universos paralelos (4ª ed.)

ATALANTA

MICHIO KAKU

UNIVERSOS PARALELOS

LOS UNIVERSOS ALTERNATIVOS DE LA CIENCIA

Y EL FUTURO DEL COSMOS

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MEMOR IA MUND I

ATALANTA

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MICHIO KAKU

UNIVERSOS PARALELOS

LOS UNIVERSOS ALTERNATIVOS DE LA CIENCIA

Y EL FUTURO DEL COSMOS

ATA L A N TA2011

TRADUCCIÓN

DOLORS UDINA


«Esta obra ha sido publicada con una subvención de la Dirección Generaldel Libro, Archivos y Bibliotecas del Ministerio de Cultura para su

préstamo público en Bibliotecas Públicas, de acuerdo conlo previsto en el artículo 37.2 de la Ley de Propiedad Intelectual.»

Cuarta edición

Todos los derechos reservados.

Título original: Parallel Worlds© Michio Kaku, 2005

© De la traducción: Dolors Udina© EDICIONES ATALANTA, S. L.

Mas Pou. Vilaür 17483. Girona. EspañaTeléfono: 972 79 58 05 Fax: 972 79 58 34

atalantaweb.com

ISBN: 978-84-935763-3-2Depósito Legal: B-15.440-2011

En primera de cubierta: Flujo de partículas denominado«viento solar». (Cortesía de NASA/ESA)

Dirección y diseño: Jacobo Siruela.


Í N D I C E

AGRADECIMIENTOS

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PREFACIO

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EL UNIVERSO

Imágenes del universo recién nacido21

El universo paradójico42

El big bang67

Inflación y universos paralelos100

EL MULTIVERSO

Portales dimensionales y viajes en el tiempo137

Universos cuánticos paralelos175

Teoría M: la madre de todas las cuerdas212

¿Un universo de diseño?277


En busca de los ecos de la undécima dimensión293

HUIDA HACIA EL HIPERESPACIO

El final de todo327

Escapar del universo345

Más allá del multiverso387

NOTAS

406

GLOSARIO

428

LECTURAS RECOMENDADAS

455


Universos paralelos


AGRADECIMIENTOS

Quiero expresar mi agradecimiento a los siguientes científicos,que me cedieron generosamente su tiempo para ser entrevistados.Sus comentarios, observaciones e ideas han enriquecido mucho estelibro y le han añadido profundidad y nuevos enfoques:

• Steven Weinberg, premio Nobel, Universidad de Texas, Austin• Murray Gell-Mann, premio Nobel, Instituto de Santa Fe e Ins-tituto de Tecnología de California

• Leon Lederman, premio Nobel, Instituto de Tecnología deIllinois

• Joseph Rotblat, premio Nobel, St. Bartholomew's Hospital(retirado)

• Walter Gilbert, premio Nobel, Universidad de Harvard• Henry Kendall, premio Nobel, Instituto de Tecnología de Mas-sachusetts (fallecido)

• Alan Guth, físico, Instituto de Tecnología de Massachusetts• Sir Martin Rees, Astrónomo Real de Gran Bretaña, Universidadde Cambridge

• Freeman Dyson, físico, Instituto de Estudios Avanzados, Uni-versidad de Princeton

• John Schwarz, físico, Instituto de Tecnología de California• Lisa Randall, física, Universidad de Harvard• J. Richard Gott III, físico, Universidad de Princeton

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2 - Kaku Agradecimientos.qxd:MORRIS 1/4/11 13:05 Página 11

• Neil de Grasse Tyson, astrónomo, Universidad de Princeton yPlanetarium Hayden

• Paul Davies, físico, Universidad de Adelaida• Ken Croswell, astrónomo, Universidad de California, Berkeley• Don Goldsmith, astrónomo, Universidad de California, Ber-keley

• Brian Greene, físico, Universidad de Columbia• Cumrun Vafa, físico, Universidad de Harvard• Stuart Samuel, físico, Universidad de California, Berkeley• Carl Sagan, astrónomo, Universidad de Cornell (fallecido)• Daniel Greenberger, físico, City College de Nueva York• V. P. Nair, físico, City College de Nueva York• Robert P. Kirshner, astrónomo, Universidad de Harvard• Peter D. Ward, geólogo, Universidad de Washington• John Barrow, astrónomo, Universidad de Sussex• Marcia Bartusiak, periodista científica, Instituto de Tecnologíade Massachusetts

