SOLO SEIS, ¡PERO VAYA SEIS! por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico numerario

Desde siempre nos fascina contemplar la magnificencia del Universo. Alzar la vista hacia el cielo en una noche estrellada nos conmueve ante el espectáculo grandioso que observamos. La reflexión sobre nuestra existencia sobreviene inevitablemente. El Universo está regido por unas leyes físicas que permiten que surja la vida. Sobrecogedor. Esas estrellas que contemplamos son las que nos han suministrado la mayor parte de los elementos químicos y ya es sabido que sin Química no podría darse la vida. Las leyes de la Física que rigen el Universo se han ido estructurando de forma que las teorías, que cada vez resultan ser más elegantes, tratan de reducir los fenómenos observados a fenómenos previamente conocidos, reduciendo el número de principios y de constantes fundamentales necesarias para describir los fenómenos.

El número de constantes físicas depende del sistema de unidades y por eso se utiliza el de Planck o de unidades natural, para que sea el mínimo posible, que son las que se denominan fundamentales. El modelo estándar requiere 25 constantes fundamentales: la constante de estructura fina, la constante de acoplamiento fuerte, el cociente entre la masa de varias partículas y la masa de Planck (seis cocientes para los seis tipos de quark (u,d,c,s,t,b), otros seis para los leptones (e, mu, tau, ve vmu y vtau), un cociente para el bosón de Higgs y dos para los bosones másicos de la teoría electrodebil (W,Z)), cuatro parámetros de la matriz de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, para describir como oscilan los quarks entre las distintas variedades y, finalmente, cuatro parámetros de la matriz de Maki-Nakagawa-Sakata que describen la oscilación de los neutrinos.

El astrónomo inglés Martin Rees, presento, en su libro Just Six Numbers, seis constantes cosmológicas que definen la estructura del Universo, cuyos valores son críticos para la existencia de la vida, de forma que, ligeros cambios imposibilitarían que existiéramos. N, que es la relación entre la fuerza de atracción de las masas y la de repulsión de las cargas, para dos protones. Su valor es 10^(-36). Este valor permite a los químicos despreciar la gravedad cuando se consideran varios átomos para formar moléculas. Los efectos de la carga se compensan, pero los efectos gravitatorios se acumulan y crean un campo de atracción gravitatoria que actúa sobre otros cuerpos, tanto más importante cuanto mayor es su masa. De haber sido menor, la gravedad nos aplastaría, las galaxias serían de pequeño tamaño y se habrían formado muy rápidamente y no hubiera habido tiempo para que tuviera lugar la evolución biológica.

El segundo número, epsilón,  es la proporción entre la masa de un núcleo de hidrógeno que se convierte en energía, cuando se fusionan dos átomos de hidrógeno para generar helio. Se mide con epsilón y en nuestro Universo vale 0.007. Tiene que ver con la fuerza que hay que superar cuando se divide el átomo. La existencia de la Química depende de este número, y resulta ser, por tanto, un prerrequisito para la existencia de la vida. La interacción fuerte sólo se manifiesta a distancias muy pequeñas. Es como el pegamento que mantiene unidos a los protones. Para formar un núcleo con dos protones, el pegamento es insuficiente para compensar la repulsión electrostática y hay que añadir dos neutrones para que aumenten “el pegamento” y acercarlos lo suficiente para que actúe la interacción fuerte y los mantenga unidos. Esto supone calentar la materia a millones de grados. Si la constante tuviera un valor de 0.006, no estaría unido un protón a un neutrón, el deuterio no sería estable y estaría clausurado la ruta para la formación de helio. No existiría la Química, porque solamente tendríamos hidrógeno, las estrellas no tendrían en marcha la fusión nuclear y no suministrarían ni calor a los planetas ni posibilitarían la vida y, ni siquiera, podrían formarse elementos más pesados para generar planetas rocosos como el nuestro. Un valor de 0.008 si permitiría la fusión nuclear, pero el hidrógeno no habría sobrevivido al Big Bang, de forma que dos protones se podrían unir, con lo que no tendríamos agua, ni tampoco se hubiera formado la biosfera que está basada en el carbono.

La relación entre la cantidad de materia del Universo, y la densidad crítica, nos da otro número, “omega” cuyo valor es 0.3. No se habrían formado ni las estrellas ni las galaxias si hubiera sido más bajo y si hubiera sido más elevado la expansión habría sido demasiado lenta. Un cuarto número denominado “Lambda” tiene un valor próximo a cero, pero ese valor ha permitido la evolución cósmica ya que controla la expansión  del Universo. Conforme el Universo en su expansión sea más oscuro y vacío, dominará a la gravedad. Pero es la gravedad la que mantiene la estructura de las Galaxias y la cantidad de energía necesaria para destruirlas y dispersarlas tiene que ver con su masa en reposo. Esta relación determina el quinto número, Q, Su valor es 1 en cien mil y si fuera menor las galaxias tendrían estructuras muy débiles, el Universo sería inerte; pero si fuera mayor el Universo sería violento con enormes agujeros negros colapsando grandes zonas.

Por último, el número clave del Universo es el número 3. Es la dimensión de nuestro espacio. La gravedad obedece la ley del inverso del cuadrado de la distancia. Las orbitas descritas en los sistemas “solares” son estables y no se advierte desviación en las velocidades mantenidas por los planetas. Si la dimensión no fuera tres, caerían los planetas sobre el Sol si la velocidad disminuyera, o describiría una espiral alejándose si aquélla aumentara. Pero, además, si la dimensión fuera menor de 3, no podríamos habernos incorporado nosotros a ese espacio, como tampoco las estructuras complejas que conforman la vida.

Estos seis números cósmicos establecen las reglas en las que nos movemos tras el Big Bang. Nuestro origen depende de la precisión de estos números, al igual que la Química y nuestra presencia se justifica por sus valores, nuestro colosal asombro se cierne en torno al misterio del Universo como el nuestro, que descansa en estos números y en sus valores concretos que lo hacen posible. ¡Fantástico! ¡Colosal! ¡Asombroso!