El mundo es necesariamente como es porque hay seres que se preguntan por qué es así.
Principio Antrópico
SUMARIO
01 LAS CONSTANTES FÍSICAS UNIVERSALES
02 VARIEMOS ALGUNAS CONSTANTES A VER QUE PASA
03 LAS CONSTANTES NO SON TAN CONSTANTES
04 SE DIOS…, VARÍA LAS CONSTANTES
Todas estas formaciones que se han dado en la evolución universal se deben a las relaciones que mantienen diversas magnitudes físicas.
Por un lado, cada relación entre las distintas magnitudes físicas crea leyes universales.
Por otro lado, cada relación está formada por Constantes físicas universales.
La gran pregunta es ¿porque cada constante es como es….?
¿Por qué es una gran pregunta?
Porque si variara alguna constante,
- Tal vez el universo no se hubiera formado…
- Tal vez el universo no sería apto para crear vida…
- O tal vez sería más estable con más probabilidades de vida.
Pero sin lugar a dudas, lo que el universo es está ante nuestros ojos.
Lo que es una obviedad es que gracias a que las constantes son como tal, en el universo se han generado estructuras estables que permitieron la aparición de moléculas muy complejas basadas en el carbono, para dar fruto no solo a la vida sino también a la autonomía… la inteligencia.
01 - LAS CONSTANTES FÍSICAS UNIVERSALES:
Son aquellas constantes que gracias a las relaciones con su entorno mantienen el universo estable y en propagación.
El modelo estándar de la física de partículas tiene poco más de 20 constantes fundamentales, pero la teoría no explica cómo surgen, por lo que la obtención de ellas se hace a través de medidas indirectas.
Aquí lo importante:
De hace tiempo se sabe que la tolerancia de estas constantes es tan fina que parecen “haberlas” puesto a punto.
Nótese “haberlas”. Esta simple palabra hace alusión a unos de los conflictos existenciales más importantes de la humanidad.
- Dios¿?
- Una casualidad extrema ¿?
- El concepto antrópico en un multiverso ¿?
Cuáles son las constantes?
Las más conocidas influyen imperativamente en la formación de las estructuras astronómicas como galaxias y estrellas.
1- Algunas son relaciones entre distintos valores de partículas, como la relación de masas entre los neutrones, protones y electrones (elementos básicos del átomo), las unidades de Plank, etc.
2 -También se toman como relaciones a constantes llamadas “constante de acoplamiento” que es la intensidad relativa de las cuatro fuerzas fundamentales, (la fuerza fuerte, la fuerza débil, la electromagnética y la gravitacional). Mejor definido es la fuerza del acoplamiento entre la carga de una partícula elemental con el campo electromagnético.
3 - Y otras son como la constante de la velocidad de la luz, la constante gravitatoria, el valor de la constante cosmológica, el valor de la carga del electrón, etc.
02 - VARIEMOS ALGUNAS CONSTANTES A VER QUE PASA
La relación de masas neutrón- protón - electrón:
La vida en este planeta existe gracias al nuestra fuente de energía diaria…
...EL SOL
En la última fase de las gigantes rojas y las supergigantes rojas, el helio puede fusionarse para formar berilio y luego el pilar de la vida, el carbono...
El Sol existe gracias a la diferencia entre las masas del neutrón, el protón y el electrón.
La masa del neutrón es un 0,14% mayor que la masa del protón, y este unas 1839 veces mayor que la masa del electrón.
La diferencia de estas masas hace que la interacción entre los nucleones (protones y neutrones) sea estable.
Sin estas diferencias de masa el deuterio (responsable de la síntesis en las estrellas para la formación de átomos) no sería posible y la vida tampoco.
Ya que las diferencias de masas modificarían las interacciones entre los nucleones. Un cambio de sólo un 0,4% en estas interacciones haría que la vida no sea posible.
Por ejemplo:
Un neutrón no puede vivir aislado del átomo por más de 15 min.
Se “desintegra” y se convierte cual mariposa en un protón + un electrón + un antineutrino.
La encargada de ello es la llamada Fuerza Débil que produce la desintegración de los átomos en forma de radiación.
Si esta fuera ligeramente más débil, los neutrones aislados “vivirían” más tiempo, por lo que pocos habrían decaído dejando aproximadamente el mismo número de protones y neutrones.
