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Relación de masas electrón-protón: ¿la vida?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (7)

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Es mucho lo que algunos físicos han especulado con la posibilidad de que las Constantes de la naturaleza no sean tan constantes como suponemos. DE las Constantes Fundamentales las que más conocemos y oímos mencionar, son: La carga del electrón (e), la velocidad de la luz (c), la Constante de Planck (h), la Constante Gravitacional (G), otras, como la constante magnética (μo), la masa en reposo del electrón (me), o, la Constante de estructura Fina (1/137) denotada como α = 2π e2 / hc y cuyo resultado es 137…El número puro y adimensional.

La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón, β, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina, a, que es aproximadamente 1/137. Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?

Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar. Incrementemos β demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de beta el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.

Si en lugar de α versión β , jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte aF, junto con la de α, entonces, a menos que  αF > 0,3 a½, los elementos como el carbono no existirían.

No podrían existir químicos orgánicos, no podrían mantenerse unidos. Si aumentamos aF en solo un 4 por 100, aparece un desastre potencial porque ahora puede existir un nuevo núcleo de helio, el helio-2, hecho de 2 protones y ningún neutrón, que permite reacciones nucleares directas y más rápidas que de protón + protón →  helio-2.

Las estrellas agotarían rápidamente su combustible y se hundirían en estados degenerados o en agujeros negros. Por el contrario, si αF decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y bloquearía el camino a los senderos astrofísicos nubleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida.

Gráfico: Zona habitable donde la complejidad que sustenta la vida puede existir si se permite que los valores que sustentan b y a varíen independientemente. En la zona inferior derecha no puede haber estrellas. En la superior derecha están ausentes los átomos no relativistas. En la superior izquierda los electrones están insuficientemente localizados para que existan moléculas auto reproductoras altamente ordenadas. Las estrechas “vías de tranvías” distingue la región necesaria para que la materia sea estable para evolucionar.

Muchos han especulado con sugerencias diversas del principio antrópico.  John Wheeler, el científico de Princeton que acuñó el término “agujero negro” y desempeñó un papel principal en su investigación, propuso lo que él denominó el principio antrópico participatorio. Este no tiene que ver especialmente con las constantes de la naturaleza sino que está motivado por la precisión de las coincidencias que permiten que exista vida en el cosmos.  ¿Es posible, pregunta Wheeler, que la vida sea en algún sentido esencial para la coherencia del universo? Pero por supuesto nosotros no somos de interés para las galaxias lejanas ni para la existencia del universo en el pasado lejano antes de que pudiera existir la vida. Wheeler se sentía tentado a preguntar si la importancia de los observadores al traer a la plena existencia la realidad cuántica podía estar tratando de decirnos que los “observadores”, definidos de forma adecuada, pueden ser en cierto sentido necesarios para hacer nacer al universo. Es muy difícil darle a esto un sentido correcto porque en la teoría cuántica, con su principio de incertidumbre, la noción del observador carece de una definición nítida. Es algo que registra información. Una placa fotográfica valdría tanto como un vigilante nocturno.

Otro modelo de principio antrópico, introducido por Frank Tipler y John D. Barrow, es algo diferente. Es sólo una hipótesis que debería poderse demostrar verdadera o falsa utilizando las leyes de la física y el estado observado del universo. Se denomina como Principio antrópico final y propone que una vez que la vida emerge en el universo, no desaparecerá. Una vez que hemos dado con una definición de vida adecuadamente amplia, digamos como procesamiento de información (“pensamiento”) con la capacidad de almacenar esa información (“memoria”), podemos investigar si esto podría ser cierto. Nótese que no se afirma que la vida tenga que aparecer o que deba persistir. Evidentemente, si la vida va a durar para siempre deberá tener una base distinta de la vida que conocemos. Nuestro conocimiento de la astrofísica nos dice que el Sol sufrirá con el tiempo una crisis de energía irreversible, se quedará sin el material necesario para la fusión nuclear, se expandirá en gigante roja y se tragará los planetas cercanos, incluida la Tierra y posiblemente Marte. Para cuando eso tenga que llegar tendremos que habernos ido de la Tierra, o haber transmitido la información necesaria para recrear miembros de nuestra especie (si aún pueden ser llamados así) para que colonicen otros lugares. Pensando en millones de años en el futuro también podríamos imaginar que la vida podría existir en otras formas que hoy llamaríamos “artificiales”, como máquinas muy avanzadas de vasta información que procesan a velocidad de vértigo.

Recuerdo la película “Yo Robot” y pienso en lo que podrá ser el futuro.  Tendremos que ser muy cuidadosos si no queremos que nos sustituya nuestra propia creación, las máquinas muy sofisticadas y poderosas pueden ser peligrosas.

