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Ciencias y letras por Salvador Ruíz Fargueta

Ciencias y letras, trata de acercar las dos culturas , favorecer su mestizaje. En realidad, sólo es una cultura que nos puede acercar más a nosotros mismos, a las complejas relaciones humanas, al mundo y a sus interrogantes. El autor, ingeniero y físico, es editor de La bella teoría. Publica los días 1 de cada mes.

Cuatro fuerzas... y la vida

Existen cuatro fuerza o interacciones elementales que rigen toda la materia y energía de nuestro Universo. La más fácil de reconocer y la menos intensa es la fuerza gravitatoria, que nos mantiene firmes sobre el suelo y hace caer los objetos cuando los soltamos. Es una fuerza universal pues la experimentan todas las partículas, y es la responsable de que existan los planetas, las estrellas, todas las grandes estructuras del Universo y la armonía que observamos entre ellas.

La segunda fuerza que nos resulta más familiar es la electromagnética, que aparece cuando existen cargas eléctricas. A diferencia de la gravedad, que sólo es atractiva, puede ser atractiva o repulsiva según las cargas sean de distinto o del mismo signo. Esta fuerza es la responsable de que existan los átomos, y de que las moléculas y la materia ordinaria permanezcan unidas.

La interacción responsable de mantener a los protones y los neutrones dentro del núcleo atómico, y a los quarks dentro de estos, es la llamada fuerza fuerte o nuclear. Sin ella los protones, que tienen una carga eléctrica positiva, saldrían despedidos del núcleo atómico. Para mantenerlos confinados y contrarrestar la fuerza electromagnética debe ser más fuerte, concretamente es unas cien veces más fuerte. Los electrones no experimentan este tipo de interacción.

Finalmente, la cuarta interacción es llamada fuerza débil y se manifiesta en algunos procesos tales como las desintegraciones radiactivas. Actúa en todas las partículas que forman la materia ordinaria.

Cada una de estas fuerzas depende, en intensidad y alcance, de unas partículas características de intercambio llamadas bosones. Para la fuerte se llaman gluones y su alcance es del orden de 10-15 metros,mientras que su intensidad es 1038 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria (un uno seguido de 38 ceros). La fuerza débil se produce por el intercambio de los llamados bosones W y Z, su alcance es de unas cien veces menor que la fuerte y su intensidad es 1026 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria.

Las fuerzas electromagnética y gravitatoria tienen un alcance infinito debido a que sus partículas de intercambio, el fotón y el gravitón, tienen una masa en reposo igual a cero. La fuerza electromagnética es del orden de 1036 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria.

—-Las estrellas y la vida—-

En muchos casos, bastaría un pequeño cambio porcentual en el valor de una constante física, manteniéndose inalteradas las demás, para desarrollarse un Universo inhóspito para la vida. Concretamente, el ciclo de formación de las estrellas es de capital importancia para el desarrollo de la vida, pues en ellas se sintetizaron los elementos imprescindibles sobre los que se asienta.

Fuerza electromagnética.- Si la fuerza electromagnética hubiera sido ligeramente más intensa con respecto a las demás fuerzas fundamentales, todas las estrellas serían enanas rojas y no se habrían formado los planetas. Si la fuerza electromagnética hubiera sido ligeramente menos intensa, todas las estrellas serían muy calientes y, por tanto, de corta vida.

Fuerza nuclear fuerte.- Si la interacción nuclear fuerte hubiera sido ligeramente más intensa, todo el hidrógeno que hubiera en el Universo primitivo se habría convertido en helio; si hubiera sido ligeramente menos intensa, no se habría formado el helio, dejándonos un Universo de sólo hidrógeno, sin los elementos pesados necesarios para la vida.

Fuerza nuclear débil.- Si la fuerza nuclear débil hubiera sido ligeramente más débil, no se habrían desarrollado las supernovas y, por consiguiente, los elementos más pesados no se habrían creado.

Gravedad.- Si la intensidad de la gravedad fuera ligeramente mayor o ligeramente menor que su valor real la vida basada en la química del carbono no podría haber evolucionado. Para un valor ligeramente mayor, sólo podrían existir estrellas enanas rojas, que son demasiado frías para permitir que, en su zona aledaña, hubiera planetas aptos para sustentar la vida. Para un valor ligeramente menor, todas las estrellas serían gigantes azules y persistirían durante un intervalo temporal demasiado corto para que pudiera desarrollarse la vida.

Casualidad o no, la vida ha podido desarrollarse en nuestro Universo merced a una serie de sutiles correlaciones entre las constantes físicas que lo rigen. Este pensamiento ha dado lugar al llamado principio antrópico, que en su forma fuerte sugiere que la existencia del observador impone restricciones sobre las propias constantes físicas; la realidad material no puede existir, a menos que haya observadores para conocerla; el universo tiene que tener aquellas propiedades que permitan que la vida se desarrolle en él dentro de alguna etapa de su historia.

Salvador Ruiz Fargueta | 01 de marzo de 2009


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