¿Y si solo puede haber vida en nuestra región de Universo?

En un artículo recién publicado en Science Advances , en efecto, investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sidney (Australia) explican que cuatro nuevas mediciones de la luz emitida por un distante cuásar a casi 13.000 millones de años luz de distancia confirman la existencia de pequeñas variaciones en la llamada "constante de estructura fina" , que sirve para medir la intensidad del electromagnetismo, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza. (Las otras tres son la gravedad y las dos fuerzas nucleares: fuerte y débil).

En palabras de John Webb, uno de los autores del estudio, "la constante de estructura fina es la cantidad que los físicos utilizan como medida de la fuerza electromagnética. Es un número adimensional e involucra la velocidad de la luz, la constante de Planck y la carga de los electrones . Es una relación entre todas esas cosas. Y es el número que usan los físicos para medir la fuerza electromagnética".

El electomagnetismo es la fuerza que mantiene a los electrones zumbando alrededor de los núcleos de cada átomo que existe en el Universo. Sin él, toda la materia se disgregaría. Hasta hace poco, se pensaba que la fuerza electromagnética era algo inmutable tanto en el espacio como en el tiempo. Pero durante las dos últimas décadas, Webb ha venido notando diferentes anomalías en la constante de estructura fina. Anomalías que hacen que la fuerza electromagnética sea ligeramente diferente si la medimos en una dirección particular del Universo.

"Hallamos -dice Webb- que ese número de la constante de estructura fina era diferente en ciertas regiones del Universo . No solo en función del tiempo, sino también en una dirección espacial, lo cual, si es correcto, resulta bastante extraño... Pero eso es lo que encontramos".

Siempre escéptico, cuando Webb se encontró por primera vez con esas mediciones anómalas, ligeramente más fuertes o más débiles de lo que debería ser la fuerza electromagnética, pensó que podría tratarse de un error de sus instrumentos, o de sus cálculos, o de algún otro error que le llevara a esas lecturas tan extrañas. Las primeras con las que se topó fue al observar algunos cuásares muy lejanos, y ello a pesar de que utilizó algunos de los telescopios más potentes del mundo.

"Los cuásares más distantes que conocemos -dice el científico- están a entre 12 y 13.000 millones de años luz de nosotros. Por eso, si puedes estudiar al detalle la luz de esos objetos tan distantes, lo que estás haciendo en realidad es estudiar las propiedades del Universo tal y como era durante su infancia , con solo mil millones de años de edad. Y el Universo, entonces, era muy, muy diferente. No existían galaxias, y aunque las primeras estrellas ya se habían formado, su población no era ciertamente la misma que vemos hoy. Y tampoco había planetas".

Para su estudio actual, Webb analizó uno de esos cuásares, lo que le permitió investigar el Universo cuando solo tenía unos 1.000 millones de años (su edad actual es de 13.760 millones de años). Algo realmente difícil de conseguir. Junto a su equipo, llevó a cabo cuatro mediciones de la constante de estructura fina a lo largo de la línea de visión de ese cuásar. De una en una, las cuatro mediciones no proporcionaron ninguna respuesta concluyente en cuanto a si hubo o no cambios perceptibles en la fuerza electromagnética. Sin embargo, al combinarlas con muchas otras mediciones realizadas por otros científicos en diversos puntos entre el cuásar y nosotros, las diferencias se hicieron evidentes.

Y eso, para Webb "podría estar apoyando la idea de que existe una direccionalidad en el Universo , lo cual es muy extraño. Por lo tanto, el Universo podría no ser isotrópico en cuanto a sus leyes físicas, cuando la teoría dice que esas leyes son siempre las mismas midamos en la dirección que midamos. Sin embargo, podría haber alguna dirección ´preferida´en el Universo, una en la que las leyes de la física cambian, aunque no lo hacen en la dirección perpendicular. En otras palabras, el Universo, en cierto sentido, tiene la estructura de un dipolo".

