Artículo publicado por Andy Fell el 5 de febrero de 2013 en la Universidad de California
Desde que el científico austriaco Ernest Schrodinger pusiera al desafortunado gato dentro de una caja, sus compañeros científicos han estado usando algo conocido como teoría cuántica para explicar y comprender la naturaleza de las ondas y las partículas.
Pero un nuevo artículo, publicado por el profesor Andreas Albrecht y el estudiante graduado Dan Phillips, ambos en la University de California, en Davis, señala que estas fluctuaciones cuánticas son responsables de la probabilidad de todas las acciones, con implicaciones de gran alcance para las teorías del universo.
Multiverso
La teoría cuántica es una rama de la física teórica que trata de comprender y predecir las propiedades y comportamiento de átomos y partículas. Sin ella, no seríamos capaces de construir transistores o computadores, por ejemplo. Un aspecto de esta teoría es que las propiedades concretas de una partícula no quedan determinadas hasta que no las observas y “colapsan la función de onda”, en la jerga física.
El famoso experimento mental de Schrodinger amplía esta idea a nuestra escala. Un gato está atrapado en una caja con un vial de veneno, el cual se libera cuando un átomo radiactivo se desintegra aleatoriamente. No se puede decir si el gato está vivo o muerte sin abrir la caja. Schrodinger defendía que, hasta que no abrieses la caja y mirases dentro, el gato no estaba vivo ni muerto, sino en un estado indeterminado.
Para mucha gente este es un concepto difícil de aceptar. Pero Albrecht dice que, como físico teórico, concluyó hace unos años que así es como funciona la probabilidad a todas las escalas, aunque hasta hace poco, no lo vio como algo con un impacto clave en la investigación. Esto cambió con un artículo publicado en 2009 por Don Page, en la Universidad de Alberta, Canadá.
“Me di cuenta de que la forma en que pensamos acerca de las fluctuaciones cuánticas y la probabilidad, afecta a cómo pensamos sobre nuestras teorías del universo”, dice Albrecht, cosmólogo teórico.
Una de las consecuencias de las fluctuaciones cuánticas es que cada función de onda que colapsa, genera distintas realidades: una donde el gato vive, y otra donde muere, por ejemplo. La realidad, tal como la experimentamos, se abre camino a través de un número casi infinito de posibles alternativas. Podría haber múltiples universos incrustados en un enorme “multiverso”, como las troneras de una mesa de billar.
Básicamente, hay dos formas en las que los teóricos han intentado enfocar el problema de adaptar la física cuántica al “mundo real”, dice Albrecht: puedes aceptarla , junto a la realidad de los muchos mundos, o múltiples universos; o puedes suponer que hay algo incorrecto, o que se ha pasado por alto, en la teoría.
Albrecht cae de lleno en el primer grupo.
“Nuestras teorías cosmológicas dicen que la física cuántica funciona en todo el universo”, señala. Por ejemplo, las fluctuaciones cuánticas en los orígenes del universo explican por qué las galaxias se formaron de la forma en que lo hicieron — una predicción que puede confirmarse mediante observaciones directas.
El problema con los múltiples universos, apunta Albrecht, es que si hay un enorme número de distintos universos “tronera”, se hace muy difícil obtener respuestas simples, desde la física cuántica, a preguntas como cuál es la masas de un neutrino, una partícula subatómica eléctricamente neutra.
“Don Page demostró que las reglas cuánticas de la probabilidad, simplemente, no pueden dar respuesta a preguntas clave en un gran multiverso, donde no estamos seguros de en qué universo vivimos realmente”, comenta Albrecht.
Ha aparecido una respuesta a este problema para añadir un nuevo ingrediente a la teoría: un conjunto de números que nos dice la probabilidad de que estemos en cada uno de los universos. Esta información puede combinarse con la teoría cuántica, y devuelven tus matemáticas (y tu cálculo de la masa del neutrino) al buen camino.
No tan rápido, dicen Albrecht y Phillips. Aunque las probabilidades asignadas a cada universo pueden parecer más de lo mismo, de hecho, son una ruptura radical respecto a los usos cotidianos de la probabilidad debido a que, al contrario que en el resto de aplicaciones, estas ya han demostrado no tener base en la teoría cuántica.
