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Por qué crear un nuevo universo en el laboratorio no es tan loco como parece

Aunque pueda parecer ciencia ficción, la idea de concebir un cosmos en miniatura en la Tierra lleva tiempo rondando por la mente de los físicos. De momento, los métodos que han diseñado son solo teóricos, pero ya saben cuáles son los ingredientes básicos de la receta: una partícula elemental conocida como monopolo magnético y un acelerador aún más potente que el Gran Colisionador del CERN.

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Rick desarrolla en la ficción una batería que contiene un microuniverso con un planeta habitado

Rick desarrolla en la ficción una batería que contiene un microuniverso con un planeta habitado

Un diente, un poco de refresco de cola y listo: así consigue Lisa crear un minúsculo universo dentro de un recipiente en uno de los famosos especiales de Halloween de ‘Los Simpson’. Sin necesidad de salir de su habitación ni de utilizar máquinas o sustancias químicas de laboratorio. Y la mediana de la amarillenta familia no ha sido el único personaje animado capaz de fabricar vida: en uno de los capítulos de la serie ‘Rick & Morty’, el genial científico muestra a su nieto cómo una de las baterías de su nave alberga un planeta en miniatura habitado que produce energía.

Aunque estos pequeños mundos ficticios no tienen, de momento, ninguna representación en la vida real, la idea de concebir un minicosmos no es solo cosa de guionistas de dibujos animados. Algunos científicos llevan dándole vueltas al asunto desde hace décadas e, incluso, han encontrado distintas pistas sobre cómo podría llevarse a cabo el proceso.

Los cosmólogos elucubran desde hace décadas sobre la posibilidad de crear un universo en el laboratorio

Los cosmólogos elucubran sobre la posibilidad de crear un universo en el laboratorio

Un ‘Big Bang’ generador de burbujas

Uno de los primeros en considerar seriamente la posibilidad fue el físico de la Universidad de Stanford Andrei Linde. En 1991, Linde envió a una publicación académica el borrador de un artículo sobre “el difícil arte de la creación de universos”en el que exponía un método teórico para engendrar un nuevo cosmos capaz de evolucionar hasta formar estrellas, planetas e incluso albergar vida inteligente.

El investigador se basaba en la teoría del ‘Big Bang’ que había desarrollado algunos años antes, bautizada como "inflación caótica" y fundamentada en las ideas del científico del MIT Alan Guth. El modelo explicaba por qué se produjo la gran explosión y la posterior expansión del universo y predecía el patrón que seguiría la radiación de fondo de microondas —restos de aquel fenómeno primigenio que persisten hasta nuestros días—, confirmado en los años 90 gracias a mediciones de satélite.

La teoría de la inflación parte del hecho de que el vacío espaciotemporal no es completamente estático, ya que en él se producen fluctuaciones muy pequeñas (a escala cuántica) que provocan la formación de burbujas con propiedades de espacio y tiempo diferentes. Las condiciones de su interior se mantienen constantes gracias a un fenómeno conocido como campo de Higgs, que les permite soportar la presión del exterior y expandirse hasta alcanzar dimensiones astronómicas, como ocurrió con nuestro universo.

La teoría de la inflacción de Andrei Linde explica la expansión del universo tras el 'Big Bang'

La teoría de la inflación de Andrei Linde explica la expansión del universo tras el 'Big Bang'

Sin embargo, el modelo inicial que Linde planteó en los 80 tenía dos limitaciones. Por una parte, las burbujas demasiado pequeñas colapsaban y no lograban expandirse. Por otro, las grandes necesitaban un empujoncito energético para crecer —como un ‘Big Bang’—. O al menos eso parecía hasta que dos colegas encontraron la manera de sortear ambos obstáculos.

En 1989, el cosmólogo Willy Fischler, de la Universidad de Texas, demostró que los procesos cuánticos del interior de las burbujas podían hacer que una de pequeño tamaño se convirtiera espontáneamente en una grande y Eduardo Guendelman, un científico de la Universidad de Israel que sigue investigando en este campo, halló una forma de evitar que las burbujas más pequeñas sucumbieran antes de transformarse en una mayor.

Llegados a este punto, una preguntaba golpeaba cada vez más fuerte en la cabeza de los físicos: ¿por qué no recrear el fenómeno en el laboratorio y generar un miniuniverso? El problema es que, como puede intuirse, reunir todas las condiciones necesarias no era (ni es) una tarea precisamente fácil.

