El problema del ajuste fino

En dos artículos publicados previamente he hablado de la relación entre las teorías del multiverso y el problema del ajuste fino, señalando que dichas teorías no resuelven el problema. Este artículo describe brevemente en qué consiste ese problema.

BrandonCarterEn 1973, Brandon Carter formuló el principio antrópico, nombre que después ha sido deplorado por su autor, por prestarse a malos entendidos. Dicho principio no es más que la constatación de que el universo debe cumplir todas las condiciones necesarias para nuestra existencia, puesto que nosotros estamos aquí.

Algo más de una década más tarde, John Barrow y Frank Tipler publicaron un libro titulado El principio antrópico cosmológico,  en el que plantearon una versión más fuerte del principio antrópico, según la cual las constantes del universo tienen valores muy críticos, y variaciones mínimas en dichos valores harían imposible la vida. Esta constatación plantea el problema del ajuste fino, que se basa en el análisis del efecto que tendría un cambio en los valores de esas constantes. Con otras palabras: el universo parece diseñado para que sea posible la vida. Veamos algunos ejemplos:

  1. La masa del protón es 1836 veces superior a la del electrón. La masa del neutrón es igual a 1838,4 veces mayor que la del electrón (0,13% mayor que la del protón). Si la masa del neutrón hubiese sido sólo 0,15% mayor de lo que es (es decir, 1841.2 veces mayor que la del electrón, o 0,28% mayor que la del protón) las estrellas no podrían producir helio a partir del hidrógeno. Sí podrían utilizar el helio producido poco después del Big Bang, pero sólo les duraría algunos millones de años. En un universo así, la vida no tendría tiempo de aparecer.
  2. La física moderna conoce cuatro interacciones fundamentales: gravitatoria, electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte. Si la fuerza fuerte fuese un 0,5% más o menos intensa de lo que es, en el interior de las estrellas no se produciría carbono, o no se produciría oxígeno. Sin carbono o sin oxígeno no sería posible la vida al estilo terrestre, pues ambos elementos son indispensables para la formación de materia orgánica. Ocurriría lo mismo si la intensidad de la interacción electromagnética difiriera del valor que tiene en más de un 4% en ambos sentidos.
  3. En cada fusión nuclear que tiene lugar en las estrellas, un 0,7% de la materia se convierte en energía. Si esta constante valiese 0,8% o más, todo el hidrógeno se habría convertido en helio durante el Big Bang y no quedaría hidrógeno en el universo para formar parte de los seres vivos o proporcionar energía a las estrellas. Si hubiese sido menor de 0,6%, la fusión del hidrógeno sería imposible, el universo estaría compuesto solo de hidrógeno, y no podrían existir las estrellas
  4. La constante cosmológica, introducida por Einstein en su ecuación cósmica y después rechazada por él, ha resucitado recientemente, cuando se descubrió que la expansión del universo parece estar acelerándose. Su valor, si se confirma su existencia, también sería crítico: si fuese más alto de lo que es, el universo se habría expandido tan deprisa que no se habrían formado galaxias ni estrellas (ni vida). Valores más bajos llevarían a un universo cuya expansión se habría detenido, contrayéndose hacia un Big Crunch, y la vida no habría tenido tiempo de formarse.

Todos estos parámetros y algunos más, que no tenemos sitio para mencionar, toman valores en el campo de los números reales, por lo que la probabilidad de la existencia de vida en un universo cualquiera se calcula dividiendo el volumen del espacio de configuración compatible con la existencia de la vida, entre el volumen del espacio de configuración total (el infinito del continuo). Si tenemos en cuenta los valores críticos mencionados, resulta que la parte del espacio de configuración compatible con la vida es ridículamente pequeña. Algunos científicos creen que la probabilidad de que el universo cumpla todas las condiciones necesarias podría estar entre 0 y 10-500. Recuérdese (hablé de esto en un artículo anterior) que la probabilidad de la existencia de algo puede ser cero, aunque sepamos que existe un caso favorable.

Fine_Tuning

El problema del ajuste fino
Manuel Alfonseca Moreno

Alfonseca Moreno, Manuel

Véase https://es.wikipedia.org/wiki/Manuel_Alfonseca_Moreno Más información en http://www.linkedin.com/profile/view?id=118073984&trk=nav_responsive_tab_profile

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