"En una dirección particular -prosigue el investigador- podemos mirar hacia atrás 12.000 millones de años y medir el electromagnetismo cuando el Universo era muy joven. Al reunir todos los datos, el electromagnetismo parece aumentar gradualmente cuanto más miramos, mientras que en la dirección opuesta disminuye gradualmente. En otras direcciones diferentes del Cosmos, la constante de estructura fina sigue siendo solo eso: constante. Estas nuevas mediciones han llevado nuestras observaciones más lejos que nunca antes".

Dicho de otra forma, en lo que se pensaba que era una distribución arbitraria y aleatoria de galaxias, cuásares, agujeros negros, estrellas, nubes de gas y planetas, con la vida floreciendo por lo menos en uno de ellos, el Universo, de repente, parece tener el equivalente de un Norte y un Sur . El resultado es tan increíble que el propio Webb sigue abierto a la posibilidad de que de alguna forma sus mediciones, realizadas en diferentes etapas de su vida, utilizando diferentes tecnologías y desde distintos puntos de la Tierra, no sean más que una gigantesca coincidencia.

"Esto es algo que nos tomamos muy en serio -asegura Webb- e incluso yo lo considero. Es algo que tenemos que probar, porque es posible que vivamos en un Universo realmente extraño".

Otros investigadores de Estados Unidos que nada tienen que ver con Webb, sin embargo, también realizaron diversas observaciones , esta vez en rayos X, de las que parecía desprenderse la idea de que el Universo tiene algún tipo de direccionalidad.

"No sabía nada de ese trabajo hasta que apareció en la literatura -dice Webb-. Y ellos no están probando las leyes de la física, sino las propiedades de los rayos X de las galaxias y los cúmulos de galaxias y las distancias cosmológicas. Ellos también descubrieron que las propiedades del Universo en ese sentido no son isotrópicas , sino que hay una dirección preferida. Y he aquí que su dirección coincide con la nuestra".

Aunque admite que necesita ver pruebas más rigurosas de que el electromagnetismo puede fluctuar en ciertas áreas del Universo, dándole una forma de direccionalidad, Webb dice que si estos hallazgos siguen confirmándose, podrán ayudar a explicar por qué nuestro Universo es como es, e incluso por qué hay vida en él.

"Durante mucho tiempo -explica- se ha pensado que las leyes de la Naturaleza parecen estar perfectamente calculadas para que se den las condiciones que hagan posible que florezca la vida. Y la fuerza del electromagnetismo es una de esas cantidades. Si fuera solo diferente en un pequeño porcentaje del valor que medimos en la Tierra, la evolución química del Universo habría sido completamente diferente y la vida podría no haber comenzado nunca. Lo cual plantea una pregunta tentadora: ¿Se aplica a todo el Universo esta situación ideal en la que las cantidades físicas fundamentales, como la constante de estructura fina, son ´correctas´ y favorecen nuestra existencia?"

A la luz de los hallazgos de Webb, la respuesta es tan inquietante como evidente. Si realmente existe una direccionalidad en el Universo y si se demuestra que el electromagnetismo es muy diferente en ciertas regiones del Cosmos, entonces la vida no habrá podido surgir allí del mismo modo en que lo ha hecho aquí. Y habrá, además, que revisar muchos de los conceptos fundamentales de la física.

"Nuestro Modelo Estándar de la Cosmología -dice el investigador- se basa en un Universo isotrópico, uno que es el mismo, estadísticamente, en cualquier dirección que miremos. Ese modelo está construido sobre la teoría de la gravedad de Einstein, que asume explícitamente el hecho de que las leyes de la Naturaleza son constantes. Pero si tales principios fundamentales resultan ser solo buenas aproximaciones, entonces las puertas están abiertas a algunas ideas muy interesantes en Física ".

Webb y su equipo creen que este es solo el primer paso hacia un estudio mucho más amplio y que explore múltiples direcciones en el Universo, utilizando para ello datos procedentes de nuevos instrumentos en los mayores telescopios del mundo. Las nuevas tecnologías permiten ahora recopilar datos de más calidad, y los nuevos métodos de análisis basados en Inteligencia Artificial ayudarán a automatizar las mediciones y a efectuarlas con mayor rapidez y precisión.

Si al final resulta que las leyes del Universo no son iguales en todas partes, tendremos que replantearnos mucho de lo que creíamos saber de él.