Como la tendencia actual es la de fabricar ingenios cada vez más pequeños y sofisticados objetos con enorme capacidad de guardar información para utilizarla cuando se le exija en el futuro. Esa tecnología se denomina y es conocida como “nanotecnología” y en unos años podrá solucionarnos problemas ahora inimaginables. La tendencia, como decimos, es hacer máquinas y objetos más pequeños pero con más memoria y prestaciones, de forma tal que, consumiendo menos energía, ofrecen una mayor rendimiento a menos coste y con menos residuos. Si llevamos esto a la conclusión lógica, hay que esperar también que las formas de vida avanzadas sean pequeñas, tan pequeñas como lo permitan las leyes de la física.

Así podríamos explicar también (siempre según Tiplez y Barrow) por qué no encontramos formas de vida extraterrestre en el universo. Si está verdaderamente avanzada, incluso para nuestros niveles, lo más probable es que sea muy pequeña, reducida a escala molecular. Entonces se junta todo tipo de ventajas. Hay mucho sitio allí: pueden mantenerse poblaciones enormes. Se puede sacar partido de la potente computación cuántica (busquen información sobre el físico teórico español Juan Ignacio Cirac, Jefe de un equipo en el Departamento de teoría en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en las afueras de Munich). Se requiere poca materia prima y el viaje espacial resulta más fácil. Con nuestro tamaño y las naves que utilizamos para viajar al espacio exterior, tenemos el problema de la enorme cantidad de combustible necesario para lograr que la nave, venciendo la gravedad de la Tierra, logre salir al espacio exterior. La fuerza o velocidad de escape necesaria es de 11 km/s que, lógicamente, no sólo requiere una enorme cantidad de oxígeno liquido o cualquier otro material para que los motores se nutran y puedan realizar el trabajo de enorme potencia, sino que tales depósitos de combustible pueden tener una pequeña fisura que haga explotar toda la nave con sus tripulantes (ya ha pasado). Si verdaderamente existen civilizaciones adelantadas más pequeñas evitarían este y otros problemas, entre los que estaría la imposibilidad de detectarlas por otras civilizaciones de bípedos patosos que viven en planetas brillantes y ricos en materias primas y que emiten constantes ruidos de ondas de radio al espacio exterior interplanetario como llamando a estos pequeños y diminutos seres que aquí pueden encontrar, sin peligro a ser descubiertos, las fuentes que necesiten para instalar colonias que viven y observar sin ser molestadas ni observadas.

Claro que el universo observable es muy grande, 13.700 millones de años de radio a la velocidad de la luz, es mucho espacio recorrido por la expansión y de continuar así, acelerándose, el procesamiento de información tenderá a desaparecer con el tiempo. Varios grupos de observadores de investigación han reunido importantes pruebas que demuestran sin lugar a dudas que, la expansión del universo empezó a acelerarse hace sólo algunos miles de millones de años. Lo más probable es que siga expandiéndose para siempre, pero que decelere continuamente a medida que se expande. La vida sigue enfrentándose a una batalla cuesta arriba por sobrevivir indefinidamente. Necesita encontrar diferencias de temperatura, o de densidad, o de expansión del universo de las que pueda extraer energía útil haciéndolos uniformes. Si se basa en recursos minerales de energía  que  existe  localmente -estrellas muertas, agujeros negros que se evaporan, partículas elementales que se desintegran-, entonces, con el tiempo, se encara al problema al que se enfrentan inevitablemente las mismas de hoy como las minas de carbón muy explotadas en la que el coste de la extracción es superior al beneficio obtenido. Será una necesidad economizar en el uso energético y el encontrar fuentes más limpias y que sean, a ser posible, inagotables y, desde luego, la que se podría extraer de un agujero negro (teniendo tecnología adecuada) sería prácticamente imperecedera. ¿Llegaremos alguna vez hasta esa tecnología?

Finalmente, si el universo se hunde de nuevo en un Big Crunch futuro en el tiempo finito, entonces no hay esperanzas a primera vista. Con el tiempo, el universo en proceso de hundimiento se contraerá lo suficiente para que se fundan galaxias y estrellas hoy separadas por millones de años luz. De hecho, actualmente, nuestra vecina la galaxia Andrómeda se está acercando hacia nosotros, que estamos en la Vía Láctea, y ambas galaxias terminarán fundiéndose en una gran galaxia. Las temperaturas crecerán tanto que moléculas y átomos se disgregarán. Una vez más, como en el futuro lejano, la vida tiene que existir en alguna forma incorpórea abstracta, quizá entretejida en la fábrica del espacio y el tiempo. Resulta sorprendente que esta supervivencia indefinida no está descartada mientras el tiempo se defina de forma adecuada. Si el tiempo verdadero al que marcha el universo es un tiempo creado por la propia expansión, entonces es posible que un número ínfimo de “tics” de este reloj ocurra en la cantidad finita de tiempo que parece estar disponible en nuestros relojes antes de que alcance el Big Crunch. Sin embargo, los indicios y los últimos estudios realizados sobre el conjunto de nuestro Universo, nos viene a decir que, la Densidad Crítica (densidad media de materia requerida para que la Gravedad detenga la expansión del Universo) es de alrededor de 10 – 29 g/cm3, es decir, el que describe el modelo de Einstein- de Sitter, que se encuentra en la linea divisoria de los dos extremos, es decir: Universo cerrado – Universo abierto. Parece que, finalmente estamos en un Universo plano, que se expandirá para siempre y su muerte será producida por el frío absoluto, es decir, – 273º dónde ni los átomos se mueven.

