¿El Universo conserva información sobre todo lo que sucedió, en alguna u otra forma?

En general, creemos que la respuesta es sí (aunque existe cierta controversia sobre los agujeros negros, lo abordaré más adelante). Sin embargo, esta preservación toma una forma algo diferente de lo que piensas. Esto se basa en algunos de los postulados fundamentales de la mecánica cuántica:

  • Toda la información física sobre un sistema puede codificarse en una función de onda.
  • La evolución de una función de onda que representa un sistema físico está determinada por un operador unitario. La unitaridad es una propiedad matemática de las matrices, y conduce a algo llamado determinismo cuántico.
  • El determinismo cuántico dice que si conocemos el estado actual de una función de onda, podemos determinar de manera única todos los cambios futuros utilizando el operador de evolución unitaria.
  • La reversibilidad dice que el determinismo cuántico funciona a la inversa, es decir, podemos determinar de manera única los estados pasados ​​y futuros de la función de onda.

Todo esto se reduce a lo que los físicos normalmente llaman la conservación de la información; Básicamente, la información sobre los estados pasados ​​del universo nunca se pierde. Hay algunas advertencias sobre esto. Lo más destacado, como han señalado otros, nunca podemos medir el estado exacto del universo en un punto dado, por lo que, aunque la información sobre el pasado esté teóricamente allí, nunca podremos obtenerla. En segundo lugar, hay un problema con los agujeros negros al que aludí anteriormente derivado de la incompatibilidad entre la mecánica cuántica y la relatividad general. La relatividad general predice que la materia que entra en un agujero negro se derrumba a una singularidad de dimensión cero. Sin embargo, si este es el caso, entonces las funciones de onda de todas las partículas en el agujero negro colapsan juntas, y se pierde información sobre su pasado. Muchos físicos hoy están de acuerdo en que la información “se escapa” en forma de radiación de Hawking, pero esto no se acepta universalmente. Para obtener más información, consulte Paradoja de información sobre agujeros negros.

Absolutamente no. En las mejores estructuras, el universo real tiene indeterminación cuántica, no se puede saber todo sobre un solo átomo en cualquier momento, y mucho menos a través de toda la historia. Las cosas pueden tener una velocidad muy precisa o una posición muy precisa, pero no pueden tener ambas. Eso no es un artefacto de medición.

A niveles moleculares, hay todo tipo de movimientos aleatorios que no mantienen registros de su pasado de ninguna manera. Después de un poco de agitación y un poco de tiempo, el agua fría y caliente juntas no son diferentes a solo tener agua tibia para empezar.

Mi cuerpo está hecho en parte de carbono. Matemáticamente, parte de ese carbono solía estar en un helecho en la era carbonífera, que finalmente se convirtió en carbón, se quemó durante la revolución industrial y desde entonces ha sido parte de insectos, ratas y otras personas. Todo solía estar en el núcleo de cualquier número de estrellas que hace mucho tiempo explotaron en supernovas. Pero no puedes mirar un átomo de carbono en particular y distinguirlo de otro (bueno, al menos los mismos isótopos), y mucho menos ver su historia específica.

El nombre de la persona que construyó la primera piedra en Stonehenge no se conoce. Todo tipo de cosas que las personas podrían considerar importantes en el momento en que se realizan no se registran en detalle, incluso si alguna parte de ellas sobrevive durante milenios. Muy poco sobrevive incluso períodos cortos en una escala de tiempo geológico.

Una vez que el Sol finalmente se trague la Tierra dentro de 5 mil millones de años, no quedará nada de nuestro planeta de ninguna manera significativa. El hierro en el núcleo de la Tierra no será diferente al hierro en el núcleo del Sol, el acero actualmente en un rascacielos no será reconocible de ninguna manera cuando sea absorbido por una estrella.

Cuando nuestro sol se convierte en una enana blanca y se enfría lentamente, no hay nada que diga que solía tener planetas rocosos. El gas que arroja puede formar parte de otra generación de estrellas, en una galaxia que combina las estrellas, el gas y el polvo de Andrómeda y la Vía Láctea, sus viejas estructuras visibles perdidas en el tiempo.

Expresaré mi opinión aquí: no está publicado ni revisado por pares ni nada.

Entonces, mi respuesta es sí, y esto está prácticamente probado por la existencia de fenómenos cuánticos.

Lo respaldaría de la siguiente manera:

Si acepta que hay cambios en el mundo en sí mismo y el tiempo es real (no todos los filósofos lo han hecho), puede aplicar a esto la deducción trascendental de Kant. Entonces, para que los cambios que ocurren en diferentes momentos estén en el mismo Universo, deben tener una relación. Al igual que los cambios que ocurren al mismo tiempo, tienen una relación de espacio similar.

Esa relación requiere que las etapas del Universo estén estrictamente ordenadas. Existe una relación legal entre las etapas que, por lo tanto, es una a una. Es decir, una etapa del Universo está determinada por otra de manera individual a través de esta ley y aplicando el tiempo transcurrido entre ellas.

