es uno de los creadores de la inflación, asumo que piensa que las leyes fundamentales de la física podrían cambiar entre universos en el contexto de la cosmología inflacionaria.

Entonces, mi pregunta es: ¿Podrían cambiar las leyes fundamentales básicas de la física entre universos en modelos inflacionarios cosmológicos? ¿Existe algún modelo de inflación donde podría haber diferentes universos gobernados por diferentes leyes de la física de alta energía? ¿Podría haber universos regidos por diferentes teorías de la física de altas energías?

Respuestas (2)

Aunque no se menciona en su pregunta, está pensando en el panorama de la teoría de cuerdas . La idea aquí es que hay toneladas de formas de "compactar" las dimensiones adicionales de la teoría, y presumiblemente cada una de esas formas dará lugar a diferentes leyes de la física. Estos corresponden a los diferentes universos a los que alude la pregunta, y también es por eso que a veces se dice que la teoría de cuerdas predice 10 500 universos. Entonces, la breve respuesta a su pregunta es "sí".

Además de paisaje, el otro término que querrás buscar es inflación eterna .

Creo que estás malinterpretando mi pregunta. En el panorama de la teoría de cuerdas, habría diferentes universos con diferentes leyes físicas efectivas, mientras que las leyes físicas más fundamentales permanecerían iguales entre estos universos a altas energías. Es decir, las leyes fundamentales de la teoría de cuerdas no cambiarían entre universos. Pero Linde y Albrecht propusieron que podríamos considerar que incluso este tipo de leyes cambiarían. Estaba preguntando si había algún tipo de modelo inflacionario, como parece decir Linde, donde los universos tendrían diferentes leyes de física de alta energía @Allure
@vengaq No sé entonces, me temo.
¿Sabes si algunos de estos universos tendrían un número diferente de dimensiones no enrolladas? ¿Tal vez alguno de ellos tendría la métrica euclidiana?
@AndersGustafson es posible, mira esta pregunta
@vengaq Creo que aprendí la respuesta: no, todos los universos tienen las mismas leyes de la física de alta energía, es decir, la teoría de cuerdas.

"La idea de tal estructura llamada multiverso ha llamado mucho la atención en los últimos años y nos referimos a [79] para una descripción más exhaustiva de este debate. Si bien hay muchas versiones de lo que podría ser tal multiverso, una de ellas encuentra su raíz en la teoría de cuerdas. En 2000, se descubrió [66] que se puede obtener un gran número de opciones discretas, llamadas flux vacua, al compactar la teoría de supercuerdas. El número de posibilidades se estima en un rango entre 10100 y 10500, o tal vez Todavía no se conoce ningún principio que determine cuál de estos vacíos se elige.La inflación eterna ofrece la posibilidad de poblar estos vacíos y generar un número infinito de regiones en las que los parámetros, las condiciones iniciales pero también las leyes de la naturaleza o el número de dimensiones del espacio-tiempo pueden variar de un universo a otro, por lo que son completamente contingentes".

https://link.springer.com/article/10.12942/lrr-2011-2