¿Y si el Universo fuese una simulación?

Una de las ideas más apreciadas en física moderna es la cromodinámica cuántica, la teoría que describe la fuerza nuclear fuerte, la forma en que se unen los quarks y los gluones en protones y neutrones, y cómo estos núcleos interactúan entre sí. Esta idea representa el universo en su forma más fundamental.

Así que una búsqueda interesante es simular la cromodinámica cuántica mediante un modelo de computadora, para ver qué tipo de complejidad se presenta. La promesa de lograr esto es que la simulación de la física a un nivel tan fundamental es más o menos el equivalente a la simulación del universo mismo.

Hay uno o dos retos actuales. La física es alucinantemente compleja y opera a una escala infinitamente pequeña. Así que incluso usando las supercomputadoras más poderosas del mundo, los físicos sólo han logrado simular pequeños rincones del cosmos de tan sólo unos pocos femtómetros de anchura. (un femtómetro equivale a 10^-15 metros).

Eso puede no parecer mucho, pero lo importante es que la simulación es esencialmente indistinguible de la realidad (al menos en lo que a nuestro entender se refiere).

No es difícil imaginar que progresar en la Ley tipo de Moore  permitirá a los físicos simular regiones significativamente más grandes del espacio. Una región de sólo unos pocos micrómetros podría encapsular el funcionamiento completo de una célula humana.

Una vez más, el comportamiento de esta célula humana sería indistinguible de lo real.

Es esta manera de pensar la que obliga a los físicos a considerar la posibilidad de que nuestro cosmos entero podría estar funcionando en un ordenador muy potente. Si es así, ¿hay alguna manera de saberlo?

Ahora, Silas Beane, de la Universidad de Bonn, en Alemania y un grupo de colegas tiene una respuesta para esa cuestión. Dicen que hay una manera de ver evidencias de que estemos siendo simulados, al menos en ciertos escenarios.

En primer lugar, algunos antecedentes. El problema con todas las simulaciones es que las leyes de la física es que parecen ser un continuo, que se superpone a una discreta urdimbre dimensional que avanza en el tiempo.

La pregunta que Beane y colegas se hace es si el espaciado reticular impone algún tipo de limitación sobre los procesos físicos que vemos en el universo. El equipo examinó, en particular, los procesos de alta energía, que indagan más en pequeñas regiones del espacio a medida que generar más energía

Lo que encontraron es interesante. El espaciado reticular impone un límite fundamental de la energía que las partículas pueden tener. Eso es porque nada puede existir más pequeño que la propia celosía que lo contiene.

Así que si nuestro universo es sólo una simulación, debe haber un corte en el espectro de partículas de alta energía.

Resulta que exactamente este tipo de corte existe en la energía de  partículas de rayos cósmicos, un límite conocido como Greisen-Zatsepin-Kuzmin o “corte-GZK”.

Este punto de corte ha sido bien estudiado y se produce porque las partículas de alta energía interaccionan con el fondo de microondas cósmico y así pierden energía mientras viajan largas distancias.

Pero Beane y su equipo calculan que el espaciado de la malla impone algunas características adicionales sobre el espectro “La característica más sorprendente es que la distribución angular de los componentes de mayor energía exhiben una simetría cúbica en el marco de reposo de la malla, desviándose significativamente de la isotropía”, dicen.

En otras palabras, los rayos cósmicos viajarían preferentemente a lo largo de los ejes de la malla, por lo que no los veríamos iguales en todas las direcciones.

Esta es una medición que podríamos hacer con la tecnología actual. Encontrar este efecto sería el equivalente a ser capaces de “ver” la orientación de la malla en la que se simula nuestro universo.

Esto es increíble  incluso alucinante. Pero los cálculos de Beane y sus colegas no están exentos de algunos obstáculos importantes. Un problema es que la malla del computador tiene que construirse de una forma totalmente distinta a la prevista.

Otra es que este efecto solo puede medirse si el límite de la malla es el mismo que el Corte-GZK. Esto ocurre cuando el espaciado de la malla es de aproximadamente 10^-12femtómetros. Si el espaciado es significativamente menor que eso, no veremos nada.

No obstante, seguramente, merece la pena buscarlo, aunque solo sea para descartar la posibilidad de que seamos parte de una simulación de este tipo concreto, aunque en secreto tengamos la esperanza de encontrar pruebas sólidas de nuestros amos robóticos de una vez por todas.

Estudio completo en arXiv: Constraints on the Universe as a Numerical Simulation

Enlace original: The mesautement that would reveal the Universe is a computer simulation