Divulgación Teoría del multiverso de Stephen Hawking

[Richard R Richard]

Varios sitios de noticias afirman que días antes de su muerte, Stephen Hawking volvió a publicar en arxiv, un artículo para someterlo a revisión por pares, el articulo trata sobre una teoría de multiversos y como hacer para detectar los rastros que pudieron dejar en el fondo de microondas de nuestro universo.
El titulo del articulo "A Smooth Exit from Eternal Inflation" su PDF 1707.07702.pdf https://arxiv.org/abs/1707.07702

Pregunta para los entendidos, no era que los universos del multiverso eran inconexos....

[pod]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

En el multiverso de la inflación eterna, hay un único universo en el que se forman una infinitud de burbujas, separadas especialmente. En cada una de estas burbujas, las propiedades físicas pueden ser diferentes (ie, la burbuja está en una solución de vacío diferente)
Las fronteras de estas burbujas se expanden a la velocidad de la luz, así que no vas a poder llegar a la burbuja de al lado, pero todas ellas coexisten una al lado de otras. En la teoría de inflación eterna estándar se forma una estructura quasi-fractal de burbujas de vacío... al parecer no es así en la versión de Hawking.

La inflación eterna es un tema del que se ha hablado en otras ocasiones en el foro. Fue introducida en 2004-2005 (aproximadamente, si la memoria no me falla) por Leonard Susskind.

[Jaime Rudas]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

En La inflación eterna es un tema del que se ha hablado en otras ocasiones en el foro. Fue introducida en 2004-2005 (aproximadamente, si la memoria no me falla) por Leonard Susskind.

Creo que es algo anterior: a principios de los 80s ya Alan Guth y Andrei Linde daban las primeras pinceladas

[pod]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

Creo que es algo anterior: a principios de los 80s ya Alan Guth y Andrei Linde daban las primeras pinceladas

Creo que te refieres a la inflación usual, la fase que se supone hubo en el universo (en nuestra burbuja) antes del "re-heating" y la nucleo génesi. Por supuesto, como muchas otras ideas, es posible que la inflación eterna haya tenido varios "resurgimientos" (como la propia teoría de cuerdas, p.ej.).

La inflación eterna es otra cosa. Ya lo he contado en el foro alguna vez: mi director de tesis de entonces y yo revisamos el artículo de Susskind donde introducía la inflación eterna, para ver si trabajábamos en ello o no. Ya habíamos hecho un trabajo en algo similar (burbujas de nada en vez de burbujas de vacío), así que podía ser una línea. Él, que había sido post-doc de Susskind, dijo que le sonaba una de sus "ideas locas", sobre todo porque el paper no tenía apenas ecuaciones. Yo le contesté que sí, que no me parecía que la teoría fuera a tener calado... Sin embargo, unos 15 meses después estuve en una conferencia de Ed. Witten donde venia a afirmar que el multiverso a la inflación eterna ya era la visión más extendida en el campo,... así que ya puedes ver el ojo clínico que tenía ya por aquella época :P


EDITO: Creo que ahora recuerdo mejor; lo que hizo Susskind fue relacionar la inflación con la teoría de cuerdas. Así que, en efecto, la inflación eterna por si sola es algo más antiguo. Lo que la hizo resurgir hace unos años fue su relación con las cuerdas. En particular, como la inflación soluciona el problema del landscape de las cuerdas. Disculpad mi mala memoria.

[Alriga]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

La mula Francis comentó el tema de Inflación+Multiverso aquí: La inflación cósmica y el multiverso inflacionario

Por cierto, la famosa detección de los Modos B primordiales en el CMB que apoyaría la inflación sigue sin producirse: faltan apenas 3 meses para que se cumplan 3 años desde que BICEP3 inició la búsqueda y por ahora, nada de nada. (BICEP3 es el sucesor del BICEP2 del falso positivo, que confundió los Modos B primordiales con interacciones del polvo galáctico)

Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

EDITO: Creo que ahora recuerdo mejor; lo que hizo Susskind fue relacionar la inflación con la teoría de cuerdas. Así que, en efecto, la inflación eterna por si sola es algo más antiguo. Lo que la hizo resurgir hace unos años fue su relación con las cuerdas. En particular, como la inflación soluciona el problema del landscape de las cuerdas. Disculpad mi mala memoria.

En efecto: tardé algo en encontrar este curioso artículo de Linde de 1982 en el que dice cosas como que "the universe can live in this self-reproducing stationary state forever, ..." y "... the universe contains an infinite number of mini-universes (bubbles) of different sizes, ...", lo que ya se parece bastante a la conjetura de la inflación eterna.

