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Las partículas y las fuerzas
Los fermiones: quarks y leptones
Los bosones: portadores de fuerzas
Las teorías de gran unificación
La teoría del Todo
Las partículas virtuales
La era de Planck y la inflación
La era de Planck
La era inflacionaria
La homogeneidad del Universo
La planitud del Universo
La aparición de la materia y la
bariogénesis
La evolución de la materia
El confinamiento de los
quarks y la era hadrónica
El desacoplamiento de
los neutrinos y la era leptónica
La nucleosíntesis primordial
La recombinación y la radiación
fósil
Las fluctuaciones de
densidad primordiales
Algunas curiosidades
La dualidad onda-partícula
La paradoja EPR y la no
separabilidad
El ajuste de las constantes fundamentales
El gato de Schrödinger
Los universos paralelos
El ajuste de las constantes fundamentales
Cuando los astrofísicos estudian el Big bang y la formación de las estructuras
del Universo, de manera teórica o con ayuda de simulaciones numéricas, deben
analizar la influencia de diferentes parámetros como, por ejemplo, la proporción
de materia oscura. Pueden también alterar algunas constantes fundamentales, por
ejemplo, la constante gravitatoria, o bien cambiar condiciones iniciales, como la
densidad media de materia, lo que les permite analizar cómo el Universo se
habría desarrollado si estos parámetros hubieran sido diferentes.
Esta clase de estudio comparativo ha conducido a una conclusión extremadamente
sorprendente. La inmensa mayoría de los universos virtuales simulados, haciendo
variar las constantes fundamentales o las condiciones iniciales, son incapaces de
acabar en vida, al menos en una forma de vida similar a la nuestra. Sólo los
universos que tienen parámetros muy próximos a los valores reales de nuestro
Universo permiten a la vida desarrollarse.
Podemos ilustrar esto simplemente analizando la forma en la que algunos procesos
astrofísicos se alterarían si la intensidad de las cuatro fuerzas fundamentales
fuera diferente.
La fuerza de gravitación y la interacción electromagnética
Si la fuerza gravitatoria fuera más potente, sería capaz de acumular más gases
durante la formación estelar, y sólo se formarían las estrellas masivas. Ahora
bien, estas últimas tienen una duración de vida mucho más corta que nuestro Sol.
La vida no tendría, así pues, a su disposición miles de millones de años que le han
sido necesarios para desarrollarse sobre la Tierra. Al contrario, si la fuerza
gravitatoria fuera más débil, solo se formarían las estrellas poco masivas; no
habría explosión de supernova, y pocos elementos más pesados que el hidrógeno o
el helio aparecerían. Ahora bien, una vida solamente basada en estos dos
elementos es muy difícil de imaginar.
Si la interacción electromagnética fuera más fuerte, los vínculos entre núcleos
y electrones en el interior de los átomos serían más sólidos y más difíciles de
deshacer. Ahora bien, es compartiendo algunos de sus electrones, que los átomos
crean conexiones químicas y se organizan en moléculas. Si eso se volvía
demasiado difícil, toda química sería imposible, lo que impediría a la vida
desarrollarse. Si la interacción electromagnética era más débil, los vínculos
entre electrones y núcleos serían menos sólidos. Esto volvería los átomos muy
frágiles e impediría probablemente la química de la vida.
Las fuerzas nucleares fuerte y débil
Si la fuerte interacción nuclear era más potente, protones y neutrones estarían
mucho más dispuestos a asociarse; formarían sistemáticamente elementos pesados;
no habría, por ejemplo, más hidrógeno, por lo tanto ninguna agua, lo que
desfavorecería seriamente la química de la vida. Si esta interacción era menos
intensa, protones y neutrones serían menos propensos a unirse; no habría
elemento más pesado que el hidrógeno, por lo tanto, ninguna vida.
Por fin, en el caso de la interacción nuclear débil, el problema se plantearía
principalmente después del Big bang, en la época en que una parte de los
neutrones se desintegran en protones, justo antes de la
nucleosíntesis primordial. Si la
interacción débil era más potente, se transformarían más neutrones en protones, y
habría, por lo tanto, menos helio en el Universo. Esto impediría más tarde la
formación de algunos elementos pesados necesarios para la vida. Al contrario, si
la interacción fuera más débil, los neutrones no se desintegrarían, y
la nucleosíntesis primordial conduciría a un Universo lleno de helio. El hidrógeno,
ingrediente indispensable para la vida, estaría ausente.
La vida: ¿fin del Universo?
La lista no se detiene allí, y otras coincidencias inquietantes pueden ponerse de
relieve. Todas muestran que un Universo, con constantes fundamentales o
condiciones iniciales diferentes del nuestro, no habría conseguido la vida tal
como la conocemos.
Este resultado constituye una gran sorpresa. A lo largo de la historia de la
astronomía, el hombre poco a poco perdió su lugar central en el Universo. Ni su
planeta ni su estrella ni su galaxia tenían una importancia particular. Pero
parece, de repente, que el Universo tiene exactamente las propiedades requeridas
para que el hombre —o más generalmente la vida— pueda aparecer.
¿Qué es necesario pensar de esta asombrosa conclusión? Algunos autores ven allí
la prueba de que el Universo debía al principio tener las propiedades requeridas
para conseguir la vida. Para ellos, este último posee las propiedades necesarias
para la aparición de la vida, ya que tal es su razón de ser, una hipótesis que
lleva el nombre de principio antrópico.
El principio antrópico tiene por defecto no explicar gran cosa y conducir a
interpretaciones sospechosas. Otra explicación es proporcionada por la teoría de
los universos paralelos.
Esta teoría, nacida al final de los años cincuenta, se
introdujo para intentar explicar otro rompecabezas de la física: la experiencia
del gato de Schrödinger.
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