Hay un último truco que podrían tener guardado en su manga esos supervivientes súper avanzados en universos que parecen condenados a expandirse para siempre. En 1.949, el lógico Kart Gödel, amigo y colega de Einstein en Princeton, le dio una sorpresa al demostrar que el viaje en el tiempo estaba permitido por la teoría de la gravedad de Einstein. Incluso encontró una solución a las ecuaciones de Einstein para un universo en el que esto ocurría. Hay teorías y propuestas más modernas en las que, una civilización avanzada en el futuro, podrá viajar en el tiempo a través de un agujero de gusano; para ello tendrá que conseguir material-energía exótica que impedirá el cierre de la boca de entrada del agujero (ver trabajos del físico Kip S. Thorne).

Por desgracia, el universo de Gödel no se parece en nada al universo en que vivimos. Gira muy rápidamente y está en desacuerdo con casi todas las observaciones astronómicas que se hablan. Sin embargo, los estudios de Thorne y su equipo, son más certeros y nada descabellados, sus ecuaciones sobre la posibilidad de viajar en el tiempo, al menos en teoría, son positivas y se ajustan en todo al universo en que vivimos y, en lo que al material-energía exótica requerido, parece que la fuente puede tener su origen en el conocido “Efecto Casimir”. Por mi parte, no creo que nuestro Universo sea el único universo que existe, y, si finalmente se llega a saber que estamos formando parte de un Metaverso mucho mayor que engloba a un variopinto conjunto de universos de diversas conformaciones y estructuras, en los que en unos puede surgir la vida como la conocemos y en otros no, entonces, si conseguimos llegar hasta ese conocimiento, de la misma manera, podremos llegar al desplazamiento entre universos habitables y acogedores de formas de vida que, llegado el momento del final del nuestro, nos diera cobijo para comenzar una nueva andadura.

El viaje en el tiempo, desde tiempos inmemoriales, ha sido un arma fantástica para los autores de ciencia ficción que nos mostraban paradojas tales como aquella del joven que viajó hacia atrás en el tiempo, buscó a su bisabuelo y lo mató. Dicha muerte produjo de manera simultánea que ni su abuelo, su padre ni él mismo hubieran existido nunca. Tal suceso es imposible; hay una barrera o imposibilidad física que impide esta clase de paradoja. Stephen Hawking lo ha dejado claro, estas paradojas no pueden ocurrir nunca aún en el caso de que alguna vez se consiga viajar en el tiempo. Por mi parte, no puedo mdecir si, en el futuro, se podrá viajar en el Tiempo bien hacia el pasado o hacia el futuro, y, de todas las maneras una cosa tengo bien clara, aunque pudiéramos ir a la época del Imperio Romano y contemplarlo en todo su esplendor, de ninguna manera podríamos incidir en elos hechos del pasado. Algún escritor ha mencionado a tal respecto que, debe existir algo llamado “censura cosmológica” que lo impediría. En aquel entonces nosotros no existíamos, y, por mucho que ahora podamos viajar hasta aquella época, no creo que tal viaje se realizara de manera material, es decir, sólo seríamos hologramas que podríamos contemplar los sucesos sin intervenir.

Si pensamos con lógica, en lugar de introducir a mano una imposibilidad física, pensaremos como nos enseño Einstein en la utilidad de un espacio y un tiempo únicos y unidos en un bloque de espacio-tiempo.