[Richard R Richard]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

Las fronteras de estas burbujas se expanden a la velocidad de la luz, así que no vas a poder llegar a la burbuja de al lado,

[FONT=Lato]El proceso es tan rápido que no hay relación causal entre los polígonos. [/FONT]

El motivo que origino el hilo es como se explica que pueda obtener alguna medida que pruebe la existencia de otros universos, si como previamente tenia entendido, no hay relacion causal, ni se puede probar que haya otra burbuja contigua.

Cual sería la evidencia que podemos hallar en este universo entonces?

Gracias y saludos

[Jaime Rudas]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

Varios sitios de noticias afirman que días antes de su muerte, Stephen Hawking volvió a publicar en arxiv, un artículo para someterlo a revisión por pares, el articulo trata sobre una teoría de multiversos y como hacer para detectar los rastros que pudieron dejar en el fondo de microondas de nuestro universo.
El titulo del articulo "A Smooth Exit from Eternal Inflation" su PDF 1707.07702.pdf https://arxiv.org/abs/1707.07702

Pregunta para los entendidos, no era que los universos del multiverso eran inconexos....

Se me ocurren dos posibilidades:

1) Según recuerdo, hay modelos en los cuales habría cierta interacción gravitacional entre burbujas.

2) Los rastros se refieren a las características de la polarización del fondo cósmico de microondas, en particular, los modos B primordiales que, según recuerdo, de tener ciertas características, serían un claro indicio de inflación eterna.

Saludos

PD: Con respecto al primero, por fin encontré dónde lo había leído. En esta entrada, Francis menciona:

[FONT=Lato]«Hay muchos modelos para la inflación cósmica, pero el preferido por muchos cosmólogos es la inflación eterna de Vilenkin (o inflación caótica de Linde). En este modelo nuestro universo es una burbuja en un multiverso formado por infinidad de universos burbuja. Hay versiones de este modelo que permiten que estas burbujas interactúen entre sí gracias a la gravedad. En dichas versiones de la teoría sería posible observar trazas de esta interacción en el análisis del fondo cósmico de microondas.» ([/FONT][FONT=Lato]Resaltado fuera de texto).[/FONT]

[CharlesMcAndrew]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

http://backreaction.blogspot.com.es/...ry-is-not.html

[Richard R Richard]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

Creo tener una critica,si se me permite calificar así al siguiente parrafo ,mas o menos fundada sobre la detección de la polarización en Modos B. Luego de haber leído que es un modo E y un modo B , creo entiendo que es lo que pretenden encontrar en el CMB, que es una variación en la intensidad de la onda electromagnetica de CMB,de la que se espera describa patrones por sectores en todas las direcciones posibles.
Sabemos que el universo es homogéneo e isótropo a grandes escalas, ahora bien si había burbujas que interactúan gravitacionalmente con la nuestra, todas ellas estuvieron distribuidas en las 3 direcciones espaciales , por lo que las ondas gravitacionales que se pudieran crear también deben hallarse en todas las direcciones del espacio, es decir no creo que sean solo 1 o dos o N burbujas adyacentes que dejen una marca visible de polarización, son muchas sino también infinitas, por lo que intuyo jamas encontraran un sesgo de polarización y si lo hallan será de una diferencia mínima del mismo modo que no hay heterogeneidades ni anisotropía con menos de 5 sigmas. No digo que la polarización en modos B no exista y no se detecte, sino que creo que no están usando el método correcto para buscar, o que si bien el método permite encontrar lo que buscan, lo que buscan no estará allí para ser encontrado.

De modo que si me equivoco en como juzgo el tema, mer formularía la siguiete pregunta ¿ porque las ondas gravitacionales tendrían alguna dirección privilegiada en el universo temprano?...

[sater]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawkings

mi director de tesis de entonces[...] que había sido post-doc de Susskind

Quería resaltar esto, pues encontré hace no mucho un árbol genealógico de físicos, y buscando sobre Susskind veo que tal hecho te convierte (aunque creo que esto se usa más para doctorado que para post-doc, pero sigue siendo interesante) en "tataranieto" de Hans Bethe, el cual entre sus "ancestros" tiene nombres como Sommerfeld, Ehrenfest, Fermi, Max Born, Peter Ewald...

Para quien quiera curiosear la página (quizá ya haya salido antes en el foro, de ser así disculpad la repetición): https://academictree.org/physics/tree.php?pid=169714.
Un saludo.

[Alriga]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

... Creo tener una critica,si se me permite calificar así al siguiente parrafo ,mas o menos fundada sobre la detección de la polarización en Modos B. Luego de haber leído que es un modo E y un modo B , creo entiendo que es lo que pretenden encontrar en el CMB, que es una variación en la intensidad de la onda electromagnetica de CMB,de la que se espera describa patrones por sectores en todas las direcciones posibles ...

Leyendo lo que has escrito no estoy muy seguro de si tienes completamente claro lo que son los modos B primordiales. Y como yo tampoco estoy nada seguro de si lo que creo que son es correcto, lo expongo, por si nos ayuda a ambos y a otros lectores del hilo.

