Puede que el universo esté congelado en condiciones de estabilidad desde que sucedió el Big Bang. Es un planteamiento que puede resultar extraño pero que podría ayudar a entender mejor una de las posibilidades que más intriga y desconcierta a algunos investigadores: que el universo pudiese existir en un falso vacío…
La estabilidad del universo podría ser mucho más robusta de lo que se creía
Es posible que el universo esté atrapado en su propia zona de confort. Un grupo de investigadores ha publicado un trabajo en el que se explica por qué parece que el universo es incapaz de abandonar esa estabilidad. Puede que el universo esté bloqueado en su estado actual por el mismo tipo de efectos cuánticos que se estudian cuando se intenta conservar información dentro de un ordenador cuántico. El estudio se enfrenta a una preocupación que existe desde hace mucho tiempo entre los físicos: que el universo pueda encontrarse en lo que se conoce como un falso vacío.
Es un estado que parece estable pero que, en realidad, no se corresponde con la configuración de menor energía disponible para un sistema. La mecánica cuántica permite que un campo escape de un estado así mediante el efecto túnel, sin previo aviso, provocando una transición que podría transformar profundamente las características fundamentales del cosmos. Eso podría implicar la destrucción del universo tal y como lo conocemos y, por supuesto, la desaparición de la vida. Sin embargo, hay que recordar que el universo tiene 13 800 millones de años.
Es decir, esa transición, si es que puede suceder (suponiendo que el universo esté en un falso vacío) podría tardar muchísimo tiempo en suceder. En cualquier caso, esta preocupación no es simple teoría. Algunos cálculos apuntan a que el campo de Higgs, que determina cuánta masa tienen partículas como los electrones, podría estar en un falso vacío en lugar del estado de energía mínimo. Si alguna vez atravesase mediante efecto túnel hacia un estado de menor energía, las propiedades de las partículas y las fuerzas de todo el universo podrían cambiar.
Un bloqueo cósmico que impediría el efecto túnel
En este nuevo estudio se plantea que hay un mecanismo que hace mucho menos probable una transición así. Los investigadores han creado un modelo para analizar cómo se comporta un campo cuántico cuando interactúa con su entorno durante la rápida expansión que sufrió el universo en sus primeros momentos. Así, descubrieron que esas interacciones pueden suprimir el efecto túnel de una manera muy robusta. En esencia, provoca que el campo quede atrapado en esa configuración. A esta particularidad, el equipo la llama bloqueo cósmico.
La física que lo explica procede de un campo llamado sistemas cuánticos abiertos. Estudia cómo cambian los sistemas cuánticos cuando interactúan con un entorno en lugar de existir completamente aislados. Estas ideas están en la base de la computación cuántica, donde basta con que haya pequeñas interferencias externas para alterar el comportamiento de un sistema cuántico. Los investigadores combinaron esas técnicas con simulaciones para analizar cómo evoluciona un campo cuántico en un universo en expansión.
Dicho de otra forma, las interacciones transportan información sobre el campo hacia su entorno. Una vez que se pierde la capacidad de seguir esa información, la interferencia entre dos posibles resultados desaparece por medio de un proceso llamado decoherencia. En el régimen estudiado por el equipo, esa pérdida de interferencia también puede suprimir por completo la capacidad del campo para atravesar una barrera mediante efecto túnel. Es algo que los físicos conocen como efecto cuántico de Zenón y explica que la observación constante de un sistema bloquea sus transiciones.
La estabilidad del universo no se puede confirmar sin género de duda
Los investigadores describen dos etapas diferentes en ese proceso. Al principio, mientras el universo se expande, la capacidad de un campo para seguir el ritmo de esa expansión determina en gran medida cuál de los dos posibles estados de energía terminará favoreciendo. Los campos más pesados tienden a asentarse en la opción de menor energía, mientras que los más ligeros pueden terminar repartidos de una manera más equilibrada entre ambos estados. Más adelante, la decoherencia provocada por el entorno ayuda a que se fije el resultado que ya se haya producido.
Eso sí, los autores avisan de que este resultado, en realidad, no demuestra que el estado actual del universo vaya a mantenerse estable para siempre. Tampoco permite determinar la probabilidad exacta de que el campo de Higgs termine decayendo a un estado más bajo de energía. Para poder confirmarlo, sería necesario tener en cuenta otros factores, como un ritmo de expansión que pudiese cambiar con el tiempo y la propia influencia del campo de Higgs sobre la gravedad. A pesar de ello, destacan que el trabajo es muy interesante por otro aspecto.
Es un puente entre la ciencia de la información cuántica y la cosmología. Aplica herramientas, que se desarrollaron originalmente para los ordenadores cuánticos, a una pregunta que tiene que ver con la historia y el destino a largo plazo del propio universo. Incluso si, realmente, el universo estuviese en un estado de falso vacío, diferentes estudios apuntan a que el cambio podría tardar decenas de miles de millones de años en producirse. Por lo que, incluso en ese escenario, la desaparición de la vida en la Tierra seguiría llegando por la evolución del Sol…
Estudio
El estudio es R. Christie, J. Joo, G. Kaplanek et al.; «Cosmic lockdown: when decoherence saves the universe from tunneling». Publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics el 25 de septiembre de 2026. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
