¿Son las leyes de la física verdaderamente universales?

Las leyes físicas parecen ser las mismas incluso en las distancias más grandes en el universo observable cuando se observan, por ejemplo, estrellas binarias u otras galaxias. Hay muchas cosas que podemos probar a esas distancias, por ejemplo, cómo se mueven estos cuerpos (siguen las mismas leyes gravitacionales que sentimos en la Tierra y sus alrededores, por ejemplo, el sistema solar), también podemos ver su composición química a través de espectros de luz, que también encaja perfectamente con las teorías actuales de la luz y el movimiento (por ejemplo, la expansión del universo).

En otras palabras, todo en el universo observable parece seguir el mismo tipo de leyes físicas locales que experimentamos en la Tierra.

Sin embargo, solo hemos explorado una pequeña parte en un pequeño período de tiempo, y no es difícil concebir (ver Pierce, 1982; Wheeler, 1983; Davies, 2008; Smolin, 2013) que las leyes físicas pueden cambiar con el tiempo (más bien que a través del espacio), por ejemplo, en función de variables globales que gobiernan todo el universo, por lo que tal vez la constante de gravitación fue más débil o más fuerte en el pasado y puede cambiar en el futuro, etc.

Esta es una pregunta también relacionada con el problema del ajuste fino y el hecho de que algunas variables en el universo parecen haber sido ‘ajustadas’ para que exista el universo (y la vida), pero es probable que esto no sea así (por acuerdo de los científicos, y porque el propósito de la ciencia no es presuponer ‘tipicidad’, es decir, presuponer que nada / todo es un ‘caso especial’ que requiere una ‘explicación especial’).

La explicación más probable es que estas variables aparentemente “afinadas” no están desconectadas entre sí y que un gran conjunto de diferentes valores autoconsistentes de todas esas variables fundamentales son compatibles con la existencia de un universo como el nuestro.

Actualmente estoy realizando una investigación en un proyecto de cosmología computacional tratando de determinar en algún nivel fundamental qué tan típico o atípico puede ser nuestro universo, así que espero que estén atentos.

Ese es uno de los supuestos fundamentales sobre la física. Que las mismas reglas se aplican en todas partes y no cambian con el tiempo.

Observacionalmente, esto parece ser cierto en la escala de la Tierra y el Sistema Solar. Otras estrellas parecen estar dando las mismas líneas de absorción para los mismos átomos.

Hay muchas propiedades físicas que aún podemos medir a años luz de distancia o incluso en la otra galaxia. Si las leyes de la física fueran diferentes en otros lugares, la probabilidad de que las estrellas tuvieran el mismo comportamiento en todas partes sería muy baja (pero aún posible). Pero estas observaciones no prueban que las reglas sean todas iguales en todas partes y para siempre.

No podemos. Y los astrónomos miran de cerca otras galaxias para encontrar algo inesperado. Y, de hecho, lo han encontrado: las galaxias parecen mostrar los efectos de algo que no podemos ver aquí, a lo que le han dado el nombre de Dark Matter.

Pero, en general, si no asumimos que las leyes de la física son las mismas, entonces no sabemos cuáles podrían ser las leyes: hay demasiadas opciones. Si las leyes no son las mismas que las nuestras, podrían ser cualquier cosa. Sus lunas realmente podrían estar hechas de queso verde, sus tierras podrían ser planas, un pequeño sol podría orbitar una tortuga gigante con un mundo en su espalda. Solo podemos trabajar suponiendo que la física allí es lo mismo que la física aquí, mientras estamos atentos a fenómenos inexplicables. Lo que ha llevado, como digo, a Dark Matter. sin mencionar Dark Energy.

Es una suposición como la otra respuesta mencionada. Las propiedades de las fuerzas fundamentales son consistentes en todos. No podemos estar seguros si hay lugares que cumplan con diferentes leyes, ya que no podemos predecir cómo interactuarían dos sistemas con diferentes leyes.

Hasta donde podemos ver (al CMB) aparentemente. Y lo que llamamos constantes tampoco parece cambiar.