¿Y si hubiera otros universos, diferentes a este que tanto se ha estudiado y del que aún sabemos tan poco? ¿Cómo serían? ¿Andarían las personas de cabeza, si es que hay personas, o los relojes correrían al revés o qué tal si la famosa manzana de Newton no cayera del árbol sino saliera disparada hacia arriba? ¿Y en los otros? ¿Serían amos y señores de la Tierra los dinosaurios o dominaría una inteligencia artificial superior con un séquito de androides? La ciencia ficción y los medios han hecho popular esa la idea de que el universo que conocemos es apenas uno entre muchos. Esta hipótesis, aunque en una versión mucho menos exótica, ha hecho parte de la física teórica durante décadas. Hoy vuelve discutirse por cuenta de un experimentos realizados con neutrinos en 2016 que inexplicablemente se convirtió en tendencia está semana.
Los científicos están desconcertados por las partículas de la Antártida porque parecen estar fluyendo desde el suelo hacia arriba, una hazaña difícil para las partículas de alta energía. Estas son algunas claridades.
El Sol, las supernovas y los núcleos activos de galaxias son algunos eventos muy energéticos que disparan neutrinos a la Tierra, las partículas más pequeñas que un átomo y que le permiten a los científicos investigar las leyes fundamentales de la física. Estos son útiles para explorar la llamada fuerza fundamental débil (responsable de la desintegración de los núcleos radiactivos), que junto a la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza nuclear fuerte constituyen lo que hasta ahora se cree son las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Los neutrinos son partículas que interactúan muy poco con la materia; son difíciles de detectar y casi sin masa. Además, hay de varios tipos. Pasan a través de este planeta todo el tiempo, en su mayoría procedentes del Sol. Observarlos requiere de instrumentos científicos espectaculares. IceCube es uno de ellos, creado para medirlos desde la Antártida. Pero hay otros, como los datos que han sido malinterpretados en días recientes tomados por la Antena Antártica para Impulsos de Transientes (Anita, por sus siglas en inglés), una máquina que cuelga de un globo de la Nasa muy por encima de la superficie congelada.
“Anita es un experimento visionario que usa la capa de hielo de la Antártica como su detector y sus observaciones son toda una proeza tecnológica”, dice Juan Diego Soler, astrofísico en el Instituto Max Planck de la Agencia Espacial Europea, quien fue vecino de los investigadores de Anita en 2012, cuando trabajó en sensores a bordo de globos de gran altitud en la Antártida. El investigador cuenta que Anita es un experimento que mide las ondas de radio emitidas por un tipo de neutrinos de muy altas energía, más de cien veces más energéticos que los que detecta IceCube.
El equipo de Anita publicó un estudio en enero de este año en Arxiv en el que muestra la llegada de neutrinos muy energéticos que no corresponde a ninguna fuente conocida en el firmamento y, parecen haber llegado a través del centro de la Tierra. Que estas partículas hayan pasado a través del planeta sin perder energía, dice Soler, es una sorpresa mayúscula.
Habrían salido del centro de la Tierra
Cuando los investigadores de Anita intentaron ver la dirección de la cual vienen los neutrinos no encontraron nada. No era el Sol, no era un núcleo galáctico. “¿De dónde venían entonces?, ¿falla la física que conocemos?”, se preguntaron. “¿Se tratará de una partícula de neutrinos que no está incluida en el firmamento?”.
Y, ¿si vienen de otra fuente, una desconocida hasta ahora? Puede ser, pero a ellos se les ocurrió que la de un universo paralelo era una de las más remotas hipótesis que lo podía explicar. Una más y a la que pocos científicos se adhieren por ser tan extravagante, ellos prefieren las explicaciones más sencillas. Hay otras, como que sea un error en la toma de datos, cuenta Carlos Molina, director del Planetario de Bogotá, astrofísico con interés en cosmología, formación y evolución de galaxias y profesor de la U. de A.
Detectados en 2014 y 2016, el fenómeno parece contradecir el llamado modelo estándar de la física de partículas porque estos neutrinos, similares a rayos cósmicos, fluyen desde el hielo. Esta es una hazaña que normalmente se considera difícil para las partículas de alta energía, por lo que una de las ideas que se planteó es que podría haber un universo creado de manera paralela en el Big Bang donde los fundamentos de la física son diferentes a los del este y el tiempo corre al revés. ¿Cómo llegaron ahí?
