Estudio muestra que las constantes físicas varían en el universo

Imagen del Hubble Ultra Deep Field. Esta imagen recoge algunas de las galaxias más lejanas y antiguas del universo.
Los datos del Very Large Telescope (VLT) del análisis de luz de cuásares distantes muestran que una de las constantes la naturaleza parece ser diferente en distintas partes del cosmos apoyando con esto la teoría de que nuestro sistema solar es una región del universo donde todo se combina con precisión para permitir la vida. Esto niega el principio de equivalencia de Einstein, que dice que las leyes de la física son las mismas en todas partes.
"Este descubrimiento fue una verdadera sorpresa para todos", explica John Webb de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney, Australia. Webb es el autor principal de un nuevo artículo que ha sido enviado a la revista Physical Review Letters.
El cambio en la constante parece tener una orientación, la creación de una "dirección o eje preferido", a través del cosmos, una idea que fue descartada hace más de 100 años con la creación de la teoría especial de la Relatividad de Einstein.
El estudio describe cómo el "número mágico", conocido como la constante de estructura fina, llamada alfa para abreviar, parece variar en el universo, según afirma el equipo autor de este trabajo. Actualmente el estudio está siendo revisado.
"Después de medir alfa en unas 300 galaxias distantes, surgió una inconsistencia: este número mágico, que está relacionada con el electromagnetismo, no es el mismo que se mide en la Tierra, y parece variar de forma continua a lo largo de un eje preferente que cruza el universo", dijo Webb.
"Las implicaciones nuestro actual entendimiento científico son profundas. Si las leyes de la física no resultan ser más que "ordenanzas locales", pudiera ser que mientras que en nuestra región observable del universo se favorece la existencia de la vida y los seres humanos, en cambio en otras partes mucho más lejanas pueden existir leyes diferentes que se opongan a la formación de la vida, al menos tal como la conocemos.
"Si nuestros resultados son correctos, es evidente que se necesitan nuevas teorías físicas para describirlos satisfactoriamente."
Las conclusiones de los investigadores se basan en nuevas medidas tomadas con el Very Large Telescope (VLT) en Chile, junto con medidas anteriores tomadas con los telescopios ópticos más grandes del mundo del Observatorio Keck, en Hawai.
El descubrimiento principal del nuevo estudio es la constante de estructura fina, también llamada alfa. Su valor determina la fuerza de las interacciones entre la luz y la materia. Hace una década, Webb utilizó observaciones desde el telescopio Keck en Hawai para analizar la luz de los núcleos luz de galaxias distantes llamados cuásares. Los datos sugieren que el valor de alfa fue ligeramente menor cuando la luz del cuasar se emitió hace 12.000 millones años que lo que puede medirse hoy en los laboratorios en la Tierra.
Pequeñas variaciones en las constantes del universo harían que la vida humana fuera imposible
Ahora el colega de Webb, Julian King, también de la Universidad de Nueva Gales del Sur, ha analizado los datos desde el Very Large Telescope (VLT) en Chile, observando una región diferente del cielo. Los datos del VLT sugieren que el valor de alfa en el resto del universo es muy poco más grande que en la Tierra.
La diferencia en ambos casos es del orden de una millonésima del valor que tiene alfa en nuestra región del espacio, y sugiere que alfa varía en el espacio en lugar de variar en el tiempo. "Esperé en silencio, simplemente descubrí lo mismo que el Keck", comenta King. "Fue un verdadero shock."
King comenta que después de combinar los dos conjuntos de datos, fueron golpeados por el nuevo resultado: "Los telescopios Keck y el VLT no sólo están hemisferios diferentes, sino que además observan el universo en direcciones en direcciones distintas. Mirando hacia el norte con Keck vemos, en término medio, un valor para alfa menor en galaxias distantes, pero cuando observamos hacia el sur con el VLT vemos un valor de alfa mayor.
"Varía en una cantidad pequeña, aproximadamente una parte en 100.000, en la mayor parte del universo observable, pero es posible que las variaciones fueran mucho más grandes más allá de nuestro horizonte observable."
El doctor Michael Murphy, coautor del estudio, de la Swinburne University of Technology, señala que este descubrimiento obligará a los científicos a reconsiderar su visión de las leyes de la naturaleza.
"La constante de estructura fina, y otras constantes fundamentales, son absolutamente fundamentales en nuestra teoría actual de la física. Si realmente varían, tendremos una teoría mejor, más profunda", añade Murphy.
Puesto que una "constante variable" sacudiría nuestra visión del mundo que nos rodea, el Doctor Murphy señala: "Afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias, y lo que estamos encontrando es extraordinario, no hay duda sobre eso.."
"Es uno de los mayores interrogantes de la ciencia moderna, ¿son las leyes de la física iguales en todas partes del universo y en toda su historia? Estamos decididos a responde esta tremenda pregunta de una forma o de otra".
El análisis del equipo de unas 300 medidas de la alfa de la luz procedente de varios puntos en el cielo sugiere que la variación no es aleatoria, sino con una estructura, como un imán de barra. El universo parece tener un alfa grande en un lado y un alfa más pequeño, en el otro.
Esta "alineación dipolar" casi coincide con una corriente de galaxias que se mueve misteriosamente hacia el extremo del universo. No obstante, no se alinea con otro dipolo inexplicable, llamado el eje del mal, en el fondo cósmico de microondas.
La Tierra se encuentra en algún lugar en medio de los dos extremos del alfa. Si esto es correcto, explicaría por qué alfa parece tener un valor muy preciso que permite que funcionen la química y la biología. Si alfa fuese un 4% mayor, por ejemplo, las estrellas no podrían producir el carbono, por lo que nuestra bioquímica sería imposible.
Si la interpretación de la luz es correcta, sería "un asunto muy gordo", airma Craig Hogan, director del Centro para Astrofísica de Partículas del Fermilab en Batavia, Illinois. Pero al igual que Cowie, declaró que sospecha que hay un error en alguna parte del análisis. "Creo que el resultado no es real", dice.
Michael Murphy de la Universidad de Swinburne en Australia, coautor del artículo, dice que las evidencias de cambios constantes se acumulan. "Acabamos de informar de lo que encontramos, y nadie ha sido capaz de explicar estos resultados en una década de intentos", añadió Murphy. "Que las constantes fundamentales sean constantes es una suposición. Estamos aquí para probar la física, no darla por sentada."
Fuente original
Publicado en Odisea Cósmica
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