Lo que creo entender: si la inflación existió, cuando finalizó justo antes del recalentamiento, (o sea justo antes de la generación de las partículas elementales que han formado nuestro Universo actual), solo había dos interacciones relevantes en ese momento, la del propio campo inflatón y la gravitacional. Ambas dejaron su huella en la materia que se formó en el recalentamiento, las fluctuaciones cuánticas del inflatón (un campo escalar) generaron anisotropías en la densidad de las partículas que aparecieron en el recalentamiento, y la gravedad, (un campo tensorial) ondas gravitacionales asociadas a estas anisotropías.

Cuando 380.000 años después, los fotones se desacoplaron de la materia y empezaron a volar libres, hasta ser detectados actualmente como fondo cósmico de microondas CMB, interaccionaron con esas anisotropías, que les dotaron de cierto grado de polarización.

Los residuos del campo inflatón (fluctuaciones escalares) produjeron polarización en “Modo E” de los fotones, mientras que las fluctuaciones tensoriales de las ondas gravitacionales, produjeron polarización en “Modo B”

Buscar esta polarización en el CMB se convirtió por lo tanto en un importante objetivo para comprobar si se cumplen o no las previsiones del modelo inflacionario.





Los modos E fueron detectado por el Degree Angular Scale Interferometer DASI en 2002 y aunque son concordantes con la Inflación, no son exclusivos de ella. Detectar los Modos B primordiales es mucho más difícil, pues son mucho más débiles, pero su detección sí representaría evidencia de la Inflación, pues no existe interpretación alternativa de su existencia que no sean las ondas gravitacionales generadas por la inflación.

Para complicar el tema, en su camino hasta nosotros los fotones del CMB han sufrido una polarización en Modo B secundaria originada por las microlentes gravitacionales, que hay que “restar” de los modos B primordiales. Estos modos B secundarios fueron detectados en 2013 por el Telescopio del Polo Sur (SPT) (Detection of B-mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope) y confirmados en 2014 por POLARBEAR: A Measurement of the Cosmic Microwave Background B-Mode Polarization Power Spectrum at Sub-Degree Scales with POLARBEAR

A partir de aquí, es conocida la historia de la detección fallida en 2014 de los modos B primordiales por parte de Bicep2 y la búsqueda actual de ellos por Bicep3. Es importante no solo detectar los modos B que probarían la inflación, sino también su magnitud, que se mide por el valor “r” que es el cociente entre la magnitud de B y la magnitud de los modos E que permitiría discriminar entre diferentes tipos de inflación: según creo entender, los diferentes tipos de inflación se diferencian entre ellos por las diferentes expresiones que pude tener el potencial $V(\phi)$ en función del campo inflatón $\phi$

Y aquí finaliza mi interés por el tema de momento. La inflación, aunque cuenta con numerosas evidencias a su favor, necesita de la detección de los Modos B para ser aceptada y si hay detección, según sea el espectro de esos modos B, respaldarán un tipo u otro de inflación.

Me parece prematuro y muy especulativo ponerse a elucubrar, si además esos modos B de momento hipotéticos, serán capaces de presentar evidencias de otros universos. Por eso me despertó poco interés el paper póstumo de Hawking y su alumno “A Smooth Exit from Eternal Inflation?” y más cuando aparecía titulado en los medios con cosas como “Hawking completó antes de morir un método para detectar universos paralelos” La opinión de la física Sabine Hossenfelder que ha enlazado CharlesMcAndrew me parece muy significativa: “La "teoría final" de Hawking no es revolucionaria”

Probablemente este estudio no hubiese visto la luz tal cual está si no hubiese sido por el deceso de Stephen, que ha acelerado su publicación para aprovechar el momento mediático.

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

Un lujo Alriga , la calidad de lo que explicas inmejorable, muchísimas gracias por continuar este tipo de hilos que es donde más aprendo.

Cuando inicie el hilo, con palabras menos, entendía en que momento quedaban plasmados en el CMB los modos B y E, también de algunos otros hilo como

Fondo Cósmico de Microondas y movimiento absoluto

Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Superestructura y homogeneidad

Isotropia del universo

¿Tiene alguna relación la expansión del espacio con el aumento de la entropía del universo?


Como siempre no me explico bien, no me refería a que estos modos no se pudieran detectar en la práctica, ni mucho menos decir que no pueden probar lo que la teoría de la inflación afirma sino más bien a algo que apuntas luego,

Me parece prematuro y muy especulativo ponerse a elucubrar, si además esos modos B de momento hipotéticos, serán capaces de presentar evidencias de otros universos.