En ese caso, todos neutrones tendían más tiempo de formar junto a los protones núcleos de helio.
Esto daría a un universo casi completo de helio, pero casi sin hidrógeno para alimentar los procesos de fusión en las estrellas.
Nucleosintesis del carbono, La formación estelar del elemento
El universo seguiría existiendo, pero sin vida... ¿o no?
Constante de estructura fina:
La constante de estructura fina α 0.007297 (1/137 aprox.), es una de las constantes más importantes.
Define la fuerza de interacción electromagnética, relacionando las ondas electromagnéticas (la luz) con la carga del electrón.
Por ejemplo, si solo α cambiaría en un 4%, no produciría de carbono en las reacciones nucleares de las estrellas (nucleosíntesis), por lo que la vida basada en el carbono sería imposible.
Si α fuera > 0,1, directamente no habría fusión estelar.
03 - LAS CONSTANTES NO SON TAN CONSTANTES
Ninguna de las constantes fundamentales de la física es como la palabra lo indica “constante”, Esto se sabe porque pueden variar con la energía.
Quiere decir que los parámetros que estamos visualizando son los de ESTE momento, ya que en teoría nada impide que el universo haya tenido o tenga otros estados de energía.
Nótese que a muy altas energías todas las fuerzas (electromagnética, débil y fuerte) casi se unen en un punto. Esto es lo que los físicos llaman La Gran Unificación.
Quizás si variaran otros parámetros… se conseguiría.
La contante de estructura fina sí varía:
Dijimos que la constante de estructura fina determina cómo de fuerte se unen los átomos a sus electrones, y esto determina la frecuencia a la que los átomos absorben energía (luz).
Mirando hacia el norte a través de el telescopio Keck en Hawái, se estudiaron los espectros de absorción de cúmulos de galaxias, y definieron que la constante era algo menor que la actual.
Mientras que el telescopio VLT mira en el sur la constante era algo mayor.
Esto dibuja una línea de variación de menor a mayor
La ilustración muestra las mediciones del Keck combinado con el VLT
- Los cuadrados son puntos VLT.
- Los círculos son los puntos Keck.
- Los triángulos son cuásares observados tanto en Keck y el VLT.
- La línea discontinua azul muestra la región ecuatorial.
- El área sombreada de color gris muestra el plano galáctico.
- El tamaño del símbolo indica la precisión de la medición (más grande mejor)
Lo importante es:
- Los cuadros azules grandes que se ven cerca del polo norte
- Los círculos rojos grandes que se ven cerca del polo sur
La síntesis de la ilustración, muestra que la constante ha variado a lo largo del espacio analizado (hace 9 mil millones de años), en un 0,001%.
Quizá parezca poco, pero sugiere que las propiedades físicas del universo son algo distintas en los puntos analizados, al nuestro.
Extraído de
El cociente entre la masa del protón y del electrón NO varía (o no se ha visto)
Un estudio publicado en Science muestra que NO hay variación del cociente entre la masa del protón y del electrón por lo menos desde hace 7 mil millones de años.
El resultado fue obtenido gracias a observaciones radioastronómicas de gran precisión del espectro del metanol a través de la lente gravitatoria PKS 1830-211.
Las lentes gravitatorias son deformaciones del espacio-tiempo generadas por entidades de gran masa (por ejemplo una galaxia).
El efecto de lente gravitatoria curva a nuestros sentidos la luz.
Esto hace que la imagen más lejana sufra una distorsión y se vea agrandada de forma que recibimos una mayor cantidad de luz, haciendo posible detectar objetos increíblemente lejanos del universo detrás de las lentes.
La constante cosmológica NO es del todo eficiente:
El universo se expande, esto se debe a que hay una presión “negativa” que infla el universo como un globo.
La constante cosmológica es un número que determina la densidad de energía del vacío.
Actúa en contra de la gravedad separando el universo.
Si esta constante fuera 0 nuestro universo seria estático, pero hace tiempo que se confirmo que el universo no sólo se está expandiendo, sino que lo hace de forma acelerada, lo que sugiere que la constante (aunque ridículamente pequeña) es positiva.
Si la constante fuese mayor , la materia no se formaría en estructuras como galaxias y estrellas
Pero lo más inquietante es que si esta contante tomara un valor ínfimamente negativo, el proceso de formación de galaxias y estrellas seria más eficiente.
