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¿Se podria cambiar el valor de las Constantes?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (1)

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Hay cambios infinitesimales que seguramente podrían ser soportados sin notar cambios perceptibles, como por ejemplo en la vigésima cifra decimal de la constante de estructura fina. Si el cambio se produjera en la segunda cifra decimal, los cambios serían muy importantes. Las propiedades de los átomos se alteran y procesos complicados como el plegamiento de las proteínas o la replicación del ADN pueden verse afectados de manera adversa. Sin embargo, para la complejidad química pueden abrirse nuevas posibilidades. Es difícil evaluar las consecuencias de estos cambios, pero está claro que, si los cambios consiguen cierta importancia, los núcleos dejarían de existir, no se formarían células y la vida se ausentaría del planeta, siendo imposible alguna forma de vida.

Las constantes de la naturaleza ¡son intocables!

Ahora sabemos que el universo tiene que tener miles de millones de años para que haya transcurrido el tiempo necesario par que los ladrillos de la vida sean fabricados en las estrellas y la gravitación nos dice que la edad del universo esta directamente ligada con otras propiedades como la densidad, temperatura, y el brillo del cielo.

Puesto que el universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe llegar a tener una extensión visible de miles de millones de años luz. Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace frío y disperso. Como hemos visto, la densidad del universo es hoy de poco más que 1 átomo por m3 de espacio. Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra por qué no es sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extraterrestres. Si existen en el universo otras formas de vía avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada.

La expansión del universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas, con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotros. Diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja, los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es sólo una mota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el universo.

Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad de los cielos. Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad, ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas. Nosotros sí podemos hacer todo eso y más.

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, b, 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 b 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 a versión b, jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte aF, junto con la de a, entonces, a menos que  aF > 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 aF decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y se bloquearía el camino a los caminos astrofísicos nucleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida.

emilio silvera

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Esta entrada fue publicada el martes, 5 de octubre de 2010 a las 13:43 y está clasificada bajo: Física. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.
 

  1. 1
    Crusellas
    el 5 de octubre del 2010 a las 23:51

    Amigo Emilio, he leído con pasión los tres capítulos de esta “libreta” que poco a poco va arrojando luz sobre los principios básicos de la Física, que es tanto como decir de la realidad en la que estamos inmersos. Yo también, desde la primera vez que oí hablar del número 137, quedé fascinado por su singularidad. Claro que también hay otros números extraños y omnipresentes, como el número áureo, ese 1,618 y una infinitud de decimales detrás, pues es un número irracional (por cierto la sucesión de Fibonacci tiende hacia el número áureo según dividimos dos números contiguos). El número áureo está presente en todas las obras de arte de la antigüedad, pero no sólo ahí, sino también en todos los modelos geométricos de la Naturaleza, sean del reino animal o vegetal, de formaciones cristalográficas, de relación entre cantidad de zánganos y obreras en un panal… cada día se descubren nuevas situaciones gobernadas por el número áureo, ¿por qué este número surge sin cesar en todos los ámbitos de la madre Naturaleza?
    Y no sólo en la Naturaleza, el número áureo está presente en los sólidos perfectos y en un sin fin de aspectos matemáticos. Pero es curioso que, si el número áureo se adapta a una relación angular (el famoso ángulo de oro), nos sale un número nuevo que es 137,5 ¿mucha casualidad?
    Pareciera que, del mismo modo que todas las fuerzas físicas se unifican a altísimas energías, todas las constantes matemáticas están relacionadas entre sí. Quizá ésta sea una proposición excesivamente arriesgada.
    Y aquí viene mi pregunta: 137, o el número áureo, o el número “e”, o “pi”, o tantos otros números singulares, ¿existen porque son consecuencia de una realidad física o geométrica, o la realidad física y geométrica se establece así por la “magia” intrínseca de esos números? Creo que me está saliendo la vena Pitagórica. Pero es que, como dijo Kant, “en cada teoría particular de la naturaleza no puede hallarse ciencia propiamente dicha sino en la medida en que ella haya matemática” .
    Creo, amigo Emilio, que eso es lo que has hecho a través de estos tres brillantes posts, demostrar que la física -y por tanto toda la realidad que nos envuelve y en la que estamos inmersos y de la que somos parte- y las matemáticas van inextricablemente unidas. Y aunque todavía no sepamos por qué han de ser esas constantes y no otras las que posibilitan las leyes físicas que mueven nuestro mundo, el primer paso ya está dado: existen unas constantes matemáticas que son la clave de la física.
    Un abrazo y enhorabuena por tu exposición, como siempre precisa, concisa, amena y esclarecedora.

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