Un equipo de investigadores demuestra que la llamada «constante de estructura fina» se mantiene inalterada incluso en el peor de los entornos posibles

En las cercanías de un agujero negro muchas leyes de la Física dejan de tener sentido. La gigantesca gravedad de estos objetos tiene, en efecto, la capacidad de «doblar» el espacio-tiempo hasta el punto de curvarlo sobre sí mismo e incluso rasgarlo. Y nadie sabe a ciencia cierta qué reglas o constantes de la Naturaleza se seguirán cumpliendo en la «singularidad» el punto central de todo agujero negro, donde la masa tiende a infinito y la Física conocida deja de funcionar por completo.

Pero un equipo de investigadores del observatorio de París acaba de encontrar una constante capaz de mantenerse inalterada incluso cerca de uno de estos monstruos espaciales. Se trata de la llamada «constante de estructura fina», que gobierna las interacciones electromagnéticas entre las patículas y que es exactamente la misma en Todo el Universo. Las conclusiones de los científicos se acaban de publicar en «Physical Review Letters».

Según algunas teorías, esta constante podría ser diferente en ciertos lugares, y uno de ellos sería, precisamente, el entorno gravitatorio extremo de un agujero negro. De modo que los investigadores decidieron ponerla a prueba cerca de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo (con cuatro millones de masas solares) que hay en el centro de nuestra galaxia. Y el resultado es que el número que expresa la constante no se movió.

La constante que vale 1/137
La constante de estructura fina es uno de esos números invariables que aparecen en las fórmulas de los físicos, como la masa del electrón o la velocidad de la luz. Y determina la fuerza con la que las partículas cargadas eléctricamente interactúan entre sí. Nadie sabe por qué la constante tiene el valor que tiene, que es aproximadamente de 1/137. Pero lo que sí saben es que si ese número fuera muy diferente, los átomos no podrían ni siquiera llegar a formarse.

A través de varios experimentos, la ciencia ya había demostrado previamente que la constante de estructura fina no varía con el tiempo. En palabras de Aurélien Hees, autor principal del estudio, «aquí lo interesante es tratar de encontrar variaciones (de la constante) en otros lugares del Universo, en entornos totalmente diferentes».

Una prueba en el centro de la galaxia
Para llevar a cabo sus pruebas, Hess y sus colaboradores observaron con detalle la luz de cinco estrellas que se mueven muy cerca de Sagitario A*, en busca de indicios de una constante de estructura fina alterada. Cuando la luz estelar se separa en diferentes longitudes de onda, muestra unas características líneas de absorción, que indican qué longitudes de onda en particular son absorbidas por los átomos de los diferentes elementos. Es así, precisamente, como los astrónomos pueden conocer los elementos de los que se compone, por ejemplo, una estrella lejana.

Si la constante de estructura fina se alterara de algún modo en las inmediaciones del centro galáctico, la separación que existe entre esas líneas de absorción sería diferente de la que se mide en otros lugares, o incluso en los laboratorios de la Tierra. Pero no hubo variación alguna. De hecho, los investigadores calcularon que la constante de estructura fina coincidía casi exactamente con los valores que tiene aquí, en nuestro planeta.

Es la primera vez que los científicos buscan variaciones en esta constante tan cerca de un agujero negro. Ya en 2010, un estudio mostró indicios de que la constante podría ser distinta en diferentes lugares del espacio, con el «número mágico» aumentando o disminuyendo, pero las evidencias no fueron concluyentes. Ahora, Hees y su equipo han hecho lo mismo, pero en el peor de los entornos posibles: los alrededores de un gran agujero negro. Y sus resultados demuestran que la constante se mantiene.

El trabajo resulta importante porque nos indica que, en nuestras futuras investigaciones sobre agujeros negros, por lo menos tendremos una constante que se mantiene firme, una especie de ancla justo en medio de los objetos más extraños y desafiantes de todo el Universo.

06-03-2020 | ABC – España

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