Línea del tiempo
Ya los neutrinos de alta masa no pueden atravesar la Tierra, deberían haberse generado al interior de ella. Una de las explicaciones es que los neutrinos saliendo del planeta sean un reflejo de neutrinos llegando al planeta de otro universo.
Pero antes de seguir será importante que tenga en cuenta que aunque esta sea una de las explicaciones, el escenario es altamente improbable y mucho más para solo considerarse por solo las dos observaciones de Anita.
Para entender de dónde salió la conjetura es importante mencionar conceptos de cuántica como de cosmología, el estudio del universo en su conjunto.
La homogeneidad del universo y lo que llaman isotropía en cosmología, que significa que el universo es más o menos el mismo en distintas partes, indicarían que las leyes de la física aplican para todos sus lugares, agrega Molina. Es decir, no hay direcciones preferenciales en el universo. “Si a usted lo ponen en cualquier parte del universo, en lugar lejos de una galaxia o un Sistema Solar, es imposible decir dónde es arriba, abajo, izquierda, derecha, porque todas las direcciones del universo son las mismas. Si llega a haber un quiebre y hay anisotropía (algo que indique que algo produce una dirección preferencial en el espacio), aparece la pregunta: ¿Por qué el espacio prefiere una dirección que otra?”, reflexiona Soler.
Pero el investigador explica que esa dirección especial en el espacio era a una posibilidad apenas hace unos años: [“la radiación de fondo de microondas (luz fósil del Big Bang) indica que no hay una dirección privilegiada en el universo. Pero durante un tiempo las observaciones de WMAP (telescopio espacial de NASA que operó entre 2001 y 2010) presentaban anomalías a las que les pusieron nombres exóticos como “el eje del mal” o “punto frío” que nos permitieron especular. Pero con Planck (telescopio espacial de ESA que opero entre 2009 y 2013) lo descartaron”.
La idea del viaje en el tiempo o de la línea del tiempo diferente viene de la teoría más aceptada sobre el origen del universo y lo que se piensa sobre cómo se comportan las partículas elementales. Al inicio del universo, la materia y la antimateria se aniquilaron creando un montón de radiación y quedó un exceso de materia por todas partes, por eso en el universo hay electrones por todos lados y no positrones por doquier.
Molina da un ejemplo: un electrón (partícula de carga negativa) y un positrón (partícula de carga positiva), se aniquilan y forman dos fotones. Esa sería una manera de verlo. O se podría cambiar el enfoque: dos fotones pueden crear un par de partículas (electrón y positrón).
Gracias a la teoría CPTI (simetría de carga, de posición y de tiempo) se podría mirar que el positrón no es un positrón sino un electrón viajando hacia atrás en el tiempo hasta el momento en que se produce la interacción electromagnética que forma las dos partículas. Es como si fuera un electrón viajando hacia atrás.
En ese universo paralelo las cosas funcionarían más o menos así, este estaría más dominado por la antimateria que por la materia y el tiempo iría en otra dirección, agrega Soler.
¿Un mundo al revés?
Los físicos buscan el quiebre de sus leyes porque es en ese momento en el que aprenden cosas nuevas. Pasa en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como el CERN. Allí todo el tiempo están buscando dimensiones extra. ¿Por qué no puede haber otra dimensión que sea muy chiquita y no la veamos?
“Hay que olvidarse que las leyes de la física son como código de policía que le aplicamos a la naturaleza. Son más bien las pistas que obtenemos observando la naturaleza, como si te sientas a jugar naipes en una mesa y nadie te ha explicado las reglas”, anota Soler.
Ellos saben, explica Molina, que los neutrinos de baja energía pueden atravesar la Tierra sin problema alguno, pero los de mayor energía pueden ser detenidos por la masa sólida de nuestro planeta. El impacto de estos rayos de energía con la masa del planeta generan las ondas de radio que los científicos detectan con Anita, para así intentar rastrear el origen de esta energía en el universo. Dicho fenómeno explica por qué los neutrinos solo viajan en una dirección, desde el espacio hacia la tierra.
“Pero hacen falta pruebas más contundentes para concluir que existe otro universo y con el COVID19 retrasando las nuevas observaciones de Anita desde Antartida, esto va a tomar un tiempo” explica Soler. “Igual, si existe otro universo en donde el tiempo marcha al revés, no existe ninguna razón por la cual tenga que parecerse al nuestro. Esa versión de un mundo como en un espejo solamente existe en las películas”.
