E o universo tal e como é por qué nos vivimos nel?

Unha serie de hallazgos apoian o principio antrópico, que é que o universo está todo basado para a vida humana, eso é o que se define o sistema antrópico.

O profesor alemán Ulf-G Meissner, catedrático de Física Teórica no Instituto Helmholtz daUniversidade de Bonn, aporta nun artículo recién publicado en Science Bulletin unha serie de hallazgos que apoian o Principio Antrópico, é decir, a idea de que o Universo é como é porque nel hai seres capaces de preguntarse por que é así. 

Durante o último medio siglo, os físicos teóricos foron descubrindo que moitas das constantes e reglas fundamentais da Física parecen estar finamente "sintonizadas" para permitir que a vida se orixine no Universo. Por exemplo, as constantes que conteñen o Modelo Estandar da Física de Partículas permitieron, por un marxen moi estreteito, que se formaran núcleos de hidróxeno tras el Big Bang, e despois átomos de carbono e oxígeno que, xuntos, fusionaronse nos núcleos da primeira xeneración de estrelas masivas que, a súa vez, estalaron como supernovas; explosións que prepararon finalmente a escena para que surxiran sistemas solares e planetas capaces de sustentar vida basada no carbono e altamente dependiente da agua e o oxígeno.

A cuestión é que todos estos hallazgos parecen apoiar o famoso Principio Antrópico formulado no ano 1973 por o físico Brandom Carter e según o cal o mero feito de que nos estemos aquí supón que o Universo, ten que ser como é, porque si fora diferente en algo non existiríamos.

No seu célebre "Historia do Tiempo", o físico británico Stephen Hawking tamen se refiere ao Principio Antrópico: "vemos o Universo tal e como é porque nos existimos". É decir, que si o Universo non fose como é, non hubese evolucionado exactamente da forma na que o fixo, ningún de nos existiría, polo que preguntarse o por qué da nosa existencia é algo que, para Hawking, non ten sentido algún. 

Os experimentos de Meissner

No seu estudo, titulado "Consideracións antrópicas en Física nuclear", Meissner analiza o Principio Antrópico á luz da Astrofísica e a Física de Partículas: "De feito, é posible levar a cabo experimentos científicos concretos que apoien esta declaración bastante abstracta (o Principio Antrópico), como por exemplo cos procesos específicos que fixeron posible a xeneración de elementos".

Para Meissner, esto pode conseguirse "ca axuda de computadoras de alto rendimento, que nos permiten simular universos nos que os parámetros fundamentaies que subnacen á Física nuclear toman valores diferentes dos que vemos na Natureza".

Cando Brandom Carter formulou o seu Principio Antrópico, afirmou que o Universo deberán ser tales que permitan, nalgún momento, que nel surxan observadores. E esto é así porque, efectivamente, no Universo xa existen observadores  que se preguntan polo seu orixen e evolución.

A expansión tras o Big Bang

Hawking, contaba na súa "Breve Historia do Tempo" unha serie de fenómenos astrofísicos que parecen apoiar o Principio Antrópico e se preguntaba: "¿Por qué tivo que empezar o Universo con unha tasa de expansión tan cercana ao punto crírico que separa os modelos en que ese Universo colapsa dos que lle permiten expandirse para sempre e que ainda hoxe, máis de 10.000 millones de anos máis tarde, ainda sigue expandindose casi a esa velocidade crítica?".

Para Hawking, "si a tasa de expansión un segundo tras o Big Bang fora menor, incluso nunha parte en cen mil millons de millons, o Universo volveriase  colapsar moito antes de haber alcanzado o seu tamaño actual".

Nas palabras de Meissner, "O Universo en que vivimos caracterizase por certos parámetros que teñen uns valores específicos que parecen estar perfectamente sintonizados para que a vida, e a Terra, sean posibles. Por exemplo, a idade do Universo ten que ser o suficientemente larga como para permitir a formación de galaxias, estrellas e planetas, e tamen estrelas de segunda e terceira xeneración (como o Sol) que incorporen o carbono e o oxígeno liberado ao espazo polas primeiras estrelas que estalaron".

Para Meissner, "incluso na escala microscópica, certos parámetros fundamentaies do Modelo Estandar, como a masa dos quarks ou a fina estructura das constantes electromagnéticas, deben ter valores que permitan a formación de neutrones, protones e núcleos atómicos". Condicións esenciales para que o Universo sea tal e como o vemos na actualidade.

De esta forma, mentras que a nucleosíntesis do Big Bang dou orixen aos núcleos de hidróxeno e a las partículas alfa (núcleos de helio 4), outros elementos xeneralmente considerados esenciais para a vida, como o carbono e o oxígeno, sólo se formaron máis tarde, no interior de estrelas moi masivas que arderon moi intensamente e que murreron pronto, moitas en forma de supernovas que ao estalar propagaron estos elementos e os dejaron a disposición das sieguintes xeneracións de sistemas estelares.

Nunha  serie de experimentos basados en complejas simulacións informáticas, Meissner alterou os valores da masa dos quarks que vemos na natureza para determinar que grado de variación se necesita para impedir a formación de carbono e oxígeno no interior da primeira xeneración de estrelas. E os seus resultados indican que habría bastado con unha variación de un 2 ou un 3% na masa de esos quark para que ningún de esos dous elementos esenciais.

Incluso antes, durante o propio Big Bang, cando se crearon os núcleos dos dous primeiros elementos da taboa periódica (Hidróxeno e Helio), unha leve variación na masa dos quarks  impedira a súa formación, o que significou que esa primeira xeneración de estrelas xamais chegou  a formarse. "A nucleosíntesis do Big Bang -afirma Meissner- establece uns límites moi apretados, e un axuste tan extremo apoia a visión antrópica do noso Universo".

"Por suposto podemos pensar na existencia de múltiples universos, un multiverso no que os distintos parámetros fundamentaies toman valores diferentes e levan a creación de universos moi distintos uns de outros".

Tamen Stephen Hawking dixo en unha ocasión que incluso as máis lixeiras alteracións das constantes da física fundamental en este hipotético multiverso "levaría a universos que, aunque podían ser moi fermosos, non contiñan a nadie capaz de maravillarse ante tanta beleza".

Unha declaración, por certo, ca que Meissner está moi de acordo: "En ese sentido, o noso  Universo goza de un estatus preferente, e esa é a base do Principio Antrópico".