Salgamos ahora fuera del espacio-tiempo y miremos lo que sucede allí.  Las historias de los individuos son trayectorias a través del bloque. Si se curvan sobre sí mismas para formar lazos cerrados entonces juzgaríamos que se ha producido un viaje en el tiempo. Pero las trayectorias son las que son. No hay ninguna historia que “cambie” al hacerla. El viaje en el tiempo nos permite ser parte del pasado pero no cambiar el pasado. Las únicas historias de viaje en el tiempo posibles son las trayectorias autoconsistentes.  En cualquier trayectoria cerrada no hay una división bien definida entre el futuro y el pasado. Sin embargo, yo pienso en lo que el espaciotiempo es, y, sólo lo puedo describir, en nuestro Universo, en cuatro dimensiones en la que la posición de un objeto se especifica en tres coordenadas en el espacio y una en el tiempo. Claro que, en base a lo que nos enseña la teoría de la relatividad no existe el tiempo absoluto que pueda ser medido con independencia del observador, de manera que suscesos simultáneos para un observador ocurren en instantes diferentes vistos desde otro lugar. El tiempo debe ser medido, por tanto, de manera relativa, como lo son las posiciones en el espacio (euclideo) tridimensional, y esto puede conseguirse mediante el concepto de espacio-tiempo. La trayectoria de un objeto en el espacio se denomina línea de Universo. La relatividad general relaciona la curvatura del espacio-tiempo con las posiciones y movimientos de las partículas de materia.

Si este tipo de viaje hacia atrás en el tiempo es una vía de escape del final termodinámico del universo, y nuestro universo parece irremediablemente abocado hacia ese final, hacia ese borrador termodinámico de todas las posibilidades de procesamiento de información, entonces quizá seres súper avanzados en nuestro futuro estén ya viajando hacia atrás, hacia el ambiente cósmico benigno que proporciona el universo de nuestro tiempo.

El artículo anterior, ha sido extraido de fuentes variadas y, de vez en cuando algunos de los párrafos han sido adornados o expandidos con datos que, lo enriquecen y, además, agrega información relacionada con el tema tratado.

No descarto nada.

emilio silvera


  1. El Universo y sus normas: Hace irreversible la presencia de la Vida : Blog de Emilio Silvera V., el 19 de febrero del 2013 a las 6:25

    [...] de las Constantes Fundamentales  y de las que más conocemos y oímos mencionar: La carga del electrón (e), la velocidad de la luz (c), la Constante de Planck (h), la Constante Gravitacional (G), otras, [...]

 

  1. 1
    kike
    el 6 de noviembre del 2010 a las 18:54

    Amigo Emilio; gracias a que en tu despedida de este artículo dices que “no descartas nada”, me atrevo a explicar una de mis ideas locas que seguramente solo demuestran lo poco que conozco del tema; pero vamos allá abusando de tu siempre gran comprensión.
    Según los estudios más avanzados, el observador en la mecánica cuántica lo es todo, o al menos una gran parte, ya que con su mera apreciación del entorno obliga a que la materia se comporte de una forma específica.
     
    Eso que parece demostrado pese a su falta de lógica humana, quizás tenga unos fundamentos importantes y básicos para la completa comprensión del problema.
    Baste decir sobre ello que por ejemplo en la paradoja del Gato de Schrödinger, ideada por este científico con el fin de demostrar su desacuerdo con el tema del observador,  ha servido en realidad (creo) más para reafirmar las teorías que para refutarlas(Como podría decirse análogamente a lo del suicidio cuántico, ya que pese a su inverosímil porcentaje, no deja de demostrar la posible existencia de universos alternativos); incluso el nombre de Big Bang fue creado con la intención de ridiculizar la teoría de formación del Universo, siendo no obstante un nombre que ha quedado para siempre como ejemplo gráfico por antonomasia de los procesos que hubieron de tener lugar.
     
    Por lo tanto, y partiendo de la base de reconocer como cierto lo dicho, no sería tan extraño que el observador fuera en buena proporción un partícipe necesario para los procesos universales.
    Pero parece que esto no puede ser así, y por, al menos, un único y aplastante motivo: que sepamos el Universo existe desde hace miles de millones de años evolucionando sin cesar, sin necesidad de ningún observador, ¿O eso por contra sería una prueba de la existencia de vida extraterrestre anterior?.
    Sabemos que para que la vida surja, al menos la que conocemos, se necesitan en primer lugar que existan y mueran estrellas de 2ª generación, que al lanzar sus compuestos metálicos al espacio facilitan la posterior posibilidad de que aparezca la vida; pero eso tarda mucho tiempo, y entonces volvemos a lo anterior, al hecho de que durante miles de millones de años el universo no pudo tener observadores.
    ¿A que nos lleva esto?; bajo mi ignorante y humilde punto de vista, solo a dos caminos:
    1.- El observador no es en realidad necesario(lo más seguro)
    2.- Solo en caso de fallo de lo anterior, por fuerza hubo de existir algún observador en los comienzos del universo, lo que parece anacrónico si no se tienen en cuenta otras variables, de las que prefiero no hablar por el momento para que no me tomes por un verdadero “iluminado”.
     
    Bueno, perdón por la berborrea que de vez en cuando me asalta….;P
    Un saludo Emilio, y ánimo, que últimamente te dejas “ver” poco.
     

