ENIGMAS. Desvelando el misterio del "número mágico" 137: por qué este número es tan importante

Desvelando el misterio del 137: por qué este número es tan importante

 

α – la constante de estructura fina – guarda el secreto de la vida. Imagen: NASA Images/Shutterstock

La constante de estructura fina es un pequeño y misterioso individuo: diminuto, sin dimensiones, aparentemente aleatorio y, sin embargo, contiene la clave de la vida misma

26 diciembre 2023.- Como dijo el matemático De La Soul, tres es el número mágico. Pero si hay que creerle al físico Richard Feynman, esa cifra está equivocada en un factor de aproximadamente 400. Para Feynman, el “número mágico” es alrededor de 1/137 – específicamente, es 1/137.03599913. 

Los físicos la conocen como α (alfa), o constante de estructura fina. "Ha sido un misterio desde que fue descubierto",  escribió Feynman en su libro de 1985  QED: The Strange Theory of Light and Matter . "Todos los buenos físicos teóricos ponen este número en su pared y se preocupan por ello".

Es increíblemente misterioso e increíblemente importante: un número aparentemente aleatorio y sin dimensiones, que sin embargo guarda el secreto de la vida misma. 

"Es una medida de la fuerza de la interacción entre partículas cargadas y la fuerza electromagnética", explicó el profesor de astrofísica de SUNY Stony Brook, Paul M Sutter, en un artículo para Space . 

“Si tuviera algún otro valor, la vida tal como la conocemos sería imposible”, escribió. "Y, sin embargo, no tenemos idea de dónde viene".

Normalmente, esta sería la parte en la que le daremos algunos ejemplos de dónde aparece el valor, pero la respuesta, literalmente, es "en todas partes". Fue  descubierto por primera vez en 1916 por el físico Arnold Sommerfeld, pero ya había aparecido en ecuaciones durante  décadas antes . Se esconde en fórmulas que describen la luz y la materia, y lo gobierna todo, desde el átomo de hidrógeno más pequeño hasta la formación de estrellas.

"En nuestro mundo cotidiano, todo es gravedad o electromagnetismo", dijo a la revista Quanta Holger Müller, físico de la Universidad de California, Berkeley. "Y es por eso que alfa es tan importante".

Por supuesto, la física no es ajena a las constantes: está  c , la velocidad de la luz; G , la constante gravitacional; en física cuántica existen tanto  h como  ħ para describir la constante de Planck. Si eres un verdadero aficionado, es posible que incluso conozcas  k , la constante de Boltzmann. Pero α tiene algo que ninguna de esas otras constantes tiene o, para ser más precisos,  no tiene algo que ellas  sí tienen .

"No hay dimensiones ni sistemas de unidades del que dependa el valor de la [constante de estructura fina]",  escribió Sutter. "Las otras constantes de la física no son así".

Tomemos como ejemplo la velocidad de la luz. Búscalo en un motor de búsqueda y encontrarás que equivale a 299.792.458 metros por segundo. Digamos que es un año luz por año.

¿Ya tienes la foto? El valor de la constante no es realmente constante; depende de las unidades que utilices. Pero la constante de estructura fina no tiene esa propiedad: es una constante completamente adimensional. 

“Si te encontraras con un extraterrestre de un sistema estelar distante, te resultaría bastante difícil comunicar el valor de la velocidad de la luz. Una vez que hayas definido cómo expresamos nuestros números, tendrás que definir cosas como metros y segundos”, explicó Sutter. “Pero podrías hablarles de la constante de estructura fina y ellos lo entenderían inmediatamente”.

Pero quizás lo más extraño de esta constante aparentemente más pura es que, de hecho, puede no ser constante. Algunos físicos han sugerido que el α actual es en realidad  un poco más grande de lo que solía ser : sólo una parte en aproximadamente 100.000 a lo largo de seis mil millones de años, pero eso es suficiente para tener ramificaciones bastante enormes a largo plazo. Cambie ese 137 a 138, por ejemplo, y disminuirá el valor de α en 0,00005: suficiente,  argumentan algunos científicos , para evitar que las estrellas creen carbono, deteniendo así la creación de vida tal como la conocemos.

Como  lo expresó Feynman : “Es uno de los mayores malditos misterios de la física: un número mágico que llega a nosotros sin que el hombre lo entienda. Se podría decir que la 'mano de Dios' escribió ese número, y 'no sabemos cómo manejó su lápiz'”.