• John Casti, físico, Instituto de Santa Fe• Timothy Ferris, periodista científico• Michael Lemonick, escritor de ciencia, revista Time• Fulvio Melia, astrónomo, Universidad de Arizona• John Horgan, periodista científico• Richard Muller, físico, Universidad de California, Berkeley• Lawrence Krauss, físico, Universidad de Case Western Reserve• Ted Taylor, diseñador de la bomba atómica• Philip Morrison, físico, Instituto de Tecnología de Massachu-setts

• Hans Moravec, científico informático, Universidad CarnegieMellon

• Rodney Brooks, científico informático, Laboratorio de Inte-ligencia Artificial, Instituto de Tecnología de Massachusetts

• Donna Shirley, astrofísica, Laboratorio de Propulsión a Chorro• Dan Wertheimer, astrónomo, SETI@home, Universidad de Ca-lifornia, Berkeley

• Paul Hoffman, periodista científico, revista Discover• Francis Everitt, físico, Gravity Probe B, Universidad de Stan-ford

• Sidney Perkowitz, físico, Universidad de Emory

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Quiero agradecer a los siguientes científicos las estimulantes dis-cusiones sobre física mantenidas a lo largo de los años, que han con-tribuido a agilizar el contenido de este libro:

• T. D. Lee, premio Nobel, Universidad de Columbia• Sheldon Glashow, premio Nobel, Universidad de Harvard• Richard Feynman, premio Nobel, Instituto de Tecnología deCalifornia (fallecido)

• Edward Witten, físico, Instituto de Estudios Avanzados, Uni-versidad de Princeton

• Joseph Lykken, físico, Fermilab• David Gross, físico, Instituto Kavli, Santa Bárbara• Frank Wilczek, físico, Universidad de California, Santa Barbara• Paul Townsend, físico, Universidad de Cambridge• Peter Van Nieuwenhuizen, físico, Universidad Estatal de NuevaYork, Stony Brook

• Miguel Virasoro, físico, Universidad de Roma• Bunji Sakita, físico, City College de Nueva York (fallecido)• Ashok Das, físico, Universidad de Rochester• Robert Marshak, físico, City College de Nueva York (fallecido)• Frank Tipler, físico, Universidad de Tulane• Edward Tryon, físico, Hunter College• Mitchell Begelman, astrónomo, Universidad de Colorado

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PREFACIO

La cosmología es el estudio del universo como un todo,incluyendo su nacimiento y quizá su destino final. No es sor-prendente que haya sufrido muchas transformaciones en sulenta y dolorosa evolución, una evolución a menudo eclipsa-da por el dogma religioso y la superstición.

La introducción del telescopio en el siglo XVII marcó laprimera revolución en la cosmología. Con la ayuda del teles-copio, Galileo Galilei, a partir de la obra de los grandes astró-nomos Nicolás Copérnico y Johannes Kepler, pudo abrir loscielos por primera vez a la investigación científica seria. Laprimera fase de la cosmología culminó con la obra de IsaacNewton, que finalmente estableció las leyes fundamentalesque gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes. En lu-gar de depender de la magia y el misticismo, se vio que las le-yes de los cuerpos celestes estaban sometidas a fuerzas com-putables y reproducibles.

Una segunda revolución en la cosmología fue iniciada conla introducción de los grandes telescopios del siglo XX, comoel del Mount Wilson, con su inmenso espejo reflector de 100pulgadas (2,54 m). En la década de 1920, el astrónomo EdwinHubble utilizó este telescopio gigante para derribar el dogmasecular que establecía que el universo era estático y eterno, al

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demostrar que las galaxias de los cielos se alejan de la Tierra avelocidades terribles, es decir, que el universo se expande.Esto confirmó los resultados de la teoría de la relatividad ge-neral de Einstein, en la que la arquitectura del espacio-tiempono es plana y lineal, sino dinámica y curvada. Así se obtuvo laprimera explicación plausible del origen del universo: el uni-verso empezó con una explosión cataclísmica llamada «bigbang», que lanzó las estrellas y las galaxias hacia el exterior enel espacio. Con la obra pionera de George Gamow y sus cole-gas sobre la teoría del big bang y la de Fred Hoyle sobre elorigen de los elementos, se erigió un andamio que establecíalas líneas generales de la evolución del universo.

En estos momentos se está produciendo una tercera revo-lución que apenas tiene cinco años. Ha sido iniciada por unabatería de instrumentos nuevos de alta tecnología, como lossatélites espaciales, láseres, detectores de ondas de gravedad,telescopios de rayos X y superordenadores de alta velocidad.Contamos actualmente con los datos más fidedignos hasta elmomento sobre la naturaleza del universo, incluyendo suedad, su composición y quizás incluso su futuro y su muertefinal.

