Si existe hoy en día un argumento en defensa de la existencia de un ser creador del Universo, ese sin lugar a dudas es el argumento del ajuste fino. Probablemente hayan oído o leído sobre él. De forma resumida lo que viene a decir es que ciertas constantes de la naturaleza parecen estar tremendamente ajustadas para que en el Universo surja la vida. Dicho de otro modo, si el valor de algunas de esas constantes variara tan sólo un poco el Universo sería muy distinto a como es, y nosotros no existiríamos, así pues, tiene que haber algo, llamesmole diseñador, llamesmole Dios que se ha tomado la molestia de diseñar el Universo para que nosotros existamos.
Lo primero que alguien se puede preguntar es ¿es cierto que existe ese ajuste fino? Bueno eso parece, aunque es conveniente tomar con actitud crítica las afirmaciones sobre tal o cual constante y lo ajustado de su valor, ya que no siempre se da el denominado ajuste fino. El caso tal vez más notable es la existencia de un estado radiactivo del átomo del carbono, sin el cual no podría haberse dado la cadena de reacciones apropiadas en el interior de las estrellas, y nosotros no estaríamos aquí halando de estos temas. Dicho estado tendría una energía de unos 7 millones de electrón-voltio por encima de su estado fundamental pero no superior a 7,7 millones de electrón-voltios. Sin este estado no sería posible la formación de átomos de carbono estable en el núcleo de las estrellas.
Que extraña coincidencia ¿no? ¿Es este un ejemplo del increíble ajuste del Universo para que en él exista vida? La respuesta es no, como ya lo señalaron M. Livio, D. Hollowell, A. Weiss, y J.W. Truran en la prestigiosa revista Nature(1). Pero dejemos que sea el premio Nobel de Física Steven Weinberg quien lo explique:
“... del núcleo de carbono se sabe experimentalmente que tiene dicho estado radiactivo con una energía 7.65 Mev por encima de su estado fundamental. A primera vista esto puede parecer una afortunada aproximación; la energía del estado radiactivo del carbono no sobrepasa la permitida para la formación del carbono (y por lo tanto de nosotros) por sólo 0.05 MeV, que es menos de un uno por ciento de 7.65 MeV. Puede parecer que las constantes de la naturaleza de las que dependen las propiedades de todos los núcleos han sido cuidadosamente ajustadas para hacer la vida posible. Pero mirando más detenidamente, el ajuste fino de las constantes de la naturaleza aquí no parece tan fino. Tenemos que considerar por qué la formación del carbono en las estrellas requiere la existencia de un estado radiactivo del carbono con una energía no mayor que 7.7 MeV por encima de su estado fundamental. La razón es que el núcleo de carbono en este estado se forma realmente en un proceso con dos pasos: primero, dos núcleos de helio se combinan para formar el núcleo inestable de un isótopo del berilio, berilio 8, el cual ocasionalmente, antes de fragmentarse, captura otro núcleo de helio, formando un núcleo de carbono en su estado radiactivo, que después decae y se convierte en carbono normal. La energía total del berilio 8 y un núcleo de helio en reposo es de 7.4 MeV por encima de la energía del estado fundamental del núcleo del carbono; así que si la energía del estado radiactivo del carbono fuese mayor de 7.7 Mev sólo podría formarse en una colisión entre un núcleo de carbono y un núcleo de berilio 8 sólo si la energía cinética de los dos núcleos fuese al menos de 0.3 MeV - una energía que es extremadamente improbable encontrar a las temperaturas a las que se encuentran las estrellas. Así que el hecho crucial que afecta a la producción de carbono en las estrellas no son los 7.65 MeV del estado radiactivo del carbono por encima de su estado fundamental, sino los 0.25 Mev del estado radiactivo, un compuesto inestable formado por un núcleo de berilio 8 y un núcleo de helio, por encima de la energía de estos núcleos en reposo. La energía no sobrepasa el límite para la producción del carbono por una fracción que es del orden de 0.05 MeV/0.25 MeV, un 20 por ciento, que no es una aproximación tan fina después de todo.”(2)
Aunque esta no es la situación general, pone de relieve que es conveniente examinar críticamente las afirmaciones sobre el ajuste fino de determinadas constantes ya que no siempre es así.