Extraido de
Constante de relación de masas y estructura fina
Otros estudios han calculado con mucha precisión la variación de las constantes físicas, en cómo afectan la estabilidad del universo.
Por ejemplo este trabajo:
Relación masa de electrón – Masa del protón Vs Constante de estructura fina.
- La imagen grafica la relación de masas entre electrón/protón (estado en reposo) vs la constante de estructura fina.
- Las rectas tienen escala logarítmica.
- Nuestro universo se encuentra en la cruz. (Los valores son 0.0054 vs 0.0073)
1-El hidrogeno no se forma.
2-La órbita del electrón es menor que el radio nuclear. Los átomos se desintegran.
3-Similar a 2, las reacciones nucleares no tendrían suficiente fuerza. Los átomos no son estables.
4-Las estructuras moleculares son débiles, no podrían formarse polímeros como el ADN.
5-El protón no es estable.
6-Átomos y moléculas inestables.
7-Las estrellas no se formarían, o “morirían” en poco tiempo
En blanco es una región donde se permite la existencia de vida, igualmente hay que tener en cuenta, que otras constantes tendrían que variar si se sale de la cruz azul.
Extraído de:
Pero esto no quiere decir que no haya universo, solo que no puede formarse tal como lo conocemos.
La teoría de expansión plantea que las constantes eran distintas en universos tempranos.
Si tenemos en cuenta Los datos sobre la variación de la estructura fina hace 9 mil millones de años y la estabilidad de la relación de masas entre los protones y neutrones, según este cuadro no habría grandes cambios (solo un pequeño corrimiento en el eje x) y la vida podría existir igualmente.
¿Y qué cambios habría?
No es posible saber exactamente, ya que los métodos empleados no permiten decir cuál de las constantes que intervienen en alfa podría estar cambiando, pero la velocidad de la luz seria una constante que podría perturbarse.
04- SE DIOS, VARÍA LAS CONSTANTES:
El programa MonkyGod, permite en base a cálculos variar algunas constantes fundamentales
Como resultado el programa ajusta todos los valores para que la vida se genere.
Programa
Texto
Si bien el programa es muy interesante, hay que tomárselo con pinzas.
Las variables (que son 4) se colocan arriba y los resultados pueden verse abajo.
Fíjese que con las constantes originales la duración del año es de 6.38 días, esto es porque los cálculos son muy complejos y tienen su tolerancia. Por ello lo importante es tomar en cuenta el orden de magnitud de los resultados.
Desde mi punto de vista no aconsejo tomarse a pecho los valores de la izquierda. Hay muchas variaciones que no se tienen en cuenta. El único que podría tomarse “en serio” es la vida mínima del sol.
Los valores de la derecha se ajustan para la existencia del átomo de hidrogeno estable.
Estos valores pueden compararse con este cuadro:
¿Es indiscutible que el universo está muy ajustado para la vida?
Hay que tener en cuenta que desde otro punto de vista, no es el universo el que se ajusta para la vida, más bien la vida se ha ajustado al universo.
Está claro que las constantes pueden “retocarse” pero las relaciones generales son muy ajustadas, ¿Que sugiere esto?
Tenemos 3 opciones:
-Dios (principio teísta de la creación universal por un ente inteligente)
-Extrema casualidad (probabilidad extremadamente baja)
-Estamos en el momento indicado (principio atrópico)
Que indica el principio atrópico?
Varias interpretaciones y teorías.
- Las más sencillas son que como observadores estamos en el momento indicado, por ejemplo nuestro planeta tiene vida desde hace aproximadamente 500 millones de años y dejara de albergarla dentro de 5000 millones de años cuando el sol “fagocite” al planeta. ¿Quien va a preguntar por su existencia fuera de ese periodo?
- Otra es que podríamos estar viviendo en el universo indicado de todas las soluciones posibles. En el nuestro las constantes se ajustaron para que ocurra la nucleosíntesis en las estrellas y generan abundante carbono para dar vida.
¿Si no ocurriera la nucleosíntesis del carbono tal como la conocemos, podría existir vida?
Si las constantes permitieron la vida en base de carbono nada impide que se genere vida a base de silicio, (aunque en nuestro universo es muy poco probable).
¿Si se descubriera el principio atrópico del universo, dejaría de “existir” Dios?
¿Cual de todos?
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