100.- ¿Cómo pudo surgir algo desde la nada?

Adaptación de la charla "How Can Something Come From Nothing?", de Victor Stenger

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Una pregunta típica de los creyentes en relación al inicio del universo es: "¿cómo es posible que surja algo desde la nada?"

Aparentemente piensan que es la demostración final de la existencia de Dios, o al menos de algún tipo de creación sobrenatural. Eso sí, no explican cómo surgió Dios desde la nada. O si lo hacen, afirman que Dios ha existido siempre. Pero entonces, ¿por qué no podría el universo haber existido siempre? De hecho, la cosmología moderna sugiere que así fue, que el universo es eterno, como se explica a continuación.

En primer lugar se debe definir lo que se entiende por "nada", aunque no es fácil. Para definir la nada se le debe asignar alguna propiedad característica. Pero en ese caso ya no sería nada. Se podría pensar que la nada no debería tener propiedades. Pero en tal caso, ¿no equivaldría la ausencia de propiedades a una propiedad? Se observa cómo se complica el tema si se entra en una discusión sobre definiciones.

Sin embargo, se puede reformular la legítima pregunta de los creyentes evitando el problema que surge al definir una noción abstracta de la nada. Es bien sabido ahora que nuestro universo comenzó hace 13.800 millones de años con una explosión denominada Big Bang. Entonces, lo que el creyente está básicamente preguntando es: "¿cómo pudo ocurrir el Big Bang en forma natural?"

Se sabe que el universo tiene masa. Por lo tanto, una pregunta pertinente es: ¿de dónde proviene esa masa? Bien, Einstein demostró que la masa puede provenir de la energía. Pero entonces, ¿de dónde viene esa energía? Si es de origen natural, tiene que provenir de alguna parte. Parecería, entonces, que fue necesaria una violación milagrosa de la ley de la conservación de la energía para crear el universo.

Escultura en Berlín

Hasta hace apenas unas décadas, ése era un buen argumento. Pero desde entonces la Cosmología se ha convertido en una ciencia empírica muy precisa gracias a fantásticos nuevos telescopios ubicados en la Tierra y en el espacio. La densidad de energía media del universo ha sido medida con precisión, y se ha encontrado que es exactamente la que debería ser si el universo hubiera surgido desde un estado de cero energía, descontando fluctuaciones cuánticas. Lo que ocurre es que la energía positiva asociada con la masa y el movimiento se equilibra casi exactamente con la energía potencial negativa de la gravedad. Es como si se pidiera prestada energía al campo gravitatorio para crear materia.

Sin entrar en detalles técnicos, se puede decir simplemente que no observamos violaciones de las leyes de la Física en la creación de nuestro universo.

A continuación, se podría preguntar: ¿de dónde vienen las leyes de la Física? Pues bien, uno de los grandes descubrimientos teóricos del siglo 20, del cual nunca se lee en los medios de comunicación populares, es que las leyes de la Física son consecuencia de las simetrías fundamentales de la naturaleza, o de la rotura accidental de dichas simetrías. Como nada es más simétrico que la "nada", se puede decir que las leyes de la Física vinieron de la nada, con una cierta contribución del azar.

En resumen, no tenemos ninguna razón científica para suponer una creación milagrosa, ya sea desde la nada o desde algo.

La otra pregunta común es: "¿por qué hay algo en lugar de nada?"

Se han propuesto pruebas lógicas, pero son irrelevantes, porque una prueba puramente lógica no revela nada acerca de la realidad que no esté ya incluida en sus premisas. No se puede demostrar nada sobre el mundo usando sólo palabras. Para apuntalar las premisas se necesitan datos, evidencia empírica. Sólo así se pueden obtener deducciones válidas.

En cualquier caso, antes de siquiera intentar responder porqué hay algo en lugar de nada, el creyente tiene la responsabilidad de responder a varias preguntas:

1.- ¿Por qué existe Dios en lugar de nada?

2.- ¿Por qué debiera la nada ser un estado más natural que el de algo? ¿Por qué se requeriría actuar para crear algo? Quizás sea necesario actuar para obtener nada a partir de algo.

3.- ¿Es posible que exista la nada? Algunos filósofos han dicho que no, que el concepto de la "nada" es incoherente, como se observó anteriormente al entrar en el tema de las definiciones.

Bien, la Física tiene algo que aportar sobre este tópico. Los sistemas físicos tienden a cambiar de forma natural y espontánea desde estados menos estructurados a más estructurados. Por ejemplo, en ausencia de calor externo, el agua pasa del estado de vapor poco estructurado a líquido más estructurado, y finalmente a hielo altamente estructurado.

Otra forma de decirlo, es que los sistemas simples tienden a cambiar espontáneamente en sistemas de mayor complejidad. Esto es ampliamente incomprendido. De hecho, toda la noción del Diseño Inteligente se basa en la afirmación de que un sistema complejo requiere de un diseñador más complejo, lo cual es falso. En la naturaleza, la simplicidad puede generar complejidad.

La vida secreta del caos: de lo simple a lo complejo

¿Y qué podría ser más simple que la nada, como sea que se conciba? El físico ganador del Nóbel Frank Wilczek respondió así a la pregunta de porqué hay algo en lugar de nada: "la nada es inestable". En otras palabras, incluso si hubiera un estado de "nada", no duraría mucho, sino que automáticamente se convertiría en "algo".