Los astrónomos se dan cuenta ahora de que el universo seexpande de manera desenfrenada, que esta expansión se acele-ra sin límite y que se enfría con el tiempo. Si eso sigue así, nosenfrentamos a la perspectiva de la «gran congelación», cuan-do el universo se hundirá en la oscuridad y el frío y morirátoda la vida inteligente.

El presente libro trata de esta tercera gran revolución. Esbastante distinto de mis libros anteriores sobre física, El uni-verso de Einstein: cómo la visión de Albert Einstein trans-formó nuestra comprensión del espacio y el tiempo, e Hiper-espacio: una odisea científica a través de universos paralelos,distorsiones del tiempo y la décima dimensión, que contribu-yeron a la introducción de los nuevos conceptos de dimensio-nes superiores y de la teoría de las supercuerdas. En Mundosparalelos, en lugar de centrarme en el espacio-tiempo, merefiero a los revolucionarios avances de la cosmología que sehan desplegado en los últimos años, basados en las nuevaspruebas de los laboratorios del mundo y de los límites más

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exteriores del espacio, y en los nuevos avances en física teóri-ca. Mi intención es que pueda leerse y entenderse sin ningunaintroducción previa a la física o la cosmología.

En la primera parte del libro, me centro en el estudio deluniverso, con un resumen de los progresos realizados en lasprimeras fases de la cosmología, que culminan en la teoría lla-mada de la «inflación», que nos brinda la formulación másavanzada hasta la fecha de la teoría del big bang. En la segun-da parte, me centro específicamente en la teoría emergente delmultiverso –un mundo formado por múltiples universos, delos cuales el nuestro es sólo uno– y abordo la posibilidadde los agujeros de gusano, la curvatura del espacio y el tiem-po y cómo las dimensiones superiores podrían conectarlos. Lateoría de las supercuerdas y la teoría M nos han permitido darun primer paso importante más allá de la teoría original deEinstein; nos dan más pruebas de que nuestro universo puedeser uno entre muchos. Finalmente, en la tercera parte, comen-to la gran congelación y lo que los científicos consideranahora el fin de nuestro universo. También planteo con serie-dad, aunque de manera especulativa, cómo podría utilizar lasleyes de la física una civilización avanzada en el remoto futu-ro para abandonar nuestro universo dentro de billones deaños, a fin de entrar en otro universo más hospitalario y em-pezar el proceso de renacimiento o regresar al tiempo en queel universo era más cálido.

Con el flujo de nuevos datos que estamos recibiendo hoy,con nuevas herramientas como los satélites espaciales quepueden explorar los cielos, con los nuevos detectores de ondasde gravedad y los nuevos colisionadores de átomos a punto deser terminados, los físicos tenemos la sensación de estarentrando en lo que podría ser la edad de oro de la cosmología.Es, en resumen, un gran momento para ser físico y emprendereste viaje cuyo objetivo es entender nuestros orígenes y el des-tino del universo.

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Kaku Final para Issuu:Kaku 1/4/11 13:24 Página 2

«En “Universos paralelos”, Michio Kaku hace gala de todo su for-midable talento didáctico para enfrentarse a una de las más extrañasy excitantes posibilidades reveladas por la física contemporánea: quenos encontremos en uno más de los muchos, quizás infinitos, univer-sos que han surgido en el Cosmos. Con un uso habilidoso de la analo-gía y el humor, Kaku introduce pacientemente al lector en todas lasvariaciones sobre los universos paralelos procedentes de la físicacuántica, la cosmología y la reciente teoría M. De la mano de un ex-perto guía, asistimos a un maravilloso recorrido por un Cosmos cuyacomprensión nos fuerza a alcanzar los últimos límites de la imagina-ción.»

Brian Greene, autor de «El universo elegante»

«Aquellos que disfruten con un recorrido por la cosmología, los via-jes en el tiempo, la teoría de cuerdas y el universo de diez u once di-mensiones no encontrarán mejor guía que Michio Kaku, quien no sóloha investigado en estas áreas, sino que a la vez sabe cómo presentareste intrigante y complejo material con un estilo fluido y accesible.»

Donald Goldsmith, autor de «The Runaway Universe»

Memoria mundi

www.atalantaweb.com

Michio Kaku enseña Física Teórica enla Universidad de Nueva York. Es autor devarios libros que han alcanzado un granéxito internacional, como «El Universo deEinstein» o «Hiperespacio», nominadopor el New York Times y el WashingtonPost como uno de los mejores ensayoscientíficos del año 1994.


universos paralelos (4ª ed.)

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