¿Es el universo antrópico?

¿El universo ha sido afinado solo para nosotros?

Existe un debate sobre si el “principio antrópico” es un concepto científico o filosófico, o principalmente religioso. De cualquier manera, podría ser el argumento más desafiante para la especialidad humana. El principio antrópico se basa en la sugerencia de que si alguna de una serie de constantes físicas precisas, como la constante gravitacional, la carga eléctrica exacta en el protón, la masa de electrones y neutrones y una serie de otras características del universo fueron algunas Diferente, la vida humana sería imposible.

Hay muchas razones, en cualquier caso, para dudar de que el universo haya sido afinado para nuestro beneficio. Por un lado, si tal afinación ha ocurrido, ¿cuál es la base para suponer que ocurrió con nosotros “en mente”? (No importa la pregunta de “¿De quién es la mente?”) Vale la pena señalar que estas diversas constantes físicas no son necesariamente evidencia de que el universo está afinado para producir seres humanos; podría haberse generado para producir los wombats de nariz peluda de Australia, o tal vez las bacterias y virus, que superan en número a los seres humanos en muchos órdenes de magnitud. Si es así, entonces el impacto en el Homo sapiens fue simplemente un efecto secundario imprevisto.

En The Salmon of Doubt , Douglas Adams desarrolló lo que más tarde se conocería como la “teoría del charco”, como sigue:

Imagínese un charco que se levanta una mañana y piensa: ‘Este es un mundo interesante en el que me encuentro, un agujero interesante en el que me encuentro, me queda bastante bien, ¿no es así? De hecho, me queda asombrosamente bien, ¡debe haber sido hecho para tenerme dentro! Esta es una idea tan poderosa que a medida que el sol sale en el cielo y el aire se calienta y, gradualmente, el charco se hace cada vez más pequeño, sigue frenéticamente aferrado a la idea de que todo va a estar bien, porque este Mundo estaba destinado a tenerlo en él, fue construido para tenerlo en él; Así que en el momento en que desaparece lo atrapa por sorpresa. Creo que esto puede ser algo de lo que tenemos que estar atentos.

El principio antrópico fue introducido por primera vez, según parece, por el astrofísico Brandon Carter en una conferencia en Cracovia, Polonia, que celebraba el 500 aniversario del nacimiento de Copérnico. El lugar es, en cierto sentido, irónico, dado que Copérnico ayudó a desalojar a la Tierra, y por lo tanto a la humanidad, de su centralidad anterior, mientras que el principio antrópico amenaza (o promete) a restablecer esta centralidad. Para Carter, “nuestra ubicación en el universo es necesariamente privilegiada hasta el punto de ser compatible con nuestra existencia como observadores”. Aquí, “ubicación” significa no solo nuestras coordenadas físicas en el espacio sino también nuestra existencia en intervalos de tiempo particulares.

Antes de Brandon Carter, Alfred Russell Wallace (co-descubridor con Darwin del principio de selección natural) parece haber anticipado el principio antrópico en 1904, cuando escribió que “Un universo tan vasto y complejo como el que sabemos que existe a nuestro alrededor puede han sido absolutamente necesarios … para producir un mundo que debe adaptarse con precisión en cada detalle para el desarrollo ordenado de la vida que culmina en el hombre “.

En Una breve historia del tiempo , Stephen Hawking describió una serie de constantes físicas y fenómenos astrofísicos que parecen al menos coherentes con el principio antrópico, incluidas preguntas como “¿Por qué el universo comenzó con la tasa crítica de expansión que separa a los modelos? ese colapso de aquellos que continúan expandiéndose para siempre, de modo que incluso ahora, diez mil millones de años más tarde, ¿todavía se está expandiendo a un ritmo casi crítico? “Hawking explica que” si el ritmo de expansión un segundo después del Big Bang hubiera sido menor por solo una parte en cien mil millones de millones de dólares, el universo se habría recolocado antes de alcanzar su tamaño actual ”. En resumen, habríamos sido víctimas de una especie de Big Crunch.

