lunes, 29 de septiembre de 2014

¿Es el Universo Antinatural? ... ciencia al despertar

Hay una pregunta que empieza a frecuentar el mundo de la ciencia; que ha sido la crianza de su fea cabeza durante las últimas décadas. La pregunta es, simplemente, "¿es el universo antinatural?" 

Como la mayoría de ustedes saben, los físicos de partículas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) anunciaron en julio de 2012 que finalmente habían descubierto el esquivo bosón de Higgs - que el descubrimiento ha sido confirmado. La confirmación de la existencia del bosón de Higgs 'fue uno de los mayores triunfos de la ciencia en 2012, lo que confirma los casi 50 años de edad, teoría que pretende explicar cómo las partículas elementales tienen masa. Arkani-Hamed, del Instituto de Estudios Avanzados, explicó, "el hecho de que fue visto más o menos donde esperábamos encontrar que es un triunfo para el experimento, es un triunfo de la teoría, y es una indicación de que la física trabaja." 

Este descubrimiento, sin embargo, era un arma de doble filo. 

El Higgs ha conseguido toda la atención de los medios; Sin embargo, las teorías cuánticas también sugieren que los científicos deberían haber encontrado una gran cantidad de otras partículas junto con el Higgs con el fin de mostrar realmente que toda la teoría tiene sentido. Hasta ahora, no se han encontrado estas partículas. Eso puede no parecer una gran cosa, pero sin estas partículas de acompañamiento, utilizando nuestros conocimientos actuales de la teoría cuántica, la masa del Higgs ', en realidad, es exponencialmente diferente a lo que predice la teoría modificada. 

Image Credit: ATA Wolerian Walawski
Por supuesto, algo en alguna parte que está mal. Podría ser que nos falta una pieza del rompecabezas que permite a un bosón de Higgs con una masa de 126 giga-electrón-voltios existir (en contraste con 10.000.000.000.000.000.000 giga-electrón voltios Higgs nuestra matemáticas actualmente dice debería existir debido a sus interacciones con otras partículas), o podría ser que en algún lugar de nuestra matemática es fundamentalmente erróneo, o el universo podría ser simplemente natural. 

"Naturalidad" es un término acuñado por Albert Einstein, y se utiliza para describir las leyes elegantemente intrincadas de la naturaleza. En un universo natural, absolutamente todo se puede explicar con la ayuda de las matemáticas. Todas las constantes de la naturaleza se refinan por las leyes físicas de la naturaleza y todo el rompecabezas tiene mucho sentido. En un universo artificial, la horrible idea de que algunas de las leyes fundamentales de la naturaleza son un subproductos arbitrario de las fluctuaciones aleatorias en el tejido del espacio-tiempo se convierte en una realidad. 

El LHC ha sido poco menos que una fuerza revolucionaria en el avance de nuestra comprensión del cosmos. Muchas veces, los entendimientos revolucionarios presentan verdades incómodas; debido a que el LHC no encuentra el zoológico particular de partículas que los científicos estaban buscando, está obligando a un gran número de físicos a que lidiar con la idea de un universo natural. La esperanza no se pierde por un orden natural, aunque el LHC comenzará aplastar protones juntos de nuevo en el 2015 en una búsqueda final para las respuestas y la naturalidad. Si la búsqueda se vuelve con las manos vacías, ¿qué pasará entonces? 

En primer lugar, es muy probable que la teoría 
del multiverso tendrá un lugar central como uno de los modelos más plausibles que explican nuestro universo. Si el universo es antinatural, y contiene constantes arbitrarias que permiten condiciones en nuestro universo perfecto para que la vida tenga que surgir, los físicos razón por la que, con el fin de equilibrar la improbabilidad de tal universo, debe haber otros universos con diferentes leyes de la física. Una de estas hipótesis que contiene una construcción multiuniverso, la teoría de cuerdas, teoría en la que hay un total de 10^500 multiuniversos. Con tantos universos, es muy probable que esta posibilidad aleatoria eventualmente produzca un universo de vida que favorece, y el resto es historia. 

Image Credit: XKCD

La teoría de cuerdas es una hipótesis muy polarizante. O te encanta o lo odias. Edward Witten, también físico en el Instituto de Estudios Avanzados, dijo: "Yo sería feliz si personalmente la interpretación multiuniverso no es correcta, en parte debido a que potencialmente limita nuestra capacidad de comprender las leyes de la física." 

Todo el peso de lo que ocurre a continuación recae en los científicos del LHC. Lo que sea que encuentren (o, no encontrar) en la próxima década será fundamental para dar forma a nuestra comprensión de absolutamente todo. Los científicos probarán el mismo corazón de la física en un intento por determinar si vivimos en un universo autónomo excesivamente complicado o si simplemente existimos en una burbuja muy agradable en un multiuniverso más amplio. 

En el caso de las puertas de la naturalidad y la naturalidad tanto parecen desfavorables, algunos físicos han previsto una tercera puerta para una naturalidad modificada. Los principales defensores de este modelo son Joe Lykken del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi en Batavia, Illinois y Alessandro Strumia de la Universidad de Pisa en Italia. La premisa básica de esta hipótesis sugiere que los científicos están juzgando mal los efectos de otras partículas en la masa del bosón de Higgs. Su idea está lejos de ser hermética, cuando las partículas adicionales se lanzan en, por ejemplo, la materia oscura, el modelo se tambalea. 

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Strumia ha dicho que él no es un defensor de la hipótesis de la naturalidad modificada, pero él quiere abrir una discusión de las consecuencias de tal teoría. A pesar de que tiene problemas ahora, la misma línea de pensamiento podría ayudar a resolver algunos de los problemas de las constantes aparentemente arbitrarias. Naturalidad Modificada, y naturalidad para el caso, tiene un problema mucho mayor de pie en el camino. Tampoco puede explicar adecuadamente por qué el universo no puede aniquilarse en el big bang. 

¿Es el universo natural, artificial, o tiene una naturalidad modificada? 
Lo más interesante de esta pregunta es que estamos a punto de tener una respuesta.

 Si la respuesta es cómoda o incómoda, agradable o desagradable, deseable o indeseable, estamos listos para ir a una nueva era de comprensión científica.