Jul
13
LO CIERTO ES QUE… ¡El Futuro es Incierto!
por Emilio Silvera ~
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Cuando nos detenemos a pensar en ese hecho “mágico” de la presencia de la Vida en el Universo, estudiamos paso a paso todos los momentos que hicieron posible tal maravilla, los asombrosos parámetros que lo hicieron posible (si alguno de ellos variara, aunque solo fuese una diez millonésima, la vida no habría aparecido), la carga del electrón, la masa del protón, la velocidad de la luz, la intervención de los Gluones en el núcleo atómico para retener y confimnar allí a los Quarks, todos y cada uno de esos parámetros junto a otros, hizo posible tan fantástico acontecimiento.

El concepto de Ajuste Fino del Universo (fine-tuning) se refiere a la asombrosa precisión de las constantes fundamentales de la física, sin la cual el universo sería inhabitable. El astrofísico británico Martin Rees popularizó la idea de que todo el cosmos se reduce a seis números matemáticos que rigen la evolución y estructura del universo:
N (Fuerza Electromagnética frente a Gravedad
ε (epsilon. Eficiencia Nuclear)
Ω (Omega). Parámetro de Densidad
Λ (lambda) Constante Cosmológica
Q Estructura de las Galaxias
D(Dimensiones Espaciales)

La aparente precisión de las leyes naturales que permiten la vida se conocer como el Ajuste Fino del Universo. Si las constantes físicas, como la masa del protón o la fuerza de los gluones, variaran mínimamente, la formación de átomos estables, estrellas y planetas sería imposible. Todos esos parámetros reseñados arriba, y otros que, como α (Alfa), la Constante de Estructura Fina del Universo, hacen posible quer la Vidfa esté presente.
Alfa (\(\alpha \)) es la constante de estructura fina, un número fundamental y adimensional (sin unidades) que mide la fuerza de inter<aacción del electromagnetismo Su valor es aproximadamente 1/137 = 0.00729735).
Fuerza electromagnética: Determina cómo interactúan las partículas cargadas (como los electrones) entre sí y con la luz. Básicamente, dicta la fuerza con la que los electrones son atraídos por el núcleo del átomo.
- Tamaño del universo observable: Si el valor de alpha (α) fuera ligeramente distinto, la química y la estructura de la materia colapsarían. Por ejemplo, si fuera un 4 % mayor, el carbono no se formaría en el interior de las estrellas, lo que haría imposible la vida.
- El misterio de 1/137: Es un enigma científico por qué tiene exactamente ese valor. El célebre físico Richard Feynman la describió como un “número mágico que llega a nosotros sin ser comprendido por el hombre”.

En física, la noción de ajuste fino se refiere a la situación en la que un cierto número de parámetros deben tener un valor muy preciso para poder explicar tal o cual fenómeno observado.
En cosmología, el ajuste fino del universo o universo [bien]afinado es la proposición de que las condiciones que permiten la vida en el universo solo pueden ocurrir cuando ciertas constantes fundamentales se encuentran en un rango muy estrecho de valores, de modo que si alguna de esas constantes fuera ligeramente diferente, el universo probablemente no sería propicio para el establecimiento y desarrollo de la materia, de las estructuras astronómicas, de la diversidad elemental o de la vida, tal como se entiende.1234 Por ejemplo, la vida no puede desarrollarse si la constante cosmológica o la energía oscura tuvieran valores demasiado altos, ya que así evitarían el mecanismo de la inestabilidad gravitacional y, en consecuencia, la formación de grandes estructuras. La pequeñez del valor observado de la energía oscura, en comparación con el valor que parece más natural (correspondiente a la densidad de Planck, sea 10122 veces mayor que el valor observado) es un ejemplo de ajuste fino.
“Coloquialmente, serían algo así como el tamaño de los píxeles que conforman la realidad. En la práctica esto son, aproximadamente, 1,6 × 10−35 metros en longitud o 5,3 × 10−44 segundos en tiempo. No hay nada menor que eso. Se llaman respectivamente «longitud de Planck», «tiempo de Planck», «Masa de Planck»,”
Es posible que el recurso a la noción de ajuste fino refleje la dificultad de la ciencia para integrar a la vez la escala de Planck y la escala cósmica. De hecho, sesenta órdenes de magnitud temporales separan el tiempo de Planck, de 10-43 s, y la edad del Universo, de aproximadamente 1017 s, y los modelos teóricos generalmente aceptados al comienzo del siglo XXI son incapaces de incluir tal rango de magnitudes en un esquema unificado.5 Las propuestas como la del Multiverso resuelven el problema suponiendo que todas las elecciones se “prueban” en diferentes universos. Sin embargo, este ajuste fino puede ser una ilusión: se desconoce el verdadero número final de las constantes físicas independientes; podría reducirse o incluso limitarse a un solo valor. Y tampoco se conocen las leyes de la “fábrica de universos potenciales”, es decir, el intervalo y la ley de distribución en que sería necesario “elegir” cada constante (de las cuales, además, nuestra elección de unidad y de las combinaciones son arbitrarias).
La noción de ajuste fino del universo, a menudo utilizada para demostrar el principio antrópico fuerte, es una de las puntas de lanza de los defensores de la tesis espiritualista del diseño inteligente. Se discuten varias explicaciones posibles del ostensible ajuste fino entre filósofos, científicos, teólogos y proponentes y detractores del creacionismo. La observación de un universo finamente ajustado está estrechamente relacionada con, pero no es exactamente sinónimo del principio antrópico, que a menudo se usa como una explicación de la aparente afinación.
Historia
En 1913, el químico Lawrence Joseph Henderson (1878-1942) escribió The Fitness of the Environment, uno de los primeros libros que en que se exploraron los conceptos de afinación fina en el universo. Henderson discutía en él la importancia del agua y del medio ambiente con respecto a los seres vivos, señalando que la vida depende completamente de las condiciones ambientales muy específicas sobre la Tierra, especialmente con respecto a la prevalencia y las propiedades del agua.
En 1961, el físico Robert H. Dicke afirmó que ciertas fuerzas en física, como la gravedad y el electromagnetismo, debían estar perfectamente afinadas para que la vida exista en cualquier parte del universo.78 Fred Hoyle también abogó por un universo afinado en su libro de 1984 Intelligent Universe [Universo inteligente]. Compara «la posibilidad de obtener incluso una única proteína funcional mediante la combinación casual de aminoácidos con un sistema estelar lleno de hombres ciegos que resuelven el cubo de Rubik simultáneamente».