Tiempo, ahora, para una breve excursión a la “constante cosmológica”, introducida por Albert Einstein, y que él consideraba su “mayor error”, pero que actualmente parece notablemente presciente. Einstein estaba preocupado por el hecho de que la gravedad causaría que el universo colapsara sobre sí mismo (ese Big Crunch), por lo que introdujo una “constante”, esencialmente del aire, que tiraba en la dirección opuesta, haciendo que el cosmos se mantuviera estable.

Tenga en cuenta que Einstein había estado trabajando antes de que Edwin Hubble descubriera que el universo en realidad se estaba expandiendo. Hoy en día, la constante cosmológica se considera ampliamente conectada íntimamente a la llamada energía oscura, y físicos como Steven Weinberg, no un creyente religioso, señalan que si esta constante fuera solo un poco más grande, entonces en lugar de un Big Crunch, el universo sería insustancialmente en forma de vapor, expandiéndose a una velocidad que impide la formación de galaxias, sin importar los planetas.

Los devotos del principio antrópico tienen aún más municiones. Así, después de Wallace pero antes de Carter, el físico Robert Dicke observó en 1961 que la edad del universo (actualmente estimada en 14.500 millones de años) refleja una especie de Principio de Ricitos de Oro, un “intervalo dorado” en el que no es ni demasiado joven ni demasiado viejo. , pero justo. Si el universo fuera más joven, es decir, si el Big Bang hubiera ocurrido en el pasado más reciente, no habría permitido suficiente tiempo para acumular elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio a través de la nucleosíntesis. Tampoco habría planetas rocosos de tamaño mediano y, por lo tanto, no nosotros. De la misma manera, si el universo fuera sustancialmente más antiguo de lo que es, casi todas las estrellas serían demasiado viejas para seguir siendo parte de lo que los astrofísicos llaman la “secuencia principal”, habiendo madurado hasta convertirse en enanas blancas y rojas. Como resultado, no habría ningún sistema planetario estable. Y así, una vez más, no nosotros.

Se puede plantear un argumento similar con respecto a las cuatro interacciones fundamentales que conectan la masa y la energía: la gravitación, la atracción electromagnética y la repulsión, y las fuerzas nucleares “fuertes” y “débiles”. Estos pueden verse como equilibrados precisamente en la manera necesaria para producir materia, y por lo tanto, en última instancia, el surgimiento de la vida. La interacción fuerte es lo que mantiene unidos a los neutrones y protones en un núcleo atómico, y eso también une a los quarks para formar las diversas partículas subatómicas. Si esta fuerza fuerte fuera solo un poquito más fuerte, entonces la fusión nuclear habría convertido el hidrógeno del universo en helio, y el agua, esencial para la vida tal como la conocemos, no existiría.

Hay otras perspectivas. Por ejemplo, el físico Fred Adams sostiene que las condiciones necesarias para un universo que sustenta la vida no son tan exigentes después de todo. “Los parámetros de nuestro universo”, escribe, “podrían haber variado por grandes factores y aún así permitir el trabajo de estrellas y planetas potencialmente habitables”. Efectivamente, en febrero de 2017, los astrónomos de la NASA anunciaron con entusiasmo que habían descubierto siete planetas del tamaño de la Tierra. orbitando una estrella enana, tres de las cuales parecen estar en la “zona habitable”, incluida una probabilidad razonable de agua líquida. Este sistema, conocido como Trappist-1, está a unos 40 años luz de la Tierra, y hay razones para creer que las leyes básicas de la física se obtienen allí como lo hacen aquí.

No obstante, Adams señaló que

La fuerza de la gravedad podría haber sido 1.000 veces más fuerte o mil millones más débil, y las estrellas seguirían funcionando como motores de combustión nuclear de larga vida. La fuerza electromagnética podría haber sido más fuerte o más débil por factores de 100. Las tasas de reacción nuclear podrían haber variado en muchos órdenes de magnitud. La física estelar alternativa podría haber producido los elementos pesados ​​que constituyen la materia prima básica para los planetas y las personas. Claramente, los parámetros que determinan la estructura estelar y la evolución no están demasiado ajustados.

¿Qué creer? Más por venir en mi próximo post.

David P. Barash es profesor emérito de filosofía en la Universidad de Washington. Su libro más reciente y relevante para este tema es A través de un espejo: utilizando la ciencia para ver a nuestra especie como realmente somos (2018, Oxford University Press).