¿Pero como explicar el ajuste fino cuando sí se da? ¿Existe alguna explicación? Pues de momento, simple y llanamente no tenemos explicación para ello, entendiendo por explicación una teoría o modelo que explique los valores de las constantes de la naturaleza. Ahora bien, lo que si que hay son hipótesis, y para todos los gustos. Aceptar por lo tanto que es debido a Dios es ir demasiado rápido. Tal vez la explicación este a la vuelta de la esquina, aunque podamos tardar mucho en alcanzar dicha esquina.
Pero si miramos a la historia de la ciencia más reciente nos encontramos que aparentes ajustes finos de determinados parámetros han hallado una explicación totalmente natural sin necesidad de recurrir a lo sobrenatural o divino. Corría el año 1978 cuando Robert Dicke dio una conferencia en la Universidad de Princeton. El tema central de la misma era el valor de la densidad de masa(en realidad la densidad de masa y energía) del Universo.
Sabemos que el Universo se esta expandiendo. Ahora bien, podemos preguntarnos si seguirá expandiéndose indefinidamente o si por el contrario dejara de hacerlo algún día y empezara a contraerse. Dicho comportamiento depende de la cantidad de masa que contenga el Universo. Como sabemos la masa genera un campo gravitatorio, a más masa, mayor campo gravitatorio ¿tiene el Universo la cantidad suficiente de masa como para que por efecto de su gravedad la expansión se detenga?
Para ser exactos en lugar de cantidad de masa se suele hablar de densidad de masa. La densidad de masa necesaria para detener la expansión se la denomina densidad crítica y el cociente entre la densidad de masa que tiene el Universo y la densidad de masa critica se la representa con la letra griega Omega.
El problema es el siguiente, cuando Robert Dicke dio su famosa conferencia se sabia que el valor de Omega tenia que estar entre 0.1 y 2, pero según demostró Dicke esto requería que un segundo después del Big Bang Omega tuviera un valor como mínimo de 0,999999999999999 y como máximo de 1,000000000000001. De no estar entre estos valores Omega tendería a cero o infinito dependiendo si su valor superaba la cota mínima o máxima. Esto si que es un ajuste fino, ¿cómo explicarlo? Hoy en día estaríamos oyendo a buen seguro que era una prueba de la existencia de Dios y de cómo había diseñado el Universo.
Dos años después, Alan Guth hizo publicó su modelo inflacionario. El cual afirm
a que en sus primeros instantes el Universo sufrió una expansión exponencial, creciendo así su tamaño de forma vertiginosa. Según descubrió Guth, durante la época inflacionaria del Universo el comportamiento de la expansión exponencial del Universo se describe con las mismas ecuaciones de campo de Einstein pero con el signo cambiado. Esto implica que si antes la más mínima variación en el valor de Omega hacia que este divergiera, ahora con el cambio de signo no importa el valor de Omega, este podría valer 10, 1000, 0,001, 100000, 1000000 o cualquier otro valor ya que el proceso inflacionario hace que Omega converja hacia el valor 1. Así pues, la inflación introducida por Alan Guth no sólo borraba de un plumazo el aparente ajuste fino de Omega sino que hacia una predicción sobre su valor, y es que el valor de Omega una vez acabada la época de la inflación debería ser 1. Que es de hecho el valor que arrogan las últimas observaciones realizadas con el sonda WMAP.
Teniendo en cuenta que todavía nos queda mucho por saber, y que ni siquiera hemos conseguido una teoría unificada de la relatividad y la mecánica cuántica. Parece querer correr demasiado el afirmar que las constantes de la naturaleza tienen el valor que tiene por que así lo ha querido Dios o como se le suele llamar últimamente el Diseñador Inteligente. Seamos pacientes, démosle tiempo a la investigación científica y las respuestas a nuestras preguntas irán llegando poco a poco.
Ismael Pérez Fernández.
(1) M. Livio, D. Hollowell, A. Weiss, y J.W. Truran. “The Antropic Significance of the Existence of an Excited State of 12C” Nature, Vol. 340, No. 6231, 27 de Julio, 1989.
