El concepto de “nada” ha sido objeto de reflexión filosófica durante siglos, pero en las últimas décadas, la física teórica ha irrumpido en este debate con nuevas y provocadoras hipótesis. ¿Es posible que el universo haya surgido de una “nada” cuántica? ¿Qué significado tiene esa “nada” desde el punto de vista físico, y hasta qué punto puede sustituir —o redefinir— la noción filosófica tradicional? Este artículo explora con rigor las teorías que postulan el origen espontáneo del cosmos a partir de las fluctuaciones del vacío cuántico, revisando las principales propuestas científicas, sus implicaciones ontológicas y las críticas que suscitan. Un recorrido desde la mecánica cuántica hasta los límites del pensamiento filosófico contemporáneo.
El Vacío: De la Ausencia Absoluta a la Efervescencia Cuántica
En el ámbito de la física, el concepto de “vacío” se refiere clásicamente al estado de un espacio donde no existen partículas ni energía. No obstante, esta concepción de un vacío como ausencia total de contenido material y energético entra en conflicto directo con el principio de incertidumbre. Según este principio fundamental, formulado por Werner Heisenberg, si consideráramos una región espacial absolutamente vacía, ello implicaría que los campos de fuerza tendrían en ella un valor preciso de cero, una condición que viola las restricciones cuánticas. Lejos de ser un espacio inerte, el vacío está, por tanto, permeado por las denominadas fluctuaciones cuánticas: la creación y destrucción espontánea y efímera de pares de partículas virtuales.
La existencia de estas fluctuaciones del vacío trasciende la mera especulación teórica, no son una mera abstracción. En 1948, el físico neerlandés Hendrik Casimir predijo que dos placas metálicas paralelas, sin carga eléctrica y situadas muy próximas entre sí en el vacío, experimentarían una fuerza de atracción mutua. Esta fuerza, hoy conocida como efecto Casimir, se origina porque el campo electromagnético en el vacío alberga modos de onda de todas las frecuencias. No obstante, entre las placas sólo pueden establecerse aquellos modos cuyas longitudes de onda cumplen condiciones de resonancia (es decir, son múltiplos enteros de la distancia que las separa). Debido a las múltiples reflexiones en estas superficies metálicas, algunos modos son favorecidos y otros suprimidos, generando una presión neta desde el exterior que tiende a juntar las placas.
El comienzo del universo
Nuestro conocimiento de la expansión cósmica nos permite reconstruir con notable fiabilidad la evolución del universo hasta una fracción de segundo después del Big Bang. Inmediatamente tras este evento, se habría producido un brevísimo pero extraordinario episodio de expansión exponencial conocido como “inflación cósmica”.
La información a la que tenemos acceso dentro del universo observable, es decir, aquella que podemos medir o inferir, se limita a los últimos ~10⁻³³ segundos de la fase inflacionaria y a todo lo que vino después. La duración total de la inflación sigue siendo una incógnita: pudo haber durado apenas más que ese mínimo observable o extenderse indefinidamente en algunas regiones del espacio, como postula la hipótesis de la inflación eterna. Esta duración no sólo es desconocida, sino que podría ser fundamentalmente incognoscible desde el punto de vista empírico.
En cuanto al mecanismo que dio origen a la inflación, entramos en el terreno de la especulación teórica. Aunque existen diversas hipótesis y la investigación es intensa, no disponemos de una explicación definitiva. Por ahora, no contamos con observaciones directas ni con experimentos concebibles que puedan resolver con certeza esta cuestión primordial sobre el inicio de nuestro universo.
Una hipótesis original: el universo emerge de una fluctuación del vacío
En 1973, Edward Tryon, entonces en la Universidad de Columbia, propuso una idea pionera al aplicar la mecánica cuántica al origen del universo. Extrapolando el concepto de fluctuaciones cuánticas al universo en su totalidad, sugirió que si lo único que existía era un vacío cuántico, entonces una fluctuación espontánea de energía, en forma de una burbuja, podría haber dado origen al universo. Según Tryon, el universo entero podría ser el resultado de una fluctuación cuántica del vacío, surgida de lo que denominó una “nada cuántica”[1].
La audaz hipótesis de Tryon ha dado pie a la formulación de numerosas teorías sobre el origen del cosmos basadas en las propiedades del vacío cuántico. En general, estas propuestas buscan explicar la aparición del universo sin necesidad de una causa externa, como una manifestación espontánea permitida por las leyes de la física cuántica.
Entre las teorías más influyentes inspiradas por este enfoque destacan el modelo de túnel cuántico desde la nada de Alexander Vilenkin, según el cual el universo emerge desde un estado sin espacio ni tiempo mediante un proceso cuántico; la propuesta sin borde de Hartle y Hawking, que elimina la noción de un instante inicial definido; y la tesis popularizada por Lawrence Krauss, quien argumenta que el universo puede surgir “de la nada” en tanto esa “nada” cuántica posee estructura física y está regida por leyes.
Tratando de redefinir la nada
El punto más controvertido en la consideración del origen espontáneo del universo radica en explicar cómo el “vacío cuántico”, a pesar de sus propiedades físicas bien definidas, puede ser concebido como una forma de “nada”. Filosóficamente, la nada se entiende comúnmente como la ausencia absoluta de todo cuanto existe, la negación radical de la realidad y la existencia.
