Borges y la hipótesis de los universos paralelos: El jardín de los senderos que se bifurcan.

Era 1941, en plena segunda guerra mundial. En Argentina, un país más al Sur de lo que puedieron imaginarse los combatientes de la guerra, vivió Jorge Luis Borges (1899-1986), un escritor con una habilidad enorme de sintetizar la fantasía y la realidad, de contar historias surreales y de interactuar con la profundidad del pensamiento del lector, en síntesis, uno de los grandes.

Por ese entonces, Borges publicó “El jardín de los senderos que se bifurcan” un cuento policiaco en el contexto de la guerra donde se hablaba de un personaje ficticio llamado Ts’ui Pên. La obra del ficticio Pên, es abordada para incluir pasajes de fantasía. Detrás de la historia central, Borges expone la obra de su personaje Pên:

“En todas las ficciones, cada vez que un hombre se enfrenta con diversas alternativas, opta por una y elimina las otras. En cambio, en la obra del casi inextricable Ts’ui Pên, el hombre opta —simultáneamente— por todas. Crea, así, diversos porvenires, diversos tiempos, que también, proliferan y se bifurcan.”

Al seguir las letras de Borges, puede verse que van más allá de lo literario. Sin saberlo, quizá Borges se adelantó a su tiempo y pensaba en algo mucho más fundamental: la interpretación de los universos paralelos: una idea que busca interpretar las feroces ecuaciones de la mecánica cuántica.

La mecánica cuántica es la teoría que se encarga de formalizar gran parte de las características del universo en lo fundamental: lo microscópico. Esta teoría es quizá uno de los logros intelectuales más importantes de la civilización humana. Sin embargo, escapa a la comprensión de la mayoría de personas e incluso para la mayoría de los físicos.

La cuántica utiliza compendio de reglas y procedimientos matemáticos y obtiene excelentes resultados al comparar su predicciones con los experimentos. A pesar de su éxito como herramienta de cálculo, esta teoría requiere suposiciones que no son familiares para nuestra comprensión “macroscópica” del universo. Partículas superpuestas en varios estados a la vez, cuya posición y velocidad no pueden ser medidas al mismo tiempo, fuciones de onda, densidades de probabilidad, etc.

Es por esto que se han desarrollado una gran cantidad de interpretaciones para entender qué pasa en el universo cuántico de una manera un poco más familiar al sentido común. Todas estas interpretaciones hacen suposiciones mucho más trascendentales que la cuántica y que, incluso, van más allá de las herramientas matemáticas metiendose en asuntos fuera de la frontera de la ciencia. Así, actualmente, estas interpretaciones conforman gran parte de la metafísica moderna y no se ha decidido una u otra como verdaderas simplemente porque no son decidibles: se puede escoger cualquier interpretación sin perder los mismos resultados que prevee la cuántica como herramienta matemática. Son iguales en lo útil.

Como expliqué en un artículo anterior, la mecánica cuántica plantea la idea de que una partícula puede coexistir en varios estados simultáneamente (por ejemplo, seguir varios caminos a la vez) siempre que no sea medida. Es la idea central de la teoría. Justo en el momento de que alguien observa la partícula, ocurrira un fenómeno llamado “colapso de la función de onda” o “decoherencia” , es decir, la partícula deja de estar en la superposición de estados o de ir por todos los caminos a la vez y se comporta como si hubiera estado, todo el tiempo, en uno sólo.

Una vez que se “rompe” la coherencia, la partícula sigue su evolución en el tiempo sin saber que en algún momento en el pasado estuvo entrelazada y convivía simultaneamente, en otros estados. Así, se ha bifurcado su camino, ya no volvera a saber de los otros. Una vez se rompe la coherencia ya no ha paso atrás, el proceso es irreversible.

El famoso experimento de la doble rendija hecho con electrones, en 1987, corroboró la idea de que una partícula podía estar en varios estados a la vez antes de ser medida. Efectivamente, se observó que, una vez que su posición era medida, se perdía la superposición con otros estados y seguía uno sólo. La distinción en ese entonces entre partícula y observador era clara: su tamaño. El observador era grande y los electrones pequeños. La partícula se comporta cuánticamente y el observador sigue la mecánica clásica, la de las tres leyes de Newton.

Sin embargo, en 2003 se logró mostrar que una molécula tan grande como un Fullereno, compuesto por 60 átomos de Carbono (unas mil partículas) también podía estar, simultaneamente, en un estado coherente: vivir simultaneamente en infinitas historias antes de ser observado. Es decir, se consiguió que esas mil partículas no se “observaran” entre ellas y siguieran conviviendo en coherencia. Así, no queda claro que tan pequeño se debe ser para ser considerado “cuántico”. Este experimento planteó más preguntas que respuestas.

Entonces, se volvió más ambigua la diferencia entre observador y objeto medido. Ambos podían ser arbitrariamente grandes o arbitrariamente pequeños. De esta manera, se puede pensar que no sólo las particulas “cuánticas” se encontraban en una superposición de estados sino también lo estaría el observador pues él tambien está hecho de partículas elementales. El jardín de los senderos que se bifurcan es el universo mismo.