Suponer que los campos inflatón y las ondas gravitacionales de otro universo pudieron alcanzar a la materia de nuestro universo y dejar "marcas" en los fotones al momento del desacoplamiento.Y mas allá de eso porque deberían ser distinta "marca" de una región a otra del universo.
Me refiero también a la incongruencia de permitirse pensar que otros universos pueden interactuar antes del desacoplamiento y pero no luego de él.... esa es mi critica, quizá se deba a que es solo eso una especulación y un título oportunista, para vender unos clicks más a algunos portales informativos.

Profundamente agradecido a todos los que participaron del hilo... Saludos

Pd: He "exportado" alguna cita para que se lea este foro, no este hilo en particular, en otro foro relacionado, y el contenido ha tenido muy buena acogida por la calidad divulgativa de lo que aquí se debate.

[Jaime Rudas]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

Un lujo Alriga , la calidad de lo que explicas inmejorable, muchísimas gracias por continuar este tipo de hilos que es donde más aprendo.

Suscribo totalmente.

Me parece prematuro y muy especulativo ponerse a elucubrar, si además esos modos B de momento hipotéticos, serán capaces de presentar evidencias de otros universos.

Suponer que los campos inflatón y las ondas gravitacionales de otro universo pudieron alcanzar a la materia de nuestro universo y dejar "marcas" en los fotones al momento del desacoplamiento.Y mas allá de eso porque deberían ser distinta "marca" de una región a otra del universo.
Me refiero también a la incongruencia de permitirse pensar que otros universos pueden interactuar antes del desacoplamiento y pero no luego de él.... esa es mi critica, quizá se deba a que es solo eso una especulación y un título oportunista, para vender unos clicks más a algunos portales informativos.

Según lo que he leído (que no es mucho, advierto), no se trata de una mera especulación. De hecho, aunque todavía no se considera parte del modelo estándar, creo que la inflación es actualmente aceptada por la gran mayoría de cosmólogos. Por otra parte, algunos de los más importantes teóricos de la inflación (me refiero, en particular, a Alan Guth y Andrei Linde) consideran muy poco probable la inflación sin multiverso. Así las cosas, aunque todavía es una conjetura, se me ocurre que está a la altura de lo que quizás fue la conjetura de mecanismo de Higgs hace 40 años.

Pd: He "exportado" alguna cita para que se lea este foro, no este hilo en particular, en otro foro relacionado, y el contenido ha tenido muy buena acogida por la calidad divulgativa de lo que aquí se debate.

Me interesa ese otro foro: ¿hay alguna forma de saber cuál es sin violar las normas de este?

[Alriga]

Re: Teoría del multiverso de Stephen Hawking

.... Según lo que he leído (que no es mucho, advierto), no se trata de una mera especulación. De hecho, aunque todavía no se considera parte del modelo estándar, creo que la inflación es actualmente aceptada por la gran mayoría de cosmólogos. Por otra parte, algunos de los más importantes teóricos de la inflación (me refiero, en particular, a Alan Guth y Andrei Linde) consideran muy poco probable la inflación sin multiverso. Así las cosas, aunque todavía es una conjetura, se me ocurre que está a la altura de lo que quizás fue la conjetura de mecanismo de Higgs hace 40 años ...

Creo que no has leído bien mi frase: "Me parece prematuro y muy especulativo ponerse a elucubrar, si además esos modos B de momento hipotéticos, serán capaces de presentar evidencias de otros universos" Ahí no digo que la inflación sea una conjetura especulativa, lo que me parece prematuro y especulativo es hablar en ese contexto de evidencias de otros Universos. Yo no soy antiInflación:

... Yo me atrevería a decir que a día de hoy, al menos el 95% de los cosmólogos piensan que la inflación sucedió y trabajan a partir de ella como un hecho consumado. Yo no soy cosmólogo pero también pienso que hay más evidencia a favor que en contra ...

Aunque me da la impresión de que tú me has puesto esa etiqueta y que no puedo librarme de ella:

En realidad, es al contrario: las teorías científicas son aquellas hipótesis que SÍ cuentan con suficiente respaldo observacional. Cabe también anotar que la refutación de las conclusiones de BICEP2 no implican, de ninguna manera, la refutación de la hipótesis de la inflación.

Hay diferentes acepciones de teoría, pero Bueenoo,.. tengamos la fiesta en paz. ¿Que palabra me aconsejas poner en esa frase en vez de "Teoría" para que se siga transmitiendo la idea de que todavía no hay respaldo experimental directo para la inflación? ¿Hipótesis?
Y evidentemente he dicho que lo que se han refutado han sido las conclusiones de BICEP2 y de ahí lo único que se deduce que que BICEP2 todavía no ha podido encontrar evidencias que avalen la inflación, nada más...
Parece que me estés riñendo como si pensases que soy un "antiiflacionista" contumaz,...
Saludos Jaime.

Saludos.