Se observa que el conocimiento actual de Física y Cosmología contradice las creencias religiosas comunes.

Y eso no es todo.

En 1970, Stephen Hawking trabajó con el matemático Roger Penrose para deducir lo que se conoce como el "teorema de la singularidad Penrose-Hawking." Ellos se basaron en la Teoría General de la Relatividad de Einstein para demostrar que el universo había comenzado desde una singularidad, que es un punto de tamaño infinitesimal en el espacio-tiempo, con una densidad infinita de energía.

Desde entonces los teólogos han utilizado dicho teorema para argumentar que el espacio y el tiempo deben haber comenzado en ese punto, que no hubo un "antes", porque cuando Dios creó el universo también creó el tiempo. Los teólogos modernos sostienen que, dado que todo lo que comienza debe tener una causa, entonces un ser supremo ubicado fuera del espacio y del tiempo debe haber creado el espacio, el tiempo y la materia.

En realidad, todo lo que comienza no necesita tener una causa. En particular, eventos cuánticos tales como las transiciones atómicas y las desintegraciones nucleares no tienen una causa.

Sin embargo, desde hace casi dos décadas, los teólogos y apologistas religiosos han insistido en que tienen la evidencia científica decisiva que prueba la existencia de un creador: el Big Bang tuvo que ser el principio del tiempo, así como de todo lo demás.

Pero están equivocados. En su libro "Una breve historia del tiempo" de 1988, Hawking admitió que, a pesar de que el teorema Penrose-Hawking era matemáticamente correcto, no había existido una singularidad en el comienzo de nuestro universo. Ello se debía a que la Teoría General de la Relatividad, en la cual se basa el teorema, no es una teoría cuántica. Se degrada a distancias muy pequeñas e instantes muy breves, cuando los efectos cuánticos entran en juego.

Aunque Hawking escribió lo anterior hace más de un cuarto de siglo, todavía se sigue oyendo a los teólogos argumentar lo mismo. Ellos saben que no es válido, pero sus audiencias típicas no. Actualmente todos los cosmólogos profesionales, incluso Penrose, están de acuerdo en que el universo no comenzó con una singularidad.

Lo mejor que podemos decir, es que nuestro universo surgió hace 13.800 millones de años a partir de una pequeñísima región que se encontraba en un estado de completo caos. No tenía estructura, y por esa razón podemos denominarla "nada".

Alrededor de 1980, se demostró teóricamente que un universo carente de materia y de energía sufriría una rapidísima y gigantesca expansión, la cual fue apodada "inflación".

Cuando los físicos intentaron producir modelos para la cosmología inflacionaria encontraron que el espacio debió continuar inflándose, como burbujas en una hogaza de pan, y que cada una de esas burbujas debía ser un universo separado. Dentro de esas burbujas la inflación se detiene, se forma la materia y la gran explosión conocida como Big Bang se hace cargo. Nuestro universo es, entonces, sólo una de esas burbujas. Las otras burbujas son otros universos, ya sea similares a la nuestra, o muy diferentes.

Según los modelos, el espacio entre las burbujas continúa inflándose exponencialmente, produciendo más burbujas. Este escenario se denomina "inflación eterna." Y así, de acuerdo con dicho escenario, somos una parte de un número ilimitado de universos, conocido como "multiverso".

Inflación eterna

Los teólogos y algunos científicos han planteado las siguientes objeciones a esta imagen de un multiverso eterno, no creado.

1.- El multiverso no es científico, ya que no podemos observar otros universos.

El multiverso es científico. La ciencia trata a menudo con objetos no observables, tales como los quarks y los agujeros negros. La inflación eterna no es pura especulación; está basada en conocimiento bien establecido.

Además, se podría detectar otro universo burbuja midiendo las distorsiones en la radiación cósmica de fondo causada por su interacción gravitacional con el nuestro. Esto podría haber sucedido justo después de la formación de las burbujas, cuando todavía estábamos relativamente cerca. De hecho, ya existen algunos indicios de tal observación, pero no son estadísticamente significativos.

2.- El multiverso viola la navaja de Ockham al postular demasiadas entidades innecesarias.

La navaja de Ockham realmente favorece la hipótesis del multiverso. Dicho principio lógico prohíbe agregar hipótesis innecesarias a una teoría, pero no incrementar los objetos de una teoría.

Por ejemplo, la teoría atómica multiplicó el número de objetos en un cuerpo por un factor de un billón de billones. Pero la teoría atómica tenía menos hipótesis que la termodinámica macroscópica, y explicó mucho más.

Asumir un único universo requiere una hipótesis adicional, a saber, un principio desconocido que prohíbe la existencia de más de un universo.

3.- Si el multiverso se remonta un tiempo infinito hacia el pasado, entonces habría tomado un tiempo infinito para llegar al presente, y eso es imposible, porque en el mundo real no existen los infinitos.

El multiverso no comenzó hace un tiempo infinito, sino que no tiene principio. El tiempo desde cualquier momento en el pasado hasta el presente es finito. El multiverso es eterno. Existió siempre en el pasado y existirá siempre en el futuro. No tiene ni principio ni fin.

Así que, ¿cómo puede el multiverso haber surgido desde la nada?

Como el multiverso siempre ha existido, no necesita surgir.

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Actualización: en la entrada siguiente se describe el proceso inflacionario que habría creado toda la materia y la energía del universo a partir de una fluctuación cuántica.