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 6 de noviembre del 2010 a las 23:56

      Estimado Kike:

      Siempre me gusta leerte, tus ideas (las mías también) algunas veces parecen algo locas y, sin embargo, no es otra cosa que el deseo de indagar por nuevos cominos. A mí me ocurre continuamente que se me ocurren cuestiones que, no siempre vuelco sobre el papel o escribo en el ordenador, las dejo para mí…por atrevidas, o, descabelladas, no podría decirlo.

      En cuanto al Observador, creo que no es necesariamente necesario, y, sin embargo, gracias a él, podemos estar al tanto de muchas cosas y podemos hablar de muchas más. Como se dijo aquí mismo (creo que fue Nelson), el Universo creo al Observador para poder contemplarse así mismo, o algo así.
      De todas las maneras cualquier día de estos pondré aquí un debate sobre el tema y, desde luego, habrá que involucrar en el mismo a nuestro planeta que, como tantos otros (seguramente) en el Universo, ha jugado un papel estelar en el hecho de que existan observadores que hablan, no ya de mecánica cuántica, sino de cuestiones que van mucho más allá de lo que ellos mismos pueden comprender (de momento) y sólo vislumbran que pudiera ser.
      La complejidad del tema del Observador, recopilar toda su larga Historia de sucesos para que esté aquí, no es nada fácil, y, sin embargo, es lo más fascinante que podríamos contar de entre los muchos sucesos que el Universo nos ofrece en el pasado, en el presente y en el futuro: El Observador, como SER consciente, surgido a partir de la materia “inerte”, ¿habrá algo más grandioso que ese suceso?
      En cuanto a mi lejanía en los últimos tiempos, es verdad estimado amigo amigo, estoy algo más alejado y distante, estudios y escritos que llevo entre manos me ocupan casi todo el tiempo y, aparezco lo justo para que esto no decaiga. Sin embargo, la normalidad volverá pronto.
      Un cariñoso saludo para tí y tu familia.

      Responder
  2. 2
    Fabián
    el 6 de noviembre del 2010 a las 23:59

    Hola muchachos, paso a saludar nomás…
     
    Si necesitan una manito en algo, me chiflán, adios!.

    Responder
  3. 3
    Diego
    el 2 de mayo del 2016 a las 17:05

    Cual es la relación entre protones y electrones 
     

    Responder
    • 3.1
      Emilio Silvera
      el 3 de mayo del 2016 a las 6:39

      ¡Hola, Diego!

      En realidad no se a qué te refieres concretamente al hablar de relación, ya que, mientras uno es una partícula de la familia de los Leptones, el otro, el protón, es un Hadrón que se clasifica como Barión. Ambos tienen la misma carga que, en el protón es positiva y en el electrón es negativa, y, en el átomo, existen el mismo número de protones que de electrones, con lo cual, la estabilidad está asegurada. Por otra parte, ambos objetos, el electrón y el protón, tienen una estrecha relación en cuanto al hecho de que son fermiones y están sometidos al Principio de exclusión de Pauli.

      Un saludo amigo.

      Responder
      • 3.1.1
        emilio silvera
        el 3 de mayo del 2016 a las 11:31

        De todas las maneras, aquí te dejo un trabao que se puso en éste lugar y relativo a lo que preguntas:
         
        Es mucho lo que algunos físicos han especulado con la posibilidad de que las Constantes de la naturaleza no sean tan constantes como suponemos. DE las Constantes Fundamentales las que más conocemos y oímos mencionar, son: La carga del electrón (e), la velocidad de la luz (c), la Constante de Planck (h), la Constante Gravitacional (G), otras, como la constante magnética (μo), la masa en reposo del electrón (me), o, la Constante de estructura Fina (1/137) denotada como α = 2π e2 / hc y cuyo resultado es 137…El número puro y adimensional.
        La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón, β, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina, a, que es aproximadamente 1/137. Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?
        Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar. Incrementemos β demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de beta el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.
        Si en lugar de α versión β , jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte aF, junto con la de α, entonces, a menos que  αF > 0,3 a½, los elementos como el carbono no existirían.
        No podrían existir químicos orgánicos, no podrían mantenerse unidos. Si aumentamos aF en solo un 4 por 100, aparece un desastre potencial porque ahora puede existir un nuevo núcleo de helio, el helio-2, hecho de 2 protones y ningún neutrón, que permite reacciones nucleares directas y más rápidas que de protón + protón →  helio-2.
         
        Las estrellas agotarían rápidamente su combustible y se hundirían en estados degenerados o en agujeros negros. Por el contrario, si αF decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y bloquearía el camino a los senderos astrofísicos nubleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida.

