La inquietante posibilidad de que el universo llegue a su fin por burbujas de vacío al fin es puesta a prueba
De entre todas las hipótesis sobre el fin del universo, la de la desintegración del falso vacío es particularmente inquietante. Los detalles son matemáticamente complejos, pero en el fondo la idea es sencilla. Imagina que una «burbuja de nada», un espacio absolutamente vacío surge espontáneamente y comienza a crecer sin control a la velocidad de la luz hasta cubrirlo todo y descomponer las constantes universales. Aunque la aparición de una burbuja de esa naturaleza suena descabellada, los físicos cuestionan por su probabilidad exacta y, si ocurriera, se preguntan cuánto tiempo tomaría llegar al final.
Investigar el fenómeno de la desintegración del falso vacío es difícil para cualquier computadora existente. La simulación del comportamiento de las partículas subatómicas bajo tales condiciones puede tomar cientos o miles de años de procesamiento en supercomputadoras convencionales. Afortunadamente, la ciencia ahora cuenta con máquinas cuánticas capaces de ejecutar operaciones simultáneas y que permiten simular escenarios tan exóticos en mucho menos tiempo.
Un equipo de físicos teóricos de Alemania y Reino Unido utilizó una computadora cuántica de 5,564 qubits para modelar el comportamiento de esas hipotéticas burbujas de vacío verdadero y analizar su evolución. Con ello, esperan comprender el mecanismo subyacente detrás de la teoría de la desintegración del falso vacío.
De acuerdo con un artículo publicado en Nature Physics, con el uso de esta computadora cuántica fue posible desarrollar un modelo eficaz que replicó la creación de esas burbujas de nada y sus interacciones posteriores. Entre sus observaciones, encontraron que las burbujas no son eventos aislados, sino que involucran relaciones complejas en las que estructuras pequeñas pueden influir en las más grandes.
Hasta ahora este esfuerzo es uno de los primeros en abordar el problema de la desintegración del falso vacío utilizando simulaciones con máquinas cuánticas. “Nuestro equipo ha abierto la puerta al estudio de sistemas cuánticos sin equilibrio y transiciones de fase que de otro modo serían difíciles de explorar con los métodos informáticos tradicionales”, señaló el Dr. Jean-Yves Desaules, uno de los autores del trabajo.
¿Qué es el vacío “verdadero” y porque desintegraría todo, incluyendo al “falso”?
En la física moderna, el vacío no es equivalente a la nada absoluta. Aunque no existan partículas fundamentales en un espacio concreto, aún estarían presentes los campos cuánticos. Estas entidades permean el espacio y el tiempo, tienen energía intrínseca y sirven como medio en donde las partículas se propagan e interactúan entre sí. La Tierra, junto con todo lo que incluye, surgió gracias a ese vacío estable que permite la integración de materia y la formulación de constantes universales.
Sin embargo, ese vacío lleno de campos cuánticos que estudia la física podría no ser el estado de mayor vacío posible en el universo. Es un falso vacío. Ante ello, los expertos exploran el concepto de «nada» con la mínima energía disponible, a partir de la cual no sería posible la edificación de la realidad tal como la conocemos. Si un espacio de vacío «verdadero» aparece en un punto del universo, el “falso” vacío al que estamos acostumbrados será consumido a través de burbujas como si se tratara de un virus. La idea parece remota, pero los cálculos sugieren que no hay nada que lo impida.
Debido a la complejidad del concepto de las burbujas de nada y la naturaleza contraintuitiva de la materia a niveles cuánticos, los físicos se muestran especialmente nerviosos al respecto. «Estamos hablando de un proceso por el cual el universo cambiaría completamente su estructura. Las constantes fundamentales podrían cambiar instantáneamente y el mundo tal como lo conocemos se derrumbaría como un castillo de naipes», señaló el profesor Zlatko Papic, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leeds, autor principal del artículo.
