13 de gener 2008

Un àtom en l'univers observable... o ni això?

La majoria de persones pensen que la nostra existència té a la força un sentit que va més enllà de la pròpia existència com puguin tenir la resta d'éssers del nostre planeta. Nosaltres, única espècie intel.ligent i racional que ens hem trobat, no podem estar aquí fruit de la casualitat o ser un element més sense importància dins de l'univers conegut.
La Terra va començar essent el centre de tot i en aquest context aquest pensament tenia ple sentit. Però els cosmòlegs al llarg de la història s'han convertit en els grans enemics d'aquesta il.lusió humana. Primer va ser la teoria heliocèntrica que situava al Sol com a centre de l'univers i provocava un gran terrabastall a l'orgull humà. Es van anar descobrint més i més astres i ens vam adonar que cada cop erem una cosa més petita dins l'univers. El segle XX però va comportar un estudi molt més acurat del nostre sistema solar i vam descobrir que probablement la vida no és un element tan comú i fàcil d'aconseguir. Tot i que en els alguns satèl.lits com Europa o Titan no es pot descartar completament, sembla probable que en aquest sistema siguem els únics i segur els més desenvolupats amb diferència.
Però el mateix segle XX que ens tranquilitzava per una banda, també descobria que l'univers és molt antic (13.700 milions d'anys) i en conseqüència gran, format per milions de galaxies com la nostra i ja no parlem d'estrelles i planetes. Els cosmòlegs han volgut demostrar-nos que no deixem de ser un àtom dins l'univers.
I sembla que el segle XXI encara incrementarà més la nostra insignificància. No només s'estan descobrint a gran ritme nous planetes extrasolars, sinó que hem descobert que degut a l'energia obscura l'univers s'està expandint a un ritme accelerat. L'univers observable es podria descriure com una esfera de 92.000 milions d'anys llum (8.7*10^23 km) i sabem que l'univers és encara molt més gran perquè té regions que encara no hem observat (perquè encara no ha arribat la llum) i d'altres que mai podrem observar ja que la llum (a pesar dels seus 300.000 km/s) no viatja suficientment ràpid com per arribar al nostre planeta compensant l'expansió universal. Però no contents amb això, la teoria de cordes i especialment algunes conseqüències que se'n dedueixen poden fer-nos replantejar encara més la nostra visió de l'univers i la nostra existència.
La teoria de cordes és actualment la principal candidata a convertir-se en la teoria fonamental de la natura o Teoria del tot, és a dir la què finalment unifiqui la teoria de la relativitat (que explica la força de la gravetat i prediu les observacions de fets a gran escala) amb la teoria quàntica (que explica les altres tres interaccions naturals observades: força nuclear forta, força nuclear dèbil i força electromagnètica i que prediu molt bé les observacions de fets a petita escala i baixes energies). A nivell cosmològic, aquesta teoria ha de saber explicar no només l'energia obscura, sinó també la matèria obscura (matèria de composició desconeguda que no emet una radiació suficient per ser detectada, però l'existència de la qual s'infereix indirectament pels seus efectes sobre la matèria visible) i sobretot el període d'inflació posterior al Big Bang (fase de creixement exponencial de l'univers durants els primers 10^-35s i que explicaria la sorprenent homogeneïtat de l'univers observable).
Molt resumidament la teoria de cordes descriu tot element o partícula de l'univers com una petita corda (d'uns 10^-35 m), que pot tancar-se sobre sí mateixa o tenir els caps "lliures". Segons la vibració de la corda cada element adquiriria les seves propietats (massa, càrrega elèctrica, energia, etc.).
Si la teoria de cordes fos certa la predicció diu que l'espai tindria 9 dimensions en comptes de les tres que coneixem (en ambdos casos es sumaria el temps com a dimensió adicional). La forma que prenen aquestes 6 dimensions adicionals s'anomena espai Calabi-Yau, del qual però hi ha infinites formes possibles i cada una d'elles representaria un possible univers diferent. Univers si s'accepta que les 6 dimensions adicionals en realitat són molt petites i enrotllades sobre sí, tant que no podem percebre-les. Hi ha però també altres possibilitats que explicarien certs fenòmens observats i que implicarien que aquest espai Calabi-Yau fos en realitat un "multivers", format per molts universos paral.lels de diferents dimensions. A aquests objectes se'ls anomena branes de Dirichlet o D-branes, i segons alguns físics tèorics, el nostre univers (observable i no observable) seria només una D-brana de 3 dimensions (més el temps), flotant en un espai de 9 dimensions (més el temps), on hi hauria altres universos d'entre 1 i 7 dimensions. Més encara, en aquest multivers podrien existir antibranes, que equivalentment a la parella matèria-antimàteria, aniquilarien a la brana corresponent en cas de col.lisió entre elles (de forma progressiva, fragmentant-se en trossos o branes de 2 dimensions menys, el què explicaria que en aquest multivers les branes de poques dimensions com la nostra serien les més freqüents). En aquest multivers nosaltres ens veuríem "atrapats" dins de la nostra brana 3D (entre cometes doncs ja he posat abans com de gran n'és), però les interaccions de branes i antibranes en aquest multivers influirien en el nostre univers i podrien ser l'explicació a molts dels nostres interrogants.
Lògicament un model semblant implica molts més dubtes filosòfics. La pregunta ja no és si existeix vida en el nostre univers, si aquesta ha d'estar basada en les condicions semblants a la terrestre o pot estar basada en una altra química. Aquí parlem d'universos paral.lels on poden existir formes de vida idèntiques o éssers de dimensions diferents. També la pregunta sobre el nostre orígen canvia de sentit: el Big Bang podria ser la desmembració d'una D-brana 5 amb la seva antibrana, el nostre univers naixeria de la desmembració d'un altre. O pensant en un creador, havent-hi universos paral.lels, el nostre podria ser un experiment més en paral.lel amb la resta, sense que poguem saber què es busca en cada un d'ells.
Per suposat estem parlant d'una possible lectura d'una teoria que ni molt menys està contrastada (la gran crítica és que fins ara no ha pogut trobar cap manera experimental de comprovar-se), però el què sembla cert és els físics i cosmòlegs seguiran fent la vida impossible a qui intenti entendre el sentit de la nostra existència, i més que contestar preguntes, al més pur estil Lost, ens en crearan de noves.