        Gráfico: Zona habitable donde la complejidad que sustenta la vida puede existir si se permite que los valores que sustentan b y a varíen independientemente. En la zona inferior derecha no puede haber estrellas. En la superior derecha están ausentes los átomos no relativistas. En la superior izquierda los electrones están insuficientemente localizados para que existan moléculas auto reproductoras altamente ordenadas. Las estrechas “vías de tranvías” distingue la región necesaria para que la materia sea estable para evolucionar.
        Muchos han especulado con sugerencias diversas del principio antrópico.  John Wheeler, el científico de Princeton que acuñó el término “agujero negro” y desempeñó un papel principal en su investigación, propuso lo que él denominó el principio antrópico participatorio. Este no tiene que ver especialmente con las constantes de la naturaleza sino que está motivado por la precisión de las coincidencias que permiten que exista vida en el cosmos.  ¿Es posible, pregunta Wheeler, que la vida sea en algún sentido esencial para la coherencia del universo? Pero por supuesto nosotros no somos de interés para las galaxias lejanas ni para la existencia del universo en el pasado lejano antes de que pudiera existir la vida. Wheeler se sentía tentado a preguntar si la importancia de los observadores al traer a la plena existencia la realidad cuántica podía estar tratando de decirnos que los “observadores”, definidos de forma adecuada, pueden ser en cierto sentido necesarios para hacer nacer al universo. Es muy difícil darle a esto un sentido correcto porque en la teoría cuántica, con su principio de incertidumbre, la noción del observador carece de una definición nítida. Es algo que registra información. Una placa fotográfica valdría tanto como un vigilante nocturno.
        Otro modelo de principio antrópico, introducido por Frank Tipler y John D. Barrow, es algo diferente. Es sólo una hipótesis que debería poderse demostrar verdadera o falsa utilizando las leyes de la física y el estado observado del universo. Se denomina como Principio antrópico final y propone que una vez que la vida emerge en el universo, no desaparecerá. Una vez que hemos dado con una definición de vida adecuadamente amplia, digamos como procesamiento de información (“pensamiento”) con la capacidad de almacenar esa información (“memoria”), podemos investigar si esto podría ser cierto. Nótese que no se afirma que la vida tenga que aparecer o que deba persistir. Evidentemente, si la vida va a durar para siempre deberá tener una base distinta de la vida que conocemos. Nuestro conocimiento de la astrofísica nos dice que el Sol sufrirá con el tiempo una crisis de energía irreversible, se quedará sin el material necesario para la fusión nuclear, se expandirá en gigante roja y se tragará los planetas cercanos, incluida la Tierra y posiblemente Marte. Para cuando eso tenga que llegar tendremos que habernos ido de la Tierra, o haber transmitido la información necesaria para recrear miembros de nuestra especie (si aún pueden ser llamados así) para que colonicen otros lugares. Pensando en millones de años en el futuro también podríamos imaginar que la vida podría existir en otras formas que hoy llamaríamos “artificiales”, como máquinas muy avanzadas de vasta información que procesan a velocidad de vértigo.
        Recuerdo la película “Yo Robot” y pienso en lo que podrá ser el futuro.  Tendremos que ser muy cuidadosos si no queremos que nos sustituya nuestra propia creación, las máquinas muy sofisticadas y poderosas pueden ser peligrosas.
        Como la tendencia actual es la de fabricar ingenios cada vez más pequeños y sofisticados objetos con enorme capacidad de guardar información para utilizarla cuando se le exija en el futuro. Esa tecnología se denomina y es conocida como “nanotecnología” y en unos años podrá solucionarnos problemas ahora inimaginables. La tendencia, como decimos, es hacer máquinas y objetos más pequeños pero con más memoria y prestaciones, de forma tal que, consumiendo menos energía, ofrecen una mayor rendimiento a menos coste y con menos residuos. Si llevamos esto a la conclusión lógica, hay que esperar también que las formas de vida avanzadas sean pequeñas, tan pequeñas como lo permitan las leyes de la física.
