Los físicos han demostrado que la función de onda que describe el estado cuántico de todo el universo no puede determinarse mediante ningún experimento, ni siquiera a partir de un conjunto limitado de posibilidades. Los investigadores Eddy Keming Chen y Roderich Tumulka argumentan que esto revela un límite fundamental en la física cuántica. Su trabajo desafía las suposiciones sobre el conocimiento empírico en cosmología.
En la física cuántica, objetos como los electrones se describen mediante funciones de onda que codifican sus estados, permitiendo predecir resultados experimentales. Extender esto al cosmos, como sugirieron figuras como Stephen Hawking, implica que el universo mismo tiene una función de onda. Sin embargo, Eddy Keming Chen, de la University of California, San Diego, y Roderich Tumulka, de la University of Tübingen en Alemania, han demostrado que esta función de onda universal sigue siendo inaccesible. Su demostración se basa en la mecánica estadística cuántica y la inmensa complejidad de la función de onda, que implica un vasto número de parámetros o estados de alta dimensión. Partiendo de un conjunto de funciones de onda plausibles para el universo, los investigadores calcularon que ninguna medición permitida por la cuántica proporciona suficiente información para identificar la correcta. «La función de onda del universo es como un secreto cósmico que la física misma conspira por mantener», explica Chen. «Podemos saber enormemente mucho sobre cómo se comporta el universo, pero seguimos fundamentalmente inciertos sobre en qué estado cuántico se encuentra». Tumulka añade: «Cualquier medición permitida según las reglas de la mecánica cuántica nos dará información muy limitada sobre la función de onda del universo. Es imposible determinar la función de onda del universo con cualquier precisión útil». Este hallazgo se basa en modelos teóricos previos, pero enfatiza el papel de las observaciones, que trabajos anteriores pasaron por alto. JB Manchak, de la University of California, Irvine, señala paralelismos con limitaciones en la relatividad general y observa que la teoría cuántica no fue diseñada para escalas cósmicas. Sheldon Goldstein, de Rutgers University, ve la función de onda como una herramienta teórica; múltiples candidatos pueden dar resultados similares en cálculos, mitigando el problema. Filosóficamente, el resultado advierte contra el positivismo estricto, donde se descartan afirmaciones no testeables. «Ciertas cosas existen realmente ahí fuera en la realidad, pero no podemos medirlas», dice Tumulka. Emily Adlam, de Chapman University, lo ve como apoyo a interpretaciones cuánticas que se centran en perspectivas del observador en lugar de una única realidad objetiva. El estudio aparece en el British Journal for the Philosophy of Science (DOI: 10.1086/740609). Chen y Tumulka planean aplicar sus ideas a sistemas a gran escala más pequeños utilizando técnicas como la tomografía de sombras.