El Universo Inteligente

Esta tercera y última reflexión sobre la Textura del Universo, parte de dar por demostrada la hipótesis de que tanto el tiempo como el espacio son discretos.

Si el tiempo y el espacio son discretos, podemos imaginar al universo como una red de celdillas espacio-temporales, ocupadas algunas por partículas elementales y vacías otras. El estado de ocupación determina las tensiones y deformaciones estructurales de esa red universal y es de suponer que, de alguna manera, las partículas que ocupan las celdillas perciben esas tensiones, de forma análoga a como la araña percibe si ha caído alguna presa a su red en función de las tensiones y vibraciones que nota en los hilos sobre los que se asienta. A cada celdilla espacio-temporal la llamaremos Hodón (con H mayúscula). Llamando hodón (con h minúscula) al componente espacial de un Hodón. Toda partícula elemental ocupa un Hodón. Cada Hodón determina un espacio y tiene asignado un tiempo determinado al que llamaremos cronón.

Las dimensiones de un Hodón no pueden ser menores de un determinado tamaño mínimo, posiblemente las distancias de Plank en tiempo y espacio, pues si intentásemos confinar a una partícula en un espacio menor, al reducir los límites para la variación de su posición, por el principio de incertidumbre de Heisenberg, la oscilación del momento se haría muy grande y, dado que esperamos que la partícula permanezca localizada, la velocidad de la partícula también tendría que ser mínima, por lo que la masa se haría enorme y se produciría un agujero negro. Luego los Hodones tienen que tener suficiente holgura para permitir un margen suficiente de indeterminación para la posición de las partículas que los ocupan. Una razón más para que el espacio-tiempo sea discreto.

El cronón es el intervalo de tiempo mínimo en el que cada una de las partículas elementales que constituyen la materia permanece en un mismo hodón y estado cuántico. Recordemos que el tiempo mide la duración de acontecimientos y permite discernir los cambios. Cabe plantearse si los cronones están separados unos de otros o si dos cronones consecutivos están yuxtapuestos. El que estén juntos o separados resulta irrelevante para su función de acoger a la materia durante el brevísimo lapso de tiempo que duran; pero lo más sencillo es asumir que están juntos. Los cronones lindantes estarían como están definidos los husos horarios sobre la superficie terrestre, de manera que, si sales de uno de ellos, automáticamente te encuentras en el vecino. De estar separados, surgiría la duda sobre ¿qué hay? entre dos cronones. El linde entre dos cronones consecutivos tendría que ser un periodo de tiempo, si ese tiempo durase un cronón resultaría que el tiempo es una sucesión de cronones yuxtapuestos. Por definición no puede durar menos de un cronón. Si durase más, se podría fragmentar en un múltiplo de cronón más algo menos de un cronón, y eso ya se ha tratado al ver los dos casos anteriores. En cualquier caso, un intervalo inter-cronal no tendría ninguna otra función que la de separar, pues en dicho periodo no podría haber materia ni tendría lugar acontecimiento alguno, lo cual plantea el doble problema de ¿qué es ese tiempo inter-cronal? que no computaría como tiempo y el de ¿qué pasa con la materia? durante ese intervalo. Si por el contrario, entre cronón y cronón no hay nada, es que los cronones están yuxtapuestos, secuencialmente ordenados unos al lado de otros sin solución de continuidad, no habiendo, por tanto, problema con la materia, dado que, situados en un cronón u otro, sus componentes estarían presentes y patentes en todo momento. La opción de que estén yuxtapuestos es mucho más razonable y sencilla que la alternativa y que queda plenamente justificada.

Imaginemos los cronones como las casillas de los números de una ruleta, de manera que la bola representaría la totalidad de la materia. La bola solo puede estar en la casilla de un número, en la de otro o saltando entre un número y el siguiente. De haber huecos entre los números, la bola podría caer en un estado de fuera de juego inaceptable o, incluso, desaparecer de la mesa de juego para siempre.