        Así podríamos explicar también (siempre según Tiplez y Barrow) por qué no encontramos formas de vida extraterrestre en el universo. Si está verdaderamente avanzada, incluso para nuestros niveles, lo más probable es que sea muy pequeña, reducida a escala molecular. Entonces se junta todo tipo de ventajas. Hay mucho sitio allí: pueden mantenerse poblaciones enormes. Se puede sacar partido de la potente computación cuántica (busquen información sobre el físico teórico español Juan Ignacio Cirac, Jefe de un equipo en el Departamento de teoría en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en las afueras de Munich). Se requiere poca materia prima y el viaje espacial resulta más fácil. Con nuestro tamaño y las naves que utilizamos para viajar al espacio exterior, tenemos el problema de la enorme cantidad de combustible necesario para lograr que la nave, venciendo la gravedad de la Tierra, logre salir al espacio exterior. La fuerza o velocidad de escape necesaria es de 11 km/s que, lógicamente, no sólo requiere una enorme cantidad de oxígeno liquido o cualquier otro material para que los motores se nutran y puedan realizar el trabajo de enorme potencia, sino que tales depósitos de combustible pueden tener una pequeña fisura que haga explotar toda la nave con sus tripulantes (ya ha pasado). Si verdaderamente existen civilizaciones adelantadas más pequeñas evitarían este y otros problemas, entre los que estaría la imposibilidad de detectarlas por otras civilizaciones de bípedos patosos que viven en planetas brillantes y ricos en materias primas y que emiten constantes ruidos de ondas de radio al espacio exterior interplanetario como llamando a estos pequeños y diminutos seres que aquí pueden encontrar, sin peligro a ser descubiertos, las fuentes que necesiten para instalar colonias que viven y observar sin ser molestadas ni observadas.
        Claro que el universo observable es muy grande, 13.700 millones de años de radio a la velocidad de la luz, es mucho espacio recorrido por la expansión y de continuar así, acelerándose, el procesamiento de información tenderá a desaparecer con el tiempo. Varios grupos de observadores de investigación han reunido importantes pruebas que demuestran sin lugar a dudas que, la expansión del universo empezó a acelerarse hace sólo algunos miles de millones de años. Lo más probable es que siga expandiéndose para siempre, pero que decelere continuamente a medida que se expande. La vida sigue enfrentándose a una batalla cuesta arriba por sobrevivir indefinidamente. Necesita encontrar diferencias de temperatura, o de densidad, o de expansión del universo de las que pueda extraer energía útil haciéndolos uniformes. Si se basa en recursos minerales de energía  que  existe  localmente -estrellas muertas, agujeros negros que se evaporan, partículas elementales que se desintegran-, entonces, con el tiempo, se encara al problema al que se enfrentan inevitablemente las mismas de hoy como las minas de carbón muy explotadas en la que el coste de la extracción es superior al beneficio obtenido. Será una necesidad economizar en el uso energético y el encontrar fuentes más limpias y que sean, a ser posible, inagotables y, desde luego, la que se podría extraer de un agujero negro (teniendo tecnología adecuada) sería prácticamente imperecedera. ¿Llegaremos alguna vez hasta esa tecnología?
        Finalmente, si el universo se hunde de nuevo en un Big Crunch futuro en el tiempo finito, entonces no hay esperanzas a primera vista. Con el tiempo, el universo en proceso de hundimiento se contraerá lo suficiente para que se fundan galaxias y estrellas hoy separadas por millones de años luz. De hecho, actualmente, nuestra vecina la galaxia Andrómeda se está acercando hacia nosotros, que estamos en la Vía Láctea, y ambas galaxias terminarán fundiéndose en una gran galaxia. Las temperaturas crecerán tanto que moléculas y átomos se disgregarán. Una vez más, como en el futuro lejano, la vida tiene que existir en alguna forma incorpórea abstracta, quizá entretejida en la fábrica del espacio y el tiempo. Resulta sorprendente que esta supervivencia indefinida no está descartada mientras el tiempo se defina de forma adecuada. Si el tiempo verdadero al que marcha el universo es un tiempo creado por la propia expansión, entonces es posible que un número ínfimo de “tics” de este reloj ocurra en la cantidad finita de tiempo que parece estar disponible en nuestros relojes antes de que alcance el Big Crunch. Sin embargo, los indicios y los últimos estudios realizados sobre el conjunto de nuestro Universo, nos viene a decir que, la Densidad Crítica (densidad media de materia requerida para que la Gravedad detenga la expansión del Universo) es de alrededor de 10 – 29 g/cm3, es decir, el que describe el modelo de Einstein- de Sitter, que se encuentra en la linea divisoria de los dos extremos, es decir: Universo cerrado – Universo abierto. Parece que, finalmente estamos en un Universo plano, que se expandirá para siempre y su muerte será producida por el frío absoluto, es decir, – 273º dónde ni los átomos se mueven.
        Hay un último truco que podrían tener guardado en su manga esos supervivientes súper avanzados en universos que parecen condenados a expandirse para siempre. En 1.949, el lógico Kart Gödel, amigo y colega de Einstein en Princeton, le dio una sorpresa al demostrar que el viaje en el tiempo estaba permitido por la teoría de la gravedad de Einstein. Incluso encontró una solución a las ecuaciones de Einstein para un universo en el que esto ocurría. Hay teorías y propuestas más modernas en las que, una civilización avanzada en el futuro, podrá viajar en el tiempo a través de un agujero de gusano; para ello tendrá que conseguir material-energía exótica que impedirá el cierre de la boca de entrada del agujero (ver trabajos del físico Kip S. Thorne).
