La medición que revelaría que el universo es una simulación en una supercomputadora

Si el cosmos es una simulación numérica, debería haber pistas en el espectro de los rayos cósmicos de alta energía, dicen los teóricos

Una de las ideas más queridas física moderna es la cromodinámica cuántica, la teoría que describe la fuerza nuclear fuerte, la forma en que une los quarks y los gluones en protones y neutrones, cómo se forman núcleos que ellos interactúan. Este es el universo de lo más fundamental.

Así que un ejercicio interesante consiste en simular la cromodinámica cuántica en un ordenador para ver qué tipo de complejidad surge. Esto promete que la simulación de la física en un nivel tan fundamental es más o menos equivalente a la simulación del universo mismo.

Hay uno o dos retos de curso. La física es alucinantemente compleja y opera en una escala extremadamente pequeña. Así que, usando las supercomputadoras más poderosas del mundo, los físicos sólo han logrado simular pequeños rincones del Cosmos a pocos femtometros de extensión. (Un femtometro es 10-15 metros.)

Eso puede parecer poco, pero el punto importante es que la simulación es esencialmente indistinguible de lo real (al menos en cuanto entendemos).

No es difícil imaginar qué un tipo de progreso como indica la Ley de Moore permitiría a los físicos simular regiones mucho más grandes de 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 este tipo de pensamiento que obliga a los físicos a considerar la posibilidad de que nuestro cosmos entero podría estar ejecutándose en un equipo muy poderoso. Si es así, ¿hay alguna manera de que podamos saberlo?

Hoy en día, tenemos respuestas como la de Silas Beane, de la Universidad de Bonn en Alemania, y unos pocos amigos. Dicen que hay una manera de ver la evidencia de que estamos siendo simulados, al menos en ciertos escenarios.

En primer lugar, veamos algunos antecedentes. El problema con todas las simulaciones es que las leyes de la física, que parecen continuas, tienen que ser superpuestas sobre una discreta red tridimensional que avanza en pasos de tiempo.

La pregunta que Beane y sus compañeros presentan es si el espaciado reticular impone ningún tipo de limitación en los procesos físicos que vemos en el universo. Se examinan, en particular, los procesos de alta energía, que sondean las regiones más pequeñas del espacio a medida que se hacen más energéticas.

Lo que encuentran es interesante. Dicen que el espaciado reticular impone un límite fundamental a la energía que pueden tener las partículas. Eso es porque no puede existir nada que sea más pequeño que la propia retícula.

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

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

Esta limitación se ha estudiado bien y se da porque las partículas de alta energía interactúan con el fondo cósmico de microondas, y así pierden energía mientras viajan largas distancias.

Pero Beane y sus compañeros calculan que el espaciado reticular impone algunas características adicionales en el espectro. «La característica más sorprendente… es que la distribución angular de los componentes de mayor energía exhibirían una simetría cúbica en el marco del resto de la retícula, desviándose significativamente de la isotropía», dicen.

En otras palabras, los rayos cósmicos viajarían preferentemente a lo largo de los ejes de la retícula, por lo que no se los debe ver igual en todas las direcciones.

Es una medición que podríamos hacer ahora, con la tecnología actual. Encontrar el efecto sería equivalente a ser capaces de «ver» la orientación de la retícula en la que es simulado nuestro universo.

Eso es genial, incluso alucinante. Pero los cálculos de Beane y sus compañeros no carecen de algunas importantes advertencias. Un problema es que la retícula de la computadora puede estar construida de una manera totalmente diferente a la prevista por ellos.

Otra es que este efecto sólo es medible si el límite de la retícula fuese es el mismo que el límite GZK. Esto ocurre cuando el espaciado reticular es de aproximadamente 10-12 femtometros. Si la separación es mucho menor que eso, no vamos a ver nada.

Sin embargo, no cabe duda de que vale la pena buscar, aunque sólo sea para descartar la posibilidad de que somos parte de una simulación de este tipo en particular, pero con la esperanza secreta de que vamos a encontrar una buena evidencia de nuestros Señores Robóticos de una vez por todas.

Artículo original: Ref: arxiv.org/abs/1210.1847 : Constraints on the Universe as a Numerical Simulation (Restricciones en el Universo como una simulación numérica)

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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