Para entender como las partículas pasan de un hodón al siguiente, debemos recordar que en mecánica cuántica no hay trayectorias definidas; hay amplitudes, obtenidas al integrar la acción (física) de la partícula a lo largo de todas las trayectorias posibles, y el cuadrado de cada amplitud define la probabilidad de encontrar la partícula correspondiente en un lugar específico. Si una partícula se encuentra confinada en un hadrón determinado, la probabilidad de encontrarse en él sería uno. Al transcurrir un cronón, la probabilidad de seguir en ese mismo hodón podría seguir siendo uno o hacerse cero, pasando, en ese caso, a ser uno la probabilidad de estar en el nuevo hodón en el que ahora se encuentra. El que los  hodones estuviesen yuxtapuestos o distantes también sería irrelevante para el desplazamiento entre ellos.

Una forma de visualizar un universo discreto de tres dimensiones espaciales más el tiempo sería pensar en un único super-Cubo de Rubik con un reloj digital asociado que va contado cronones. Las partículas elementales ocuparían casillas de las que sólo pueden saltar a otra con cada cambio de dígitos en el reloj.

Imaginemos, ahora, que las celdillas son trasparentes y que en cada celdilla hay un lamparita que puede iluminarse con diferentes colores. Las luces apagadas indican que no hay ningún tipo de partícula en esa celdilla en ese momento y, si está encendida, la luz indica que esa celdilla está ocupada por una partícula, mostrando el color de la luz el tipo y estado cuántico de esa partícula.

En este modelo, la realidad se nos mostraría como una secuencia de luces que van cambiando de posición y color, mientras saltan de celdilla en celdilla. Evidentemente, nosotros también ocuparíamos un espacio dentro del cubo de Rubik, con lo que nuestra percepción de la realidad partiría de un punto de vista interno, y nuestra percepción se vería alterada también por nuestros cambios de posición relativa respecto a lo observado. Queda claro que no hay una trayectoria identificable por la que la luz se ha desplazado de una posición a otra.

El modelo nos proporciona una imagen análoga de cómo el universo evoluciona a lo largo del tiempo, saltando las partículas de materia-energía de una posición-estado a la siguiente, mediante saltos discretos y sincronizados, a intervalos de tiempo constantes. Tras cada salto, todo el universo permanecería inmutable durante un cronón hasta el nuevo salto.

En esta situación, y asumiendo que el espacio es capaz de percatarse de la posición y estado de las partículas elementales que lo ocupan, y que las partículas perciben el estado en el que se encuentra el espacio-tiempo que están ocupando, la evolución del universo sería como si esas partículas elementales que constituyen el cosmos deformasen y tensasen la red espacio-temporal que ocupan, configurando esas deformaciones el conjunto de todos los campos de fuerza que afectan a las partículas, de forma análoga a lo definido por Einstein sobre la gravedad y la deformación de la geometría del universo en su estudio de la relatividad general. Esos campos de fuerza así establecidos propiciarían el salto de todas las partículas elementales a la posición-estado siguiente. El proceso es análogo al manteo de Sancho en la fonda, con la tensión que se genera sobre la manta se lanza a Sancho al aire, quien, al caer de nuevo sobre la manta, deforma y tensiona la manta de manera que le vuelve a lanzar. Si la manta fuese elástica, se vería aun más clara la analogía. La materia deforma el espacio sobre el que cae y esa deformación del espacio establece las condiciones para que la materia de su próximo salto, cambiando de estado y/o posición. Lo que nos induce a pensar que el vacío tiene que tener algún tipo de energía de constitución y ser elástico, lo que le permite tener una geometría variable función del espacio y del tiempo. Cada Hodón, al formar parte del conjunto de una única estructura elástica, resume y sintetiza toda la información que hay sobre la totalidad del universo en el punto que ocupa, por lo que cada partícula da el salto evolutivo al cronón siguiente en función del propio estado y del estado del resto del universo. Los cambios de posición y estado no solo estarían sincronizados, sino que estarían coordinados. Al poder asumir varios estados discernibles, los hodones, además de ser discretos, también serían cuánticos.  