        Por desgracia, el universo de Gödel no se parece en nada al universo en que vivimos. Gira muy rápidamente y está en desacuerdo con casi todas las observaciones astronómicas que se hablan. Sin embargo, los estudios de Thorne y su equipo, son más certeros y nada descabellados, sus ecuaciones sobre la posibilidad de viajar en el tiempo, al menos en teoría, son positivas y se ajustan en todo al universo en que vivimos y, en lo que al material-energía exótica requerido, parece que la fuente puede tener su origen en el conocido “Efecto Casimir”. Por mi parte, no creo que nuestro Universo sea el único universo que existe, y, si finalmente se llega a saber que estamos formando parte de un Metaverso mucho mayor que engloba a un variopinto conjunto de universos de diversas conformaciones y estructuras, en los que en unos puede surgir la vida como la conocemos y en otros no, entonces, si conseguimos llegar hasta ese conocimiento, de la misma manera, podremos llegar al desplazamiento entre universos habitables y acogedores de formas de vida que, llegado el momento del final del nuestro, nos diera cobijo para comenzar una nueva andadura.
        El viaje en el tiempo, desde tiempos inmemoriales, ha sido un arma fantástica para los autores de ciencia ficción que nos mostraban paradojas tales como aquella del joven que viajó hacia atrás en el tiempo, buscó a su bisabuelo y lo mató. Dicha muerte produjo de manera simultánea que ni su abuelo, su padre ni él mismo hubieran existido nunca. Tal suceso es imposible; hay una barrera o imposibilidad física que impide esta clase de paradoja. Stephen Hawking lo ha dejado claro, estas paradojas no pueden ocurrir nunca aún en el caso de que alguna vez se consiga viajar en el tiempo. Por mi parte, no puedo mdecir si, en el futuro, se podrá viajar en el Tiempo bien hacia el pasado o hacia el futuro, y, de todas las maneras una cosa tengo bien clara, aunque pudiéramos ir a la época del Imperio Romano y contemplarlo en todo su esplendor, de ninguna manera podríamos incidir en elos hechos del pasado. Algún escritor ha mencionado a tal respecto que, debe existir algo llamado “censura cosmológica” que lo impediría. En aquel entonces nosotros no existíamos, y, por mucho que ahora podamos viajar hasta aquella época, no creo que tal viaje se realizara de manera material, es decir, sólo seríamos hologramas que podríamos contemplar los sucesos sin intervenir.
        Si pensamos con lógica, en lugar de introducir a mano una imposibilidad física, pensaremos como nos enseño Einstein en la utilidad de un espacio y un tiempo únicos y unidos en un bloque de espacio-tiempo.
        Salgamos ahora fuera del espacio-tiempo y miremos lo que sucede allí.  Las historias de los individuos son trayectorias a través del bloque. Si se curvan sobre sí mismas para formar lazos cerrados entonces juzgaríamos que se ha producido un viaje en el tiempo. Pero las trayectorias son las que son. No hay ninguna historia que “cambie” al hacerla. El viaje en el tiempo nos permite ser parte del pasado pero no cambiar el pasado. Las únicas historias de viaje en el tiempo posibles son las trayectorias autoconsistentes.  En cualquier trayectoria cerrada no hay una división bien definida entre el futuro y el pasado. Sin embargo, yo pienso en lo que el espaciotiempo es, y, sólo lo puedo describir, en nuestro Universo, en cuatro dimensiones en la que la posición de un objeto se especifica en tres coordenadas en el espacio y una en el tiempo. Claro que, en base a lo que nos enseña la teoría de la relatividad no existe el tiempo absoluto que pueda ser medido con independencia del observador, de manera que suscesos simultáneos para un observador ocurren en instantes diferentes vistos desde otro lugar. El tiempo debe ser medido, por tanto, de manera relativa, como lo son las posiciones en el espacio (euclideo) tridimensional, y esto puede conseguirse mediante el concepto de espacio-tiempo. La trayectoria de un objeto en el espacio se denomina línea de Universo. La relatividad general relaciona la curvatura del espacio-tiempo con las posiciones y movimientos de las partículas de materia.
        Si este tipo de viaje hacia atrás en el tiempo es una vía de escape del final termodinámico del universo, y nuestro universo parece irremediablemente abocado hacia ese final, hacia ese borrador termodinámico de todas las posibilidades de procesamiento de información, entonces quizá seres súper avanzados en nuestro futuro estén ya viajando hacia atrás, hacia el ambiente cósmico benigno que proporciona el universo de nuestro tiempo.
        El artículo anterior, ha sido extraido de fuentes variadas y, de vez en cuando algunos de los párrafos han sido adornados o expandidos con datos que, lo enriquecen y, además, agrega información relacionada con el tema tratado.
        No descarto nada.
        emilio silvera

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