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Traducción de Zusi Eil Gonzalez

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¿Qué hace a un universo habitable? Un profesor de física investiga cuáles parámetros físicos hacen que el universo sea capaz de albergar vida.

Una de las cuestiones fundamentales de la cosmología es la naturaleza de los orígenes de la vida ¿Por qué estamos aquí? Un método para intentar responder a esa pregunta es analizar los posibles parámetros físicos que definen nuestro universo, con la intención de entender qué parámetros hacen posible la evolución de la vida. En otras palabras, ¿qué hace que en nuestro universo sea posible crear vida?

La teoría de los multiversos sugiere que hay universos infinitos fuera del nuestro, cada uno de ellos existente en una burbuja distinta de espacio-tiempo; además, que cada uno difiere en ciertos parámetros como la masa o la carga de ciertos átomos. Esta investigación se ajusta a la teoría de los multiversos mediante la definición de que cada universo paralelo podría diferir potencialmente en sus parámetros.

En su reciente trabajo titulado “Condición Inicial Cósmica para un Universo Habitable”, el físico Sohrab Rahvar sugiere que la probabilidad de que un universo sea habitable es proporcional a la asimetría de los bariones y antibariones. Los bariones y los antibariones son partículas subatómicas que forman protones y neutrones. Que además de los electrones, son los componentes de todos los átomos. Todo lo que podemos ver y sentir es por lo tanto materia bariónica o materia compuesta por bariones. La asimetría o la diferencia en proporción de bariones y antibariones es lo que puede hacer que el universo sea capaz de producir las grandes estructuras como estrellas y galaxias, las cuales son necesarias para la vida.

Si un universo tiene asimetría o no se pudiera determinar en la fase inflacionaria del universo primitivo. Dicha fase es cuando el universo va de algo muy pequeño a algo parecido al tamaño de nuestro universo actual. En la expansión inflacionaria no se crea más espacio mientras se infla el globo por así decirlo, sino porque el aire dentro del globo es cada vez más denso. Imagínese la pantalla de computadora de 13″ que tiene más píxeles agregados en ella, la pantalla todavía tiene 13″, pero hay más espacio para que las cosas estén dentro de ella. En el caso del universo, esto significa grandes estructuras como las estrellas y galaxias, con las que estamos familiarizados.

En este universo inflacionario, la entropía o el desorden, aumenta con el tiempo. Esto indica que el universo primitivo debe haber tenido una entropía muy baja, un estado conocido como “la singularidad”, la cual precedió al Big Bang. Para que la entropía continúe aumentando durante un tiempo infinito, la cosmología inflacionaria sugiere que el universo primitivo debió tener ciertas condiciones como la velocidad de la inflación, fijada en algún momento durante su nacimiento. Este parámetro de la inflación es logarítmico e indica por qué la entropía podría continuar en el infinito. Este parámetro para la inflación se conoce como un el número “e-folding” del universo.

Un número de e-folding grande a través de los pliegues del espacio-tiempo crea un entorno en el que pueden formarse nuevas áreas o burbujas inflacionarias en un dominio principal. En otras palabras, los universos con grandes números de e-folding pueden producir nuevos universos dentro de sí mismos. Un universo con un e-folding suficientemente grande, en teoría, crearía infinitos universos nuevos en los que algunos podrían satisfacer las condiciones para la vida. Un número bajo de e-folding resultaría en una tasa de inflación que eventualmente terminaría, causando un colapso universal poco después de su nacimiento. Además, este universo de números e-folding bajo podría estar tan diluido que nunca formaría las estructuras grandes necesarias para la evolución de la vida.

Rahvar determina que el número de e-folding o el número de pliegues en el espacio-tiempo, es una medida de la diferencia entre la cantidad de bariones y los antibariones presentes en un universo primitivo. Los bariones son partículas subatómicas compuestos por tres quarks. Los quarks son el bloque de construcción más pequeño identificado, son incluso más pequeños que el átomo. Un antibarión es sólo un barión que tiene diferentes 3 “anti” quarks que lo componen. Cuando un barión y un antibarión chocan se destruyen mutuamente en una explosión de energía. Por lo tanto, cuanto mayor sea la diferencia en proporción, o asimetría, de bariones y antibariones, más materia atómica puede tener un universo. Cuanto más materia atómica, más probable es que un universo desarrolle estrellas, galaxias y otras estructuras grandes que son necesarias para la vida.

Una hipótesis de la cosmología temprana es que el Big Bang debería haber producido una cantidad igual de bariones y antibariones, como es el caso con otras partículas subatómicas y sus anti-variantes, como protones y antiprotones. Si lo hubiera hecho, habría significado que la materia atómica no se habría desarrollado. A través de un proceso conocido como bariogénesis, la cantidad de bariones en el universo llegó a superar en número la cantidad de antibariones y produjo la asimetría demostrada de Rahvar.

Esto tiene enormes implicaciones para nuestra comprensión del universo. Si pudiéramos cuantificar y comprender objetivamente la formación de nuestro universo, podríamos compararlo con los datos de otros universos y a partir de ellos determinar si otra burbuja en nuestro espacio inflacionario, o multiverso, es capaz de albergar vida.

La búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI, por sus siglas en inglés) se ha enfocado, por razones obvias, en nuestro universo actualmente conocido. Sin embargo, este artículo sugiere que la vida inteligente también puede existir en otras partes del multiverso.

Información del Artículo

Editor de Inglés: Gina Riggio
Autor de Inglés: Andrew Walls
Artículo original: Cosmic Initial Condition for a Habitable Universe
Fecha de publicación: 26 May 2017

Fuente del foto principal:
https://pixabay.com/en/andromeda-galaxy-milky-way-collision-755442/ Public Domain.