“Si toda la probabilidad realmente depende de la teoría cuántica, no pueden crearse”, dice Albrecht. “Los universos múltiples son una ruptura mucho más radical, respecto a las teorías actuales, de lo que se ha asumido”.
El artículo se publica en ArXiv.org y se ha enviado para su publicación en revistas, habiendo estimulado un considerable debate, comenta Albrecht.
“Esto nos fuerza a pensar en los distintos tipos de probabilidad, lo que a menudo nos confunde y, tal vez, pueda ayudar a trazar una línea entre ellas”, concluye.
Autor: Andy Fell
Fecha Original: 5 de febrero de 2013
Enlace Original
a mi lo del gato de schrodinger me suena a que no puedes asegurar que no tienes un hada madrina debajo de la cama hasta que no hayas mirado. hay conceptos cuanticos que no tienen sentido a escala macroscopica. en el caso del gato, hay un observador (el propio gato) que hace que la paradoja cuantica no tenga ningun sentido.
Tiene todo el sentido, de hecho se formuló precisamente para relacionar propiedades “atómicas” aparentemente “inofensivas” con el mundo macroscópico, que parecía “estar a salvo” de las barrabasadas cuánticas.
El experimento es tal cual, y si diseñas un dispositivo de respuesta cuántica, efectivamente el gato está vivo y muerto a la vez. De hecho, no está indeterminado, xD, está determinadísimo: 50% vivo y 50% muerto. Es tu cerebro que se niega a aceptar eso.
Y *después* llega la realidad con el colapso de la función de onda (*sólo* vivo o *sólo* muerto, si ya no entendías lo de antes, menos el resultado).
Puedes ir dando volteretas laterales hasta el Trópico que no va a cambiar nada.
Dicho todo lo cual, no me he enterado de nada de lo que dicen en el artículo.
Solo los objetos cuánticos están en un estado indeterminado (combinación de varios autoestados) y solo mientras no interactúen con un observador. Y en su ámbito de aplicación los éxito son notables, incluyendo el entrelazamiento cuántico, que es una patada al sentido común. Pero la mecánica cuántica tiene el agujero de los observadores, que son elementos ad-hoc puestos esternamente a la teoría y por extensión los objetos macroscópicos en general. Si nos pusieran a cualquiera de nosotros en la caja, en vez de al gato, ¿estaríamos vivos y muertos a la vez?
Nosotros somos el resultado macroscópico de una infinitud de hechos cuánticos, la indeterminación mas que una propiedad de una partícula es una propiedad que el observador le asigna a esa partícula por el hecho de no ser observada, la realidad física es el resultado de un sistema recursivo compuesto por el observador y lo observado, la física hace tiempo que apunta a la no existencia de una realidad absoluta independiente del observador, si nosotros nos pusiéramos en lugar del gato de Schrödinger estarías creando un sistema aparte del observador exterior a ese sistema, esto crearía dos realidades independientes que no se cruzan hasta que alguien abra la caja.
El entrelazamiento cuántico lo que hace es garantizarle a un segundo sistema (observador-partícula) la misma observación que se hizo en el primero
en realidad no se aplica solo a objetos cuanticos, ya se han hecho experimentos con objetos macroscopicos, de un milimetro, es decir visibles a simple vista, y se ha comprobado que realmente estaban a la vez en distintos estados.
Un ejemplo, supongamos un entrelazamiento cuántico de dos objetos y dos observadores, uno para cada objeto. Un observador hace una medición y obtiene un resultado para uno de los dos objetos. El otro objeto, ¿está en un estado indeterminado o determinado? ¿determinado para el primer observador e indeterminado para el segundo? Yo pienso que ambos objetos están ya en estado determinado para los dos observadores. En el caso del gato, hay varios observadores y el gato es uno de ellos. En el momento en que el objeto cuántico ha entrado en contacto con un observador está ya en estado determinado.
En cualquier caso, toda teoría física debe describir y predecir de la forma más precisa (con el mayor número de decimales) la realidad. Si abrimos la caja y deducimos que el gato lleva 2 horas muerto por el estado de descomposición, sostener que el gato hace dos minutos estaba a la vez vivo y muerto es contrario a la observacion. Partiendo de la base de que el gato murió hace dos horas, podemos deducir bastantes cosas del estado del gato actualmente (temperatura, daños en los órganos, etc), que podemos comprobar con un simple experimento.