Pero a Borges ya se le había ocurrido algo similar. En su obra, aclara su idea de realidades que se entrelazan hablando de Fang, un personaje de la obra de Ts’ui Pên:

“…Fang, digamos, tiene un secreto; un desconocido llama a su puerta; Fang resuelve matarlo. Naturalmente, hay varios desenlaces posibles: Fang puede matar al intruso, el intruso puede matar a Fang, ambos pueden salvarse, ambos pueden morir, etcétera. En la obra de Ts’ui Pên, todos los desenlaces ocurren; cada uno es el punto de partida de otras bifurcaciones. Alguna vez, los senderos de ese laberinto convergen; por ejemplo, usted llega a esta casa, pero en uno de los pasados posibles usted es mi enemigo. En otro, mi amigo.”

De esta manera, en la obra del escritor que imagina Borges, la bifurcación de historias no se restringen, unicamente, a partículas elementales. Cuando pasa algo importante, el futuro se bifurca en todos los descenlaces posibles y todos son reales simultáneamente. Existe una realidad en la que usted decidió leer este artículo y otra, simultaneamente en que decidió no hacer click y sigue haciendo otras cosas. Una idea perturbadora. Afortunadamente seguimos la línea en la que ud decidió leer el artículo.

El formalismo de las ideas que han sido expuestas fue publicado dieciseis años después de la publicación de “El jardín de los senderos que se bifurcan”, en 1957, Hugh Everett III (1930-1982). En su paper de 1956 llamado “The Theory of the Universal Wavefunction” (la teoría de la función de onda universal)f ormuló la interpretación de universos paralelos o más adecuadamente realidades paralelas.Allí, proponía que la función de onda (función que describe una partícula) en realidad no se restringe a una simple partícula sino que, en realidad también involucraba a los observadores. Todo el universo era una función de onda y todas las partículas del universo se encuentran en estados superpuestos. No solo el observador observa la partícula y rompe su coherencia, también pasaba lo contrario, la partícula “observa” al observador y colapsaba sus posibles futuros en uno sólo. Al momento de colapsar, todas los posibles futuros coexisten sin saberlo.

El punto de la idea de Everett es que los estados superpuestos solo saben de los demás mientras se mantenga la coherencia. Una vez perdida la coherencia, es decir, hecha una observación y colapsada la función de onda, los estados son independientes y no podrán interactuar más con aquellos estados con los que alguna vez estuvieron entrelazados. No hay forma de probar que existen realidades paralelas ya que no hay interacción entre ellas una vez ha colapsada nuestra función de onda. Y esta función de onda colapsa, al menos en nuestras partículas, con una rápidez mucho mayor a loq ue podemos percibir. De hecho nuestra percepción es lo que las colapsa.

Esta idea duró mucho tiempo ignorada y Everett se sintió grandemente frustrado cuando no se tomó en serio su hipótesis y se dedicó a otras cosas. Sólo hasta 1970, la comunidad científica adoptó esta interpretación como una forma de ver la mecánica cuántica. Sin embargo, insisto, la interpretación de Everett no corresponde, hasta ahora, a algo verificable pues lleva a los mismos resultados que las demás interpretaciones.

El proceso de observación, es entonces, el que define nuestra dinámica. La bifurcación de los senderos del Jardín de Borges ocurre justo allí. Sin embargo, aún no estamos seguros qué es lo que causa que los estados colapsen a uno sólo o que, por el contrario, sigan en una superposición como pasa en el sistema de mil partículas del Fullereno. Sea lo que sea, no se puede verificar, hasta ahora. Como expliqué en ¿Cuál es la causa del universo? Desde Aristóteles hasta la teoría cuántica, la idea de que haya algo más allá que haga que se escoja el camino por el cual vamos ahora, corresponde a metafísica y no es necesaria dentro del formalismo de la mecánica cuántica. Debemos conformarnos con los cálculos de la probabilidad de que la función de onda de la partícula colapse en un camino específico.

Sin embargo, algo sí es claro, mientras haya una mayor cantidad de partículas en un sistema, será más fácil que alguna colapse, que pierda su coherencia (usualmente el sistema colapsará a un estado muy cercano al predicho por las ecuaciones de Newton de la mecánida usual) Actualmente se ha intentado, sin éxito, hacer el experimento de doble rendija con moléculas de decenas de miles de partículas como un virus pequeño. Mantener la coherencia de un sistema de varias partículas es, por tanto, el gran objetivo de los físicos cuánticos.

El interés no es sólo académico, mantener un sistema complejo en varios estados al mismo tiempo podría elevar exponencialmente los rendimientos de, por ejemplo, las computadoras. ¿Imagina que en lugar de un computador haciendo un cálculo para resolver un problema, tengamos a uno que puede estar en infinitos estados al mismo tiempo y por lo tanto realizar infinitos cálculos? Ese es el propósito y el mecanismo de funcionamiento de un computador cuántico. Pero pasará mucho tiempo antes de que aprendamos a mantener la coherencia de muchas partículas. Mucho tiempo antes de dominar las realidades paralelas.

@eltrinador

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