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Hace miles de millones de años la fuerza electromagnética fue diferente en los extremos opuestos del universo. Esa es la sorprendente conclusión de un grupo de físicos en Australia, que han estudiado la luz de los quasares antiguos. Los investigadores encontraron que la constante de estructura fina, conocida como -a-(*), ha cambiado tanto en el espacio y el tiempo desde el Big Bang.
El descubrimiento – apodado como la noticia de física “del año” – es una prueba más de que -a-(*) no puede ser constante, después de todo. Si es correcto, la conclusión contradice un principio fundamental de la teoría general de la relatividad de Einstein. La naturaleza de la asimetría podría señalar a los científicos la ruta hacia una sola teoría unificada de la física y arrojar luz sobre la naturaleza del universo.
La constante de estructura fina es una medida de la fuerza de la interacción electromagnética y cuantifica cómo obliga a los electrones de los átomos y moléculas.
A pesar de ser llamada una constante, hay, sin embargo, buenas razones teóricas por las que -a-(*) puede variar con el espacio o el tiempo. Un cambio de -a-(*) podría, por ejemplo, ayudar a resolver el misterio más grande de la física: la manera de formular una teoría unificada que describe las cuatro fuerzas fundamentales: gravedad, electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil.
En 1998 John Webb, Víctor Flambaum y sus colegas de la Universidad de Nueva Gales del Sur empezó a buscar pruebas de las variaciones de -a-(*) mediante el estudio de la luz proveniente de quásares distantes. La radiación de estos objetos extremadamente brillantes ha viajado durante miles de millones de años antes de llegar a la Tierra y han pasado a través de nubes de gas antiguas a lo largo del camino.
Parte de la luz es absorbida en longitudes de onda específicas que revelan la composición química de la nube. Dentro del espectro de absorción es el epónimo o “estructura fina” de la cual puede ser el valor de -a-(*) extraído.
El equipo ha estudiado hasta ahora cientos de quásares en el cielo del norte y llegó a la conclusión de que miles de millones de años atrás estaba a punto -a-(*) a una parte en 100,000 menor de lo que es hoy. Esto, sin embargo, sigue siendo un resultado polémico que no es aceptado por todos los físicos.
Ahora, Webb y sus colegas han analizado 153 cuásares adicionales en el cielo austral utilizando el Very Large Telescope (VLT) en Chile y han hecho un descubrimiento aún más sorprendente. Encontraron que en el cielo del sur, -a-(*) estaba a punto una parte en 100,000, de más 10 mil millones años hace que hoy en día. El valor en el cielo del norte fue aún menor, tal como se encuentró antes.
Esta asimetría en los dos hemisferios –apodado el dipolo “Australia” por los investigadores– tiene una significación estadística.
Esta variación espacial en -a-(*) es una prueba más de que la interacción electromagnética viola el principio de equivalencia de Einstein que dice que -a-(*) debe ser el mismo donde y cuando se haya medido. Esa violación es una buena noticia para aquellos que buscan la unificación, porque muchas teorías que conducirá asimismo son contrarias al principio de equivalencia.
La estructura fina y otras constantes fundamentales determinan las masas y energías de enlace de las partículas elementales – incluyendo la materia oscura. Si estas constantes varían, la abundancia relativa de la materia normal, la materia oscura y energía oscura podrían ser diferente en diferentes partes del universo. Esto podría ser visto como una anisotropía adicional en el fondo cósmico de microondas o como una asimetría en el ritmo de expansión del universo.
Tal vez el aspecto más intrigante del hallazgo es en lo que respecta al principio antrópico, que señala que debemos nuestra propia existencia al hecho de que las constantes fundamentales tienen los valores que permiten a la materia y a la energía formar estrellas, planetas y en última instancia, nuestro propio cuerpo. Si -a-(*) varía a través del espacio y el tiempo, es posible que le debemos nuestra existencia a un lugar especial y al tiempo en el universo.
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Información de Physicsworld.com. Resumen de Sophimanía
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