Durante décadas, varios físicos teorizaron que la vida no podría existir incluso si las leyes básicas de la naturaleza cambiaran ligeramente.También conocida como la afirmación del “Universo afinado”, esta idea sugiere que la evolución de la vida en el universo es muy sensible a los valores de cierta física fundamental.Si cambias uno de estos valores (lógicamente), la vida no existe. Dicho esto, ¡tenemos mucha suerte de estar aquí!
Pero, ¿realmente puede ser así, o es posible que la vida pueda aparecer bajo diferentes constantes físicas y que no lo sepamos?Esta pregunta fue respondida recientemente por Luke A. Barnes, becario postdoctoral en el Instituto Sidney de Astronomía en Australia.En su último libro,El universo de la suerte: la vida en un universo afinado, él y el profesor de astrofísica de Sydney, Gerint F. Lewis, argumentaron que un universo afinado tiene sentido desde el punto de vista de la física.
Los autores también resumieron estos argumentos en sus artículos invitados:Compañero de Routledge para la filosofía de la física(1ª ed.) En este artículo, “Afinando el universo para la vida”, Barnes explica cómo el “ajuste fino” consiste en utilizar “suposiciones exactas dudosas” para explicar las observaciones.Argumenta que esto ha sido una manifestación de teorías incompletas a lo largo de la historia y es una característica común de la cosmología moderna y la física de partículas.
En cierto modo, la idea es similar a:principio de la humanidadDice que ningún intento de explicar las propiedades del universo puede ignorar nuestra existencia como seres vivos.Esto está en marcado contraste con el principio cosmológico (aka).El Principio Copernicano lleva el nombre de Nicolaus Copernicus, quien formuló el modelo heliocéntrico del universo. Este modelo establece que no hay nada único o especial sobre los humanos o nuestro lugar en el universo.
enpapeles anteriores, Barnes y Lewis argumentaron que los principios humanitarios eran una parte integral de la ciencia, no la arrogancia o un caso de “religión disfrazada”.Cuando se refieren a la coincidencia entre la existencia de la humanidad y un universo dominado por la física suficientemente antiguo y gobernado por la física a favor del surgimiento de la vida inteligente (es decir, nosotros), derivan un simple adagio. Es algo que se puede medir”.
Sin embargo, como explicó Barnes a Universe Today por correo electrónico, existen algunas diferencias importantes entre los Principios antrópicos y el Universo afinado.
“Entiendo la relación entre el ajuste fino y los principios humanos de la siguiente manera.El ajuste fino indica que pequeños cambios en las constantes naturales han hecho que el universo sea insostenible para la vida.El Principio Antrópico establece que si existe vida física, se debe observar que están en un universo donde pueden sustentar su existencia”.
En otras palabras, Barnes dice que el principio humano es una afirmación irrefutable del “efecto de selección” de nuestro ser.No podemos refutar el principio en sí porque no tenemos una población de vida inteligente y civilización para elegir.Mientras tanto, Barnes dice que el argumento del ajuste fino es “un hecho sorprendente sobre las leyes de la naturaleza tal como las conocemos”.
El argumento a favor de un universo afinado se remonta a la década de 1970, cuando la física comenzó a notar que pequeños cambios en las constantes fundamentales de la naturaleza o en las condiciones iniciales del universo impedirían la vida tal como la conocemos.Si el universo y las propias leyes de la física hubieran evolucionado de manera diferente, la estabilidad (en toda su complejidad) necesaria para que existiera la vida no habría sido posible.
Sin embargo, como señaló Barnes en su informe resumido, esta lógica entra en conflicto con el mismo viejo problema.Al igual que el antiguo modelo geocéntrico, contiene supuestos dudosamente precisos, que intenta resolver uno por uno.La primera tiene que ver con:constante cósmica(CC), una idea que Einstein propuso en 1917 como una adición temporal a sus ecuaciones de campo para la relatividad general.CC, representada por un carácter llamado lambda, era una fuerza (visión popular en ese momento) que mantenía el universo estacionario al equilibrar la gravedad.
