El ciclo eterno sin mentes aleatorias: un modelo cuántico en el que el universo regresa a sí mismo

Autor: Uliana S

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Imagen creada con IA

Nuestro universo parece tener una sola dirección. Un caliente Big Bang, la expansión, el nacimiento de estrellas y galaxias, la aparición de la vida; y por delante, si creemos en la imagen habitual, un espacio cada vez más vacío y frío. Pero ¿y si esta historia no fuera la única? ¿Y si todo ya ha ocurrido un número infinito de veces y volverá a ocurrir con exactitud hasta el último átomo, cada pensamiento, cada estrella?

Precisamente esa posibilidad consideran los físicos Sean Carroll, Nadia Diachenko y Saakshi Dulani en el preprint arXiv:2605.30405, publicado el 28 de mayo de 2026. Proponen un modelo cuántico de cosmología que a la vez es estrictamente periódico y resuelve uno de los enigmas más incómodos de la física moderna: el problema de los «cerebros de Boltzmann».

La esencia del problema se conoce desde hace tiempo. Si el espacio de estados posibles del universo es finito y su evolución obedece a las leyes cuánticas, tarde o temprano el estado regresará casi exactamente a aquel con el que comenzó. En semejante imagen, el universo pasa la mayor parte del tiempo en equilibrio térmico, en el estado de máxima entropía. Las desviaciones aleatorias hacia abajo en la entropía son inevitables, pero las desviaciones pequeñas ocurren mucho más a menudo que las grandes. Y eso significa que es mucho más fácil «ensamblar» un cerebro aleatorio con recuerdos falsos que toda una historia de baja entropía como la nuestra. Con alta probabilidad, el observador resulta ser precisamente una de esas criaturas fluctuacionales efímeras y no un producto de la larga evolución desde el Big Bang.

Carroll y sus colegas encontraron una salida elegante. Si las energías de los estados posibles del universo son conmensurables, es decir, si difieren entre sí en múltiplos enteros de una misma energía básica, la evolución deja de ser simplemente recurrente y se vuelve estrictamente periódica. Todo se repite con un mismo período, como un reloj perfectamente ajustado. La trayectoria se cierra en un bucle finito y lo recorre una y otra vez. Ese período puede hallarse en un rango amplio pero perfectamente admisible: desde unos 10 mil millones de años hasta un valor monstruosamente grande, pero aún así finito, en el que los «cerebros de Boltzmann» todavía no llegan a dominar sobre los observadores ordinarios.

Es más, si se parte de un estado de entropía mínima, el sistema atraviesa una «excursión» de baja entropía especialmente profunda y prolongada, mucho más pronunciada de lo que cabría esperar de la estadística habitual de las fluctuaciones aleatorias. Esa excursión puede identificarse con nuestro Big Bang. Después de ella, el universo evoluciona, alcanza el equilibrio y luego, todavía dentro del mismo ciclo, se contrae hacia el Big Crunch, tras el cual todo comienza de nuevo.

Los autores definen en detalle el análogo cuántico de la entropía de Boltzmann. El espacio de Hilbert se divide en subespacios-macroestados, y la entropía global se calcula como la media ponderada de los logaritmos de sus dimensiones. La minimización de esta magnitud en el momento inicial garantiza que todas las ramas, tras la decoherencia, partan del estado de menor entropía. Como resultado, el observador típico aparece precisamente en el curso de una evolución termodinámicamente significativa después de la «explosión» de baja entropía, y no como una fluctuación aleatoria.

El modelo permanece puramente cuántico. El objeto fundamental es el estado del universo en un espacio de dimensión finita, que evoluciona según la ecuación de Schrödinger. El espacio-tiempo, la materia y los observadores surgen como estructuras efectivas. El espectro de energías en tal caso recuerda al espectro de un gigantesco oscilador armónico con una condición inicial muy especial. La propia teoría del todo, según los autores, es «en esencia un gran oscilador armónico».

En la sección dedicada a la interpretación espacio-temporal, los investigadores proponen una posible imagen. El mínimo de baja entropía corresponde al «rebote», el momento que une el Big Crunch y el Big Bang. A ambos lados de él transcurren las fases cosmológicas ordinarias de expansión y contracción, similares a nuestro universo ΛCDM. La mayor parte del tiempo el sistema lo pasa en una fase de equilibrio de alta entropía, que puede representarse como un espacio de De Sitter vacío. La transición entre estas fases no ocurre de golpe, sino mediante una «excitación» gradual del vacío, y todo ello encaja en un único ritmo cuántico periódico.

La idea resuena con pensamientos que ya se expresaron a finales del siglo XIX. Poincaré demostró que los sistemas con un espacio de fases limitado regresan tarde o temprano casi al estado inicial. Boltzmann proponía un universo eterno con fluctuaciones. Eddington señaló la debilidad fatal de semejante imagen: el predominio de las desviaciones mínimas. El nuevo trabajo muestra cómo la mecánica cuántica, con un espectro correctamente elegido, puede realizar el sueño de Boltzmann sin su principal defecto.

Si esta imagen es correcta, cada instante de nuestra vida no es un acontecimiento único al borde de la infinitud, sino una repetición exacta de lo que ya ha ocurrido un número incontable de veces. Y ocurrirá otras tantas. El universo resulta no ser un caos aleatorio, sino un mecanismo impecablemente ajustado en el que la baja entropía, la vida y la conciencia aparecen una y otra vez como parte inseparable de un grandioso ciclo eterno. La escala de este proceso es difícil de imaginar: un número infinito de historias idénticas, encajadas en un mismo ritmo cuántico. Y sin embargo, las matemáticas indican que así puede estar constituido el mundo en el que existimos.

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