¿Dipolo en la variación de α?

Afirman que la constante de estructura fina varia en el tiempo y en el espacio. Las medidas de cuásares lejanos apoya la idea de que el Universo primitivo presentaría un comportamiento dipolar respecto a esta constante.

 La constante de estructura fina se llama así porque nos proporciona la estructura fina (el detalle) de los espectros atómicos. Se representa por el símbolo α y caracteriza la interacción electromagnética, la fuerza con que los electrones interaccionan electromagnéticamente con el núcleo atómico.

Lo más fascinante de esta constante de la Naturaleza es que es adimensional, es decir, no tiene unidades y por tanto tiene el mismo valor numérico independientemente del sistema de unidades empleado, midamos en metros o en millas. Una forma precisa de medirla en el laboratorios es gracias al efecto Hall cuántico. Según datos de 2002 su valor es concretamente:
Desde hace unos años se viene especulando sobre la posibilidad de que las constantes de la Física no fueran constantes y que éstas pueden cambiar en el tiempo, sobre todo al comienzo del Universo, cuando las condiciones eran extremas. Este tipo de especulaciones surgen de la necesidad de explicar o resolver ciertos problemas cosmológicos. Obviamente de cara a la Física cercana de todos los días no tendría ningún efecto. No obstante, ha habido algunos resultados experimentales al límite de la precisión actual que sugieren que quizás el valor de ciertas constantes fue distinto en el pasado.

Entre las constantes acusadas de inconstantes estaría precisamente la constante de estructura fina. Como la distribución de líneas espectrales depende de esta constante es relativamente fácil comprobar si en el pasado tuvo otro valor. Basta con obtener espectros de cuásares muy lejanos, que se nos aparecen tal y como eran cuando el Universo tenía una fracción de la edad actual. Recordemos, una vez más, que cuando más lejos miramos en el Cosmos más nos remontamos en el tiempo.

Por tanto, si la constante de estructura fina fue diferente en el pasado se tiene que apreciar en los espectros de estos cuásares lejanos.

A lo largo de estos últimos diez años se han podido medir espectros de ese tipo de objetos con el telescopio Keck situado en Hawaii y se ha podido comprobar este punto (según los que proponen esta idea). Según estos datos parece ser que la constante de estructura tenía un valor más pequeño en el pasado, pero dicha variación respecto al valor actual es muy pequeña. Aunque, debido a los márgenes de este tipo de medidas y a la falta de corroboración, no todo el mundo en la comunidad científica esta convencido de este resultado.

Ahora se añade algo todavía más misterioso a esta variación de α. Según John Webb de University of South Wales, uno de los líderes que defiende esta línea de investigación, no solamente se ha producido tal variación de α, sino que ésta no es isotrópica en el espacio. Ciertas regiones del cielo parecen contener objetos cuya luz se emitió con distinto valor de α que otros objetos de otras regiones a la misma distancia. También hay datos en este nuevo estudio sobre la variación de α respecto al corrimiento al rojo (que nos mide distancia y tiempo transcurrido desde que se emitió la luz), algo que era de esperar si el efecto es real. Para llegar a esta conclusión John Webb se ha basado en datos procedentes de cuásares lejanos tomados con el telescopio VLT que la ESO tiene instalado en Chile.

La variación en este caso sería de signo opuesto a la medida con anterioridad. En el pasado y en la región estudiada por el VLT, a diferencia de los datos de Keck, la constante de estructura tenía un valor mayor que el actual. Recordemos que a diferencia de Keck, que puede observar principalmente el hemisferio Norte, con VLT se observa el hemisferio Sur. Por tanto, α tuvo un valor distinto en el pasado dependiendo de la región del Cosmos.

Este resultado es realmente desconcertante e inesperado (si es que es cierto), pero proporcionaría soluciones a cierto problema planteado desde hace tiempo. Parece que ciertas constantes físicas están sintonizadas para que sea posible la vida. Si se produce una variación mínima de estas constantes la vida no se puede dar. La solución del principio antrópico, además de no solucionar realmente nada, no es del gusto de todos los investigadores para explicar este hecho. Pero si las constantes varían espacial y temporalmente pueden darse regiones del Cosmos en las que la vida, tal y como la conocemos, se puede dar. Fuera de estas "zonas habitables" la vida no sería posible.

En todo caso este resultado será difícil de tragar por el resto de la comunidad científica. Afirmaciones sorprendentes necesitan de pruebas irrefutables y en Astrofísica se trabaja normalmente con barras de error muy grandes. De momento parece que los datos son significativos con un valor de 4,1 sigma.