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Los 2 números más peligrosos del universo amenazan el fin de la física

El CERN ha declarado que el experimento LHCb había descubierto la presencia de dos nuevas partículas subatómicas bariónicas. Una línea de pensamiento profundamente preocupante y controvertida ha surgido dentro de la comunidad física. Es la idea de que estamos llegando al límite absoluto de lo que podemos entender sobre el mundo que nos rodea a través de la ciencia.

"Los próximos años pueden decirnos si seremos capaces de seguir aumentando nuestra comprensión de la naturaleza o si, por primera vez en la historia de la ciencia, podríamos enfrentar preguntas que no podemos responder", Harry Cliff, un físico de partículas de la Organización Europea para la Investigación Nuclear, mejor conocido como CERN, dijo en una última charla de TED en Ginebra, Suiza. Igualmente aterrador es el motivo de este límite inminente, que Cliff dice que es porque "las leyes de la física lo prohíben". En el núcleo del argumento de Cliff se encuentran los dos números más peligrosos del cosmos. Estos números son responsables de toda la materia, estructura y vida que presenciamos en todo el cosmos. Y si estos dos números fueran incluso algo diferentes, dice Cliff, el cosmos sería un lugar vacío y sin vida.

El primer número peligroso en la lista de Cliff es un valor que significa la fuerza de lo que los físicos llaman el campo de Higgs, un campo de energía invisible que no es completamente diferente a otros campos magnéticos que impregnan el cosmos. A medida que las partículas nadan a través del campo de Higgs, ganan masa para convertirse finalmente en protones, neutrones y electrones que comprenden todos los átomos que los componen, a mí y a todo lo que vemos a nuestro alrededor. Sin él, no estaríamos aquí. Sabemos casi con certeza que el campo de Higgs existe debido a un hallazgo revolucionario en 2012, cuando los físicos del CERN descubrieron una nueva partícula elemental llamada el bosón de Higgs. Según la teoría, no se puede tener un bosón de Higgs sin un campo de Higgs. Pero hay algo enigmático en el campo de Higgs que continúa perturbando a físicos como Cliff. De acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica, las dos teorías de la física que conducen nuestra comprensión del cosmos a escalas increíblemente grandes y extremadamente pequeñas, el campo de Higgs debería realizar una de dos tareas, dice Cliff.

O bien debería estar apagado, lo que significa que tendría un valor de fuerza de cero y no estaría trabajando para dar masa a las partículas, o debería estar encendido, y, según la teoría, este "valor" es "absolutamente enorme". ", Dice Cliff. Pero ninguno de esos dos escenarios es lo que observan los físicos.     "En realidad, el campo de Higgs está ligeramente encendido", dice Cliff. "No es cero, pero es diez mil trillones de veces más débil que su valor total, un poco como un interruptor de luz que se atascó justo antes de la posición de" apagado ". Y este valor es crucial. Si fuera un poco diferente, entonces no habría ninguna estructura física en el universo ". Por qué la fuerza del campo de Higgs es tan absurdamente débil desafía la comprensión. Los físicos esperan encontrar una respuesta a esta pregunta descubriendo nuevas partículas en el acelerador de partículas recientemente actualizado en el CERN. Hasta ahora, sin embargo, todavía están cazando.

La distribución de la materia oscura se muestra en azul y la distribución del gas en naranja. Esta simulación es para el estado actual del cosmos y se centra en un cúmulo de galaxias masivas. El área mostrada es de aproximadamente 300 millones de años luz. El segundo número peligroso de Cliff se duplica como lo que los físicos han llamado "la peor predicción teórica en la historia de la física". Este número peligroso se ocupa de las profundidades del espacio profundo y de un fenómeno complejo que se funde mentalmente llamado energía oscura. La energía oscura, una fuerza repulsiva que es responsable de la expansión acelerada de nuestro universo, se midió por primera vez en 1998.

Sin embargo, "no sabemos qué es la energía oscura", admite Cliff. "Pero la mejor idea es que es la energía del espacio vacío en sí, la energía del vacío". Si esto es cierto, deberías ser capaz de resumir toda la energía del espacio vacío para obtener un valor que demuestre la fuerza de la energía oscura. Y aunque los físicos teóricos lo han hecho, hay un problema gigantesco con su respuesta:     "La energía oscura debe ser 10120 veces más fuerte que el valor que detectamos desde la astronomía", dijo Cliff. "Este es un número tan asombrosamente enorme que es imposible entenderlo ... este número es mayor que cualquier número en astronomía, es mil billones de billones de trillones de veces más grande que el número de átomos en el cosmos . Esa es una predicción bastante mala ".

En el lado positivo, tenemos la suerte de que la energía oscura es más pequeña de lo que los teóricos pronostican. Si siguiera nuestros modelos teóricos, entonces la fuerza repulsiva de la energía oscura sería tan enorme que literalmente desgarraría nuestro universo. Las fuerzas fundamentales que unen a los átomos serían impotentes contra él y nada podría formarse: galaxias, estrellas, planetas y la vida, tal como la conocemos, no existiría. Por otro lado, es tremendamente frustrante que no podamos usar nuestras teorías actuales del cosmos para desarrollar una mejor medición de la energía oscura que esté de acuerdo con las observaciones existentes. Incluso mejor que mejorar nuestras teorías sería encontrar una manera de entender por qué la fuerza de la energía oscura y el campo de Higgs es lo que es. Obtener respuestas podría ser imposible Cliff dijo que hay una forma probable de obtener algunas respuestas, pero que nunca podremos demostrarlo. Si pudiéramos confirmar de alguna manera que nuestro cosmos es solo uno en un vasto multiverso de miles de millones de otros cosmos, entonces "de repente podemos entender los valores extrañamente afinados de estos dos números peligrosos [porque] en la mayor parte del multiverso la energía oscura es tan "fuerte que el cosmos se rompe, o que el campo de Higgs es tan débil que ningún átomo puede formarse", dijo Cliff.



Para probar esto, los físicos necesitan encontrar nuevas partículas que sustenten teorías drásticas como la teoría de cuerdas, que predice la presencia de un multiverso. En este momento, solo hay un lugar en el mundo que podría producir estas partículas, si existen, y ese es el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN. Y los físicos solo tienen dos o tres años antes de que el CERN cierre el LHC para las actualizaciones. Si no hemos encontrado nada para entonces, dijo Cliff, podría indicar el comienzo del fin.     “Podemos estar entrando en una nueva era en la física. Una era donde hay características extrañas en el universo que no podemos explicar. Una época en la que tenemos indicios de que vivimos en un multiverso que se encuentra frustrantemente fuera de nuestro alcance. Una era en la que nunca podremos responder a la pregunta de por qué hay algo en lugar de nada ".

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