Me he levantado esta mañana y estoy ciertamente preocupado en mitad de mi habitación hay una burbuja de NADA y está empezando a crecer…
Eso sólo quiere decir una cosa, al universo le queda un suspiro, así que no os molestéis en recoger.
¿Qué no sabéis qué es una burbuja de nada? Con un poco de suerte tenéis tiempo de leer esta entrada.
NADA
Cuando digo NADA me refiero justamente a NADA. Aquí no estoy hablando de vacío cuántico que es algo con estructura y con propiedades dinámicas. Cuando digo NADA es no partículas, no energía, no espacio, no tiempo… NADA.
Las dimensiones extra
Voy a explicar cómo se puede producir una burbuja de NADA en mi habitación. Para ello empezaremos por lo más simple.
1.- Supongamos que vivo, o mi habitación está, en un espaciotiempo que me parece de dos dimensiones (nuestro espaciotiempo parece que tiene 4 dimensiones).
Esto representa un espaciotiempo completo de 2 dimensiones (el nuestro estaría en 4)
2.- Unos científicos muy listos determinan que en realidad el universo tiene una dimensión extra a la que no puedo acceder, es decir, no la percibo. Tenemos que introducir una coordenada más para describir puntos del espaciotiempo. Por lo tanto realmente vivo en un universo de 2+1 dimensiones (Esto es añadir dimensiones extra, en nuestro universo correspondería a vivir en 5 dimensiones dando lugar al espacio de Kaluza-Klein.) Eso implica que en cada punto de mi universo tengo una dimensión más que no puedo determinar de manera simple pero que podría si tuviera la capacidad tecnológica adecuada.
En cada punto tenemos una dimensión extra representada por las líneas naranja. Así nuestro espaciotiempo sería de 2+1 dimensiones. (En nuestro universo real tendríamos 4+1 dimensiones). Las líneas naranja no son accesibles pero sí dejan prueba de su existencia.
3.- El caso es que para explicar por qué «no vemos» estas dimensiones extra hay que suponer que las dimensiones son pequeñas. Esto quiere decir que no se extienden de forma infinita como nuestras x, y o z, sino que tienen un tamaño finito al que sólo se puede acceder si eres lo suficientemente pequeño o tienes un microscopio lo suficientemente potente. Estos microscopios son los aceleradores de partículas, a mayor energía menores distancias podemos ver y notar sus efectos. Para conseguir que las dimensiones extra sean «pequeñas» se suponen que están compactificadas, es decir, que en lugar de ser extensas se cierran sobre si mismas. En nuestra imagen correspondería a tener un círculo en cada punto de nuestro espaciotiempo accesible (2-dimensiones en nuestro ejemplo, 4 en nuestro universo real). Hay un proceso matemático denominado compactificación que nos permite entender como una dimensión extensa se convierte en una dimensión compacta. Es tan simple como hacer un círculo a partir de una recta.
- Visualización del proceso de compactificación de la dimensión extra.
Espaciotiempo con una dimensión extra compacta.
Hasta aquí no hemos dicho nada que no se pudiera haber leído ya en este blog por ejemplo en la entrada de Kaluza-Klein. Mi habitación está en un espaciotiempo que tiene una dimensión extra compacta.
El peligro de las dimensiones extra
¿Por qué esto es peligroso?
Pues la razón principal es que estas dimensiones extra pueden evolucionar con el tiempo. Y eso puede hacer que se descontrolen. ¿Cómo? Fijémonos en la dimensión extra que está en el centro de mi habitación:
Resaltada en rojo la dimensión extra asociada al punto central del espaciotiempo en mi habitación.
Vamos a centrarnos en esta, así que simplificaremos el dibujo:
La dimensión extra que nos va a dar problemas.
De repente, esta dimensión se vuelve loca y empieza a «contraerse». Esto es debido a efectos cuánticos, pero el caso es que su radio empieza a decrecer.
El radio de la dimensión extra se hace cada vez más y más pequeño.
El caso es que esto puede continuar hasta que el radio de la dimensión extra se hace cero.
El radio de la dimensión extra en el centro de mi habitación se ha hecho cero. Podemos decir que ha desaparecido. ¡Catástrofe!
La pregunta es: Bueno, ¿y qué?