El proceso de decoherencia explica por qué la mayoría de los objetos macróscópicos (incluídos los gatos), no puede estar en un estado de indeterminación cuántico. En realidad no tiene que ver directamente con el tamaño si no con la cantidad de interacciones que el objeto tenga con su entorno.
Este fenómeno de decoherencia es lo que hace que el comportamiento clásico surja del cuántico y es el principal reto para el desarrollo de computadoras cuánticas.
Por suerte estas leyes nos permiten que estemos aquí, otra manera de ver el gato de Schrodinger es que el gato no esté y que el observador lo haga existir ya sea vivo o muerto con su correspondiente probabilidad
¿Y si ponemos una videocámara junto con el gato y una vez abierta la caja, comprobamos que el gato esta muerto y visualizamos la grabación para ver el momento de su muerte? ¿en qué momento podemos decir que murió el gato, en el momento de abrir la caja o a la hora que nos dice la grabación?
Es interesante este punto pero pienso que lo puedes tomar de dos maneras:
i) que el vídeo al verlo no formó parte de la realidad de ese gato y lo que ves es una explicación personal de lo que le paso la gato sin poder efectivamente saber si esto es o no es parte de la realidad de ese gato.
ii) considerar al vídeo como un acto de memoria en que realmente sucedió lo que se ve en él, en este caso se interferiría con las condiciones de aislación y de incertidumbre del experimento por que el gato nunca estuvo aislado sino que estaba siendo observado por ese vídeo que formaría una extensión del observador exterior.
El tema del gato me parece algo como en los concursos en que te ofrecen varias cajas con regalos sorpresa dentro, te haces un modelo y asignas probabilidades. Ya tienes una función de onda, que colapsará cuando abran la caja. Pero esto no está en contradicición con que haya una realidad determinista porque los objetos son macroscópicos. En cambio con los objetos cuánticos, por supuesto que la indeterminación es muy real.
Para Richard Feynman, el objetivo de un físico teórico es “demostrarse a sí mismo que está equivocado en cuanto sea posible”. Sin embargo, el principio antrópico es estéril y no puede ser refutado. Weinberg dijo: “aunque la ciencia es claramente imposible sin científicos, no está claro que el universo sea imposible sin ciencia.
En un universo paralelo (el nuestro), las leyes de la física son compatibles con la vida que conocemos. La prueba es que nosotros estamos aquí para tratar esta cuestión. Si esto es cierto, entonces quizá no haya que invocar a ninguna divinidad para explicar por qué la vida, por preciosa que sea, es posible en nuestro universo. Sin embargo, esto reabre la posibilidad del principio antrópico débil, es decir, que coexistimos con otros universos muertos y que el nuestro sea el único compatible para vida.
La controversia estimulada por la función de onda del universo de Hawking es mucho más profunda y, de hecho, aun está sin resolver. Se denomina el Gato de Schrödinger.
La teoría cuántica, recordémoslo, afirma que para todo objeto existe una función de onda que mide la probabilidad de encontrar dicho objeto en un cierto punto del espacio y del tiempo. La teoría cuántica afirma también que nunca se conoce realmente el estado de una partícula hasta que se haya hecho una observación. Antes de que haya una medida, la partícula puede estar en uno de entre una diversidad de estados, descritos por la función de onda de Schrödinger. Por consiguiente, antes de que pueda hacerse una observación o medida, no se puede conocer realmente el estado de la partícula. De hecho, la partícula existe en un estado ultramundano, una suma de todos los estados posibles, hasta que se hace una medida.
Cuando esta idea fue propuesta por primera vez por Niels Bohr y Werner Heisemberg, Einstein se revolvió contra ella. “¿Existe la luna sólo porque la mira un ratón?”, le gustaba preguntar. Según la teoría cuántica, en su más estricta interpretación, la Luna, antes de que sea observada, no existe realmente tal como la conocemos. “La Luna puede estar, de hecho, en uno cualquiera de entre un número infinito de estados, incluyendo el estado de estar en el cielo, de estar explotando, o de no estar allí en absoluto. Es el proceso de medida que consiste en mirarla el que decide que la Luna está girando realmente alrededor de la Tierra”. Decía Einstein con ironía.