7 comentaris:

Anònim ha dit...

Tot i no dominar molt les teories quantiques (l'ultima vegada que les vaig estudiar va ser a primer de carrera) li donaria un vot de confiança a la teoria de les cordes. Per primera vegada apareix alguna cosa, que tot i ser provada o no, que pot explicar-ho TOT. Que hagi proves cientifiques o no, crec que passara un temps i tambe hem, de recordar que hi ha moltes coses de la fisica quantica que encara nomes son demostrables amb infinits calculs en un full de paper.

El que esta clar es que estem avançant, i aixo ja es bona noticia.

_TT_ ha dit...

Difícil libro el del universo en una cascara de nuez.

Txes ha dit...

tinc un llibre sobre això: El universo elegante, de Brian Greene. te l'has llegit, kuset?
Jo el vaig començar, però tot i que és força didàctic, trobo que per gent lega és complicadet. S'ha d'estar bastant concentrat per anar pillant les coses, o al menys és el que em passava a mi.

Marc Gil ha dit...

Iba a decir lo mismo TT ;)

Estan bé aquestes teories i no deixa de ser curiós l'esglaó que hi ha entre les dues grans teories (relativitat i quàntica).

Sembla clar que alguna cosa ha de fer de pont.

A mi també m'agrada molt pensar que en el fons, no som més que buit. Els àtoms dels que ens componem estan eminenment buits...com l'univers que està majoritàriament buit (o potser ple de la citada matèria obscura)

sukkus ha dit...

Aitor: efectivament és una teoria que promet, però que quan llegeixes quelcom d'ella sempre et queda el dubte de si és una gran palla mental o si pot tenir sentit. Una de les crítiques que se li fan és que pot ser una teoria "construida" per contestar les preguntes no contestades sense buscar la manera de què es pugui corroborar. De totes maneres jo també li dóno un vot de confiança. És la què explica més i respecte possibles competidores té molts més adeptes, tot i que ja se sap que la majoria no té perquè tenir la raó.

Txes: tot i que el post es basa en gran part amb un article de la Investigació i Ciència de desembre, vaig ampliar algunes cosetes per Internet. I cercant vaig ensopegar amb un home que escrivia sobre la teoria de cordes després d'haver llegit el llibre que comentes, al qual considerava el llibre més friki i dificil que havia llegit mai. La veritat que m'interessaria llegir-lo, ja te'l demanaré o agafaré si acabem compartint pis ;)

Pau ha dit...

De verdad que quería leerlo, pero azul oscuro sobre negro es más de lo que pueden soportar mis maltrechas córneas :\

sukkus ha dit...

Pau, solventado