Un repaso sobre la teoría del Principio Antrópico

Días pasados recibí un correo electrónico donde un lector, Richard Mastronardi, me solicitaba si podía explicarle un poco sobre la “Teoría del Principio Antrópico”, lo cual me pareció un tema bastante interesante, asi que, en vez de responderle de forma individual y personal, nació la ocasión para hablar del tema.

Mientras veo nevar desde las ventanas de mi hogar, me viene a la mente lo insignificante que somos, como esos copos de nieve que observo caer despacio y continuamente, miles y millones de ellos, bueno asi seremos en el vasto universo.

La teoría del principio antrópico afirma que el universo es como es porque si fuera diferente no estaríamos aquí para verlo, es una explicación de la razón por la cual todos los parámetros de la física adoptan el valor que tienen desde la magnitud de las fuerzas nucleares hasta la energía oscura y la masa del electrón si cualquiera de ellos varía, aunque fuera ligeramente el universo sería inhabitable.

Si la fuerza nuclear fuerte fuera ligeramente diferente, los protones y neutrones no se unirían para formar núcleos, y los átomos no podrían formarse. La química no existiría. El carbono sería inexistente y, por lo tanto, la biología y el ser humano no existiría. ¿Si no existiéramos quien observaría el universo y evitaría que existiera sólo como una sopa cuántica de la probabilidad?

Igualmente, si los átomos existieran y el universo hubiera evolucionado hasta formar todas las estructuras que conocemos en la actualidad, si la energía oscura fuera un poco más fuerte, las galaxias y las estrellas se estarían haciendo pedazos. Por lo tanto, minúsculos cambios en los valores de las constantes físicas, en la magnitud de las fuerzas o de las masas de las partículas, pueden tener implicaciones catastróficas. Dicho de otro modo, y para que el lector lo entienda o se haga simplemente una idea, el universo está bien afinado.

Todas las fuerzas son correctas para que la humanidad se haya desarrollado. ¿Es un suceso fortuito que estemos viviendo en el universo de 14.000 millones de años, en el que la energía oscura y la gravedad se equilibran mutuamente, y las partículas subatómicas adoptan las formas que tienen? 

En lugar de pensar que la humanidad es muy especial y que el universo entero existe sólo para nosotros, una suposición un tanto arrogante, el principio antrópico explica que esto no es ninguna sorpresa. Si cualquiera de las fuerzas fuera ligeramente diferente, sencillamente no estaríamos aquí para ser testigos. Igualmente, que el hecho hoy de que hay muchos planetas, pero hasta la fecha sólo uno tiene las condiciones adecuadas para que se desarrolle la vida, el universo podría haberse formado de múltiples maneras, pero sólo hemos llegado a existir a través de ésta. Igualmente, si mis padres no se hubieran conocido jamás, si el motor de la combustión no hubiera sido inventado y en esa fecha, y mi padre no hubiera haber viajado al Sur a conocer a mi madre, yo no estaría aquí. Esto no significa que todo el universo evolucionara así sólo para que yo pudiera existir.

Pero el hecho de que yo existiera requiere en última instancia entre otras cosas que se inventara el motor con antelación y eso limita la gama de universos en los que yo podría encontrarme.

El principio antrópico fue utilizado como argumento en física y cosmología por Robert Dick y Brandon Carter, aunque su argumento es familiar para los filósofos. Una de las formulaciones el principio antrópico débil, afirma que si los parámetros fueran diferentes no estaríamos aquí, así que el hecho de que existimos reduce las probabilidades del universo físico y no habitables en lo que podríamos encontrarnos. Otra versión más fuerte enfatiza la importancia de nuestra propia existencia, tal que la vida es un resultado necesario para que el universo naciera. Por ejemplo, se necesitan observadores para concretar un universo cuántico mediante la observación de este. John Barrow y Frank Tipler también sugirieron otra versión, a través de la cual el procesamiento de la información es un propósito fundamental del universo y por ello su existencia debe producir criaturas capaces de procesar información.

Muchos mundos. Para crear a los seres humanos hace falta que el universo sea viejo, de manera que el carbono tenga tiempo suficiente para formarse en las primeras generaciones de estrellas, y las fuerzas nucleares fuerte y débil tienen que ser -exactamente así- para hacer posible la física nuclear y la química, la gravedad y la energía oscura también tiene que estar en equilibrio para formar las estrellas en lugar de hacer añicos al universo. Además, las estrellas necesitan ser longevas para permitir que se formen los planetas y lo bastante grandes para poder encontrarnos en un bonito planeta templado de las afueras que tenga agua, nitrógeno, oxígeno y todas las moléculas necesarias para dar origen a la vida.

Cómo los físicos imaginan universos donde estas cantidades son diferentes, algunos han sugerido que estos universos pueden crear con tanta facilidad uno como el nuestro. Pueden existir como universos paralelos o multiversos, de tal forma que nosotros solo existimos en una realización. 

La idea de los universos paralelos encaja en el principio antrópico al permitir que otros universos existan también donde nosotros no podamos. Estos pueden existir en múltiples dimensiones y están escindidos siguiendo las mismas líneas que la teoría cuántica requiere para que los observadores provoquen resultados.

Sin embargo, el principio antrópico tiene algunas críticas. Algunos piensan que es una perogrullada – es así porque es así- y que no nos aporta nada nuevo. Otros están insatisfechos por disponer sólo de este universo especial para su estudio, y prefieren buscar en las matemáticas las maneras de afinar automáticamente en nuestro universo y que este discrepe de las ecuaciones simplemente a causa de la física.

La idea del multiverso se acerca a esto al posibilitar un número infinito de alternativas. Sin embargo, otros teóricos, incluidos los de la teoría de cuerdas o la teoría M, tratan de ir más allá del Big Bang para afinar bien los parámetros. Consideran el mar cuántico que precedió al Big Bang una especie de panorama energético y se preguntan dónde es más probable que acabe el universo si dejamos que se enrolle y se despliegue. Por ejemplo, si hacemos rodar una pelota colina abajo, es más probable que acabe en uno unos sitios que en otros, como en el fondo de los valles. Así al tratar de minimizar su energía, el universo podría buscar ciertas combinaciones de parámetros de forma bastante natural al margen de si somos un producto suyo miles de millones de años después.

Los partidarios del principio antrópico y otros, que persiguen medio más matemáticos de acabar con el universo que conocemos, discrepan de cómo hemos llegado a estar donde estamos e incluso de si esta es una pregunta interesante de formularse. Una vez que vamos más allá del big bang y del universo observable, y nos adentramos en los reinos del universo paralelo y los campos de energía preexistente, nos encontramos realmente en terreno filosófico. Pero fuera lo que fuera lo que desencadenara la aparición del universo con su actual apariencia, tenemos suerte de que haya acabado siendo así después de millones de años. Es comprensible que se tarde un tiempo en cocinar la química necesaria para la vida. Pero la razón por la que deberíamos vivir aquí en un momento determinado de la historia del universo cuando la energía oscura es relativamente benigna y compensa la gravedad, es algo más que suerte.

“Para hacer un pastel de manzanas desde cero, primero tienes que crear el Universo” - Carl Sagan, 1980. 

Agradecimiento al Personal de la “BIBLIOTECA LEO FALICOV”:  - MARISA VELAZCO ALDAO – directora de la Biblioteca –Instituto Balseiro - Centro Atómico Bariloche.

*“Centro de Investigación Forense y Tecnología del Tránsito”.