Einstein abandonó CC años después cuando los astrónomos descubrieron que el universo se estaba expandiendo, pero la idea ha sido reinterpretada desde la década de 1990.Al darse cuenta de que la expansión del universo se estaba acelerando, los físicos comenzaron a plantear la hipótesis de que el CC de Einstein podría ser una fuerza misteriosa conocida como “energía oscura” (DE).Esto condujo a la cosmología ampliamente aceptada conocida como modelo Lambda Cold Dark Matter (LCM).
Sin embargo, CC es también uno de los problemas teóricos más importantes de la física moderna.Al igual que con la materia oscura, se ha propuesto la existencia de DE, o CC recreada, para explicar la diferencia entre las observaciones y las predicciones teóricas.Al igual que el “episódico” de Ptolomeo utilizado para racionalizar las observaciones inconsistentes con el modelo geocéntrico, CC es una suposición “sospechosamente correcta”.
CC también es inconsistente con la teoría cuántica de campos (QFT), que describe las partículas como la composición de un campo.Según QFT, ciertas configuraciones conocidas como “vacío” todavía existen incluso en ausencia de partículas.Sin embargo, si cree en las teorías sobre CC y DE, esto significa que hay una cantidad significativa de energía en el vacío.
La única forma de explicar esto en términos aceptables para QFT y la relatividad general es asumir que las contribuciones de la energía del vacío y el campo cuántico se anulan entre sí.Una vez más, esto requiere una coincidencia “sospechosa de precisión” entre múltiples factores independientes.En otro contexto,El modelo estándar de la física de partículasNos dice que la materia está formada por 25 tipos de partículas subatómicas divididas en cuatro grupos: quarks, leptones, partículas gauge y partículas escalares.
La existencia de estas partículas y sus respectivas propiedades (masa, carga y espín) se confirmaron mediante rigurosos experimentos.Pequeñas desviaciones en estas propiedades tienen un efecto significativo en la forma en que interactúan y se comportan y conducen a una inestabilidad total del material.Lo mismo es cierto para la dimensión del espacio-tiempo, que requiere espacio tridimensional (como planteó la hipótesis de Newton) para átomos estables y órbitas planetarias estables.
Un universo con tres dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo también es esencial, como lo explica la teoría de la relatividad general.Barnes dice que los sistemas atómicos ya no pueden permanecer estables.En otras palabras, CC puede plantear problemas teóricos, pero la dimensionalidad del modelo estándar y el espacio-tiempo es consistente con el modelo ajustado.barnes dijo:
“La constante cósmica no se tiene en cuenta en nuestras ecuaciones y es consistente con un universo que permite la vida solo en una medida muy pequeña.Su valor es una suposición exacta, no motivada por las constantes de los modelos estándar de física de partículas y cosmología.Muchas otras constantes en el modelo estándar son las mismas”.
La pregunta, entonces, es cómo resolver estos problemas en nuestro modelo existente.¿Qué más puede explicar el hecho de que nuestro universo permita la vida mientras que el más mínimo tipo de cambio la hace imposible?En respuesta, Barnes y Lewis sugieren que el Multiverso podría acudir al rescate.“Quizás múltiples universos: nuestro universo por casualidad permite la vida y hay muchos otros universos diversos”, dijo.
Pero mientras tanto, todavía existe la posibilidad de que cualquier discrepancia o discrepancia revele la verdad.Al igual que Copérnico, quien se dio cuenta de que los movimientos de los planetas (que requieren epiciclos y sus equivalentes) eran de hecho una indicación de que el modelo estaba equivocado, el ajuste fino podría ser un signo de física más allá del modelo estándar, o que el modelo mismo es necesario. . enmienda.
“En general, creo que el ajuste fino es una pista para una explicación más profunda.Las probabilidades pequeñas pueden ser probabilidades pequeñas o pueden ser creadas por suposiciones incorrectas”, agregó Barnes.“Lo interesante del ajuste fino de las constantes fundamentales es que actualmente se encuentran en el fondo de la explicación científica.Son tan profundos como la física (al menos en lo que respecta a la evidencia)”.
Barnes y Lewis también están a cargo.Manual de un revolucionario espacial: (o: Cómo vencer al Big Bang), la teoría de la cosmología y los modelos de ajuste fino en detalle (publicado en 2019).
Otras lecturas:arXiv