Como la información contenida en el espacio-tiempo ha de ser geométrica, codificada por la métrica de cada hodón, deberá regularse por las leyes de la relatividad general, expresándose como un campo de fuerzas discreto que resume y sintetiza el estado de todos los campos de fuerzas operativos en un momento dado y que estaría cuantificado por una matriz de tensores. Sería concebible que la matriz tensorial resultado del estado de los Hodones que constituyen el espacio-tiempo durante un cronón determinado, actuase como un operador cuántico inteligente que operase sobre el Ket (* ver nota a pie de página) que define la situación y estado cuántico del conjunto de todas las partículas elementales del universo tal y como se encuentran en ese mismo cronón, para producir el estado siguiente de la materia-energía. Las fuerzas espacio-temporales acelerarían a las partículas colocándolas en un nuevo estado de energía total que podría ser cuantificado mediante un Hamiltoniano, que al aplicarse sobre la matriz de estado espacio-temporal provocaría las nuevas deformaciones de la métrica del universo. La evolución del universo hacia el nuevo estado estaría producida por la acción consecuencia de la aplicación del operador espacio-temporal de cada cronón sobre el Ket material de ese cronón y la reacción del Hamiltoniano resultante sobre el espacio en el cronón siguiente.

Dado que en cada transacción, el proceso parte de la situación anterior, de alguna forma recoge su propia historia. La forma del espacio-tiempo acumula las sucesivas deformaciones que ha ido recibiendo y las partículas materiales tienen un momento cinético resultado de la suma de los sucesivos empujes recibidos de las fuerzas generadas. Así, con solo conocer el momento de inercia de una pelota de béisbol, podríamos saber si la pelota está en reposo, ha sido lanzada o si ya ha sido golpeada por el bate. Por consiguiente, el sistema dual del universo tiene algún tipo de memoria. Pero si dos sistemas cuantificables con memoria se realimentan mutuamente, lo que tenemos es un sistema de autorregulación numérica, un tipo de ordenador dual autorreprogramable. Una parte procesa los datos que le proporciona la otra y con los resultados obtenidos se reconfigura. A continuación, la otra parte pasa a procesar los nuevos datos que le proporciona el primero para reconfigurarse ella. Como ejemplo de proceso dual, podemos considerar un sistema de gestión de inventario, de forma que una parte, que llamaremos A, controla el nivel del inventario y emite los pedidos al bajar el nivel a cierto límite, comunicando el pedido a la otra parte, que llamaremos B, la cual, procesa los pedidos y controla las entradas y salidas de material, información de lo que pasa a A para que actualice el nivel de inventario. El resultado es un gestor automático del inventario. Dado que en el caso del universo ambos sistemas son cuánticos, la información que procesan no está en bits, sino en qbits, es decir: se trata de un ordenador dual cuántico. Al considerar antes la imagen de las luces de colores encendiéndose y apagándose rítmicamente, ya podríamos haber sospechado que se pudiese tratar de algún tipo de ordenador procesando información.

El universo resultaría ser un enorme ordenador dual cuántico auto reprogramable que calcula y procesa, paso a paso, su propia evolución, con un objetivo concreto. La evolución tendría que estar sujeta a las leyes de la naturaleza. Por lo que conocemos de termodinámica, posiblemente el objetivo inmediato sea el de aumentar la entropía al máximo con cada paso o, como diría  Boltzmann, el universo realizaría sus cálculos buscado alcanzar estados de mayor probabilidad. Según lo cual, el estado inicial del universo sería de escasa probabilidad y gran inestabilidad y el estado final todo lo contrario. Además, el proceso tendría una restricción: cumplir el principio de mínima acción de Plank y Lagrange. Que no es otra cosa que el principio de seguir la máxima pendiente (o la mínima trayectoria) generalizado. Podríamos sintetizar el objetivo entrópico y el principio de mínima acción diciendo que el proceso debiera buscar la entropía máxima por el camino más corto. En términos de teoría de campos equivale a seguir el mayor gradiente. Otra restricción sería que, dado que la suma de materia y energía ha de ser constante, la suma de excitaciones positivas que configuran el operador de fuerzas en cada cronón ha de ser igual a la suma de excitaciones negativas. Así mismo, el valor global neto de la energía de cada Hamiltoniano tendría que ser constante. También sería una restricción que los desplazamientos de las partículas estarían restringidos  al interior del cono de sucesos (también llamado cono de luz) delimitado por la velocidad de la luz, pudiendo, en el límite, ir a la velocidad de la luz las partículas que, como el fotón, tuviesen masa cero. Recordemos que los taquiones (partículas que viajan a velocidades superiores a la de la luz) no existen ni pueden existir. En términos coloquiales, ni están ni se los espera. Es cierto que algunas de las teorías de cuerdas permiten definir, a nivel teórico, las características de los taquiones, lo cual no garantiza su existencia. A nivel teórico, podemos incluso resolver la cuadratura del círculo. Para trazar un cuadrado de igual área que la de un círculo dado de radio R, basta con construir un segmento de longitud R por raíz cuadrada de pi. Construir dicho segmento no tiene mayor problema, solo tenemos que partir de dos triángulos semejantes que se solapan con un ángulo común y que tienen paralelas las bases opuestas a ese ángulo. Si trazamos el triángulo menor con un lado de longitud uno y otro lado de longitud R, bastaría con elegir en el triángulo mayor, el lado correspondiente al de la unidad con longitud raíz cuadrada de pi, para que, al trazar por su extremo una paralela a la base del triángulo menor, nos defina un lado de longitud X en el triángulo mayor. Como los triángulos son semejantes, tendríamos la relación:

Uno dividido por raíz cuadrada de pi igual a R dividido por X

Despejando, X sería igual a R por raíz cuadrada de pi

Tomando ese segmento por lado del cuadrado, al elevarlo al cuadrado tendríamos una superficie igual a R al cuadrado por pi, idéntica a la del círculo de partida.

Problema resuelto.

Pues no, porque la dificultad está en trazar en la práctica un segmento de longitud raíz cuadrada de pi (en el diagrama, yo lo he tenido que pintar a ojo, por lo que las superficies de las dos figuras no tienen por qué ser iguales). Recordemos que von Lindeman demostró que pi es un número trascendente, por lo que no puede ser construido con regla y compás. Algo así pasa con el taquión. La teoría de cuerdas nos define claramente sus características y propiedades. Entre otras, sabemos que su energía cinética ha de ser superior a su energía total, lo que implica que su masa al cuadrado ha de ser negativa y que cuando se la añade energía se frena (Ver la teoría de cuerdas). ¿Problema resuelto?, pues no, la dificultad no está en saber cómo debieran ser los taquiones, de poder existir, la dificultad radica en cómo obtener en la práctica, de forma natural o artificial, una partícula cuya masa al cuadrado resulta negativa y, créanme, seguro que es bastante más difícil que dibujar sobre un papel un segmento de longitud raíz de pi. De hecho, el desarrollo de la teoría M está motivado, entre otras razones, para erradicar a los taquiones de la teoría de cuerdas. Y la prueba de que no hay taquiones es que no hay taquiones.

El modelo de un universo inteligente resulta muy atractivo y estimulante pero, debido al elevado grado de determinismo que implica, plantea un problema filosófico sobre la capacidad de decisión de los seres humanos. No obstante, es de esperar, que el principio de indeterminación de Heisenberg y la interpretación probabilística de la ecuación de onda de Schrödinger dejen suficiente margen de incertidumbre como para dar lugar a la libertad humana. Para entender que tan pequeñas desviaciones produzcan efectos prácticos, hemos de tener también en cuenta el efecto mariposa de Lorenz.

Por último, a partir del objetivo inmediato señalado, sería comprensible que el universo persiga un objetivo remoto. Dado el hecho de la existencia de seres racionales, dicho objetivo bien podría ser la búsqueda de la autoconciencia, la noosfera de Teilhard de Chardin, y, finalmente, alcanzar el logos, la capacidad de hablar.

Ante las dudas que puedan surgir en la mente del lector, terminaremos con una frase de Sherlock Holmes:

            “Cuando eliminamos lo imposible, lo que queda puede ser verdad, aunque sea improbable”

Nota: No dejes de leer los dos primeros comentarios

* Ket: Ver   http://es.wikipedia.org/wiki/Notaci%C3%B3n_bra-ket