Si el universo comenzara de nuevo con exactamente las mismas condiciones... ¿sería igual?

Question

Perdona si es una pregunta básica pero no encuentro ningún sitio donde preguntar más para hacerlo:

Si el universo se creara de nuevo y se dieran exactamente las mismas condiciones del principio, ¿pasaría todo exactamente igual que ahora? Es decir, ¿existe una verdadera aleatoriedad?

Answer 1

Esta es una pregunta complicada para responder con un simple sí/no. En primer lugar, hay que distinguir entre la mecánica clásica y la mecánica cuántica. Ambas son teorías deterministas. Sólo que el determinismo en la mecánica cuántica adopta una forma diferente. En la mecánica cuántica el determinismo está asociado a la evolución de la función de onda.

Ayuda a entender cómo evolucionan las cosas en la mecánica estadística clásica. Primero hay que imaginar la existencia de un espacio abstracto llamado espacio fásico . En el espacio de fase, la posición y el momento instantáneos se representan en ejes separados, como se muestra en el hipervínculo. Para el espacio 3D normal, para cada partícula hay 6 dimensiones en el espacio de fase, 3 para la posición y 3 para la componente del momento asociada a cada eje de posición. Si hay N partículas hay 6N dimensiones. En cualquier instante, todo el estado del sistema puede describirse como un punto en el espacio de fase. Esto se denomina microestado.

En función de las propiedades macroscópicas de un sistema, existen determinados microestados a los que el sistema puede acceder en cualquier momento. Si el sistema es un sistema termodinámico aislado, esto se denomina conjunto microcanónico . Si el sistema está en equilibrio térmico entonces hay una probabilidad igual de que el sistema pueda estar en cualquiera de los microestados energéticos accesibles. Es entonces cuando el sistema está en el máximo de entropía.

Si el sistema está clásicamente lejos del equilibrio, entonces hay alguna función de distribución de la probabilidad que inclina el sistema hacia ciertos microestados. Si hay una probabilidad de uno (100%) de que el sistema tenga que estar en un microestado de entre todos los microestados que tienen propiedades similares, entonces el sistema está en una condición de baja entropía. Desde un punto de vista clásico, el universo se encontraba en una de estas condiciones de baja entropía en la que sólo disponía de uno o unos pocos microestados al inicio de la evolución.

A medida que aumenta la entropía, el sistema dispone cada vez de más microestados. A medida que el sistema evoluciona, desde el punto de vista de la mecánica estadística, existe una cierta probabilidad asociada al siguiente microestado en el que se encontrará el sistema.

Cuando el sistema está en equilibrio térmico y el sistema es ergódico, existe una teoría llamada Recurrencia de Poincare . Esta teoría sugiere básicamente que, bajo ciertas condiciones, el sistema puede volver a su microestado inicial un número infinito de veces. Esto es muy controvertido ya que se aplica al comportamiento del universo, pero es probable que sea el origen de la pregunta que tienes y es cierto si ciertas suposiciones son verdaderas.

Este tema sobre el origen del universo es, por desgracia, muy complicado, y cuando hablamos de los efectos cuánticos en las primeras etapas hay mucha teoría, pero pocas pruebas. De hecho, uno de los conocimientos que está proporcionando el LHC es cómo se comportó el universo en sus primeras etapas.

Para ser sinceros, la respuesta real es que nadie sabe con seguridad cómo empezó el universo, aunque los partidarios estrictos de la mecánica cuántica le dirán que los enfoques clásicos del problema son inadecuados.

Answer 2

No, su observación cuántica causó resultados probabilísticos. Sí, hay verdadera aleatoriedad en la mecánica cuántica.

Answer 3

Como se ha mencionado, la aleatoriedad cuántica lo dirige todo. Nosotros (los humanos) no lo vemos con nuestros ojos porque los efectos son pequeños, sin embargo los efectos se vuelven bastante grandes cuando se trabaja con partículas pequeñas. Dado que el universo (muy) primitivo no era más que una sopa de partículas no ligadas increíblemente pequeñas, la forma en que interactuaban se veía bastante afectada por la aleatoriedad. Que las leyes de la física clásica, tal y como las conocemos, fueran más o menos las mismas es otra historia. Yo creo que serían muy parecidas. Sin embargo, debe considerarse seguro que la forma y la composición elemental del universo serían diferentes.