El caso es que en este proceso, cuando la dimensión extra «desaparece» se produce una rotura del tejido del espaciotiempo en ese punto y aparece una burbuja de nada, no partículas, no energía, no espacio, no tiempo. (Podéis pensar que pasaría si de repente la dirección anchura del espaciotiempo en vuestra habitación se empieza a contraer hasta llegar a 0). Y lo que es peor, esa burbuja tiene la manía de expandirse en el espaciotiempo que vemos, el de dos dimensiones de nuestro ejemplo o el de 4 en nuestro universo real. Y esa expansión se realiza a la velocidad de la luz.
Expansión de la burbuja de NADA en nuestro espaciotiempo accesible. Conforme se expande lo va arrastrando todo. Y lo que da miedo es que en el interior hay NADA.
Un proceso así acabaría destruyendo el espaciotiempo (y el universo por tanto) conforme se expandiera la burbuja de NADA. Este proceso es incontrolable, no hay energía o materia capaz de parar esto. No se puede inyectar algo en esa burbuja de nada porque lo que ocurre es que no hay NADA, ni materia, ni tiempo, ni espacio, es la NO-EXISTENCIA en esencia.
¡No hay de qué preocuparse!
Antes de nada decir que en realidad no tengo una burbuja de NADA en mi habitación. Era sólo para llamar la atención.
Segundo es que este tipo de procesos depende de que haya dimensiones extra, que todavía no está claro, y de algunos detallitos más que son ciertamente enrevesados desde el punto de vista matemático. Así que no hay de qué preocuparse, porque si no ha pasado ya…
Si estáis interesados en este tema se puede buscar en internet (preferiblemente en inglés) por los siguientes términos:
bubble of nothing
kaluza-klein vacuum instability
En concreto esta idea fue puesta sobre la mesa en 1981 por Edward Witten en el artículo:
Instability of the Kaluza-Klein Vacuum. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0550321382900074
Y hay muchos otros artículos relativos al tema, yo os recomiendo uno que me ha gustado mucho porque explica que este proceso, aunque en principio catastrófico también puede ser un mecanismo que nos explique cómo se origina un universo.
Esperamos que os haya interesado esta entrada.
Nos seguimos leyendo…
Cuentos Cuánticos 
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Filosóficamente, que el Universo puede ser afectado por un punto de nada, no tiene sentido. Desde el Universo no se puede percibir lo que no existe.
Pero lo que se explica aquí es física no filosofía.
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Excelente entrada, el ejemplo viene al caso con las explicaciones de la conjetura de Maldacena y la Teorìa de Cuerdas.
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Para mi queda emíricamente demostrado la burbuja de la Nada. Hemos logrado una sociedad donde el dinero pasó a la NADA a la inexistencia. Ahora pasamos a la segunda comprobación empírica, se extinguió el empleo. La tercera comprobación en la que estamos es en breve, el agotamiento y extinción de los recursos naturales del planeta Tierra.
Muy interesante, pero tengo la impresión que recurrir a dimensiones «extra» es un artificio para explicar algo del mundo sensible (4D) que no podemos explicar e otra manera.
Si yo digo que la particula A interacciona con B a través de una dimensión no comprobable y fuera de nuestra intuición no estamos haciendo una pequeña «trampa» no «científica»?
No se debería seguir buscando una explicación en las dimensiones que si intuimos?
Muy buena la entrada. Quizas da pie para otro articulo explicando como este proceso puede crear universos
Gracias y felicitaciones, cada dia mejoran mas
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Muy interesante!
Muy buen articulo, felicidades
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Es sólo una curiosidad matemática?
Todo lo correspondiente a teorías de gravedad cuántica, unificación o dimensiones extra son curiosidades matemáticas. Esto quiere decir que no tenemos forma de comprobarlo experimentalmente.
Esto es un hecho que se da en teorías con dimensiones extra compactas tipo Kaluza-Klein (como por ejemplo teoría de cuerdas). Esto nos da indicaciones de cómo hay que entender la teoría y de qué tipo de universos admiten este proceso. Es decir, entender en qué tipo de universos se daría este proceso y saber que en el nuestro no se da nos permitirá entender cosas de nuestro universo en si mismo.
Un saludo
Interesante y entretenido artículo.
Sería interesante corregir ese «hayan» por «haya» aquí: «hayan dimensiones extra»
Saludos cordiales.
Corregido, muchas gracias.