El Universo en la cuerda floja

“Enhorabuena!  Si estás leyendo esta entrada significa que el Universo todavía no se ha destruido! Pero no cantes victoria, podría ocurrir en cualquier instante…”

Cuando en 2012 se descubrió el bosón de Higgs en el CERN gracias a los experimentos realizados en el LHC, muchos de nosotros nos alegramos de haber podido encontrar la pieza clave para completar el rompecabezas del Modelo Estándar de la física de partículas.

Lo que no sabíamos es que el bosón de Higgs que se encontró podría implicar que el Universo se encuentra en un estado metaestable, caminando literalmente sobre la cuerda floja.

the-walk-126781

Un estado metaestable es aquel que es, digamos, no del todo estable. Por estable queremos decir un estado en el que cualquier perturbación devuelve el sistema a su estado original. Por ejemplo, si ponemos una pelota pequeña dentro de un bol de cereales, la pelota volverá al centro del cuenco aunque la desplacemos ligeramente de esa posición.

En cambio, un sistema es inestable cuando cualquier perturbación hace que el sistema no vuelva nunca más a su estado inicial. Por ejemplo, colocamos una pelota en lo alto de una colina y ella solita se precipitará colina abajo.

20140404145959stable_unstable_equilibrium

Un sistema metaestable es un sistema que es estable siempre que la perturbación no sea lo suficientemente grande. Algunos geles que tenemos en el botiquín son metaestables. Cuando los rompemos o les damos un golpe, estamos proporcionando la energía suficiente para que salte del estado metaestable al estado más estable. El resultado es que el contenido se enfría o se calienta dependiendo de qué tipo de proceso se esconda detrás. Y podemos aplicarlos sobre la zona afectada. Podemos revertir el proceso metiendo la bolsa de gel en agua hirviendo.

250px-meta-stability-svg
1: Metaestable, 2: Inestable, 3: Estable

Resulta que con el Universo ocurre alguna cosa similar. Hay que considerar que el Universo es un poco perezoso y siempre intenta alcanzar el estado de mínima energía. Un río, por ejemplo, sigue su curso desde lo alto de la montaña donde se derrite la nieve hasta llegar al mar, que es el estado de mínima energía, y del cuál no la sacaremos (sin aportar energía).

Después del inicio del Universo, a medida que se fue expandiendo y su temperatura fue disminuyendo, los campos que llenaban todo el espacio se organizaron de manera que, al igual que el río, alcanzasen su estado de mínima energía.

Lo que podría haber ocurrido es que en vez de llegar al mínimo absoluto, estos campos podrían haber encontrado una región localmente estable en la que se podrían haber estancado.

En la analogía con el río sería el equivalente a decir que el agua ha encontrado una región relativamente plana en la montaña y ha formado un lago que es estable, pero sin ser el estado de mínima energía, que recordemos que le correspondería al mar.

Al igual que al río, al Universo le gustaría llegar a un estado menos energético, pero se ha quedado atrapado. Si la hendidura de la montaña es suficientemente profunda, probablemente el agua quedará estancada para siempre (si no tenemos en cuenta las pérdidas por evaporación).

Aunque con el Universo pasaría algo distinto en este caso. Para describir el Universo necesitamos utilizar la mecánica cuántica. Y en la mecánica cuántica pasan cosas muy raras. Como por ejemplo el efecto túnel, en el que el Universo, aunque se encontrase en una hendidura suficientemente profunda, podría, de repente, salir de ella y escurrirse hacia el estado de mínima energía verdadero. Podríamos estar viviendo en lo que se conoce como “falso vacío“.

3-false-vacuum

Las consecuencias de este fenómeno podrían no ser del todo agradables. De hecho, podrían ser bastante desastrosas. De suceder, las leyes por las que se gobierno el Universo cambiarían radicalmente.

¿Qué tiene que ver el bosón de Higgs en todo esto?

El Modelo Estándar nos puede servir para saber si el Universo es estable o no. Sabemos que, como mínimo, inestable no es, porque existimos, creo.

Si vivimos en un Universo estable o metaestable depende básicamente de dos parámetros la masa del bosón de Higgs y la masa del quark top. Teniendo en cuenta las últimas medidas de estos dos parámetros llevadas a cabo en el Tevatron y el LHC resulta que viviríamos en un Universo metaestable, que un día podría desaparecer sin previo aviso.

Higgs-Mass-MetaStability.svg.png
Todo hace indicar que vivimos en un Universo metaestable.

Para los más alarmistas ¿nos deberíamos de preocupar?

La verdad es que no. Si esta transición de fase hubiese ocurrido en algún rincón del Universo, las leyes de la física cambiarían y su efecto se extendería por todos los rincones del espacio a la velocidad de la luz.

Si esa onda llegase al sistema solar, simplemente nos barrería de la existencia ya que las fuerzas que mantienen unidos los átomos de nuestros cuerpos dejarían de actuar, al menos tal y como lo hacen hasta ahora. En un instante pasaríamos de ser a no ser.

Por otro lado, utilizando también el Modelo Estándar, podemos predecir cuánto tiempo ha de pasar para que las probabilidades de que semejante catástrofe llegase a ocurrir. La respuesta es alentadora, ya que se necesitarían trillones de años, más tiempo de lo que lleva el Universo siendo Universo y aún mucho más de lo que necesitará e Sol para engullirnos. Ese será un final todavía más trágico y doloroso.

 

 

 

 

 

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s