En este contexto, Lawrence Krauss se erige como uno de los defensores más enfáticos de un nuevo concepto: la “nada real”. Con esta idea, Krauss pretende no sólo sustituir, sino incluso invalidar, la noción filosófica tradicional de “nada”. A principios de 2012, publicó su libro con el provocativo título Un universo de la nada. Krauss defendió sus ideas fundamentales en una entrevista con Ross Andersen para The Atlantic, publicada el 23 de abril de 2012 bajo el título ¿Ha dejado la física obsoleta a la filosofía y la religión?[2]. En ella, argumenta que el vacío cuántico es un estado físicamente inestable que tiende a generar “algo”, como partículas e incluso el espacio-tiempo mismo. Desde su perspectiva, esto constituye un origen “desde la nada”, ya que no parte de materia o espacio preexistentes en el sentido clásico.
Krauss fundamenta parte de su argumentación en ideas provenientes de la gravedad cuántica, un campo teórico aún especulativo y sin confirmación experimental. Él mismo reconoce la naturaleza hipotética de su planteamiento: “Dado lo que sabemos sobre la gravedad cuántica, o lo que suponemos sobre la gravedad cuántica, sabemos que se puede crear espacio a partir de donde no lo había. Y así tienes una situación en la que no había partículas en el espacio, pero tampoco había espacio. Eso está mucho más cerca de la ‘nada’.”
Cuando el entrevistador le plantea cómo puede considerarse “nada” un estado que está sujeto a las leyes de la teoría cuántica de campos, Krauss responde que, aunque tenga algún contenido, se trata de la “nada” relevante desde el punto de vista físico, la “nada de la realidad”. Krauss afirma: “Cuando hablo de espacio vacío, hablo de un vacío cuántico, pero cuando hablo de ningún espacio en absoluto, no veo cómo se le puede llamar vacío cuántico. Es cierto que le estoy aplicando las leyes de la mecánica cuántica, pero se las estoy aplicando a la nada, literalmente a la nada. Ni espacio, ni tiempo, nada. Puede que hubiera meta-leyes que lo crearan, pero cómo puedes llamar ‘algo’ a ese universo que no existía se me escapa. […] Incluso si aceptas este argumento de que la nada no es nada, tienes que reconocer que la ‘nada’ se está utilizando en un sentido filosófico. Pero me importa un bledo lo que la ‘nada’ signifique para los filósofos; me importa la ‘nada’ de la realidad.”
En síntesis, Krauss postula que la física está capacitada para redefinir el concepto de “nada” como un estado físico fundamental, prescindiendo de las categorías metafísicas tradicionales.
Las propuestas de Krauss han suscitado críticas contundentes tanto desde la filosofía como desde la propia física teórica. David Albert, filósofo y doctor en física teórica, profesor de la Universidad de Columbia, refutó duramente estas tesis en un artículo para The New York Times: “La materia física elemental, particular y eternamente persistente del mundo, según las presentaciones estándar de las teorías cuánticas relativistas de campos, consiste (como era de esperar) en campos cuánticos relativistas. (…) [Estas teorías] no tienen nada que decir sobre el tema de dónde vinieron esos campos, o de por qué el mundo debería haber consistido en los tipos particulares de campos que consiste, o de por qué debería haber consistido en campos en absoluto, o de por qué debería haber habido un mundo en primer lugar.”[3]
En una línea similar, Marcelo Gleiser, físico teórico y reconocido divulgador científico, argumenta que una descripción completa del origen del universo debe incluir necesariamente el origen de las leyes de la naturaleza. En sus palabras: “Toda teoría científica se basa en un conjunto de conceptos. Por ejemplo, utilizamos lo que llamamos leyes de la naturaleza, que son enunciados de regularidades que encontramos en el comportamiento de los sistemas físicos, como la conservación del momento y la energía. Es difícil imaginar cómo construir una teoría del origen de todo que no recurra a esas leyes. Sin embargo, una teoría que describa el origen del universo debería, por principio, explicar también el origen de las leyes de la naturaleza”.[4]
¿Qué es lo que insufla fuego en las ecuaciones?
Consecuentemente, aunque la investigación sobre las leyes fundamentales que operan en el vacío cuántico nos permitirá profundizar en la comprensión de los momentos primordiales tras el Big Bang, permanecerá sin respuesta científica la pregunta que expresó poéticamente Stephen Hawking: ¿Qué es lo que insufla fuego en las ecuaciones y crea un universo que puede ser descrito por ellas?[5] El cosmólogo Martin Rees, del Trinity College, se hace eco de esta limitación al señalar que la física, por sí sola, nunca podrá explicar qué es lo que «insufla fuego» a las ecuaciones y las dota de realidad en un cosmos. Por lo que concluye que la pregunta fundamental “¿por qué hay algo en lugar de nada?” sigue siendo, en última instancia, competencia de la indagación filosófica.[6]
Instituto Ciencias de la Vida
Observatorio de Bioética
Universidad Católica de Valencia
[1] Tryon, E. P. (1973). Is the Universe a Vacuum Fluctuation? Nature, 246(5433), 396–397. https://doi.org/10.1038/246396a0
[2] Ross Andersen Has Physics Made Philosophy and Religion Obsolete? The Atlantic April 23, 2012
[3] David Albert On the Origin of Everything The New York Times March 23, 2012
[4] Marcelo Gleiser Could All Really Come From Nothing? NPR Cosmos & Culture OCTOBER 15, 2015
[5] Stephen Hawking A Brief History of Time Bantam Books 1998 ISBN-10: 0553109537
[6] Martin Rees Just Six Numbers: The Deep Forces that Shape the Universe Basic Books 2000 ISBN 0-465-03672-4
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