Edwin Schrödinger, autor de la ecuación con su función de onda, se disgustó con estas interpretaciones de su ecuación. Para demostrar lo absurdo de la situación creada, Schrödinger colocó un gato imaginario en una caja cerrada. El gato estaba frente a una pistola, que está conectada a un contador Geiger, que a su vez está conectado a un fragmento de uranio. El átomo de uranio es inestable y sufrirá una desintegración radiactiva. Si se desintegra un núcleo de uranio, será detectado por el contador Geiger que entonces disparará la pistola, cuya bala matará al gato.
Para decidir si el gato está vivo o muerto, debemos abrir la caja y observar al gato. Sin embargo, ¿cuál es el estado del gato antes de que abramos la caja? Según la teoría cuántica, sólo podemos afirmar que el gato esta descrito por una función de onda que describe la suma de un gato muerto y un gato vivo.
Para Schrödinger, la idea de pensar en gatos que no están ni muertos ni vivos era el colmo del absurdo, pero la confirmación experimental de la mecánica cuántica nos lleva inevitablemente a esta conclusión. Hasta el momento, todos los experimentos han verificado, favorablemente, la teoría cuántica.
La paradoja del gato de Schrödinger es tan extraña que uno recuerda a menudo la reacción de Alicia al ver desaparecer el gato de Cheshire en el centro del cuento de Lewis Carroll: “Allí me verás”, dijo el Gato, y desapareció, lo que no sorprendió a Alicia que ya estaba acostumbrada a observar cosas extrañas en aquel lugar fantástico.
Igualmente, los físicos durante años se han acostumbrados a ver cosas “extrañas” en la mecánica cuántica que, como sabemos, difiere del mundo cotidiano al que estamos acostumbrados, dado que, las cosas grandes, aunque estén formadas por esas otras infinitesimales partículas, se comportan de manera muy diferente de aquellas.
Bueno, todo eso es lo que dicen los teóricos de esa compleja y extraña disciplina que, nos habla de un mundo que, estando en este nuestro, no podemos ver a simple vista.
Gracias por la explicación, agradecido
La mecanica cuantica le da un gran respaldo al principio antrópico fuerte. Segun los conocimientos actuales de la fisica, la observación (el hecho de medir) colapsa el caos de las particulas cuanticas,y las ubica en un determinado punto del espacio-tiempo creando al instante la realidad macroscopica. En el momento de observar esa particula,al mismo tiempo estas creando su pasado.
Si afirmamos que el hecho de poder medir es el don exclusivo de un observador pensante, podriamos afirmar que la consciencia, recrea el universo. Entonces llegariamos a la conclusión de que el hombre (su consciencia), crea este universo, los demas multiuniversos solo serían probabilidades inexistentes al no poder existir un observador.
Parece que todo esta configurado, para que de tantos multiversos posibles y dentro de ellos, infinitudes de sistemas planetarios, haya un lugar donde surja la consciencia y asi de forma a la realidad.
La MC se caga de risa encima del “principio antrópico” xD, que no es más que el caballo de Troya magufo de las Iglesias Evangélicas USA (echa un ojo a los “valedores” de la idea). En tal principio se cometen varios errores, y columpiadas varias, porque el colapso de la función de onda no implica el modo de éste, ni tampoco es en absoluto correcto decir que un colapso es algo así como “un resultado natural” fruto de la observación. Toda esta historia viene porque en el lenguaje de la MC ya no se habla de magnitudes, sino de observables -algo que tiene toda la lógica ya que somos empiristas-, pero lo que está claro y es clarísimo en la historia de la ciencia, es que sacar conclusiones sin fundamento empírico (ni teórico, evidentemente), tiene una garantía de 100% de error y del 99% de ridículo máximo.
A ver si la psiquiatría descubre qué falla en el cerebro de esta gente y nos libramos de estas rémoras de una p-vez.
Estoy totalmente de acuerdo acerca del origen del principio antropico fuerte y el diseño inteligente, no soy creyente. Pero la paradoja del gato de Schrodinger vincula directamente al observador con la realidad. Segun la mecanica cuantica una roca en la mitad del desierto existe, pero no esta ubicada en ninguna posición en el espacio-tiempo hasta que se observa, y entonces “aparece”.