Si el tiempo es positivo, esto significa que las etapas anteriores del Universo determinan completamente las etapas posteriores. Kant identifica la relación legal, por lo tanto, como causalidad o determinismo causal (es decir, las primeras etapas del Universo causan las posteriores).

Sin embargo, se olvida de considerar qué sucede cuando el tiempo es negativo . En ese caso, también debe ser que, en principio, podría determinar completamente las etapas anteriores de las etapas posteriores. Sin embargo, no se confunda, eso no significa retro-causalidad ni nada raro como eso. Simplemente significa que el Universo siempre debe preservar la información que, en principio, podría reconstruir todas las etapas anteriores.

Ese es mi argumento lógico. Entonces, ¿cómo se demuestra esto virtualmente por la existencia de fenómenos cuánticos?

Bueno, veamos un ejemplo de Feynman. Daré tres etapas:

Etapa 1: dos partículas se dirigen una hacia la otra.
Etapa 2: cuando las dos partículas se acercan, las fuerzas electrostáticas entre ellas causan una desviación y se dirigen en diferentes direcciones.
Etapa 3: las dos partículas se alejan una de la otra.

Digamos que en la etapa 1 registras las posiciones aproximadas de las dos partículas. Y digamos que está interesado en averiguar qué sucede en la etapa 2. No puede ver la etapa 2, porque eso alteraría el resultado. Entonces, en cambio, miras la etapa 3.

Digamos que estás tratando con dos partículas diferentes, tipo A y tipo B. Entonces comienzas con una A entrando desde la izquierda y una B entrando desde la derecha. En la etapa 3, observa una partícula tipo A a la izquierda en un ángulo de 150 grados con respecto a la ruta original de la A que envió. De manera similar, observa una B a la derecha haciendo casi lo mismo. Ahora puede recrear la etapa 2 a partir de la información. Cuando ambas partículas se acercaron, la fuerza entre ellas las desvió unos 150 grados, casi dándoles la vuelta. Si repite este experimento una y otra vez, obtiene las estadísticas esperadas para partículas discretas de este tipo: todas las probabilidades se suman muy bien.

Ahora, ¿qué sucede si comienzas con dos partículas idénticas? Digamos ambas del tipo A. En un caso, podrías observar algo muy similar. Sin embargo, ahora tienes un problema. Suponiendo que las partículas se comportan de la misma manera, como partículas discretas, no puede recrear la etapa dos a partir de la información que tiene. Hay dos posibilidades: ambas partículas se desviaron 150 grados (entonces la de la derecha salió a la derecha y la de la izquierda a la izquierda); o tal vez ambos fueron desviados solo 30 grados (el de la izquierda fue hacia la derecha y el de la derecha fue hacia la izquierda). Entonces, con partículas discretas idénticas no hay forma de preservar la información.

¿Cómo debe resolver el Universo este problema y preservar la información? En realidad, es realmente fácil. Con partículas idénticas tienen que amalgamarse. Por lo tanto, comienza con dos tipos As en la etapa 1. En la etapa 2, ambas partículas se destruyen y se fusionan en una sola entidad. En la etapa 3, se separaron nuevamente en dos nuevas partículas A.

Por lo tanto, no tiene sentido que la partícula original se fue hacia la izquierda o hacia la derecha, porque las partículas originales fueron destruidas por la amalgamación.

Ahora puedes probar esto. Usando la información que tiene de la etapa 1 y la etapa 3, puede recrear la etapa 2: las dos partículas se fusionaron y luego se separaron nuevamente.

Esa es y debe ser la predicción de una información que preserva el determinismo causal.

Entonces, ¿qué sucede si haces el experimento de verdad? Bueno, tienes que repetirlo una y otra vez para construir una imagen estadística. Sin embargo, los resultados no coinciden con el enfoque de las probabilidades de sumar que tomó en el primer experimento. En cambio, coinciden con las partículas que se comportan más bien como ondas, y se agregan las amplitudes de esas ondas. Por supuesto, dos ondas sumadas juntas son realmente una nueva ola que es una amalgama de las dos primeras. En otras palabras, sorprendentemente, las estadísticas confirman exactamente ese tipo de imagen, que tuvo lugar una amalgamación.

Este tipo de comportamiento amalgamador en forma de onda puede explicar completamente otros fenómenos cuánticos. Este es solo el ejemplo clave que nos permite ver el principio de preservación de la información en acción.

Sí, en realidad está bastante bien conservado, probablemente no todo, pero lo suficiente como para mantener fluidos los jugos de los astrónomos. 🙂

Por la velocidad de la luz. O en este caso, el retraso de la luz. (y radiación)

Podemos mirar constantemente en el pasado del universo que puede considerar como una forma de preservación de las cosas que han sucedido. Incluso podemos mirar el universo primitivo mirando galaxias muy distantes.

No, no hay grabación cósmica.

Inequívocamente no. El universo no es una máquina de relojería que se pueda rebobinar en algún punto arbitrario en el pasado.

Respuesta corta, no, no existe un mecanismo de grabación del tipo que propone.

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