(2)WEINBERG, STEVEN. Plantar Cara. La ciencia y sus adversarios culturales. Barcelona:Ediciones Paidos. 2003.
GUTH, Alan. The Inflationary Universe. The Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Great Britain:Vintage. 1998.
Artículo publicado originalmente en "El Escéptico Digital".
Lo primero que alguien se puede preguntar es ¿es cierto que existe ese ajuste fino? Bueno eso parece, aunque es conveniente tomar con actitud crítica las afirmaciones sobre tal o cual constante y lo ajustado de su valor, ya que no siempre se da el denominado ajuste fino. El caso tal vez más notable es la existencia de un estado radiactivo del átomo del carbono, sin el cual no podría haberse dado la cadena de reacciones apropiadas en el interior de las estrellas, y nosotros no estaríamos aquí halando de estos temas. Dicho estado tendría una energía de unos 7 millones de electrón-voltio por encima de su estado fundamental pero no superior a 7,7 millones de electrón-voltios. Sin este estado no sería posible la formación de átomos de carbono estable en el núcleo de las estrellas.
Que extraña coincidencia ¿no? ¿Es este un ejemplo del increíble ajuste del Universo para que en él exista vida? La respuesta es no, como ya lo señalaron M. Livio, D. Hollowell, A. Weiss, y J.W. Truran en la prestigiosa revista Nature(1). Pero dejemos que sea el premio Nobel de Física Steven Weinberg quien lo explique:
“... del núcleo de carbono se sabe experimentalmente que tiene dicho estado radiactivo con una energía 7.65 Mev por encima de su estado fundamental. A primera vista esto puede parecer una afortunada aproximación; la energía del estado radiactivo del carbono no sobrepasa la permitida para la formación del carbono (y por lo tanto de nosotros) por sólo 0.05 MeV, que es menos de un uno por ciento de 7.65 MeV. Puede parecer que las constantes de la naturaleza de las que dependen las propiedades de todos los núcleos han sido cuidadosamente ajustadas para hacer la vida posible. Pero mirando más detenidamente, el ajuste fino de las constantes de la naturaleza aquí no parece tan fino. Tenemos que considerar por qué la formación del carbono en las estrellas requiere la existencia de un estado radiactivo del carbono con una energía no mayor que 7.7 MeV por encima de su estado fundamental. La razón es que el núcleo de carbono en este estado se forma realmente en un proceso con dos pasos: primero, dos núcleos de helio se combinan para formar el núcleo inestable de un isótopo del berilio, berilio 8, el cual ocasionalmente, antes de fragmentarse, captura otro núcleo de helio, formando un núcleo de carbono en su estado radiactivo, que después decae y se convierte en carbono normal. La energía total del berilio 8 y un núcleo de helio en reposo es de 7.4 MeV por encima de la energía del estado fundamental del núcleo del carbono; así que si la energía del estado radiactivo del carbono fuese mayor de 7.7 Mev sólo podría formarse en una colisión entre un núcleo de carbono y un núcleo de berilio 8 sólo si la energía cinética de los dos núcleos fuese al menos de 0.3 MeV - una energía que es extremadamente improbable encontrar a las temperaturas a las que se encuentran las estrellas. Así que el hecho crucial que afecta a la producción de carbono en las estrellas no son los 7.65 MeV del estado radiactivo del carbono por encima de su estado fundamental, sino los 0.25 Mev del estado radiactivo, un compuesto inestable formado por un núcleo de berilio 8 y un núcleo de helio, por encima de la energía de estos núcleos en reposo. La energía no sobrepasa el límite para la producción del carbono por una fracción que es del orden de 0.05 MeV/0.25 MeV, un 20 por ciento, que no es una aproximación tan fina después de todo.”(2)Aunque esta no es la situación general, pone de relieve que es conveniente examinar críticamente las afirmaciones sobre el ajuste fino de determinadas constantes ya que no siempre es así.
¿Pero como explicar el ajuste fino cuando sí se da? ¿Existe alguna explicación? Pues de momento, simple y llanamente no tenemos explicación para ello, entendiendo por explicación una teoría o modelo que explique los valores de las constantes de la naturaleza. Ahora bien, lo que si que hay son hipótesis, y para todos los gustos. Aceptar por lo tanto que es debido a Dios es ir demasiado rápido. Tal vez la explicación este a la vuelta de la esquina, aunque podamos tardar mucho en alcanzar dicha esquina.
Pero si miramos a la historia de la ciencia más reciente nos encontramos que aparentes ajustes finos de determinados parámetros han hallado una explicación totalmente natural sin necesidad de recurrir a lo sobrenatural o divino. Corría el año 1978 cuando Robert Dicke dio una conferencia en la Universidad de Princeton. El tema central de la misma era el valor de la densidad de masa(en realidad la densidad de masa y energía) del Universo.
Sabemos que el Universo se esta expandiendo. Ahora bien, podemos preguntarnos si seguirá expandiéndose indefinidamente o si por el contrario dejara de hacerlo algún día y empezara a contraerse. Dicho comportamiento depende de la cantidad de masa que contenga el Universo. Como sabemos la masa genera un campo gravitatorio, a más masa, mayor campo gravitatorio ¿tiene el Universo la cantidad suficiente de masa como para que por efecto de su gravedad la expansión se detenga?
Para ser exactos en lugar de cantidad de masa se suele hablar de densidad de masa. La densidad de masa necesaria para detener la expansión se la denomina densidad crítica y el cociente entre la densidad de masa que tiene el Universo y la densidad de masa critica se la representa con la letra griega Omega.
El problema es el siguiente, cuando Robert Dicke dio su famosa conferencia se sabia que el valor de Omega tenia que estar entre 0.1 y 2, pero según demostró Dicke esto requería que un segundo después del Big Bang Omega tuviera un valor como mínimo de 0,999999999999999 y como máximo de 1,000000000000001. De no estar entre estos valores Omega tendería a cero o infinito dependiendo si su valor superaba la cota mínima o máxima. Esto si que es un ajuste fino, ¿cómo explicarlo? Hoy en día estaríamos oyendo a buen seguro que era una prueba de la existencia de Dios y de cómo había diseñado el Universo.
Dos años después, Alan Guth hizo publicó su modelo inflacionario. El cual afirm
a que en sus primeros instantes el Universo sufrió una expansión exponencial, creciendo así su tamaño de forma vertiginosa. Según descubrió Guth, durante la época inflacionaria del Universo el comportamiento de la expansión exponencial del Universo se describe con las mismas ecuaciones de campo de Einstein pero con el signo cambiado. Esto implica que si antes la más mínima variación en el valor de Omega hacia que este divergiera, ahora con el cambio de signo no importa el valor de Omega, este podría valer 10, 1000, 0,001, 100000, 1000000 o cualquier otro valor ya que el proceso inflacionario hace que Omega converja hacia el valor 1. Así pues, la inflación introducida por Alan Guth no sólo borraba de un plumazo el aparente ajuste fino de Omega sino que hacia una predicción sobre su valor, y es que el valor de Omega una vez acabada la época de la inflación debería ser 1. Que es de hecho el valor que arrogan las últimas observaciones realizadas con el sonda WMAP.Teniendo en cuenta que todavía nos queda mucho por saber, y que ni siquiera hemos conseguido una teoría unificada de la relatividad y la mecánica cuántica. Parece querer correr demasiado el afirmar que las constantes de la naturaleza tienen el valor que tiene por que así lo ha querido Dios o como se le suele llamar últimamente el Diseñador Inteligente. Seamos pacientes, démosle tiempo a la investigación científica y las respuestas a nuestras preguntas irán llegando poco a poco.
Ismael Pérez Fernández.
(1) M. Livio, D. Hollowell, A. Weiss, y J.W. Truran. “The Antropic Significance of the Existence of an Excited State of 12C” Nature, Vol. 340, No. 6231, 27 de Julio, 1989.
(2)WEINBERG, STEVEN. Plantar Cara. La ciencia y sus adversarios culturales. Barcelona:Ediciones Paidos. 2003.
GUTH, Alan. The Inflationary Universe. The Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Great Britain:Vintage. 1998.
Artículo publicado originalmente en "El Escéptico Digital".
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