No hay que confundir los nuevos pensamientos new age con los movimientos creacionistas, pues el hecho de que el observador-sistema recreen la realidad no se necesita una dios.
¿Y qué evidencia soporta eso de que “medir” implica un observador, y además pensante?
Medir es interaccionar con el ENTORNO (lo que en física de denomina un “baño”), sea pensante o no. Los gatos cazan ratones, con o sin alma consciente.
Medir implica comparar con un patrón establecido acerca de un fenómeno observado, aquí aparece el observador que implícitamente se aplica a los sentidos, lo de pensante no es necesario, un gato puede comportarse como observador y de hecho realiza mediciones y procesos muy complejos con estas cuando caza al ratón
La probabilidad de ocurrencia de la función de onda, será proporcional a la probabilidad de las acciones del resto de los elementos del medio en que se debate, sobre ella (Que pueden ser ilimitadas). La composición interna también gozaría de dicha probabliidad de influencia.
Experimentar sobre ella será como comunicarle una energía que puede colalapsarla (Enrocarla como un elemento o partícula) o dirigirla en un sentido determinado.
La probabilidad por tanto vendría dada por la multiplicidad sobre la “unidad”.
Los multiversos me parecen una idea sin pies ni cabeza.
Sería tanto como decir que a nuestro alrededor se rompe la ley de la conservación de la energía cada femotsegundo, unos diez elevado a 1.000.000… de veces…
esto por no exagerar.
Pensemos en el plutonio
¿cual es la probabilidad de que un átomo de plutonio emita una partícula?
¿cuantas partículas hay en 100 gs. de plutonio?
¿cuantas toneladas hay de plutonio en el universo?
¿cuantos universos nacen cada femtosegundo, cada vez que uno de esos átomos se desintegran o no se desintegran?
y eso, uno de sus isótopos, por ejemplo el 239.
Ahora el 240.
¿cual es…
…
y así.
La misma prgunta para el radio, el polonio,
el argón, el tritio…
…si los físicos quieren que nos los tomemos en serio, deberían alejarse de las especulaciones y centrarse en la física cuántica, que ya es bastante peculiar.
Por cierto, una pregunta que le haría al físico de turno: nace el universo desde el principio, en un nuevo big-bang, o lo hace ya mayorcito, con sus trece mil quinietos millones de años….
Te propongo que cambies la pregunta ¿naciste tu ya mayorcito o naciste hace la edad que tienes ahora? respondiendo eso tienes como responder tu pregunta
Nací pequeñita, como mandan los cánones.
La pregunta es si yo fui creada, y la energía necesaria para hacerme se creó de la nada, o soy el fruto de una transformación de energía en materia.
Otra pregunta que nos podemos hacer es si, con mi elección, (contestarte o no contestarte), soy capaz de crear dos universos: aquel en que contesto, y aquel en el que no.
Pero no es eso: aquel en el que te contesto pero pongo una falta de ortografía, y aquel en el que….
…o sen el que se me corta Internet, y contesto pero no lo envío.
miles de universos, por una cosa tan tonta y tan pequeña como la simple opinión de un simple lector.
Es mas: el universo en el que tu lees la contestación, y en el que no la lees…
..o lees la primera linea, y te parece que no vale la pena seguir..
..o sigues hasta el segundo párrafo…
…
y así…
Los seres biológicos somos el producto de una historia de transformaciones de materia que se originó en el Big Bang junto con el tiempo y hablar antes de eso no tiene sentido por que no había tiempo, al igual que hablar de otros universos si no tienes acceso a ellos no tiene sentido postular su existencia, el universo se crea o se construye en la medida que alguien hace observaciones en el ¿como saber la existencia de algo si no hay una observación que concluya su existencia?
Una observación nunca concluye nada. Puede servir para discriminar algunas opiniones respecto de otras, pero nunca concluye nada.
