El misterioso valor de la constante
Ilustración de cómo la gravedad de una galaxia curva el espacio-tiempo según la teoría de la relatividad general de Einstein (Imagen: Biblioteca de Ciencias).
Al observar el cielo nocturno, a menudo nos preguntamos por qué el universo existe como existe: desde la vida, las estrellas, los planetas e incluso los humanos. Sin embargo, poca gente sabe que todo en el universo está controlado por un grupo especial de números, llamados las constantes fundamentales de la naturaleza.
Estos números no son invenciones humanas, sino valores fijos que describen la forma en que las fuerzas y la materia en el universo interactúan entre sí.
Por ejemplo, la velocidad de la luz en el vacío es siempre de unos 299.792.458 m/s, la constante gravitacional G es 6,674x10⁻¹¹ m³/kg/s², o la masa de un electrón es 9,1 x 10⁻³¹ kg…
Estos son números que, si se modificaran incluso ligeramente, podrían dar lugar a un universo completamente diferente, o incluso a la existencia de vida. La gran pregunta es: ¿por qué estos números tienen esos valores? ¿De dónde provienen? ¿Son aleatorios?
Gracias a la física, podemos construir ecuaciones y modelos muy precisos para describir el mundo , desde la caída de una piedra hasta la expansión del universo entero. Sin embargo, cada ecuación requiere valores de entrada, es decir, constantes.
Son como las "vigas" que sostienen el edificio de la física moderna. Pero, curiosamente, ninguna teoría actual puede explicar su origen. Los científicos solo pueden medir sus valores experimentales y adaptarlos a modelos.
Imagina que estás simulando el movimiento de una pelota. Puedes usar las leyes de Newton para describir la fuerza, pero necesitas saber "cuán intensa es la fuerza gravitacional". Esto no proviene del modelo, sino que debe medirse en la realidad.
De manera similar, constantes como la intensidad de la fuerza electromagnética, la constante de Planck o la proporción de partículas elementales son parámetros "dados" que no pueden calcularse a partir de la teoría subyacente actual.
¿Son las constantes realmente "invariantes"?
Einstein fue quien propuso la teoría general de la relatividad, que incluye el concepto de la constante gravitacional G, una cantidad indispensable para describir el grado de “curvatura” del espacio-tiempo (Foto: Getty).
La cuestión se vuelve más intrigante cuando los físicos preguntan: ¿son estos números realmente “constantes”, es decir, nunca cambian?
Si alguno de ellos cambia, incluso ligeramente, con el tiempo, el espacio o las circunstancias físicas, entonces significa que no son verdaderamente fundamentales, sino meras manifestaciones de una teoría más profunda que los humanos aún tienen que descubrir .
Para comprobarlo, los científicos han diseñado una serie de experimentos extremadamente precisos, tanto en la Tierra como en el espacio. En el laboratorio, utilizan relojes atómicos. Estos son dispositivos extremadamente sofisticados capaces de detectar los cambios más mínimos en las vibraciones de los átomos y de rastrear la evolución temporal de constantes como la constante de estructura fina (FSC).
Hasta la fecha, la precisión de la medición ha alcanzado el nivel de detectar un cambio de una parte por mil millones por año, pero no se ha registrado ningún cambio significativo.
En el ámbito astronómico, los investigadores observaron la luz de los cuásares, objetos celestes extremadamente brillantes a miles de millones de años luz de la Tierra. Además, analizaron el fondo cósmico de microondas (CMB). Son los remanentes de luz de la formación del universo.
La idea es que si las constantes hubieran cambiado en el pasado lejano, la luz de los objetos celestes distantes se vería afectada y se vería diferente. Sin embargo, las observaciones han demostrado la extraña estabilidad de estas constantes.
Cabe señalar que no podemos tener una certeza absoluta de que sean constantes. Incluso si no se detecta ningún cambio, siempre existe un grado de incertidumbre en cualquier medición, por lo que siempre existe la posibilidad de que las constantes cambien, pero a una velocidad demasiado pequeña para ser detectadas.
El universo todavía tiene muchos misterios.
Las constantes fundamentales no son simples números, sino la base que configura toda la existencia del universo. Determinan cómo interactúan las fuerzas, cómo se forman los átomos, cómo arden las estrellas y cómo se desarrolla la vida.
Si esos números estuvieran errados por apenas una fracción, el universo probablemente estaría tan vacío, caótico o completamente sin vida como lo conocemos.
Sin embargo, la ciencia aún no tiene una respuesta a por qué son como son. ¿Son las constantes resultado del azar? ¿O son la manifestación de una teoría cosmológica más profunda, más allá de nuestra comprensión actual?
Puede que aún no tengamos las respuestas, pero seguir haciendo preguntas y aprendiendo sobre ellas puede llevar a la humanidad a un importante punto de inflexión en la física moderna, de la misma forma que la relatividad y la mecánica cuántica sacudieron la ciencia del siglo XX.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm
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