15/Jul/08

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Las partículas conservan su peso durante miles de millones de años

A diferencia de la mayoría de nosotros, las partículas subatómicas no aumentan de peso a medida que se ponen más viejas. La masa de estas diminutas partes de materia ha permanecido constante durante los pasados 6 mil millones de años, según indican las recientes observaciones astronómicas

Una representación artística de las ondas de radio desde un cuásar distante, llamado B0218+367 (a la derecha). En su camino hasta la Tierra, estas ondas pasan a través de una galaxia espiral que contiene gas amoníaco, el que absorbe una parte de las emisiones de radio.

Créase o no, pero si un electrón era más liviano o más pesado en el pasado una cuestión de importancia fundamental. Las variaciones en la masa de una partícula y otras llamadas constantes de la naturaleza, como la velocidad de la luz, pueden ayudar a explicar el misterio de la energía oscura y determinar si existen dimensiones ocultas.

"Algunos teóricos afirman que las constantes físicas deberían haber variado con el tiempo", dijo Christian Henkel del Max Planck Institute para la Radioastronomía en Bonn, Alemania. "Es parte de la modelación del universo".

Henkel y sus colegas han puesto nuevos límites a las indecisas constantes. Mediante la observación de la absorción de las ondas de radio por las moléculas en el universo temprano, los investigadores han mostrado que la proporción de masa entre dos partículas -el protón y el electrón- no ha cambiado de su valor actual en más de 2 millonésimas.

Los resultados, informados en una reciente edición de la revista Science, cuestionan las mediciones previas que afirman haber visto variaciones en esta proporción de masa.

Olfatear amoníaco

Henkel llegó a estudiar la variación de las constantes después de que él y algunos colegas detectaron amoníaco en una galaxia "a través del universo", le dijo a SPACE.com. Ese objeto tan distante ofrece un vistazo hacia atrás en el tiempo, porque la luz que vemos de ella ahora salió de la galaxia hace miles de millones de años.

Fue la primera vez que esta molécula fuera vista tan lejos. El equipo identificó el amoníaco por su absorción de las ondas de radio de un objeto brillante llamado cuásar, ubicado detrás de la galaxia. Más tarde se dieron cuenta de que esta absorción podía proveer información sobre la física fundamental en el universo temprano.

"El amoníaco es una molécula con una estructura muy especial", explicó Henkel. Parece una pirámide (o tetraedro) con tres átomos de hidrógeno formando la base y un átomo de nitrógeno en la cima.

Aunque la mayor parte de las otras moléculas rotan más rápido cuando absorben energía de las ondas de radio, el amoníaco en realidad gira de adentro hacia afuera, porque el nitrógeno se mueve desde arriba de los hidrógenos hacia abajo.

Este giro depende en gran parte de la proporción entre la masa del protón y la del electrón. Sabiendo esto, el equipo de Henkel comparó sus datos del amoníaco con otras moléculas en la misma galaxia, y descubrió que la absorción del amoníaco no había cambiado significativamente de donde se esperaba que estuviera.

Eso implica que hace 6 mil millones de años, los protones pesaban unas 1.836 veces más que los electrones, como ahora.

Un mundo cambiante

"Es un resultado desconcertante, pero estoy seguro de que hicieron un trabajo minucioso", dijo Wim Ubachs de la Universidad Vrije en Ámsterdam, Países Bajos.

Ubachs fue uno de los astrónomos que escribieron un trabajo de investigación en 2006 donde afirmaban ver un cambio (20 millonésimas) en la proporción de masas protón / electrón. El experimento era similar al actual estudio, pero en este caso la molécula no era amoníaco, sino hidrógeno.

En sentido literal, las dos observaciones discrepan, pero Ubachs señaló que los resultados de su grupo correspondían a una época mucho más temprana, más de 11.500 millones de años atrás.

Es posible que la proporción de masas cambiara entre las dos mediciones. Efectivamente, hay teorías que dicen que las constantes fundamentales variaron después del Big Bang pero entonces se detuvieron, en cuanto la energía oscura (una energía hipotética que produce una fuerza que se opone a la gravedad) empezó a acelerar la expansión del universo hace unos 6 mil millones años. Algunos de estos modelos afirman que la energía oscura es de algún modo responsable de las variaciones en las constantes. Otros, basados en la teoría de cuerdas, suponen que las dimensiones espaciales adicionales (más allá de las tres que podemos ver) provocan las fluctuaciones en el valor de las constantes.

Probar alguna de estas ideas necesitará de muchos más datos; ambos, Henkel y Ubachs, tienen nuevas observaciones en proceso de ser analizadas.

"Esperamos que los próximos resultados arrojen más luz sobre el asunto, que es muy intrigante", dijo Ubachs.

Fuente: Space. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard