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Una prueba matemática desmiente la idea de que el universo es una simulación por ordenador. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI |
Durante más de un siglo, los físicos han perseguido un sueño casi mítico: una única ecuación capaz de explicar todo lo que existe. La famosa “Teoría del Todo” que uniera, por fin, las dos grandes columnas de la física moderna: la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica. Pero un nuevo estudio sugiere que esa búsqueda podría ser inútil. Y no porque el universo sea demasiado complicado, sino porque, matemáticamente, podría ser imposible.
Un equipo liderado por Mir Faizal, de la Universidad de Columbia Británica, ha concluido que no puede existir una teoría universal que describa completamente la realidad física mediante algoritmos. En otras palabras, el universo no puede ser reducido a un código informático ni a una simulación digital.
“Demostramos que es imposible describir todos los aspectos de la realidad física usando una teoría computacional de la gravedad cuántica”, explica Faizal. “Por tanto, ninguna teoría del todo que sea completa y consistente puede derivarse solo de la computación. Se necesita un entendimiento no algorítmico, algo más profundo que las leyes computacionales de la gravedad cuántica y, por tanto, más fundamental que el propio espacio-tiempo”.
El gran conflicto entre la relatividad general —que describe el cosmos a gran escala— y la mecánica cuántica —que rige el comportamiento de las partículas subatómicas— ha sido el talón de Aquiles de la física moderna. Las ecuaciones que funcionan perfectamente en un campo se desmoronan al intentar aplicarlas en el otro. Desde hace décadas, los científicos intentan unir ambos mundos con teorías como la gravedad cuántica, la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles.
Estas ideas sostienen que el espacio-tiempo y los campos cuánticos emergen de una base más profunda: la información. John Wheeler, físico teórico estadounidense, resumió esta visión con su famosa frase “it from bit”, es decir, que toda la realidad (“it”) proviene de la información (“bit”). Pero el nuevo trabajo afirma que ese enfoque está condenado al fracaso.
Apoyándose en teoremas de incompletitud y de indefinibilidad, el equipo de Faizal argumenta que no es posible alcanzar una descripción completa y coherente de la realidad basándose únicamente en la computación. Citan a tres gigantes de la matemática: Kurt Gödel, Alfred Tarski y Gregory Chaitin.
Gödel, en 1931, demostró que cualquier sistema matemático consistente contendrá afirmaciones verdaderas que no pueden probarse dentro de sus propias reglas. Tarski, en 1933, mostró que ningún sistema aritmético puede definir su propia verdad. Y Chaitin, en la década de 1960, estableció que todo sistema algorítmico tiene un límite en la complejidad que puede describir. Si la física se basa en tales sistemas, entonces, por definición, nunca podrá ser totalmente computable.
Los investigadores proponen que la única salida posible sería añadir un nivel superior de comprensión: una capa “no algorítmica” situada por encima de las leyes computacionales del universo. La llaman “Meta Teoría del Todo” (MToE). Esta capa permitiría observar la realidad desde fuera del sistema matemático, y con ello abordar enigmas como la paradoja de la información en los agujeros negros sin romper las reglas de la lógica o de la física.
Además, este planteamiento descarta una de las ideas más populares de la ciencia moderna y la cultura pop: la hipótesis de que vivimos en una simulación. “Toda simulación es, por definición, algorítmica; debe seguir reglas programadas”, señala Faizal. “Pero si el nivel fundamental de la realidad se basa en una comprensión no algorítmica, entonces el universo no puede ser, ni podría haber sido jamás, una simulación”.
El estudio, publicado en el Journal of Holography Applications in Physics, reabre un debate filosófico que parece tan profundo como inagotable: ¿podemos, desde dentro del sistema, entender por completo el sistema mismo? Quizá la respuesta, por fin, sea un “no” rotundo. Y tal vez, en lugar de buscar una fórmula final, la verdadera grandeza de la física esté en aceptar que el universo guarda secretos que ninguna computadora podrá descifrar.
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