John Gribbin y Martin Rees escribieron una historia detallada y la defensa del argumento del ajuste fino en su libroCosmic Coincidences (1989). Según Gribbin y Rees, «las condiciones en nuestro Universo realmente parecen ser especialmente adecuadas para las formas de vida como nosotros, y quizás incluso para cualquier forma de complejidad orgánica. Pero la pregunta sigue siendo: ¿está el Universo hecho a medida para el hombre?».
Premisa
La premisa de la afirmación de un universo ajustado es que un pequeño cambio en varias de las constantes físicas adimensionales haría que el universo fuese radicalmente diferente. Como ha señalado Stephen Hawking, «Las leyes de la ciencia, tal como las conocemos en la actualidad, contienen muchos números fundamentales, como el tamaño de la carga eléctrica del electrón y la proporción de las masas del protón y del electrón… El hecho notable es que los valores de estos números parecen haber sido ajustados muy finamente para hacer posible el desarrollo de la vida».
Si, por ejemplo, la fuerza nuclear fuerte fuera un 2% más fuerte de lo que es (es decir, si la constante de acoplamiento que representa su fuerza fuera un 2% mayor), mientras que las otras constantes se mantuvieron sin cambios, los diprotones serían estables; según el físico Paul Davies, el hidrógeno se fundiría en ellos en lugar de deuterio y helio. Esto alteraría drásticamente la física de las estrellas en Desam, y presumiblemente descartaría la existencia de vida similar a la que se observa en la Tierra. La existencia del diprotón causaría un cortocircuito en la lenta fusión del hidrógeno en deuterio. El hidrógeno se fundiría tan fácilmente que es probable que todo el hidrógeno del universo se consumiese en los primeros minutos después del Big Bang.10 Este «argumento del diprotón» es discutido por otros físicos, que calculan que siempre que el aumento de la fuerza fuese inferior al 50%, la fusión estelar podría ocurrir a pesar de la existencia de di-protones estables.
Los parámetros que intervienen en el Ajuste Fibno del Universo para permitir la presencia de la vida, no parecen causa del Azar
La formulación precisa de la idea se ve dificultada por el hecho de que los físicos aún no saben cuántas constantes físicas independientes existen. El actual modelo estándar de la física de partículas tiene 25 parámetros ajustables libremente y la relatividad general tiene un parámetro adicional, la constante cosmológica, que se sabe que no es cero, pero que tiene un valor profundamente pequeño. Sin embargo, debido a que el modelo estándar no es matemáticamente auto-consistente bajo ciertas condiciones (por ejemplo, a energías muy altas, en las que son relevantes tanto la mecánica cuántica como la relatividad general), los físicos creen que debe estar respaldado por alguna otra teoría, como una teoría de la gran unificación, la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles. En algunas teorías candidatas, la cantidad real de constantes físicas independientes puede ser tan pequeña como una. Por ejemplo, la constante cosmológica puede ser una constante fundamental, pero también se han hecho intentos para calcularla a partir de otras constantes, y según el autor de uno de esos cálculos, «el pequeño valor de la constante cosmológica nos está diciendo que existe una relación totalmente inesperada entre todos los parámetros del Modelo Estándar de la física de partículas, la constante cosmológica desnuda y la física desconocida.
Ejemplos de ajuste fino
El ajuste de las constantes del universo
Las características del universo en el que nosotros evolucionamos dependen de una quincena de constantes físicas, que en la actual ausencia de un principio unificador, se consideran independientes entre sí. La aparición de supercomputadoras permitió que los astrofísicos modelaran el desarrollo del universo y luego modificaran esas constantes, una por una, o al mismo tiempo, para simular nuevos universos («universo juguete»). El número de universos juguete así obtenidos es casi infinito. Algunas de esas simulaciones han mostrado que casi todos los universos juguete que resultan son estériles. Según esas simulaciones, solo un ajuste hiperfino de las constantes fundamentales permite la aparición del universo estable y viable en el que estamos. Los defensores del principio antrópico se niegan a ver ahí una simple «casualidad feliz», que sería creíble si se tratara solo del ajuste de una única constante, pero imposible en las 15 constantes independientes.


