miércoles, 27 de abril de 2011

El dilema del huevo o la gallina en la teoría del cosmos evolutivo

Edwin Francisco Herrera Paz. Se supone que el universo se formó hace algo menos de 14,000 millones de años a partir de la expansión de un punto –llamado singularidad– de infinita densidad en un fenómeno que se ha llamado big bang.
Árbol en medio del campo¿Y que había antes del big bang? Bien, hay múltiples teorías, pero las más llamativas son las que suponen la existencia de un infinito número de universos, cada uno formado por un universo anterior colapsado en la singularidad. Es decir, cada nuevo universo surgido como rebote del colapso del anterior.

Una alternativa es que existe un número infinito de universos paralelos, cada uno diferente a los demás. Este tipo de “multiverso” surge de forma natural en las soluciones a las ecuaciones de la teoría de cuerdas.

Pero de las múltiples teorías de multiversos que hay, la que más me llama la atención –tal vez por mi formación en las ciencias biomédicas–  es la del cosmos evolutivo, desarrollada principalmente por Lee Smolin. Básicamente, esta teoría dice que al momento de la formación de un agujero negro, dentro de él se origina todo un universo. Es decir, el colapso gravitacional en el que se origina un agujero negro en este universo, formaría un agujero blanco adentro que originaría un nuevo universo.

Evolución de los seres vivos
Lo llamativo de esta teoría es que el número de universos (hijos) originados por un universo (padre) dependería de sus constantes físicas, muchas de las cuales se definen durante los primeros segundos de expansión después del nacimiento del universo (big bang), de tal manera que aquellos universos cuyas constantes físicas favorezcan la formación de agujeros negros serán los que originen el mayor número de universos descendientes.

Así, si un universo tiene una constante gravitacional demasiado elevada, es posible que la gravedad detenga prematuramente el proceso de expansión y lo colapse en un único agujero negro. Por el contrario, una constante gravitacional muy pequeña haría que la materia nunca se condensara lo suficiente para originar un agujero negro. Este tipo de universos serían poco fértiles para la formación de agujeros negros, pero hay un enorme número de universos cuya constante gravitacional caería dentro de un rango adecuado para la formación de agujeros negros en grandes cantidades.   

Me gusta esta teoría porque se parece mucho a la manera en la que se relacionan entre sí las poblaciones de seres vivos, pudiéndose construir árboles filogenéticos en los que se integran todas las generaciones. Ahora bien, en la práctica, si esta teoría fuera cierta nunca lo sabríamos ya que la información proveniente de un agujero negro es inaccesible. Es decir, la comunicación entre universos no sería posible y por lo tanto no habría forma de recopilar la información necesaria para la realización de un árbol filogenético de universos.

Árbol de Ceiba en parque
Sin embargo, hay una diferencia fundamental entre la teoría del cosmos evolutivo y la teoría de de la evolución tal y como funciona en los organismos biológicos. Se supone que las constantes físicas de un universo surgen de manera arbitraria durante los primeros instantes de su formación. En este sentido, las constantes físicas del universo padre serían completamente independientes del universo hijo. Por el contrario, en la evolución biológica las características de los hijos, aunque con ligeras variaciones, dependen de las características heredadas de sus padres. Para que la teoría del cosmos evolutivo se asemejara completamente a la de la evolución biológica, cada nuevo universo debería tener sus propias constantes físicas surgidas por azar, pero limitadas por las condiciones del universo padre en una suerte de “herencia cósmica.” De esta manera, solo las mejores características (en cuanto a la capacidad para formar agujeros negros) se reproducirían, y estos universos fértiles terminarían siendo la regla.

No me extrañaría que la teoría del cosmos evolutivo fuera cierta, especialmente si resultara que aquellos universos más fértiles también tuvieran las condiciones adecuadas para la formación de organismos complejos.

Estructura compleja reproductiva
Y es que vemos que al menos nuestro universo funciona de forma recursiva, a manera de fractales. Por ejemplo, la fuerza electromagnética permite la existencia de moléculas complejas, que a su vez permite la aparición de organismos complejos como los seres vivos. De la misma manera, la gravedad favorece la acumulación de materia originando estrellas y galaxias. Esto es más que una analogía. El macrocosmos se ve reflejado en el microcosmos. Cada pequeña parte del universo simula el todo. Como ejemplo, nuestros cerebros son tan complejos como la totalidad del cosmos, y es por eso que la realidad física, con todas sus leyes matemáticas, puede reflejarse en ellos.

