marzo 28, 2010

El martes nos asomaremos al Big Bang

Luis González de Alba
Se descubrió que...
Milenio

Este martes 30 podría ofrecernos vislumbres de lo que fue el Big Bang con el que dio inicio el tiempo y comenzó a crecer el espacio. Luego de reparaciones y pruebas, el Large Hadron Collider (LHC), Gran Colisionador de Hadrones, la máquina más grande construida por el ser humano, lanzará haces de protones, una de las partículas del núcleo atómico, en direcciones opuestas y los acelerará en su cámara de 25.7 kilómetros de circunferencia hasta velocidades cercanas a la de la luz. Luego estrellará los chorros de partículas en una colisión que, señala el sitio de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), replicará localmente las condiciones inmediatas al Big Bang.

Hadrones (del griego adrón= fuerte, grande) se llama a partículas no elementales, sino formadas por quarks pegados con gluones, entre ellas los protones y neutrones del núcleo atómico. No existieron hadrones en los primeros instantes del universo y romperlos en sus constituyentes encuentra la dificultad de que a mayor energía con que se los arroja, más energía absorben y más se endurece el glue, el pegamento. La última vez que quarks y gluones estuvieron libres está en el orden de las millonésimas de segundo. No los libera ni la temperatura del Sol en su núcleo, ni el aplastón de una supernova.

“El LHC recreará condiciones que existieron antes del primer milmillonésimo de segundo del Big Bang”. Y nos tocó vivirlo.

Al momento del Big Bang, la presión y temperatura alcanzaban niveles para los que no tenemos palabras ni imaginación, pero sí sabemos que impedían la formación de átomos: el universo era una sopa de quarks en tal agitación que no lograban integrar protones ni neutrones; electrones y fotones atrapados en ese horno primigenio aún no eran materia ni luz, el minúsculo universo era opaco.

Pero temperatura y presión, aprendíamos en secundaria b. E. (before Elba Esther), son proporcionales según la ley de Boyle y Mariotte: a más de una, más de la otra. Así que, al expandirse, el universo debió perder presión, y el consecuente descenso en la temperatura permitió la integración de quarks en protones, neutrones, etc. La expansión (que no ha terminado y una Gran Pregunta es si terminará) redujo más la presión y por ende la temperatura, lo que hizo posible que los electrones pudieran a su vez ser atrapados por los protones y se integraran los primeros átomos.

Bien, pues eso es lo que se replicará este martes en las afueras de Ginebra, Suiza, donde se encuentra el laboratorio CERN y el inmenso aro subterráneo del LHC, cuyos imanes pesan toneladas y consumen la energía de una ciudad. Más de 2,500 científicos de 38 países trabajan en este experimento.

“Vamos a estudiar el Big Bang tan atrás como podamos”, dice Robert Cousins, profesor de física en la UCLA y conductor de uno de los cuatro experimentos principales del LHC. Acercarse al primer instante del tiempo lo prohibió el papa Juan Pablo II, denunció risueño Stephen Hawking en su momento: “Supe lo que debió sentir Galileo… uf”. Pero ya a nadie le importa: bastantes problemas debe tener en el infierno con su amigocho Marcial Maciel.

“Las preguntas fundamentales”, dice Cousins, “fueron planteadas por los antiguos griegos: de dónde venimos, de qué estamos hechos, cómo evolucionó el universo y bajo cuáles fuerzas”. Sí, son las preguntas que los antiguos jonios intentaron responder sin recurrir a dioses. Demócrito y Leucipo alcanzaron el materialismo puro al sostener: sólo hay átomos y vacío.

Y me disculpan la distracción, pero acabo de descubrir una cita maravillosa de Heisenberg, cuyo principio de incertidumbre (o indeterminación) es pilar de la física cuántica: “Las mínimas porciones de materia no son de hecho objetos físicos en el sentido ordinario de la palabra; son formas, estructuras o, —en el sentido que les da Platón— Ideas, que pueden ser transcritas sin ambigüedad a lenguaje matemático…” Y un corolario asombroso: “Platón estaba mucho más cerca de la verdad acerca de la estructura de la materia que los atomistas Leucipo y Demócrito”.

Sigue Cousins: “La historia de la física es la de la unificación de ideas. Isaac Newton descubrió que la misma fuerza que hace caer manzanas ata la Tierra al Sol y la Luna a la Tierra…” Conocemos cuatro fuerzas: electromagnetismo (a su vez unificación de Maxwell), gravitación (transformada por Einstein en curvatura del espacio), fuerza fuerte (que une los núcleos atómicos) y fuerza débil (que explica la radioactividad).

Tenemos asomos de una quinta fuerza: la que está acelerando la expansión del universo, pero Cousins cree que puede haber más (y nos comenzaremos a hacer bolas como con la multiplicación de las partículas).

En fin, el experimento es maravilloso: de qué está hecho el universo, que otras dimensiones tiene, qué es la materia oscura… He usado sólo tres párrafos, pero ya se me acabo el espacio. Siga en: http://cms.web.cern.ch/cms

'¿Y qué proponen?' por Paco Calderón