Otras simulaciones, como el programa MonkeyGod de Victor J. Stenger tienen resultados diferentes: sobre 10 000 universos simulados al variar aleatoriamente y simultáneamente varios parámetros físicos, sobre 10 órdenes de magnitud, este programa obtiene el 61% de universos en los que la duración de las estrellas y su composición permiten la aparición de la vida. Según Stenger, estos resultados diferentes se deben al hecho de que las simulaciones que conducen a la conclusión de un ajuste fino varían cada parámetro uno a uno dejando fijos los otros, una variación que la fijeza de los otros parámetros físicos no puede compensar para generar un universo viable.
Algunos ejemplos de constantes del universo que conducen a interrogantes sobre su ajuste fino se analizan a continuación.
Densidad del universo y velocidad de expansión
Barrow y Tipler han demostrado que la expansión del universo no es ni demasiado rápida ni demasiado lenta. En un universo menos denso, la expansión habría prevalecido sobre la gravitación y ninguna estructura podría haberse formado (ni galaxias, ni estrellas, ni planetas). Un universo más denso se habría colapsado demasiado rápido como para permitir que se desarrollara la complejidad. La densidad del universo está muy cerca de la densidad crítica que propicia una expansión razonable y una vida del universo compatible con la aparición de la vida. La relación entre la densidad del universo y la densidad crítica es el parámetro de densidad, Ω, igual a 1 para la densidad crítica.

El problema es que si Ω es significativamente diferente de 1, menor o mayor, ese valor no es estable y entonces diverge. Si Ω>1, la expansión del universo se ralentizaría y se invertiría, y Ω tendería al infinito. Si Ω<1, la expansión del universo continuará hasta el infinito y Ω tenderá a 0. A medida que el valor de Ω difiere, debe haber estado, durante el Big Bang, en un rango de valor extremadamente estrecho alrededor de 1, de modo que, 13 mil millones de años más tarde, en nuestro tiempo, todavía está lo suficientemente cerca de 1.
Ese rango de valores es de 10-60 alrededor de 1. Esa cifra es tan pequeña que Trinh Xuan Thuan calculó que corresponde a la probabilidad de que un arquero alcanzase un objetivo de 1 cm² situado en el otro extremo del universo, disparando a ciegas una única flecha desde la Tierra sin saber en qué dirección esta el objetivo.
Según la mayoría de los científicos, este problema se resuelve con la inflación cósmica que tuvo lugar justo después del Big Bang. Ese período de inflación tiene el efecto de suavizar una curvatura espacial aleatoria del universo en el momento del Big Bang, para hacerlo casi plano. entonces una curvatura plana corresponde, por definición, a una densidad del universo igual a la densidad crítica. Así que es lógico y natural, si el modelo de inflación cósmica es correcto, que el parámetro Ω haya sido casi igual a 1 al comienzo del universo. El modelo de inflación actualmente es bien aceptado por la comunidad científica, habiendo conducido notablemente a predicciones verificadas y medidas a propósito de las fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas.
La aparición de elementos pesados en el universo



El 98% de la materia visible está compuesto de hidrógeno y helio. Todos los demás elementos (elementos pesados: carbono, hierro, oxígeno en particular, que son los componentes de la materia orgánica del ser humano) solo representan el 2% restante. De acuerdo con la teoría del Big Bang, en ese momento solo se formaron hidrógeno y helio y todos los demás elementos se formaron en las estrellas en un periodo de varios miles de millones de años.17 Esta observación llevó a Hubert Reeves a decir que somos «polvo de estrellas». De acuerdo con los defensores del principio antrópico, el hecho de que los organismos vivos y especialmente los humanos estén hechos de la materia más rara que existe en el universo tiende a demostrar que esa sería la finalidad del proyecto cósmico.
El tema era sobre la imposibilidad que tenenos nosotros y también otras civilizaciones instaladas en otros mundos para ese contacto que, según todos los indicios, es totalmente imposble de que se produzca, se buscvan decenas de excusas para justuirtifar tal imposibilidad, y, como a ciencia Cierta no tenemos las respuetas, me quedo con que debe existir una especie de Censura Cósmica que lo impide,
Pero una cosa es cierta, la Vida está presente en el Universo. Sabemos que el Universo es igual en todas parttes, y, si es así (que lo es), ¿Por qué la Vida solo estaría en este pequeño mundo quer llamamos Tierra? Otra cosa muiy distinta es que, ni nosotros ni “ellos” podamos salvar las distancias que nos sepran.
Emilio Silvera V.
















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