Nuevos Universos se están creando constantemente según un estudio del MIT


La moderna cosmología sostiene que nuestro Universos ería uno más de una vasta colección de ellos, en una teoría conocida como Multiverso. El físico del MIT (Instituto Tecnológico de Massachuset), Alan Gurth sugiere que nuevos universos (bautizados como Universos de Bolsillo) son creados continuamente.

Según este punto de vista, “la naturaleza recibe una gran cantidad de intentos de Universos; cada uno de ellos sería un experimento que se repite una y otra vez, cada vez con leyes físicas ligeramente diferentes, o incluso muy diferentes”, dice Jaffe.

Algunos de estos universos se derrumbarían instantes después de la formación debido, en otras razones, a que las fuerzas entre las partículas serían tan débiles que no podrían dar lugar a átomos o moléculas. Sin embargo, si las condiciones fueran adecuadas, la materia se uniría para formar galaxias y  planetas, y si los elementos correctos estuvieron presentes en esos mundos, la vida podría evolucionar hasta ser inteligente.

Algunos físicos han teorizado que los universos únicos en los que las leyes de la física son “per se” podrían ayudar al desarrollo de la vida, e incluso que si las cosas fueran solo un poco diferentes a nuestro mundo, la vida inteligente sería imposible. En ese caso, nuestras leyes físicas se podrían explicar “antrópicamente,” lo que significa que son como son porque de otro modo, no habría nadie para darse cuenta de ello.

El profesor de física del MIT, Robert Jaffe y sus colaboradores, consideraron que la explicación antrópica debe ser sometida a un escrutinio más cuidadoso, y decidieron explorar si posibles universos con diferentes leyes físicas podrían albergar vida.

Decidieron explorar si  universos con diferentes leyes físicas podrían apoyar vida y a diferencia de la mayoría de otros estudios anteriores, en los que el simple hecho de variar  una constante por lo general produce un universo inhóspito, los científicos examinaron más de una constante.

Si existe vida en otras partes de nuestro universo es un misterio, pero para algunos científicos, hay otra pregunta interesante: ¿Puede haber vida en un universo muy diferente del nuestro?

En el trabajo presentado recientemente en un artículo de portada en la revista Scientific American, Jaffe, postdoctorado del MIT,  Jenkins Alejandro, e itamar Kimchi demuestran que universos muy diferentes del  nuestro todavía tienen elementos similares a los de carbono, hidrógeno y oxígeno, y por lo tanto podrían evolucionar las formas de vida muy similares a nosotros. Incluso cuando las masas de  partículas elementales se alteraría dramáticamente, la vida podría encontrar un camino.

“Se pueden cambiar cantidades significativas, sin eliminar la posibilidad de química orgánica en  esos universos”, dice Jenkins. A pesar de que en otros universos puedan existir extravagantes formas de vida, Jaffe y sus colaboradores decidieron centrarse en vida basada en la química del carbono.

Se define como “afín a la vida” a los universos en los que las formas estables de hidrógeno, carbono y oxígeno  existen. “Si no tenemos una entidad estable con la química del hidrógeno,  no vamos a tener  hidrocarburos, o complejos hidratos de carbono, y no vamos a tener vida “, dice Jaffe. “Lo mismo sucede con el carbono y el oxígeno. Más allá estos tres elementos, lo demás es opcional”.

El equipo se puso a la labor de ver que podía ocurrir a esos elementos si se alteraba las masas de las partículas elementales llamadas quarks. Hay seis tipos de quarks, que son los bloques de construcción de protones, neutrones y electrones. El equipo del MIT se centró en los tipos de Quark “arriba”, “abajo” y los quarks “extraños”, los quarks más ligeros y más comunes, que se unen para formar protones y neutrones y partículas estrechamente relacionadas llamadas “hiperones”.

En nuestro universo, un quaqrck del tipo abajo es dos veces más pesado que el del tipo arriba, por lo que los neutrones  son un 0,1 por ciento más pesados ​​que los protones. Jaffe y sus colegas modelaron una familia de universos en los que el quark abajo era más ligero que el quark arriba, y los protones eran más pesados ​​que los neutrones. En este escenario, el hidrógeno ya no sería estable, pero  los isótopos de deuterio o tritio podría ser más pesados. Un isótopo de carbono conocido como carbono-14 también sería estable, al igual que una forma de oxígeno, por lo que las reacciones orgánicas necesarias para la vida serían posible.

El equipo encontró algunos otros universos agradables, incluyendo una familia donde los quarks arriba y los extraños tienen aproximadamente la misma masa (en nuestro universo, los quarks extraños son mucho más pesados ​​y sólo se pueden producir en colisiones de alta energía), mientras que el quark abajo sería mucho más ligero. En un universo así, los núcleos atómicos se formarían de neutrones y un hiperón llamado “sigma minus”, que sustituiría a los protones. Los hallazgos fueron publicados en la revista Physical Review D el  años pasado.

El equipo centró su trabajo en los quarks, ya que sabemos lo suficiente acerca de las interacciones entre ellos para predecir lo que sucederá cuando se cambian sus masas. Sin embargo, “cualquier intento de abordar el problema en un contexto más amplio va a ser muy difícil”, dice Jaffe, porque los físicos están limitados en su capacidad para predecir las consecuencias de cambiar la mayoría de las demás leyes y constantes físicas.

Un grupo de investigadores del Lawrence Berkeley National Laboratory ha realizado estudios relacionados con el examen de si los universos afines pueden surgir aun cuando no haya una de las cuatro fuerzas fundamentales de nuestra universo -la fuerza nuclear débil, que permite a las reacciones que convierte neutrones en protones y viceversa. Los investigadores demostraron que ajustar las otras tres fuerzas fundamentales podría compensar la falta de fuerza nuclear débil y aún así permitir que los elementos estables se formaran.

Ese estudio y el trabajo del equipo del MIT son diferentes de la mayoría de otros estudios en esta área.”Por lo general, se varía una constante y los resultados, son diferentes de si se varían varias constantes”, dice Mark Wise, profesor de física en Caltech, quien no estuvo involucrado en la investigación. Variar sólo una constante por lo general produce un universo hostil, que puede conducir a la errónea conclusión de que cualquier universos no hostil es posible.

Uno de los parámetros físicos que parece estar muy bien afinado es la constante cosmológica -una medida de la presión ejercida por el espacio vacío, que hace que el universo se expanda o se contraiga. En nuestro universo, la constante cosmológica es positiva lo que hace que se expanda, aunque es un factor muy muy pequeño y un valor mayor haría que el universo se expandiera demasiado rápido para que se formaran galaxias. Sin embargo, Wise y sus colegas han demostrado que es teóricamente posible que cambios en la perturbación de densidad primordial cosmológica puede compensar, al menos para pequeños cambios en el valor, la constante cosmológica.

Al final, no hay manera de saber con certeza si hay otros universos, o incluso si la vida es posible en ellos. Pero esto no es suficiente para detener a los físicos a la hora de explorar las posibilidades, y en el proceso aprender más sobre nuestro propio universo.

Enlace original: MIT: New Universes are being constatly created

 

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