Una pizca de energía y un puñado de partículas

Según los trabajos más recientes, los ingredientes básicos de la receta para cocinar un nuevo cosmos son un acelerador de partículas aún más potente que el Gran Colisionador del CERN (el LHC) y un monopolo magnético, una partícula elemental (hipotética, por el momento) de gran densidad que, como su nombre indica, solo tiene un polo magnético.

La idea es que, si pudiésemos conferir a una de estas partículas el pequeño empujoncito de energía y masa que les falta, comenzaría a inflarse y continuaría haciéndolo eternamente. Aunque no aumentaría de tamaño dentro de nuestro universo como haría un globo: un monopolo en expansión produciría una curvatura en el espacio tiempo dentro del acelerador, dando lugar a un diminuto agujero de gusano, un túnel que llevaría a otra región del espacio —no, no es ciencia ficción, es física teórica—.

El túnel se parecería bastante a un agujero negro, pero tan pequeño que no causaría ningún tipo de efecto visible. Así, la apertura presente en el laboratorio sería la puerta hacia un nuevo universo joven, en rápida expansión y con sus propias leyes físicas.

Una posible forma de recrear este increíble fenómeno, según el científico de la Universidad de Tufs Arvind Borde y un par de colegas, es provocar la colisión de dos de estos monopolos magnéticos. Con el choque se formaría uno inestable con la energía suficiente para ocasionar la expansión de una burbuja de falso vacío y, con ello, la creación de diminutos cosmos. 

El equipo liderado por el investigador Nobuyuki Sakai, de la Universidad Yamagata (en Japón), sugiere algo similar: bombardear un monopolo magnético con partículas dentro de un acelerador para aumentar su masa y energía. De acuerdo a las estimaciones de Sakai, una vez el joven universo se hubiera expandido lo suficiente, el agujero de gusano que haría las veces de cordón umbilical se desvanecería. El nuevo cosmos quedaría entonces encerrado en un pequeño agujero negro que también acabaría por evaporarse de nuestro mundo dejando solo un leve rastro.

Vista del Gran Colisionador de Hadrones del CERN

Vista del Gran Colisionador de Hadrones del CERN

De hecho, su desaparición podría ser tan rápida que solo esa huella desvelaría su presencia. Algunos de los aceleradores de partículas más avanzados, como el LHC, y los que están por venir podrían detectar diminutos agujeros negros cuánticos, un hito que abriría la puerta a la observación de los vestigios descritos por el investigador japonés.

Sin embargo, aunque estas máquinas sean cada vez más precisas, aún falta un elemento fundamental en la ecuación: hallar un monopolo magnético, algo que no se ha conseguido hasta la fecha pese a que la física predice su existencia. Paradójicamente, la propia teoría de la inflación explica el motivo por el que resulta tan difícil de encontrar: nuestro universo ha surgido de una fluctuación cuántica tan pequeña que contenía solo una de estas partículas. Es como buscar una aguja en un pajar.

Tampoco hay buenas noticias para los que creen en la posibilidad de fabricar una de estas diminutas piezas elementales. Debido a su enorme densidad, para crear un monopolo magnético habría que empezar por provocar la colisión de otras dos partículas, un electrón y un positrón, un proceso que requiere aceleradores mucho más potentes de los que existen en la actualidad. Y, aun teniendo estas máquinas, la probabilidad de obtener algún resultado es muy baja.

Las implicaciones de convertirse en un dios

Pero además de toda una ristra de limitaciones y obstáculos, crear un universo en el laboratorio podría tener implicaciones éticas, como recoge la periodista y divulgadora Zeeya Merali en su libro ‘ A Big Bang in a Little Room’, publicado este mismo año. De acuerdo las teorías existentes, si lográsemos concebir un nuevo cosmos, este se desarrollaría independientemente y no tendríamos ningún control sobre él ni sobre el sufrimiento que podrían experimentar sus posibles habitantes.

Las posturas de los científicos ante esta cuestión son variadas, según ha podido comprobar Merali. Mientras que Guendelman compara la responsabilidad de engendrar vida con la que asumen los padres de un bebé, Sakai escurre el bulto asegurando que aún falta mucho para que sus ideas se conviertan en una realidad. Si es que alguna vez lo hacen.

En aquel estudio de 1991, Linde se atrevía incluso a cuestionar si nuestro universo mismo no podría ser el fruto de los experimentos de un “'hacker' físico” de otro planeta. Y eso que, por entonces, ni Lisa había jugado a ser dios ni Rick utilizaba aun sus baterías especiales.

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Las imágenes de este reportaje son propiedad, por orden de aparición, de NASA/CXC/SAO/ Rolf Olsen/JPL-Caltech, NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al/ MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. /WFI y Maximilien Brice/CERN.

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