Los procesos ligados a la evolución son efectivos no solo en la escala de los organismos biológicos. Las sociedades, las empresas y las economías en general son ejemplos de estructuras que evolucionan. Por lo tanto no resulta tan descabellado inferir que el mecanismo evolutivo es válido para estructuras de complejidad o dimensiones muy superiores a las que estamos acostumbrados.

Dilema del huevo o la gallina
Ahora bien, si descendemos por las ramas de un árbol filogenético de un multiverso evolutivo hasta llegar al tronco, inevitablemente nos toparíamos con el primer universo. Pero si no había un universo anterior, ¿de qué agujero negro se formaría ese primer universo? ¿O es que hubo un primer big bang sin un universo anterior? ¿O creó Dios ese primer universo ya terminado?

Aquí debemos volver necesariamente al viejo dilema de qué fue primero, ¿el huevo o la gallina? Sin embargo, debo decir, a una escala mucho más grande.

Saludos.



3 comentarios:

  1. Doctor! Aun me acuerdo cuando le dije que primero fue la gallina que había evolucionado de otra especie y surgió del huevo de gallina, y usted me dijo que la evolución necesitaba muchas cosas.
    O será que primero fue el huevo de gallina?
    ¿Quién fue primero el huevo o la gallina?
    Cuando leí acerca de los multiuniversos no pude evitar relacionarlo con la Teoría del Caos y el efecto mariposa. Todo está relacionado. Usted está familiarizado, una causa tiene un efecto determinado pero este efecto no puede afectar a sus causas originales. Una pequeña variación en una acción puede causar que un sistema evolucione de manera distinta generando distintos finales posibles.
    Imaginese, en este universo las líneas evolutivas de los seres humanos y de los chimpancés se separaron. Después de esa separación la estirpe humana siguió ramificándose originando nuevas especies, pero todas estas se extinguieron actualmente y solo quedo Homo sapiens.
    ¿Qué tal si las condiciones no hubieran sido las mejores para el H. Sapiens?

    La sensibilidad a las condiciones iniciales genera trayectorias distintas del sistema y cada una puede conducir a un resultado distinto.
    Hahahaha. . . El trimestre pasado me creyeron loco por hablar de esas teorías, mas no sabian que la teoría del caos sustenta completamente la fisiología de los ciclos de retroalimentación (+) y (-) en medicina.
    Ya para terminar. Leer de los multiuniversos me recuerda de cuando mire la película Volver al Futuro II, el profesor mencionaba que debido a los cambios que había hecho McFly en el viaje anterior, el no podía regresar en el tiempo y ser visto por él mismo en el pasado, porque ya existían 2 universos alternativos por el viaje que había hecho antes, entonces las dos líneas de tiempo convulsionarían.

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  2. El Filosofo Aristoteles esgrime el concepto de lo que el llama "el motor inmovil", que es igual a lo bueno y lo conveniente para todos (lo bello) que hace que todas las demás cosas se muevan hacia él (el motor inmovil) sin que este se mueva ni cambie, ya que es algo eterno y perfecto no sujeto ni al tiempo ni al espacio, de todas maneras cualquier similitud con los conceptos religiosos es meramente casual, ya que Aristoteles no era creyente en el sentido que nosotros manejamos.- Con todo esta filosofia y la de Platón y S. Agustín fue crucial para la Proto-Iglesia Cristiana.- Felicidades Edwin, interesante post como siempre. SLDS. José Ma. Castillo H.

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  3. John, preisamente eso es lo que supuestamente hace que cada universo sea diferente de los otros: las pequeñas variaciones iniciales dadas por las fluctuaciones cuánticas.
    José María, recientemente lei un libro de un físico en el que refiere que las cosmovisiones de los filósofos presocráticos (Heráclito, Parménides, Zenón, Anaximandro etc.) tenían todas una parte de razón. Y luego los tres grandes (Socrates, Platón y Aristóteles)en los que se fundamenta tanto la ciencia moderna como gran parte de la teología cristiana. Es increíble como esa gente podía concluir tantas cosas sin muchas observaciones, solo pensando.
    Saludos.

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