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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La apasionante hisotira del big bang

Una de las incógnitas más apasionantes de la física moderna es la posible confirmación del modelo Big Bang en la creación de la materia y por tanto del Universo

Una de las incógnitas más apasionantes de la física moderna es la posible confirmación del modelo Big Bang en la creación de la materia y por tanto del Universo. En ese instante, comienzo del tiempo, hace posiblemente unos veinte mil millones de años, la densidad del Universo y la curvatura espacio-tiempo habrían sido infinitas y el Universo comenzó su expansión.
 
No todos los científicos aceptan la singularidad del Big Bang. Muy divulgadas están siendo las teorías de Stephen W. Hawking, a través de su Historia del Tiempo, defendiendo que no hubo en realidad singularidad al comienzo del Universo: que el tiempo no tiene comienzo ni fin.
 
El modelo del Big Bang es fundamental en la posibilidad de poder justificar adecuadamente la relativa abundancia inicial de elementos ligeros y fundamentalmente la proporción de hidrogeno a helio, ya que se piensa que, durante un breve periodo del primitivo Universo, tuvo que tener lugar la fusión de esos elementos ligeros, lo que previamente no podía ocurrir al impedirse la unión de los núcleos por las altas temperaturas existentes. Y tampoco pudo tener lugar el proceso con posterioridad al no existir neutrones libres disponibles. Por tanto, el modelo Big Bang necesita de la existencia de ese periodo de tiempo crítico, cuya duración está relacionada con la velocidad de expansión del Universo, circunstancia que los cosmólogos han determinado que ocurrió, siempre que como máximo hubiera 4 variedades o menos de las partículas denominadas neutrinos ligeros con energías menores de 1 MeV.
 
¿Cómo conocer el nümero de variedades de neutrinos ligeros? Para intestar a esta pregunta entró en juego el LEP (Large Electron Positron Collider), el reciente acelerador de partículas instalado en el CERN, Centro Europeo de Investigaciones Nucleares, con sede en Ginebra. Se trata de un inmenso tubo de vacío, de 27 kilómetros de longitud y 4 metros de sección, que discurre en un túnel por debajo de tierras francesas y suizas. En el interior del acelerador circulan electrones y positrones en sentido opuesto y a velocidades próximas a la de la luz, y la aceleración se consigue con 128 dispositivos electromagnéticos que poseen más de 4.600 imanes. Los choques entre las partículas, en lugares especialmente dispuestos para ello, junto con la enorme energía producida, da lugar a la formación de nuevas partículas de masa superior. Para ello se han de alcanzar energías del orden de 100 GeV, (1 GeV, gigaelectronvoltio, equivale a mil millones de electronvoltios).
 
Bajo la dirección del Dr. Carlo Rubbia, premio Nobel de Física de hace pocos años, ci CERN ha comenzado diversas experiencias en el LEP. Recientemente se han publicado en la revista Physics Letters algunos resultados relativos al número de los neutrinos ligeros, teniendo en cuenta también otros datos suministrados por otros aceleradores de partículas, como el Lineal de Stanford.
 
Por ahora, todo indica que el número de posibles variedades de neutrinos ligeros es de 3, lo que supone un excelente apoyo a la teoría del Big Bang. Además, aunque para los cosmólogos un neutrino ligero serla el que tuviese una masa por debajo de 1 MeV, la verdadera masa es mucho más reducida, del orden de 40 GeV.
 
No hay que olvidar que ci LEP está en sus comienzos y que para alcanzar sus rendimientos óptimos ha de pasar algún tiempo. De todos modos, sus inicios son prometedores y será muy útil para confirmar las modernas teorías de la cromodinámica cuántica que consideran como partículas elementales de la materia no solo a los electrones, protones y neutrones, sino a una amplia familia de 6 quarqs, 6 leptones, sus respectivas antipartículas y las partículas de intermediación entre las 4 fuerzas fundamentales (fotón, bosón, gluon y gravitón).
 
En todo caso, y aunque el avance obtenido en el conocimiento sea importante, año estamos lejos de la situación descrita por Hawking al final de su citado libro y queda un largo trecho para encontrar una teoría completa que permita obtener una respuesta a por qué existe el Universo y por qué existimos nosotros. Posiblemente porque ello significaría, tal como él indica, conocer el pensamiento del mismo Dios cuya existencia, contradictoriamente, considera innecesaria.