No se si la observación concluye algo, lo que si sé es que la observación define la realidad para un observador y un hecho físico es el resultado de un sistema recursivo formado por el observador y lo observado
Reneco lo que dices no es del todo correcto, antes del Big Bang había algo, al menos tenía que haber un vacío. En las ecuaciones de Einstein no se dice nada acerca del comienzo del universo, de hecho hay soluciones que postulan universos cíclicos que nacen y mueren para volver a nacer, esto quiere decir que el espacio es infinito y no hay un único Big Bang, posibilidad que menciona la anciana abuela.
No sé si te das cuenta pero la afirmación actual que conozco de lo físicos es que el tiempo se formó en el Big Bang, no existe un “antes” sin tiempo, lo de los universos cíclicos y multiversos son especulaciones que surgen de las matemáticas que niegan el concepto físico de tiempo, en lo personal creo que caen en terreno de la metafísica, no como el Big Bang que sin poderse comprobar existen muchas observaciones físicas que apuntan a que si ocurrió
En los momentos iniciales del Big Bang no había espacio y tiempo tal como lo conocemos, el universo es posterior a los momentos iniciales. El hecho de que haya tiempo y espacio es un indicio del Big Bang pero no prueba que haya sólo un Big Bang, si el universo es infinito es probable que haya varios Big Bang. Los modelos de universos cíclicos postulan la existencia de varios Big Bang, son posibles en la teoría.
Viendo lo que dicen algunos científicos uno termina pensando que se les han debido de freir las neuronas de tanta matemática.
Que el comportamiento de las partículas esté regido por una función de onda me parece absolutamente normal; de hecho esto pasa en muchos órdenes de nuestra vida diaria en cuanto topamos con un suceso aleatorio. Al fin y al cabo una función de onda, si no estoy errado (sin hache), no es más que una función de densidad o de probabilidad (como quiera llamarse)
También parece normal que un suceso regido por una función de probabilidad presente valores desconocidos hasta que se efectúe una observación, medición, comprobación o como quiera llamarse.
Por último, parece lógico aceptar que el hecho de realizar una observación altera el suceso observado, toda vez que cualquier observación implica una interactuación con dicho suceso. Y esto es aplicable en cualquier caso: si yo tiro un dado y observo el resultado estoy introduciendo una alteración que, aunque extraordinariamente leve, es real: alguien que esté situado detrás de mí (o del aparato con el que observo) no podrá ver el resultado porque los fotones emitidos por el dado, los cuales permiten ver el resultado, se han estrellado contra mi retina (o contra el objetivo del aparato con el que observo).
Si efectuar la medición implica determinar unos valores concretos y a eso se le quiere denominar colapso de la función de probabilidad… pues adelante. Lo que me parece pasarse siete pueblos es decir que antes de esa medición el suceso está en una superposición de estados y llevar ese concepto al absurdo del gato vivo y muerto a la vez. Una función matemática es una representación de un suceso y, en la mayoría de las ocasiones, al convertirla en el suceso, puede estar sujeta a diferentes interpretaciones. La experimentación y el sentido común deberían dar con la interpretación adecuada.
A modo de ejemplo la función de probabilidad de una tirada de dados ideal (la realidad nunca es tan perfecta) sería algo así como y = 1/6 para x = entero entre 1 y 6. Puestos a interpretar esto aplicado a la realidad puedo inferir que, hasta que por observación directa determine el resultado del “colapso de la función de probabilidad” el dado está en una superposición de estados equiponderados entre 1 y 6. Puestos a terminar el uso absurdo de las matemáticas puedo decir que ese valor es la media ponderada (equiponderada) que vale (1+2+3+4+5+6)/6 = 3,5. Es decir hasta que observe lo que ha salido en el dado, éste está en una superposición de estados que vale 3,5. Parece un poco absurdo ¿No?
El problema de esto es que siguiendo el razonamiento que a veces entusiastas científicos exponen, si la realidad se crea en el momento en que se hace una observación, puedo suponer que, mientras yo no haga una observación, la realidad ajena a mí no existe; por lo tanto nada ni nadie de lo que percibo es real fuera de mi intelecto. Con un poquito más de empanada mental puedo concluir que yo soy Dios.
Evidentemente por ese camino puedo terminar en el manicomio, o algo peor.¿No?
Gracias por tu comenario. El tema me ocupa mentalmente desde hace muchos años, y esto es lo más sensato que he escuchado hasta el momento.