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miércoles. 30.11.2022
PRUEBAS RECIENTES PARECEN NEGARLO

¿Es lógico el Universo?

Décadas de experimentos con resultados confusos han llevado a algunos físicos a pensar en una posibilidad sorprendente: “Que el Universo no tenga sentido”.

Laboratorio fototónica

Una nublada tarde a finales de abril profesores y estudiantes de física se congregaron en la sala de conferencias de la universidad de Columbia, en Nueva York, para escuchar una conferencia de Nima Arkani-Hamed, un físico teórico del Instituto para estudios avanzados de la vecina universidad de Princeton, en Nueva Jersey. Nima explicó las dobles y aparentemente contradictorias explicaciones de los experimentos realizados recientemente en el LHC, el acelerador europeo de partículas situado cerca de Ginebra, en Suiza y Natalie Wolchover y Simons Science News las han recogido en un artículo.

“El hecho de que se encontrara el bosón de Higgs donde se esperaba encontrarlo es un triunfo para la teoría y una prueba de que la Física funciona” dijo Arkani-Hamed.

El espectacular descubrimiento del bosón de Higgs en julio de 2012 confirmó una teoría que tenía casi cincuenta años de cómo las partículas elementales adquieren masa, lo que las permite formar galaxias y seres vivos.

“El hecho de que se le encontrara más o menos donde se esperaba encontrarlo es un éxito para el experimento, un triunfo para la teoría y una prueba de que la Física funciona” dijo Arkani-Hamed.

Sin embargo, para que el bosón de Higgs tuviera sentido con la masa o su equivalente en energía que se había calculado que debería tener era preciso encontrar un montón de otras partículas y no se encontró ninguna.

Con el descubrimiento de sólo una partícula el LHC ha desenterrado un problema en la física que ha estado oculto durante décadas. Las ecuaciones modernas parecen explicar la realidad con una fiabilidad extraordinaria, prediciendo los valores de muchas constantes que se encuentran en la naturaleza y la existencia de partículas como el bosón de Higgs. El problema es que algunas constantes, entre ellas la masa del bosón de Higgs, son diferentes de las que la teoría estimaba que debería ser, y en este caso se traduce en eliminar la posibilidad de vida a menos que el universo estuviera lleno de un montón de ajustes y variaciones que no se conocen.

Esto amenaza la noción de natural, el sueño de Albert Einstein de que las leyes de la Naturaleza eran sublimes, inevitables y congruentes entre sí. Los físicos se enfrentan a la posibilidad de que esas leyes sean el resultado arbitrario y confuso de fluctuaciones aleatorias en el tejido espacio tiempo.

El LHC se paró en febrero de 2013 para una mejora de sus sistemas que va a durar dos años y que casi duplicará la energía de la que dispone. Para su reapertura en 2015 está previsto un nuevo esfuerzo por descubrir las partículas que faltan. Mientras tanto, en artículos, conferencias y entrevistas, físicos teóricos como el propio Arkani-Hamed están considerando la posibilidad de que el mundo no sea natural, aunque no exista acuerdo sobre cuál sería la prueba que demostraría que efectivamente esa posibilidad es real.

“Hace diez o veinte años, creía firmemente en un universo natural” dice Nathan Seiberg, un físico teórico en el Instituto, el mismo en el que Einstein trabajó desde 1933 hasta su muerte en 1955; “ahora no estoy tan seguro. Confío en que haya algo que no hemos tenido en cuenta, algún otro mecanismo que diera respuesta a estos problemas, aunque no sé cuál podría ser”.

El razonamiento de los físicos es que si el universo no es natural, y las constantes fundamentales que permitan la existencia de vida son altamente improbables, debería haber un gran número de otros universos para que nuestro improbable caso se hubiera hecho posible, pues si no fuera así, ¿por qué habríamos tenido tanta suerte? Ese mundo no natural reforzaría la hipótesis del multiverso, que defiende que nuestro universo es una burbuja entre muchas otras. De acuerdo con una teoría popular, la teoría de cuerdas, de la que hasta ahora no hay evidencias que apoyen su verosimilitud, la cantidad de tipos posibles de universo en un multiverso es de 10 elevado a 500. En unos pocos de ellos unas variaciones casuales explicarían las constantes extrañas que observamos.

En esta visión nada de lo que ocurre en el universo sería inevitable, lo que lo convertiría en impredecible. Edward Witten, un teórico de cuerdas en el Instituto escribió que “personalmente estaría feliz si la hipótesis del multiverso no fuera correcta ya que de serlo se limitaría nuestra posibilidad de entender las leyes de la física”.

“Algunas personas lo odian” dice Raphael Bousso, un físico en la Universidad de California en Berkeley, que contribuyó a desarrollar la hipótesis del multiverso, “pero no creo que debamos evaluarla a partir de nuestras emociones. Es una posibilidad que se está viendo favorecida por la ausencia de confirmaciones del mundo natural en el LHC”.

 “La naturalidad tiene un historial de validación” contó Arkani-Hamed en una entrevista: es la exigencia de que las constantes físicas, como la masa y otras propiedades del universo provengan de las leyes de la física, no de fluctuaciones poco probables. Una y otra vez, cada vez que una constante aparece demasiado ajustada, como si su valor inicial se hubiera alterado para compensar otros efectos, los físicos piensan que algo no se está teniendo en cuenta.  Entonces se busca e inevitablemente se encuentra alguna partícula o característica que ha modificado esa constante, evitando tener que recurrir a fluctuaciones improbables, pero esto es lo que está fallando ahora.

Lo que el LHC descubra o no en su próxima temporada puede fortalecer una de las dos posibilidades que a día de hoy se tienen en cuenta: que vivamos en un universo complejo pero único o que nos encontremos en una burbuja atípica de un multiverso. “Sabremos mucho más en los próximos cinco o diez años gracias al LHC” dice Seiberg. “Todo es muy excitante y está a nuestro alcance”.

Algo que no se puede descartar es que esta discrepancia no sea auténtica, que tuviera su origen en un fallo del experimento, como ocurrió no hace mucho con otro que aparentemente desmentía el que la velocidad de la luz fuera la máxima posible y que al parecer fue consecuencia de un error en la conexión de los equipos de medición.

En cualquier caso, como Arkani-Hamed dijo a sus oyentes de la Universidad de Columbia, “permaneced atentos”.

¿Es lógico el Universo?